叶肉导度的定量表达对植物气体交换估算的影响

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当前多数陆面模型估算植被碳汇采用的是Farquhar光合模型,但却假设细胞间隙至叶绿体基质的CO2传导度(叶肉导度gm)无限大,即光合碳固定发生在细胞间隙而非叶绿体基质。如何定量表达gm及其对植物气体交换估计的影响仍然存在争议,主要是由于光合作用模型参数化的不确定性所致。为解决这个问题,我们将gm温度响应在Farquhar-von Caemmerer-Berry(Fv CB)光合-蒸腾耦合模型中明确表达出来,并通过19个C3物种(31个实验处理)来评估该模型的预测效果,提出了一个具有生理意义的模型参数化方案。研究结果如下:1、最优的模型参数化组合方案为:最大羧化速率(Vcmax)和电子传递速率(Jmax)的温度响应由融合贝叶斯反演算法和Sharkey在线计算器估算,gm温度响应由融合叶绿素荧光-气体交换法和解剖学法估算。这种参数化组合方案相较于传统的模型能更准确地预测叶片气体交换,尤其是在热浪胁迫下。2、在各个物种的光合特征参数中,相较于Vcmax和Jmax,gm由于其最适温度(Toptgm)较低,变化幅度(活化能ΔHa和熵值ΔS)较大而更加显著地影响模型对净光合速率(An)和蒸腾速率(E)的估算。3、gm显式表达式对光合作用和蒸腾的估算具有同等重要的影响。研究结果促进了现阶段对于如何更好地表示陆面模型中的植物光合作用和蒸腾的理解。4、叶片最优光合温度(Topt A)与gm的光合热属性(Toptgm)有关,与JVr或gmF,25相关性都不强。
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