植物生理生態(tài)性狀響應(yīng)夜溫變化的整合分析和模型模擬.pdf

1、在過去的幾十年里，全球地表溫度在夜間的增加明顯高于白天，并且由于海陸熱力差異、地形和氣候變化的影響，極端夜間低溫頻繁發(fā)生，這種晝夜不對稱的溫度變化將影響植物的生理生態(tài)和生長，但是對于夜溫變化對植物生理生長過程的影響及其在不同的功能型植物間的差異并沒有廣泛而透徹的研究。本研究利用整合分析(Meta-analysis)發(fā)現(xiàn)植物的生理生長對夜溫升高和降低以及在不同的功能型植物間的響應(yīng)是不同的，并且依賴于夜溫變化幅度和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等;夜溫升高促進(jìn)了

2、葉片的光合作用、呼吸作用和葉片的生長，而夜溫降低抑制了這些過程，但是夜間升溫和降溫都降低了植物產(chǎn)量，夜溫升高的消極影響主要與分配到生殖器官中生物量的減少有關(guān)，而夜溫降低的不利影響更多與總生物量的降低有關(guān)。這些結(jié)論表明尋求陸地生態(tài)植物在夜溫變化下生長規(guī)律的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性。
　　利用數(shù)學(xué)模型模擬植物的生理生長是不可或缺的重要手段，但是大多數(shù)模擬都是基于日均溫的變化，忽略了晝夜不對稱變溫的影響，本研究利用機(jī)理性作物生長模型BioCro模

3、擬植物產(chǎn)量對夜溫變化的響應(yīng)。首先對模型的關(guān)鍵模塊進(jìn)行了夜溫變化下的校驗(yàn)，然后基于該模型模擬了全美區(qū)域內(nèi)兩種生物能源作物柳樹和甘蔗在溫度控制和升高下的產(chǎn)量。結(jié)果表明溫度升高對兩種作物主要產(chǎn)地產(chǎn)量的影響存在明顯的空間差異性，并且日間增溫、夜間增溫和全天增溫的影響有所不同。對柳樹而言，日溫和日均溫升高都降低了美國東南沿海區(qū)域的產(chǎn)量，提高了西北部的產(chǎn)量;而夜溫升高普遍提高了美國的東北部、中部的北方和西北部等中高緯地區(qū)的產(chǎn)量。對甘蔗而言，溫度升高