莆田沿海地区主要作物和种植方式光热潜势利用分析及开发对策

在对莆田沿海地区的农业自然条件进行调查和分析的基础上,应用Ｋａｓｓａｍ光热生产潜力的估算方法,结合田间定位试验和大田抽样调查结果,对当地主要作物和熟制的光热生产潜力及其开发的理论潜势进行了分析．并对光热生产潜力的开发对策进行了探讨．     

日光温室气象条件的观测研究

根据对目前普遍用于黄瓜等蔬菜冬季栽培的日光温室内、外的辐射、湿度、CO2浓度等气候要素的测定研究，结果表明：（1）在寒冷季节（1－2月）室内旬平均气温15℃左右，昼夜温度变化在10－30℃之间，不能完全满足黄瓜等蔬菜作物的需要；（2）无论晴天还是阴天室内外气温具有良好的相关性；（3）室内高湿、寡照及CO2的匮乏是制约作物正常生长发育及产量提高的重要因子；（4）在阴天（特别是连阴天）条件下，设法改善室内的光温条件是提高作物产量、增加经济效益的重要措施；（5)室内黄瓜上部叶片光合速率的日变化晴天呈双峰型，阴天则呈单峰型。     

气象要素(气温、太阳辐射、风速和相对湿度) 日变化进程的数理模拟

在建立植物生态生理模型（如光合作用、蒸腾作用数理模型）的过程中，气温、太阳辐射、风速、相对湿度等气象要素的日变化及瞬时资料是必不可少的。本文根据常规台站的日常观测资料，建立了气温、太阳辐射、风速、相对湿度等气象要素日变化的数理模型。并应用实测资料对所建模型进行了验证。实验表明：（1）描述气温日变化的正弦－指数模型通常其模拟结果不甚理想，但通过引用最高温度的时间延迟参数及惯性系数，可增加模拟结果的准确性。（2）根据日平均风速资料，应用两条正弦曲线模型可模拟的日变化及瞬时值，并可根据具体地点，确定日最小风速及两条正弦曲线的起至时间。（3）根据测量的太阳辐射日总量值以及太阳高度的日变化值等，可准确地模拟太阳辐射的日变化;(2)根据日平均风速资料，应用两条正弦曲线模型可模拟的日变化及瞬时值，并可根据具体地点，确定日最小风速及两条正弦曲线的起至时间.(3)根据测量的太阳辐射日总量值以及太阳高度的日变化值等，可准确地模拟太阳辐射的日变化；（4）根据露点温度和气温常规资料可准确模拟相对湿度的日变化。如果区域参数已知或被正常估计，上述方法可得到较为理想的气象要素日变化的模拟结果。     

紫外辐射增加后麦田的小气候特征研究(Ⅱ)

利用小麦灌浆期作物群体小气候和农田地温观测资料,分析研究了过量紫外线照射后农作物群体小气候(如湿度、风速、土温等)的时空分布特征,发现UV-B处理下的小麦群体湿度午前比对照区小,午后湿度比对照区大,CK、T1、T2组群体内外空气湿度最大差值分别为38.3%、30.6%、23.5%。UV-B的增加导致小麦群体的中下部风速较大,成熟期小麦,在大风天气里,UV-B处理组的小麦比对照处理的更易倒伏,小麦群体的风速在垂直方向上分布为:顶部>2/3处>基部>1/3处;UV-B的增加对麦田的土壤温度也有影响,强UV-B处理下的地温比对照处理的地温高,10cm地温的上升幅度在不同处理存在显著差异,CK和T2的10cm地温变化范围分别是12℃—14℃、12.8℃—16℃。     

Relationship between effective solar radiation and sap flow process during an entire growing season in Western Mountains of Beijing

In order to explore the relationship between the time processes of solar radiation and sap flow, sap flow velocity (SFV) of Platycladus orientalis and Pinus tabulaeformis, effective solar radiation (ESR) and other environmental factors were synchronously monitored for one year in the Beijing Western Mountains by using a thermal dissipation probe (TDP) system and an automatic weather station. Results showed significant differences between changes in diurnal characteristics of ESR and sap flow in sunny days during three seasons. Starting times of sap flow occurred generally 1.5–3 hours later than those of solar radiation and there were small differences between Platycladus orientalis and Pinus tabulaeformis. But peak times and stopping times of sap flow varied con-siderably with large contrasts in ESR. The duration of sap flow showed clear differences among the seasons owing to the variable rhythms of climate factors in Beijing. Fluctuation amplitude in the duration of sap flow remained relatively stable during the autumn but changed greatly during spring and summer. Changes in diurnal sap flow velocity of both Platycladus orientalis and Pinus tabu-laeformis were about 0–3 hours later than those of ESR but with the same configuration. The start of sap flow was mainly induced by the sudden intensification of ESR (sunrise effect). Seasonal models of SFV indicated that a cubic equation had the best fit. It was more practical to simulate seasonal water consumption models of trees with ESR. In further investigations, these models should be optimized.     

UV-B辐射增强对红松幼苗针叶脂质过氧化及抗氧化系统的影响

以盆栽3年生红松实生苗为材料,分为CK(对照)、T1(+3.25 μW·cm～UV-B辐射)、T2(+6.51μW·cm～UV-B辐射)及T3(+9.76 μW·cm-2 UV-B辐射)4个处理,研究环境UV-B辐射增强对红松叶片自由基含量、脂质过氧化程度及抗氧化系统的影响.结果表明:UV-B辐射增强显著提高红松针叶内羟基自由基(·OH)、过氧化氢自由基(H2O2)和MDA含量(P＜0.05),T3处理下叶片的H2O2(149.05 mmol·g-1)和MDA(12.56 μmol·g-1)含量最高;UV-B辐射增强诱导过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,显著降低过氧化物酶(POD)活性(P＜0.05);抗氧化物质中可溶性蛋白含量随UV-B胁迫程度加强而显著增加(CK为0.17 mg·g-1,T3处理为0.26 mg·g-1),而各UV-B辐射增强处理均降低了类胡萝卜素和类黄酮含量.各生理指标相关分析结果表明:红松针叶内可溶性蛋白含量与自由基、MDA含量间存在极显著的正相关关系(P＜0.01);·OH含量与类胡萝卜素、类黄酮含量间存在极显著的负相关关系(P＜0.01).研究证实UV-B辐射增强通过产生大量的自由基对红松幼苗的生理代谢产生影响,而红松幼苗通过提高抗氧化酶(CAT,APX,SOD)的活性和蛋白质的含量来抵抗UV-B辐射引起的损伤,但其防御机制并不能有效地缓解这个伤害.     

针叶中紫外吸收物质含量的测定

风干处理对常见针叶植物叶中紫外吸收物质含量没有影响,60℃水浴提取1h或浸泡7天的方法都能有效提取出针叶中的紫外吸收物质;针叶中紫外吸收物质的含量可用A300·L·g-1FW来表示。     

帽儿山林场樟子松人工林光辐射分布的研究

以东北林业大学帽儿山实验林场老山施业区内的樟子松人工林为研究对象,运用WinSCANOPY2006a冠层分析仪采集数据,并结合实地调查,实测5种林龄的樟子松人工林群落内光辐射特征及冠层参数。结果表明：立地条件基本一致的情况下,樟子松人工林内光辐射随林龄增大呈下降趋势,变化范围为8．8－12．32mol·m^-2·d^-1,平均占冠层顶部总辐射的21．21％。对光的吸收能力逐渐增强且树龄为30a以后趋于稳定。林分开阔度的变化范围为10．78％～21．66％,不同林龄群落之间差异显著,随林龄增大而下降。叶面积指数变化范围为2．29～3．47,不同林龄群落之间差异不显著。消光系数（＆）的变化范围为0．47～0．63,消光能力随林龄增大而增强,冠层结构随林龄的变化对消光能力的变化有一定得影响．     

杉木人工林生态系统太阳辐射特征研究

根据2008年的观测数据,分析了会同杉木人工林太阳辐射各分量的时间分布特征及不同季节太阳辐射分配率的差异。结果表明:除大气逆辐射(RLd)外,其余3种辐射的年变化大致呈单峰形;太阳总辐射(RSd)及反射辐射(RSu)日变化均呈规则的单峰曲线,而森林生态系统长波辐射(RLu)和RLd则呈波浪形;就全年太阳辐射的分配率而言,净辐射(23.5%)最大,有效辐射(19.0%)次之,反射辐射最小,仅7.5%;不同季节太阳辐射分配率亦有所不同,反射辐射和净辐射均为旱季小于雨季,有效辐射则相反。     

不同氮素水平下双季稻株型与冠层内光截获特征研究

本文旨在阐明双季稻株型与冠层内光合有效辐射截获的时空分布特征。选用4个不同株型早、晚稻品种,设置4个不同施氮水平,系统观测其植株形态和冠层内光合有效辐射截获率(IPAR)的时空分布状况。结果表明,施氮水平对早、晚稻株高、穗长、叶长和叶基角均有显著影响,均表现为随施氮水平的增加而增大;早、晚稻孕穗期的分层叶面积指数(LAI)和向上累积LAI大于抽穗后12 d,分层LAI呈冠层中部大于上部和下部的分布特征,最大分层LAI出现在0.58相对高度处;冠层上中部分层LAI和向上累积LAI随施氮水平的增加而增大;向上累积LAI随相对高度呈S型曲线分布,可用Logistic方程定量描述(R~2 0.99);早、晚稻孕穗期的冠层IPAR大于抽穗后12 d,且随施氮水平的增加而增大,其日变化表现为正午较小,早晚较大;株型紧凑的早、晚稻品种,冠层IPAR低;冠层IPAR与向下累积LAI之间的关系可用方程IPAR=a (1-e~(-b×LAI))定量描述(R~2 0.88);冠层内IPAR的三维空间分布表现为冠层上中部水平面上IPAR较低,光斑变化大,冠层下部水平面上IPAR较高,光斑变化较平缓,同一冠层高度水平面上的IPAR呈不均匀分布。研究结果可为双季稻高产栽培及理想株型的优化设计提供支撑。