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科技攻关计划 |
| 陆地生态系统水-碳耦合循环的生理生态学机制与模型研究 |
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负责人：于贵瑞
来源: 国家自然科学基金委员会
实施时间: 2003-2006
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项目名称：“陆地生态系统水-碳耦合循环的生理生态学机制与模型研究”
项目类型：国家杰出青年科学基金
主持人：于贵瑞研究员
地址：北京安外大屯路3号917大楼 生态网络综合研究中心 100101
yuguirui@cern.ac.cn or yugr@igsnrr.ac.cn
电话：010-64889432 传真：010-64889399
参加人：王绍强、齐华、牛栋、李庆康、王秋凤、温学发、王建林、任传友、张雷明
主持单位：中国科学院地理科学与资源研究所
起止时间：2003年1月-2006年12月
研究目标：
以统合理解气孔行为所控制的水分蒸腾和碳素光合固定的生理生态过程为出发点，以研究植被气孔内的H2O/CO2扩散平衡关系和决定植物水分利用效率WUE的生理生态机制为核心；综合地揭示陆地生态系统的水--碳耦合循环的生理生态机制，为构建新一代陆地生态系统水--碳耦合循环机理模型和综合分析土壤-植物-大气系统的水循环与碳循环的生物控制作用提供理论基础。
主要研究内容：
光合作用-气孔行为-蒸腾作用的耦合机制研究。
利用LI-6400光合-蒸腾测定装置，系统地测定不同植物，在不同环境胁迫条件下的光合作用和蒸腾速率以及气孔导度等植物生理生态和环境数据，重点分析：1）植物的光合作用-气孔行为-蒸腾作用之间的耦合关系的变化规律；2）气孔对水气扩散与CO2扩散调控机制的异同性；3）光合速率与气孔导度gsc关系方程的生理基础和普适性；4）植物水分利用效率WUE的决定因素和生理生态机制。
基于气孔行为的蒸腾--光合作用的耦合模型研究。
近年来我们已经成功地以Ball et al. (1987) 和Leuning (1990, 1995)的CO2同化速度-气孔导度关系方程为基础，创新性地开发了基于气孔行为的蒸腾--光合作用的耦合模型和水分利用率模型（Yu et al., 2001）, 进一步的研究工作重点是：1）研究不同植物，在不同的环境胁迫条件下的模型改进和模型参数的普适化；2）研究将蒸腾--光合作用的耦合模型与光合作用生理化学模型和群落水气传输的生物物理模型的耦合方法；3）研究植被光合-蒸腾耦合模型在时间和空间尺度扩展方面的理论和方法。
典型陆地生态系统水--碳耦合循环机理模型研究。
多年来，我们对土壤--植物--大气系统水分运动开展了系统的研究工作，在土壤水分运动，植物的根系分布与吸水规律，叶片的气孔导度和蒸腾模型，SPAC内水分载体的持水特性和能量状态，SPAC内水分移动阻力的时空分布特征，农田土壤的水分预测模型等方面都有大量的研究成果发表。本研究将以中国科学院的陆地生态系统通量观测研究网络（Chinaflux）的系统观测资料和基于气孔行为的蒸腾--光合作用的耦合模型研究成果为基础，重新思考陆地生态系统碳循环与水循环的耦合关系，集成开发斑块尺度典型陆地生态系统的碳循环与水循环相耦合的模型体系。
陆地生态系统的水循环与碳循环的生物控制作用综合分析
利用以上研究成果和模型在斑块尺度上，分析陆地生态系统碳循环和水循环的生物控制作用程度和规律，评价植物的水分利用效率和水资源制约的生态系统生产力和CO2固定潜力，为开发GCM的陆面过程模型提供新的思路和科学知识。
研究项目的关键词：
研究经费：80万元
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