植物個(gè)體尺度瞬時(shí)和短期水、碳過程及其耦合可以揭示個(gè)體長時(shí)間尺度的機(jī)理機(jī)制,并且是連接不同空間尺度相關(guān)過程的橋梁。本研究以北京山區(qū)廣泛分布的典型樹種側(cè)柏（Platycladus orientalis）幼樹為研究對象,依托人工氣候箱,對其進(jìn)行為期一個(gè)月的培養(yǎng)（三個(gè)CO₂濃度（C_a）和五個(gè)土壤含水量（SWC）交互處理）。通過測定不同處理下個(gè)體尺度蒸騰耗水和固碳、呼吸速率,揭示個(gè)體瞬時(shí)和短期（瞬時(shí)累加值）的水、碳過程的變化特征;以水分利用效率WUE（凈固碳和耗水的比值）為水碳耦合的切入點(diǎn),探討其對環(huán)境的響應(yīng)趨勢,確定水、碳耦合閾值。另外,結(jié)合對葉片和個(gè)體生理形態(tài)特征的測定,對葉片與個(gè)體尺度水、碳耦合聯(lián)系的分析,實(shí)現(xiàn)水、碳耦合模型從葉片到個(gè)體的尺度上推,即建立并驗(yàn)證個(gè)體瞬時(shí)和短期水、碳耦合模型。主要研究結(jié)果和結(jié)論如下:（1）個(gè)體白天蒸騰速率（E_P）受到SWC的顯著影響,但并未受到C_a的顯著影響。E_P隨SWC的增加而增加,在70-80%田間持水量（FC）時(shí)達(dá)到最大值,隨后略微遞減。在不同土... 

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號對照表
引言
1 國內(nèi)外研究進(jìn)展
    1.1 不同尺度水、碳過程及其耦合
    1.2 葉片與個(gè)體尺度水、碳過程及其耦合的聯(lián)系
    1.3 水分利用效率和穩(wěn)定同位素
        1.3.1 葉片和個(gè)體瞬間水分利用效率模型
        1.3.2 碳同位素分餾和葉肉導(dǎo)度的計(jì)算
        1.3.3 葉片和個(gè)體尺度短期水分利用效率模型
    1.4 存在問題及發(fā)展方向
        1.4.1 存在問題
        1.4.2 發(fā)展方向
2 研究區(qū)概況
    2.1 地理位置
    2.2 土壤與地貌
    2.3 氣候與水文
    2.4 植被狀況
3 研究內(nèi)容與方法
    3.1 研究內(nèi)容
    3.2 技術(shù)路線
    3.3 研究方法
        3.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.3.2 個(gè)體尺度CO2交換和耗水量的測定
        3.3.3 葉片氣體交換測定
        3.3.4 碳同位素分析
        3.3.5 葉面積和各器官重量測定
        3.3.6 數(shù)據(jù)分析
4 葉片及個(gè)體尺度生理形態(tài)特征分析
    4.1 葉片光合生理參數(shù)分析
        4.1.1 葉片凈光合速率和蒸騰速率變化特征
        4.1.2 與擴(kuò)散過程有關(guān)的光合生理參數(shù)變化特征
        4.1.3 葉片光合生理特征參數(shù)相關(guān)性分析
    4.2 葉片碳同位素特征分析
        4.2.1 葉片可溶性化合物δ13C變化特征
        4.2.2 葉片光合分餾值變化特征
        4.2.3 葉片光合分餾值與光合生理參數(shù)相關(guān)性分析
    4.3 個(gè)體尺度形態(tài)結(jié)構(gòu)特征和呼吸、“無效”水的損耗
        4.3.1 葉片總面積和不同器官干重變化特征
        4.3.2 呼吸和“無效”水損耗占比
        4.3.3 個(gè)體尺度特征影響因素分析
    4.4 小結(jié)
5 個(gè)體尺度蒸騰耗水分析
    5.1 個(gè)體尺度白天蒸騰耗水特征分析
        5.1.1 個(gè)體尺度白天蒸騰速率變化特征
        5.1.2 個(gè)體尺度白天蒸騰速率影響因素分析
    5.2 個(gè)體尺度夜間蒸騰耗水特征分析
        5.2.1 個(gè)體尺度夜間蒸騰速率變化特征
        5.2.2 個(gè)體尺度夜間蒸騰速率影響因素分析
    5.3 個(gè)體尺度晝夜累積蒸騰耗水特征分析
        5.3.1 個(gè)體尺度晝夜累積蒸騰變化特征
        5.3.2 個(gè)體尺度晝夜累積蒸騰影響因素分析
    5.4 小結(jié)
6 個(gè)體尺度固碳分析
    6.1 個(gè)體尺度白天凈光合速率特征分析
        6.1.1 個(gè)體尺度白天凈光合速率變化特征
        6.1.2 個(gè)體尺度白天凈光合速率影響因素分析
    6.2 個(gè)體尺度夜間呼吸速率特征分析
        6.2.1 個(gè)體尺度夜間呼吸速率變化特征
        6.2.2 個(gè)體尺度夜間呼吸速率影響因素分析
    6.3 個(gè)體尺度晝夜凈固碳分析
        6.3.1 個(gè)體尺度晝夜凈固碳變化特征
        6.3.2 個(gè)體尺度晝夜凈固碳影響因素分析
    6.4 小結(jié)
7 個(gè)體尺度水、碳耦合機(jī)制
    7.1 個(gè)體尺度水分利用效率變化特征
        7.1.1 葉片瞬時(shí)水分利用效率變化特征
        7.1.2 個(gè)體尺度瞬時(shí)水分利用效率變化特征
        7.1.3 個(gè)體尺度短期水分利用效率變化特征
    7.2 葉片和個(gè)體尺度水分利用效率關(guān)系
        7.2.1 葉片與個(gè)體尺度瞬時(shí)水分利用效率關(guān)系
        7.2.2 葉片與個(gè)體尺度短期水分利用效率關(guān)系
    7.3 個(gè)體尺度水分利用效率影響因素分析
        7.3.1 葉片尺度瞬時(shí)水分利用效率影響因素分析
        7.3.2 個(gè)體尺度瞬時(shí)水分利用效率影響因素分析
        7.3.3 個(gè)體尺度短期水分利用效率影響因素分析
    7.4 小結(jié)
8 個(gè)體尺度水、碳耦合模型的構(gòu)建與驗(yàn)證
    8.1 氣孔和葉肉導(dǎo)度模型的構(gòu)建與驗(yàn)證
        8.1.1 光合-氣孔導(dǎo)度耦合模型
        8.1.2 光合-葉肉導(dǎo)度耦合模型
    8.2 基于氣孔行為的個(gè)體瞬時(shí)水、碳耦合模型的構(gòu)建與驗(yàn)證
        8.2.1 模型構(gòu)建
        8.2.2 不同模型估測值比較
        8.2.3 模型驗(yàn)證
    8.3 基于氣孔和葉肉行為的個(gè)體短期水、碳耦合模型的構(gòu)建與驗(yàn)證
        8.3.1 個(gè)體尺度經(jīng)典模型短期水、碳耦合模型
        8.3.2 基于葉肉和氣孔行為的個(gè)體經(jīng)典短期水、碳耦合模型
    8.4 小結(jié)
9 樹木水、碳關(guān)系與協(xié)同權(quán)衡對策
    9.1 個(gè)體水、碳過程關(guān)系與其耦合閾值
    9.2 個(gè)體水、碳權(quán)衡對策
        9.2.1 提高葉片水分利用效率
        9.2.2 降低個(gè)體“無效”水損耗和呼吸碳消耗占比
    9.3 小結(jié)
10 結(jié)論與展望
    10.1 結(jié)論
    10.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    10.3 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡介
導(dǎo)師簡介1
導(dǎo)師簡介2
成果目錄清單
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]枸杞苜蓿間作模式下水分調(diào)控對枸杞光合特性與水分利用的影響[J]. 齊廣平,銀敏華,蘇鵬海,康燕霞,李曉敏,王金恒.  水土保持學(xué)報(bào). 2019(06)
[2]北京山區(qū)側(cè)柏林蒸散拆分研究[J]. 王渝淞,賈國棟,張永娥,鄭鵬飛,朱栩輝,孫樂樂,余新曉.  水土保持學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]植物光合作用葉肉導(dǎo)度及主要限制因素研究進(jìn)展[J]. 韓吉梅,張旺鋒,熊棟梁,Jaume FLEXAS,張亞黎.  植物生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(08)
[4]北京西山側(cè)柏林冠層不同高度處葉片水分利用效率[J]. 張永娥,余新曉,陳麗華,賈國棟,張禎堯,孫立博,張杰銘,侯貴榮.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(07)
[5]干旱條件下冬小麥不同尺度水分利用效率及其之間的關(guān)系[J]. 黃桂榮,梅旭榮,嚴(yán)昌榮,劉曉英,張欣瑩,王雅靜,郭瑞,顧峰雪,鐘秀麗.  麥類作物學(xué)報(bào). 2017(04)
[6]北京山區(qū)側(cè)柏水分利用策略[J]. 劉自強(qiáng),余新曉,婁源海,李瀚之,賈國棟,路偉偉.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(11)
[7]基于樹輪δ13C值的北京山區(qū)油松水分利用效率[J]. 路偉偉,余新曉,賈國棟,李瀚之,劉自強(qiáng).  生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(06)
[8]不同尺度林木蒸騰耗水測算方法述評[J]. 石磊,盛后財(cái),滿秀玲,蔡體久.  南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[9]梭梭群落碳交換的尺度轉(zhuǎn)換研究:從葉片到群落[J]. 李守娟,馬杰,唐立松,李彥,劉冉.  干旱區(qū)研究. 2016(02)
[10]熱平衡式莖流計(jì)在測定植物蒸騰耗水中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 馬長健,劉馨惠,卞城月,劉泉汝,王暉.  中國農(nóng)學(xué)通報(bào). 2015(32)

博士論文
[1]華北土石山區(qū)植被水碳耦合機(jī)制研究[D]. 王丹丹.北京林業(yè)大學(xué) 2019
[2]北京山區(qū)側(cè)柏生態(tài)系統(tǒng)CO2通量的拆分與模擬研究[D]. 李瀚之.北京林業(yè)大學(xué) 2018
[3]北京山區(qū)典型森林生態(tài)系統(tǒng)水分運(yùn)動(dòng)過程與機(jī)制研究[D]. 賈劍波.北京林業(yè)大學(xué) 2016
[4]海河山區(qū)流域生態(tài)水文演變規(guī)律研究[D]. 王賀年.北京林業(yè)大學(xué) 2015
[5]黃土半干旱區(qū)主要造林樹種蒸騰耗水及冠層蒸騰模擬研究[D]. 韓磊.北京林業(yè)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]基于穩(wěn)定碳同位素的貴州高原樹木生長對干旱的響應(yīng)研究[D]. 鄭無忌.蘭州大學(xué) 2019
[2]基于穩(wěn)定同位素渾善達(dá)克沙地楊樹水分利用情況研究[D]. 李雪松.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[3]擴(kuò)散式紅外CO2分析器在植物群體光合測量中的應(yīng)用研究[D]. 武強(qiáng).安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[4]基于同位素技術(shù)的森林生態(tài)系統(tǒng)水分通量解析[D]. 婁源海.北京林業(yè)大學(xué) 2016
[5]林木微觀碳匯同化箱的研制[D]. 郭明明.中國計(jì)量學(xué)院 2016



本文編號：3666553