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1、植物生态学报2009,33(4)772~782ChineseJournalofPlantEcology植物气孔导度的机理模型1,23叶子飘于强(1井冈山大学井冈山生态环境研究中心,江西吉安343009)(2井冈山大学数理学院,江西吉安343009)(3中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101)摘要Ball-Berry气孔导度模型及其修正模型是评价植物叶片气孔调节的重要工具。该文从CO2分子在叶片气孔中扩散这个最基本的物理过程出发,应用物理学中的分子扩散和碰撞理论、流体力学与植物生理学等知识,严格推导出叶片气孔导度的机理模
2、型。利用美国Li-Cor公司生产的Li-6400光合作用测定仪控制CO2浓度、湿度和温度,测量了华北平原冬小麦(Triticumaestivum)的光响应数据和气孔导度数据。拟合结果表明:推导的气孔导度机理模型较之Ball-Berry气孔导度模型和Tuzet等气孔导度模型,能更好地描述冬小麦的气孔导度与净光合速率之间的关系。如果用气孔导度的机理模型耦合光合作用对光响应的修正模型,则耦合模型可以很好地描述华北平原冬小麦叶片气孔导度对光强的响应曲线,并可直接估算冬小麦的最大气孔导度和对应的饱和光强,同时可以研究最大气–1孔导度是否与
3、最大净光合速率同步的问题。拟合结果还表明:冬小麦在30℃、560μmol·molCO2,或在32℃、–1370μmol·molCO2条件下,最大气孔导度与最大净光合速率并不同步。关键词气孔导度Ball-Berry模型气体扩散冬小麦MECHANISMMODELOFSTOMATALCONDUCTANCE1,23YEZi-PiaoandYUQiang12ResearchCenterforJinggangshanEco-EnvironmentalSciences,JinggangshanUniversity,Ji’an,Jiangxi3
4、43009,China,CollegeofSciences,3JinggangshanUniversity,Ji’an,Jiangxi343009,China,andInstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcad-emyofSciences,Beijing100101,ChinaAbstractAimsThestomatalconductancemodelofBall-Berryanditssubsequentrefinementsisan
5、importanttooltoevaluateperformanceofstomatalregulationofplantleaves.Ourobjectivewastode-rivethemechanismmodelofstomatalconductanceandprovideatheoreticalbasisfortheseempiricalmodelsofstomatalconductance.MethodsBymeansofthediffusionandcollisiontheoryofCO2gasinphysics,h
6、ydromechanicsandplantphysiology,wederivedarelationshipbetweenstomatalconductanceofleaves,netphotosyntheticrateandintercellularCO2concentration.Wemeasuredthelight-responseofphotosyntheticrateandstomatalconductanceofTriticumaestivumunderdifferentchamberCO2concentration
7、sanddifferentairtemperaturesinNorthChinaPlainusingagasanalyzerLi-6400.Themeasureddataofstomatalcon-ductanceofT.aestivumtoirradianceinNorthChinaPlainweresimulatedbycouplingthemechanismmodelofstomatalconductanceandnon-rectangularhyperbolamodel,rectangularhyperbolamodel
8、andmodifiedmodeloflight-responseofphotosynthesis.ImportantfindingsAmechanismmodelofstomatalconductancewasderivedwithoutadditionalhy
