高羊茅草坪草冠氣溫差時間變化特征及其水分利用效率的研究.pdf

1、水對于生命體有著十分重要的作用，它同時影響著地球表面植物的種類和分布。我國北方水資源嚴重不足，開展植物葉片水分利用效率(WUE)對環(huán)境因子響應過程及機制的研究，并建立高效節(jié)水灌溉制度是這些地區(qū)的必然選擇。本研究于2013年5月至12月在河北省保定市河北農業(yè)大學農業(yè)科技園，基于高羊茅草坪的空氣溫度、空氣相對濕度、太陽總輻射、冠層凈輻射、土壤含水量、降雨量、風速、空氣飽和差等氣象因子的實時觀測，測算出高羊茅草坪生長期連續(xù)時段的冠氣溫差值，并

2、以此為依據研究了冠氣溫差值在不同天氣條件下、不同月份的日變化規(guī)律;測定了各月份高羊茅草葉的穩(wěn)定碳同位素組成(Stable carbon isotope ratio，δ13C)，計算了各月份水分利用效率（water use efficiency，WUE）。著重分析了環(huán)境因子和土壤含水量對草坪冠氣溫差和水分利用效率的相關關系及響應，旨在為解決水分供需矛盾提供一定的理論依據，為節(jié)水灌溉提供重要的指導意義。所得結論如下:
　　(1)在1d

3、中，高羊茅草坪在成坪期冠氣溫差Tc-Ta均為負值。受環(huán)境因子的影響，晴天日冠氣溫差日變化過程呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性，在05:00達到最大值，后逐漸減小，15:00左右達到最小值，后又逐漸增大。陰天日冠氣溫差日變化規(guī)律與晴天日相似，但其絕對值明顯低于晴天日，且陰天日谷值出現(xiàn)的時間比晴天日推遲約2h。雨天日冠氣溫差變化幅度不明顯，其值在-2～0℃之間。
　　(2)在高羊茅草坪生長期內各月晴天日，冠氣溫差晝夜變化比較明顯，冠氣溫差的值都低于0

4、℃。冠氣溫差值在07:00至08:00達到最大值，然后冠氣溫差開始減小，通常情況下在14:00至15:00之間達到最小值，之后冠氣溫差值又逐漸增大，到19:00以后較緩慢變大。因此，14:00至15:00是觀測高羊茅草坪生長時期冠氣溫差最低值的最佳時間段。
　　(3)灌水條件下的冠氣溫差日較差比未灌水條件下小，其谷值出現(xiàn)的時間提前1h，且冠氣溫差值也較大，表明灌水對草坪冠氣溫差的影響程度較大。
　　(4)在高羊茅草坪整個生長

5、期，δ13C值(‰)和WUE（mmol C·mol-1H2O）表現(xiàn)出較一致的變化趨勢，6月至7月升高，8月降低，9月份又升高，之后逐漸降低。高羊茅草葉δ13C值在-30.5‰±0.11‰～-27.79‰±0.13‰間變化，平均值為-28.91‰±0.16‰。高羊茅草坪δ13C值和WUE最高值出現(xiàn)在9月，分別為-27.78，19.37;最低值出現(xiàn)在11月，分別為-30.50，13.67。
　　(5)高羊茅草坪整個生長期所有晴天日不同

6、時刻的冠氣溫差與環(huán)境因子（空氣溫度、空氣相對濕度、太陽總輻射、冠層凈輻射、土壤含水量、風速、空氣飽和差）相關性從大到小基本上依次是:RH＞VPD＞Ta＞W＞Rn＞Ra＞SW-2＞SW-1。高羊茅草坪冠氣溫差值全天與RH和VPD顯著相關。其中與空氣相對濕度全天都保持顯著正相關，與空氣飽和差全天保持顯著負相關。
　　(6)高羊茅草葉δ13C值與取樣之前第3天的氣象因子（空氣溫度、空氣相對濕度、太陽總輻射、空氣飽和差）的之間具有顯著相關