CO2浓度升高对半干旱区春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响

大气CO₂浓度升高已成为世界范围内重要环境问题。为了解大气CO₂浓度升高对春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响,在典型半干旱区定西利用开顶式气室(OTC)试验平台,以春小麦“定西24号”为供试品种,开展了CO₂浓度增加模拟试验。试验设对照(390μmol·mol^?1)、480μmol·mol^?1和570μmol·mol^?1等3个CO₂浓度(摩尔分数)梯度。结果表明:在对照和增加CO₂浓度条件下,春小麦叶片净光合速率和蒸腾速率日变化均呈“双峰型”分布,出现明显的“午休”现象;胞间CO₂浓度的日变化表现为斜“V”字型曲线;叶水势日变化呈现反抛物线曲线走向,在中午后出现水势曲线拐点。在不同生育时期内,净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度均表现为开花期最大,乳熟期最小。而蒸腾速率表现为开花期最大,拔节期最小,叶片水平水分利用效率表现为孕穗期最大,乳熟期最小。随着CO₂浓度升高,春小麦叶片净光合速率、胞间CO₂浓度、水分利用效率和水势提高,气孔导度和蒸腾速率降低。与对照大气CO₂浓度相比,在480μmol·mol^?1浓度和570μmol·mol^?1浓度下,整个生育期净光合速率平均分别提高了14.68%和28.20%,气孔导度平均降低了15.29%和24.83%,胞间CO₂浓度平均提高了10.38%和26.15%,蒸腾速率平均减小了6.63%和12.41%,WUE平均增加了22.9%和46.9%。随着CO₂浓度升高,蒸腾失水减少,叶片水势不断增加,从而增强了春小麦对干旱胁迫的抵御能力。研究结果为我国半干旱区春小麦对全球气候变化下的敏感性及适应性提供理论参考。     

干旱过程、时空尺度及干旱指数构建机制的探讨

由于干旱自身不同于其他自然灾害的发生发展特点,目前国内外对干旱的研究及如何应对干旱所引发的灾害依然存在诸多障碍。根据水文干旱研究中所应用的游程理论,进一步分析阐述了干旱的发展演变过程,及干旱各参数之间的关系,确定了干旱的内涵为水分的供需平衡,从而定义了一个具有广泛意义的干旱概念。在此基础上阐述了不同部门所关注干旱类型之间的区别与联系,分析了各干旱类型的侧重点及其时空尺度。并进一步以干旱概念为基础,分析了干旱指数的构建依据及其优缺点,并得出以SPAC(土壤-植物-大气连续体)为基础构建具有较强物理基础的机理性干旱指数是未来干旱监测研究的方向。同时,干旱是一个非常复杂的过程,需要多学科联动建立一套较为完善的科学理论,才能使干旱研究更深入。