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基于三维模型评估全球变暗效应对水稻光合生产的影响

文献类型： 中文期刊

作者： 马韫韬 1 ; 李保国 2 ; 郭焱 3 ; 邓启云 1 ;

作者机构： 1.国家杂交水稻工程技术研究中心

2.中国农业大学资源与环境学院

3.中国农业大学资源与环境学院教育部植物土壤相互作用重点实验室

关键词： 散射辐射;气候变化;光合作用;作物模拟;高性能计算;虚拟植物

期刊名称： 中国科学:地球科学

ISSN： 1674-7240

年卷期： 2011 年 03 期

页码： 386-393

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 近几十年的观测证实到达地球表面的总辐射呈逐年下降的趋势(即"全球变暗"现象),伴随这一现象的是其散射辐射比例的增加.很多观测表明散射辐射比例增加能够显著提高植物光合生产能力,但其机理并不十分明确.本文采用三维建模方法,利用由田间原位测定的灌浆期水稻群体空间结构数据构建三维冠层模型,使用考虑了入射辐射几何特征的冠层三维光分布模型,模拟了冠层的光分布和光合生产潜力.结果表明,在入射总辐射一定范围内降低的情况下,水稻群体光合速率可因散射辐射比例增加而显著高于入射总辐射未降低时的值,其原因是散射辐射比例增加显著降低了群体中低于光补偿点的叶面积比例,同时显著提高了位于光响应曲线线性部分的叶面积比例.散射辐射比例的变化对冠层上部叶片的光强分布和光合速率有显著影响.基于三维模型进行模拟其计算量巨大,本文采用高性能计算系统以并行机制构建模型,很好地解决了这个问题.

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