大气CO2浓度升高及气候变化对作物冠层光合影响的数值模拟

利用美国Licor-6200光合作用测定仪,对黄淮海地区代表性冬小麦品种鲁麦23号叶片光合作用速率进行了较为全面的测定,分别确定了冬小麦叶片光—光合作用响应曲线和CO₂—光合作用响应曲线,在此基础上,建立了叶片光合作用模式,并进而建立了一个具有瞬时时间尺度,空间积分为叶片尺度的冬小麦冠层模式,利用模式分别分析了大气中CO₂浓度升高和温度变化对冠层光合作用的不同影响,并在此基础上进一步进行了综合数值分析。单因子分析表明:晴天状况下,冠层光合速率随CO₂浓度升高而上升,当CO₂浓度由330×10^-6上升至660×10^-6时,冠层光合日总量可增加19.7%;冠层光合速率随辐射增加而增大,辐射量增加10.0%,冠层光合日总量可增加6.7%;冠层光合速率随温度升高而下降,温度升高1℃,冠层光合日总量减少2.9%。多因子综合数值分析表明:在辐射量较大的气候背景下,冠层光合日总量对温度和CO₂变化响应更加敏感。本文的实测数据为研究气候变化对中国农业影响提供了最基本的可靠模型参数,冠层光合模型为未来改进作物模型提供了理论基础。     

干旱胁迫对夏玉米叶片光合及叶绿素荧光的影响

选用华北地区大面积种植的夏玉米品种郑单958、承玉2号、鲁单981作为试验材料,通过研究干旱胁迫条件下的玉米叶片光合、叶绿素荧光等指标随着土壤水分的动态变化规律,以期为夏玉米干旱的生理生态变化监测及水分高效利用提供理论依据.研究发现,在土壤含水量70%左右时,随着土壤相对湿度的下降,上述3个夏玉米品种仍能保持其叶片水分状态.郑单958、承玉2号、鲁单981的叶片净光合速率在土壤水分中等条件下最大,分别为39.9、38.8、38.4 μmol CO2/m2 · s;在土壤相对湿度较低时,郑单958、承玉2号、鲁单981的叶片净光合速率下降趋势明显(P＜0.05).叶片水势变化规律为:在土壤相对湿度＞90%时,对水分胁迫郑单958、承玉2号不敏感,鲁单981敏感;在土壤相对湿度＜70%时,水分胁迫条件下承玉2号不敏感,而鲁单981、郑单958敏感.气孔导度(gs)变化规律:随着水分胁迫加剧,3个夏玉米品种气孔导度均下降,在土壤水分较高时,气孔导度变化规律不明显,在土壤水分较低时,气孔导度明显下降(P＜0.01),细胞间隙CO2浓度(Ci)随土壤水分胁迫加剧而上升.上述结果表明:与叶片的光合和水分状况相比,夏玉米的气孔对土壤水分的匮缺更为敏感.     

华北地区冬小麦叶片光合作用模型在农业干旱预测中的应用研究

在冬小麦抽穗—灌浆期进行了水分胁迫实验,利用美国Licor公司生产的Licor-188B辐射量子照度仪及Licor-6400便携式光合作用测定仪,对水分胁迫引起的冬小麦光合生理生态变化进行了系统观测,系统地给出了冬小麦多种农业气象指标对水分胁迫的响应状况。在大量实测数据基础上,给出了包含辐射强度、温度及土壤水分因子的冬小麦叶片光合作用模式。该模式具有严格的理论推导过程和大量实验数据的支持,改进了传统水分胁迫对叶片光合速率影响的简单阶乘方法,从而为进一步准确推算水分胁迫对大田冬小麦光合作用的可能影响,以及水分胁迫对区域农业干旱的可能影响奠定了前提条件。该研究是冬小麦干旱预测模型的叶片子模型,为冬小麦农业干旱预测模型提供了丰富的基本参数,同时也为建立冬小麦干旱预测模型奠定了基本条件。     

冬小麦生长发育统一阶段模式的研究

本文以生物学为基础，发展了一个包含非线性积温模式并考虑了日长影响的冬小麦生长发育阶段（DVS）模式，该模式不同于一般以往的冬小麦分段发育模型，它是一个统一的发育模式，利用中国小麦生态实验资料研究表明：黄淮海地区秋播冬小麦发育速度模式可以拟合为V=2．34×10－3＋1．21×10－3×e0．30（DL-DL0）＋1．62×10－7×（T－Tmin）（1．93）（Tmax－T）（1．14），其中T为日平均温度，DL为日长，DL0为临界日长，Tmin、Tmax为小麦生育的最高、最低温度；V的逐日累加即为该日的DVS值。利用中国小麦生态资料确定的DVS值分别为：出苗0．03，三叶0．07，拨节0．70，抽穗0．88，开花0．89，成熟1．0。平均拟合误差3．6天。利用该模型可对大田冬小麦生长进行监测研究。     

冠层CO2分布廊线的农业气象数值模拟研究

本文将农田微气象模式与冬小麦冠层光合模式进行耦合，建立了一个具有较强机理的冬小麦冠层CO2分布廓线模式，冠层光合模式中考虑了气孔对叶片光合的调节作用，具有明确的生物学意义，实测资料验证表明，模式可以较准确地模拟拔节期冬小麦冠层CO2分布状况，平均相对误差为6．47％，数值分析表明：当冬小麦冠层风速为1m/s时，CO2廓线弯曲最为明显，随着风速加大，CO2廓线弯曲程度变小，CO2浓度升高后风速对廓线影响的基本规律没有发生改变，但是冠层中CO2浓度差将进一步加大。     

松潘—甘孜造山带东南段香卡日瓦地区晚三叠世花岗岩体年代学、岩石成因及其构造意义

本文以松潘—甘孜造山带东南段香卡日瓦岩体和珍秦岩体为研究对象,开展了岩石学、岩石地球化学、锆石U Pb年代学及Lu—Hf同位素研究,探讨了岩石成因和构造意义。结果表明：香卡日瓦岩体和珍秦岩体岩性分别为黑云母花岗闪长岩和黑云母花岗闪长斑岩,岩石SiO2含量为65. 45%~70. 04%、Al2O3含量为15. 30%~16. 69%、K2O/Na2O为1. 10~1. 56,属高钾钙碱性系列岩石;铝饱和指数A/CNK介于1. 04~1. 11之间,显示弱过铝质特征。稀土元素球粒陨石标准化配分模式图上表现出相似的曲线特征,总体表现为轻稀土富集、重稀土亏损、Eu负异常的“V”型右倾特征。岩石明显富集Cs、Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素。两个岩体的锆石n(206Pb)/ n(238U)加权平均年龄在217. 9~216. 3 Ma之间,指示为晚三叠世岩浆作用的产物;锆石Hf同位素初始值n(176Hf)/ n(177Hf)为0. 282453~0. 282543,εHf(t)值为-6. 84~-3. 50,相应的二阶段模式年龄(TDM2)为1. 48~1. 69 Ga,暗示源区可能为古老地壳。综合岩体地球化学特征及区域相关研究,认为香卡日瓦岩体和珍秦岩体形成于晚三叠世后碰撞构造环境。     

NUMERICAL SIMULATION OF METHANE EMISSIONS FROM RICE PADDY FIELDS IN THE YANGTZE DELTA OF CHINA

A numerical simulation model is presented in this paper,which comprises the processes ofcrop growth,soil organic carbon decomposition,and methane emissions in agroecosystems.Simulation results show that the model can simulate the main process of methane emissions well,and the correlation coefficient between the simulated values and observed data is 0.79 with 239samples,which passed a significance test of 0.01.The average error of methane emissionsimulation in whole growth period is about 15%.Numerical analysis of the model indicates that theaverage temperature during rice growth period has much impacts on methane emissions,and thebasic trend of interannual methane emissions is similar to that of average temperature.The amountof methane emissions reduces about 34.93%,when the fertilizer is used instead of manure in singlerice paddy.     

冬小麦群丛反射率农业气象数值模拟研究

运用农业气象学、气象学等理论建立了一个冬小麦群丛反射率农业气象数值模式。模式由辐射日变化反演、土壤反射率日变化反演以及植被反射率模拟等子模式耦合而成,运用该模式可以利用常规气象资料对冬小麦群丛反射率日变化进行较准确的模拟,实测验证结果表明模拟最大相对误差为12．1％,平均相对误差为6．3％,该模式为进一步估算农田热量平衡以及进行农业微气象研究提供了理论方法,并可充当作物生长数值模式中的一个子模式。     

大气CO2浓度升高及气候变化对作物冠层光合影响的数值模拟

利用美国Licor-6200光合作用测定仪,对黄淮海地区代表性冬小麦品种鲁麦23号叶片光合作用速率进行了较为全面的测定,分别确定了冬小麦叶片光-光合作用响应曲线和CO2-光合作用响应曲线,在此基础上,建立了叶片光合作用模式,并进而建立了一个具有瞬时时间尺度,空间积分为叶片尺度的冬小麦冠层模式,利用模式分别分析了大气中CO2浓度升高和温度变化对冠层光合作用的不同影响,并在此基础上进一步进行了综合数值分析.单因子分析表明晴天状况下,冠层光合速率随CO2浓度升高而上升,当CO2浓度由330×10-6上升至660×10-6时,冠层光合日总量可增加19.7 %;冠层光合速率随辐射增加而增大,辐射量增加10.0 %,冠层光合日总量可增加6.7 %;冠层光合速率随温度升高而下降,温度升高1 ℃,冠层光合日总量减少2.9 %.多因子综合数值分析表明在辐射量较大的气候背景下,冠层光合日总量对温度和CO2变化响应更加敏感.本文的实测数据为研究气候变化对中国农业影响提供了最基本的可靠模型参数,冠层光合模型为未来改进作物模型提供了理论基础.     

东昆仑金水口泥盆纪层状花岗岩成因和找矿意义

东昆仑造山带是青藏高原与冈底斯带相媲美的巨型岩浆岩带, 但该带是否具有形成硬岩型稀有金属矿床的潜力还不清楚。最近在东昆仑金水口地区发现了锂铍矿化伟晶岩, 暗示其有可能成为以锂铍为主的稀有金属成矿潜力区。本文以矿化伟晶岩空间上紧密共生的金水口层状花岗岩体为研究对像, 揭示其地球化学特征和形成时代, 探讨其成因和找矿意义。金水口层状花岗岩下部为弱过铝高钾钙碱性黑云母二长花岗岩, 上部为高分异强过铝二云母正长花岗岩、石榴子石碱长花岗岩和钠长花岗岩。花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为396~395Ma, LA-ICP-MS独居石U-Pb年龄为396~391Ma。黑云母二长花岗岩、二云母正长花岗岩、石榴子石碱长花岗岩和钠长花岗岩具有相似的Nd同位素组成, ε_Nd(t)为-6.52~-4.48, 黑云母二长花岗岩与二云母正长花岗岩具有相似的全岩Pb同位素组成和锆石Hf同位素组成, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb(t)为38.187~38.219, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb(t)为15.627~15.652, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb(t)为18.299~18.527, ε_Hf(t)为-6.25~+0.58。下部花岗岩和上部高分异花岗岩均源于元古代岩石和少量新生年轻地壳物质组成的下地壳, 为I型花岗岩, 形成于碰撞后伸展构造环境。金水口花岗岩岩浆演化过程中Li、Be、Nb、Ta和Sn富集, 与其东侧跃进山花岗岩共同构成了潜在的稀有金属矿化伟晶岩的母体花岗岩, 推断跃进山花岗岩南部和东部具有伟晶岩型Li-Be矿的找矿潜力。东昆仑造山带出现泥盆纪Li-Be矿成矿作用, 暗示青藏高原北部除了中生代外, 古生代也存在Li-Be矿重要成矿潜力。