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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 总被引：4，自引：0，他引：4
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. 相似文献
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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。 相似文献
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应用作者建立的全球二维大气化学模式 ,采用 2种CH4 排放源的长期增长方案 ,同时考虑了CH4 排放源以及对OH自由基浓度有重要影响的CO和NOx 排放源的长期变化 ,模拟了CH4 和OH从 1840～ 2 0 2 0年的长期变化趋势。考虑了世界人口增长的排放源方案可以更好地模拟CH4 的长期变化 ,模拟结果表明 ,工业革命前的大气CH4 浓度和年排放总量分别为 76 0× 10 -9(V/V)和 2 80× 10 9kg ,1991年大气CH4 的浓度和年排放总量分别为16 11.9× 10 -9(V/V)和 5 33 .9× 10 9kg ,对流层OH自由基数浓度从 1840年的 7.17× 10 5分子数 /cm3 下降到 1991年的 5 .79× 10 5分子数 /cm3,降低了 19%。工业革命以来大气CH4 的增长一方面是由于CH4 排放源的增长 ,另一方面是由于大气OH浓度的下降。 相似文献
4.
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。 相似文献
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利用一套CO2浓度调控装置及微环境测量系统,研究了小麦、玉米、大豆、大白菜在350×10-6、500×10-6、600×10-6和700×10-6CO2浓度下光合速率的动态变化,建立了CO2光合速率模型.小麦、玉米、大豆、大白菜的模拟精度分别达到±2.4%、±2.2%、±4.4%和±2.2%. 相似文献
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依据红外分光计（InfraRed Atmospheric Sounder,IRAS）光谱通道特征,发展了基于IRAS的大气辐射传输计算模式。以大气分子吸收光谱数据集（HIgh resolution TRANsmission,HITRAN） 2004为初始谱线输入资料,利用该模式模拟计算IRAS在CO2 吸收带的10个通道辐射率测值对CO2浓度变化的响应,并对比了其与大气温度和水汽、O3等气体浓度误差对辐射率测值的影响,探讨了利用风云三号气象卫星探测大气CO2浓度的可行性。结果表明,IRAS的通道4最适于用来监测大气CO2浓度的变化,当CO2体积混合比浓度变化在10×10-6时,对应的辐射率变化同仪器等效噪声辐射率相当,所以IRAS在理想状态下,最高可分辨的大气CO2浓度变化约为10×10-6。 相似文献
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包含CO2因子的冠层光合作用简化模型及其关键参数数值敏感分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用美国Licor公司生产的Li-6200便携式光合作用测定仪对冬小麦叶片光合作用进行了较为系统的测定研究,在实测资料支持下建立了包含CO2因子的叶片和冠层光合作用模型,验证结果表明,模型具有较高准确性.利用模型对CO2影响参数μ进行数值敏感分析,结果表明:对叶片光合而言,μ=0.83时叶片光合作用模型拟合最好,随μ减小或增大,拟合精度均下降;对冠层光合而言,μ=0.83时模拟光合日总量达到最大值,μ减小或增大,光合日总量均下降.多因子数值分析表明:在辐射值较大的状况下,μ对冠层光合的影响更为显著. 相似文献
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研究CO2稳定同位素特征可以揭示光合、呼吸作用等众多信息,从而有助于了解生态系统与环境之间的碳循环过程。利用大气CO2浓度及其稳定同位素的测定资料,分析稳定同位素比δ13C、δ18O,发现两者具有相似的时空分布特征。主要表现在δ13C和δ18O在冠层内具有明显的垂直变化趋势,冠层上部重同位素含量较高,而底部含量较低。从时间变化看,δ13C和δ18O在午后到日落具有较高的水平,而凌晨,δ13C和δ18O较低。运用Keeling图法分析δ13C、δ18O和CO2浓度的关系,发现δ13C值主要受光合和呼吸作用影响,与CO2浓度的高低密切相关;而δ18O的变化比较复杂,因为δ18O除受光合、呼吸强度影响外,还取决于环境空气湿度。 相似文献
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CO2和O3浓度倍增对作物影响的研究进展 总被引：14，自引：0，他引：14
文中利用自行设计的OTC - 1型开顶式气室进行了 9a的田间试验 ,取得了一批质量可靠的试验数据 ,分析了CO2 浓度倍增对大豆、冬小麦、棉花、玉米、春小麦和谷子的生物量、产量及品质的影响 ,结果表明CO2 浓度倍增对上述 6种作物的生物量及产量的影响均是正效应 ,对冬小麦、棉花和谷子品质的影响可能是有利的 ,对玉米品质的影响可能是不利的 ,对大豆的影响不大 ;分析了O3 浓度倍增对冬小麦、水稻、油菜和菠菜生物量、产量及品质的影响 ,结果表明O3 浓度倍增对上述 4种作物生物量的影响均是负效应 ,对冬小麦和水稻的产量影响是负效应 ,但是冬小麦和水稻籽粒中粗蛋白和 17种氨基酸含量都有所增加 ;分析了CO2 和O3 浓度复合倍增对大豆生物量、产量及品质的影响 ,结果是生物量和产量呈增加趋势 ,说明了CO2 的正效应大于O3 的负效应。采用作物模型数值模拟方法 ,分析了CO2 和O3 浓度倍增对冬小麦生物量及产量的影响。 相似文献
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近地层大气臭氧对作物光合作用影响的数值模拟研究 总被引：6，自引：0，他引：6
近地层O3浓度增加对作物光合产生不利影响,因此,利用TE-49C型臭氧自动观测仪对常熟农田上方O3浓度进行了逐时测定,同时利用OTC-1型农田开顶式气室,测定了不同O3浓度对冬小麦叶片光合作用的影响.在此基础上,首次建立了O3对冬小麦光合作用影响的数值机理模式,模式分辨率达到瞬时时间尺度,空间积分采用Ross方案,具有较高分辨率和准确度.对O3浓度观测表明:O3浓度逐时值变化在0～160×10-9之间,相比之下日平均值变化较小,仅在5×10-9～60×10-9之内;长江中下游地区农田上方O3存在三种典型日变化形式:高浓度单峰型、高浓度多峰型和低浓度平缓型.数值分析表明:全晴天状况下高浓度单峰型对光合作用日总量影响最大.数值敏感分析表明:O3浓度和辐射同步变化时,随着日总辐射量的加大,臭氧浓度增加对光合作用的影响程度逐渐加强.全生育期积分表明:水肥适宜时,由于O3影响冬小麦光合总损失量约为9.22%. 相似文献
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NUMERICAL SIMULATION OF THE INFLUENCE OFO3,CO2 AND SPECTRUM VARIATION ON THE PHOTOSYNTHESIS OF CROP CANOPY* 
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下载免费PDF全文 Coupled the photosynthesis with transpiration and adjustment of stoma,a dynamic ecological model for simulating the canopy photosynthesis of winter wheat was established by scaling up from the biochemical scale to canopy scale,in which the effects of O3,CO2 and solar spectrum on crop photosynthesis were fully considered.Validation of the model against the data measured with CI-301PS portable photosynthesis analyzer showed that the leaf photosynthesis model passed the correlation significance test and had a fairly high accuracy.Numerical analysis showed that the canopy photosynthesis rate would be reduced by 29% if the O3 concentration increases from 0 ppbv to 200 ppbv,whereas the canopy photosynthesis rate would increase by about 37% while the CO2 concentration increases from 330 ppmv to 660 ppmv,and the canopy photosynthesis rate would be reduced by 27%0 or so under the condition that the spectrum coefficient changed from 0.5 to 0.4.If the O3 concentration reached 200 ppbv at noon on the typical sunny day with higher radiation,the canopy photosynthesis will be reduced slightly in the suburb area where the pollution is serious and the photochemical fog is easy to be formed,contrast with that in the clear region and regardless of the climate change,due to the fact that the positive effect of CO2 on crop photosynthesis can not compensate the negative effect of O3 on crop photosynthesis.The canopy photosynthesis will be reduced by 35% or so than the BASE value at present,when the spectrum of photosynthetic active radiation(PAR) reduces to 0.4 or so. 相似文献
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利用瓦里关和上甸子大气本底站观测的月平均CO2浓度数据对GOSAT卫星反演的CO2浓度数据进行验证,结果表明GOSAT产品与台站观测数据有较好的一致性.利用2009年6月—2011年5月GOSAT反演的CO2浓度数据,分析了江苏地区CO2浓度的时空变化特征,结果表明:1)975 hPa高度层CO2浓度高于850 hPa高度层,CO2浓度的水平变化要小于垂直变化;2)在季节变化上,CO2浓度冬季最高,夏季最低,这可能与植被光合作用的强弱变化有关;比较前后两年的CO2浓度数据,夏季和秋季的增速较快,冬季和春季的增速较慢;3)在日变化上,发现徐州和南京站02时CO2浓度最高,14时CO2浓度最低,这可能也与植被光合作用的强弱有关. 相似文献
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基于典型城市站太原站2018年3月—2019年2月的大气CO2在线观测资料,利用筛分法(Meteorological filtering method, MET)和黑碳示踪法(Black Carbon tracer, BC)进行本底/非本底的筛分,得到了本底浓度的变化特征。结果表明,太原大气CO2浓度季均值冬季最高,夏季最低;不同季节呈“单峰型”日变化特征,日振幅均在26.0×10-6以上;4个季节CO2浓度与地面风速存在显著负相关关系;CO2浓度抬升区域主要受当地工业布局的影响,最大抬升幅度在秋季达17.4×10-6;使用气象筛分法(MET)得到年均本底浓度为(431.4±19.9)×10-6,人为排放等对其影响为23.5×10-6,年振幅比同纬度其它本底站大,为34.5×10-6;黑碳示踪法(BC)得到冬季季均本底浓度为(445.0±22.9)×10-6,比MET筛... 相似文献
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目前温室气体清单的编制主要基于IPCC方法,该方法用于特定城市或区域清单编制时可能会引起较大的不确定性,而目前对城市/区域尺度清单的不确定性的分析还存在很大的欠缺。本文通过南京市和长三角温室气体排放因子甄选,应用IPCC方法计算了2009年南京市和长三角的人为温室气体排放量,并以其为个例利用蒙特卡洛方法开展城市和区域尺度的温室气体人为排放清单不确定性的初步探究。研究结果表明:南京市CH4和CO2排放量的95%的概率分布范围分别为(1.08~1.86)×105t和(6.50~7.41)×107t,不确定性分别为-21.74%~34.78%和-7.01%~5.87%;长三角CH4和CO2排放量的95%的概率分布范围分别为(4.07~5.89)×106t和(1.62~1.82)×109t,不确定性分别为-15.60%~22.24%和-6.04%~5.34%。 相似文献
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An updated version of the Regional Acid Deposition Model(RADM)driven by meteorologicalfields derived from Chinese Regional Climate Model(CRegCM)is used to simulate seasonal variationof tropospheric ozone over the eastern China.The results show that:(1)Peak O_3 concentration moves from south China to north China responding to the changing ofsolar perpendicular incidence point from south to north.When solar perpendicular incidence pointmoves from north to south,so does the peak O_3 concentration.(2)In the eastern China.the highest O_3 month-average concentration appears in July.thelowest in January and the medium in April and October.The pattern mainly depends on the solarradiation,the concentration of O_3 precursors NO_x and NMHC and the ratio of NMHC/NO_x.(3)Daily variations of O_3 over the eastern China are clear.Namely,O_3 concentrations rise withthe sun rising and the maximums appear at noon.then O_3 concentrations decrease.The highest dailyvariation range of O_3 appears in summer(40×10~(-9) in volume fraction)and the lowest in winter(20×10~(-9) in volume fraction).(4)Daily variations of O_3 over the western China are not clear.The daily variation range of O_3 isless than 10×10~(-9) in volume fraction. 相似文献
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全球农作物对大气CO2及其倍增的吸收量估算 总被引：15，自引：0，他引：15
根据农作物产量资料（ＦＡＯ１９９２年），计算出中国和全球各种作物对ＣＯ２的吸收总量分别为５．５×１０８ｔ／ａＣ和２８．９×１０８ｔ／ａＣ。同时以不同ＣＯ２浓度下小麦、玉米、大豆等全生育期光合速率实验数据直接计算的Ｃ吸收量为对照，与相应的中国产量资料计算结果比较，两者相差２．６％。从而进一步依据作物对ＣＯ２倍增反应诊断实验结果，推算出大气ＣＯ２浓度比目前倍增（７００ｐｐｍ）条件下，中国和全球农作物吸收ＣＯ２总量将增长２１％－２６％，分别为６．６×１０８ｔ／ａ—６．９×１０８ｔ／ａ和３４．１×１０８ｔ／ａ—３６．２×１０８ｔ／ａＣ。研究还表明，单位面积作物年吸Ｃ量全球（３．２ｔ／（ｈｍ２·８））比中国（４．２ｔ／（ｈｍ２·ａ））低２５．４％，而且Ｃ４作物普遍高于同类Ｃ３作物。 相似文献
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为了解闪电对对流层上部微量气体的贡献,利用全球水资源和气候中心(GHRC)提供的1995年4月—2006年6月的闪电卫星格点资料,以及高层大气研究卫星(UARS)上的卤素掩星试验(HALOE)1991年10月—2005年11月的观测资料,分析了全球闪电与对流层上部NO和O3体积分数的时空分布特征及其相关性。结果表明:全球闪电12、1、2月集中在南半球,6—8月集中在北半球,全球闪电的季节分布与NO、O3类似;NO体积分数在350 h Pa附近达到最大,该高度的南半球NO体积分数变化范围为7×10-12~11×10-12、北半球为3×10-12~17×10-12;450~300 h Pa,北半球夏季O3体积分数呈明显增加趋势,且同一高度上夏季的值比年平均值大25%左右,南半球夏季O3体积分数高于冬季,但差异并不大。结论进一步证明了闪电与对流层上部NO及O3的密切关系,也为研究全球气候变化提供有力证据。 相似文献
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利用2004年以来东亚地区10个本底观测站大气φ(CO2)观测资料,分析了各站大气φ(CO2)的变化特征及其各站之间的差异,讨论了下垫面特征、源汇作用等对φ(CO2)变化的影响.结果表明:10个本底站大气月均φ(CO2)有明显的季节变化,高值多出现在冬春等寒冷季节,而低值则多出现在6—9月,属于北半球的夏季;大气φ(CO2)日变化趋势较为一致,15时(当地时间)前后达到全天最低,随后φ(CO2)升高,并在日落后继续积累,至清晨7时(当地时间)前后达到全天最高,之后φ(CO2)随着太阳辐射的增强而逐渐降低,且平均φ(CO2)水平与下垫面植被量成反比,φ(CO2)日变化的幅度与下垫面植被量成反比.作为全球基准站之一的瓦里关山站,2004—2008年φ(CO2)年均值逐年增加,年增长率为2.28×10-6/a. 相似文献
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对临安大气本底站2003-2004年冬、夏季二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、臭氧(O3)进行了分析.结果表明:冬季NO2和SO2平均体积分数分别为19.48×10-9和35.74 x10-9,而夏季的平均体积分数分别为4.81×10-9和8.12×10-9,冬季高于夏季;O3在夏季的平均体积分数为33.55×10-9,略高于冬季的25.44×10-9;夜间NO2和SO2体积分数比白天高,并且NO2呈明显的单峰单谷型分布,O3也呈单峰型但峰值出现在白天.NO2、SO2体积分数存在着明显的“假日效应”,假日比非假日低,周五高于假日和非假日;但O3体积分数没有明显的假日效应.降水对SO2有明显的清除作用,但对NO2的清除作用不明显.与风向对比发现,夏季高体积分数的NO2、SO2都受到NW、WNW风的影响,冬季则分别受NE和SW、SSW风的影响;而O3受风向的影响较复杂,与局地光化学反应有关. 相似文献