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4种光响应模型对不同灌水量...CO_2响应过程的模拟效果_陈跃萍.pdf

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4种光响应模型对不同灌水量...CO_2响应过程的模拟效果_陈跃萍.pdf

1、湖南农业大学学报(自然科学版)2023，49(3)：313320DOI：10.13331/ki.jhau.2023.03.009Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences)引用格式：陈跃萍，武胜利，史智欣，岳永江，何宇翔4 种光响应模型对不同灌水量下胡杨光合CO2响应过程的模拟效果J湖南农业大学学报(自然科学版)，2023，49(3)：313320CHEN Y P，WU S L，SHI Z X，YUE Y J，HE Y XSimulation effect of four light response models on

2、thephotosynthetic CO2response process of Populus poplar under different irrigation volumesJJournal of HunanAgricultural University(Natural Sciences)，2023，49(3)：313320投稿网址：http:/4 种光响应模型对不同灌水量下胡杨光合CO2响应过程的模拟效果陈跃萍1,2，武胜利1,2*，史智欣1,2，岳永江1,2，何宇翔1,2(1.新疆师范大学地理科学与旅游学院，新疆乌鲁木齐 830054；2.新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室，新疆

3、乌鲁木齐 830054)摘要：以 3、5、7 a 生胡杨为试验材料，设置 4 种灌水量处理，CK(无灌水量)、T1(每株每次灌水 20 kg)、T2(每株每次灌水 40 kg)、T3(每株每次灌水 60 kg)，每株灌水 6 次，采用 Li6400 便携式光合作用系统测定胡杨在不同灌水量的光合 CO2特征参数，采用 4 种光响应模型(直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型、指数模型)对胡杨的光合特征参数进行拟合分析。结果表明：4 种模型对不同灌水量下胡杨光合CO2响应过程的拟合决定系数(R2)均大于 0.97；直角双曲线修正模型(MRHM)和指数模型(EEM)对胡杨的光合参数拟合

4、较好，MRHM 的精度更高；3 个灌水处理下 3、5、7 a 生胡杨特征值的综合平均相对误差(ARE)分别为 0.093、0.084、0.084；3 a 生胡杨的净光合速率在 3 个灌水处理下均有变化，但相差较小，3 a 生胡杨的净光合速率(Pn)、CO2饱和点(CSP)在每株每次灌水 40 kg 处理下最大，5、7 a 生胡杨的净光合速率和光合能力均在每株每次灌水 60 kg 处理下最大。综合分析，3 a 生胡杨生长适宜灌水量为每株每次灌水 40 kg，5、7 a 生胡杨生长适宜灌水量为每株每次灌水 60 kg。关键词：胡杨；灌水量；CO2响应；光响应模型中图分类号：S792.110.1文献

5、标志码：A文章编号：1007-1032(2023)03-0313-08Simulation effect of four light response models on the photosynthetic CO2response process of Populus poplar under different irrigation volumesCHEN Yueping1,2，WU Shengli1,2*，SHI Zhixin1,2，YUE Yongjiang1,2，HE Yuxiang1,2(1.School of Geographical Science and Tourism,Xi

6、njiang Normal University,Urumqi,Xinjiang 830054,China;2.Xinjiang Key Laboratory of Lake Environment and Resources inArid Areas,Urumqi,Xinjiang 830054,China)Abstract:Four irrigation treatments,CK(no irrigation),T1(20 kg/plant-session),T2(40 kg/plant-session)and T3(60kg/plant-session),were used for 3,

7、5,7 a poplar as the test material.The photosynthetic CO2response processes of 3,5,7a poplar to different water irrigation were measured by Li-6400 portable photosynthesis system to obtain CO2characteristic parameters,and four light response models including right-angle hyperbolic model,non-right-ang

8、lehyperbolic model,right-angle hyperbolic modified model,and exponential model were used to fit and analyze thephotosynthetic characteristic parameters.The results showed that the fitted coefficients of determination(R2)of eachmodel were greater than 0.97.The right-angle hyperbolic modified model(MR

9、HM)and the exponential model fitted thephotosynthetic parameters of poplar better,and the MRHM was more accurate,with the total integrated average relative收稿日期：20220908修回日期：20230428基金项目：新疆维吾尔自治区科技支撑专项(HY2.3)作者简介：陈跃萍(1999)，女，四川省隆昌县人，硕士研究生，主要从事干旱区环境研究，；*通信作者，武胜利，博士，教授，主要从事干旱区资源与环境研究，314湖南农业大学学报(自然科学版)

10、http:/2023 年 6 月error(ARE)of 0.093,0.084,0.084 for the 3,5,7 a poplar eigenvalues under the three irrigation treatments,respectively.The net photosynthetic rate of 3 a poplar varied little under the three irrigation treatments,and the net photosynthetic rateof 5 a and 7 a poplar was maximum under 60

11、 kg/plant-session treatment.In the comprehensive analysis,the optiamlirrigation amount for 3 a poplar growth was 40 kg/plan-session,and the optimal irrigation amount for 5 a and 7 a poplargrowth was 60 kg/plant-session under different irrigation treatments.Keywords:Populus euphratica;irrigation amou

12、nt;CO2response;lightresponse model胡杨(Populus euphratica)是杨柳科杨属胡杨亚属落叶乔木，是塔里木河流域荒漠河岸林主要的建群种，被称为沙漠“绿色走廊”，对防风固沙、保护生物多样性具有重要意义13。CO2是植物光合作用的重要来源。CO2浓度的变化对植物光合作用产生影响45。有研究6表明，CO2曲线的拟合对研究植物生理生态有重要意义。常宗强等7研究了额济纳绿洲胡杨的光合特征及其对光照强度和CO2浓度的响应，发现在不同 CO2浓度下胡杨光饱和点随 CO2浓度上升而增大，其光合 CO2响应遵循 MM 模型。ZHU等8研究节水灌溉下2种胡杨的光合气体交

13、换和光化学参数，发现俄罗斯杨在节水灌溉下表现出相对较高的抗缺水性和更好的光合性能。针对杨属植物的研究主要集中在水分生理、叶绿素荧光特性2、抗逆性4、光合光/CO2特性9等方面。本研究中，运用4 种光合模型对不同灌水量下胡杨的 CO2响应进行拟合，分析灌水量与胡杨生理生态、光合参数之间的关系，选出最优模型，旨在为塔里木河下游胡杨林合理的灌溉和培育技术以及更新复壮提供科学依据。1试验地概况研究区位于塔里木河下游(399N4145N，8541E8917E)塔克拉玛干沙漠和库鲁克塔格沙漠之间的凹陷区，地形平坦10。属于温带大陆性干旱气候，天气干燥，少雨，多风沙。年降水量 1843 mm，年蒸发量可达

14、20003000 mm，整年太阳辐射 56926360 MJ/m2，年日照 27802970h，年积温(10)40604200，无霜期长11，有利于植物进行光合作用。2材料与方法2.1试验设计于塔里木河下游轮台县胡杨林自然保护区 12块 4 m4 m 样地，选取 3、5、7 a 生无病虫害、长势良好的胡杨作为试验材料。试验于 2020 年 79月进行。根据当地推荐灌水量和实测试验地土壤容重及田间持水量设计 4 种灌水量处理：CK，无灌水量；T1，每株灌水 20 kg；T2，每株灌水 40 kg；T3，每株灌水 60 kg。灌水时间为 7 月 1 日、7 月 15 日、8 月 1 日、8 月 1

15、6 日、9 月 2 日和 9 月 17 日。2.2测定方法在天气晴朗的时日，每个树龄选择 4 棵样株，每棵样株选取 3 片长势良好、无病虫害的叶片，于09：0011：00，采用 Li6400 测定净光合速率(Pn)、胞间 CO2浓度(Ci)。CO2梯度设置为 0、50、100、200、300、400、600、800、1000、1200、1500、1800、2000 mol/mol，每片叶片测量 3 次，结果取平均值。在 Ci200 mol/mol 时对 PnCi数据进行线性回归12，计算 CO2补偿点()、羧化效率(CE)和光呼吸速率(Rp)。2.3数据处理与分析选用直角双曲线模型(RHM)1

16、3、非直角双曲线模型(NRHM)14、直角双曲线修正模型(MRHM)14、指数模型(EEM)15进行光合CO2响应过程的拟合，并求得特征参数数据。采用 Excel 2019 进行数据整理分析，并运用 Origin 2018 绘图。3结果与分析3.1胡杨在不同灌水量下的 CO2响应曲线由图 1 可知，在不同灌水量下，当胞间 CO2浓度 Ci200 mol/mol 时，胡杨净光合速率 Pn随 Ci的增大而快速增加，而后 Pn随 Ci的增速减缓逐渐趋于平缓，部分表现出降低趋势。3 a 生胡杨在 T1和 T3 处理下，在低 Ci(200 mol/mol)时胡杨 Pn随Ci增加而上升，当 Ci升至 CO

17、2饱和点(CSP)后，Pn的上升幅度变小，几乎没有上升；T2 处理下，低Ci时与 T1、T3 的变化趋势一致，Ci升至 CSP后 Pn出现明显下降趋势，即产生 CO2饱和抑制现象；T1、第 49 卷第 3 期陈跃萍等4 种光响应模型对不同灌水量下胡杨光合CO2响应过程的模拟效果315T2、T3 处理后胡杨 Pn最高值比 CK 分别高 7.17%、10.16%和 9.14%，在 T2 时胡杨 Pn达到最大。不同灌水条件下，5 a 生胡杨的 CO2响应曲线总趋势为Pn随灌水量的增加逐渐升高，T3 灌水量下胡杨 Pn达到最大，比 CK 的高 9.15%。7 a 生胡杨 CO2响应曲线表现为随灌水量的

18、增加 Pn升高，在 T3 时 Pn达到最大。CO2响应曲线在不同灌水条件下呈现出差异，表明灌水量会影响胡杨的 CO2响应。图 1不同灌水量下胡杨的 CO2响应曲线Fig.1CO2response curves of Populus euphratica under different irrigation3.2不同灌水量下 4 种模型对胡杨 CO2曲线的拟合及模型评价3.2.1CO2响应过程的模型模拟由图 2、图 3、图 4 可以看出，4 种模型的拟合效果存在差异。除直角双曲线修正模型外，其他 3种模型模拟的 CO2响应曲线变化大致相同：在低Ci(1000mol/mol)表现为一条没有极值的渐

19、进线，不能拟合出 Ci达到 CO2饱和点后 Pn下降的过程。4 种模型中，直角双曲线修正模型能较好地拟合出 Pn在高Ci下随 Ci增加而降低的趋势，克服了其他 3 种模型的缺陷。总体来看，4 种模型中以直角双曲线修正模型拟合曲线与实测曲线最相符，拟合效果最好。A、B、C、D 分别为直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型、指数模型。图 23 a 生胡杨 CO2响应曲线的模拟结果Fig.2Simulation result of CO2response curves of 3 a Populus euphratica5040302010010净光合速率/(molm2s1)504030

20、2010010净光合速率/(molm2s1)5040302010010净光合速率/(molm2s1)3 a5 a7 a500100015002000胞间 CO2浓度/(molmol1)500100015002000500100015002000胞间 CO2浓度/(molmol1)胞间 CO2浓度/(molmol1)CKT1T2T3CKT1T2T3CKT1T2T3胞间 CO2浓度/(molmol1)胞间 CO2浓度/(molmol1)胞间 CO2浓度/(molmol1)胞间 CO2浓度/(molmol1)40302010010净光合速率/(molm2s1)A500100015002000CKT1

21、T2T3CKT1T2T3CKT1T2T3CKT1T2T3500100015002000500100015002000500100015002000BCD40302010010净光合速率/(molm2s1)40302010010净光合速率/(molm2s1)40302010010净光合速率/(molm2s1)316湖南农业大学学报(自然科学版)http:/2023 年 6 月A、B、C、D 分别为直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型、指数模型。图 35 a 生胡杨 CO2响应曲线的模拟结果Fig.3Simulation result of CO2response curves o

22、f 5 a Populus euphraticaA、B、C、D 分别为直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型、指数模型。图 47 a 生胡杨 CO2曲线的模拟结果Fig.4Simulation result of CO2response curves of 7 a Populus euphratica3.2.2CO2响应特征参数及模型模拟光合能力(Amax)反映了叶片的光合电子传递和磷酸化的活性16。由表1各参数的实测值可以看出，3、5、7 a 生胡杨的 Amax随灌水量的增加而递增，均在 T3 处理时达最大值，表明其光合电子传递和磷酸化的活性在 T3 时达到最大；在 T1、T2

23、、T3灌水量下，3 a 生胡杨的 Amax分别比 CK 高 62.0%、66.7%、74.4%，5 a生胡杨的Amax分别比CK高0.1%、胞间 CO2浓度/(molmol1)CKT1T2T3500100015002000A5040302010010净光合速率/(molm2s1)CKT1T2T3CKT1T2T3CKT1T2T3CKT1T2T3CKT1T2T3CKT1T2T3CKT1T2T3胞间 CO2浓度/(molmol1)500100015002000胞间 CO2浓度/(molmol1)500100015002000胞间 CO2浓度/(molmol1)500100015002000胞间 CO

24、2浓度/(molmol1)500100015002000胞间 CO2浓度/(molmol1)500100015002000胞间 CO2浓度/(molmol1)500100015002000胞间 CO2浓度/(molmol1)500100015002000BCDBACD5040302010010净光合速率/(molm2s1)5040302010010净光合速率/(molm2s1)5040302010010净光合速率/(molm2s1)605040302010010净光合速率/(molm2s1)605040302010010净光合速率/(molm2s1)605040302010010净光合速率/(

25、molm2s1)605040302010010净光合速率/(molm2s1)第 49 卷第 3 期陈跃萍等4 种光响应模型对不同灌水量下胡杨光合CO2响应过程的模拟效果3179.5%、19.2%，7 a生胡杨的Amax分别比CK高29.2%、34.2%、52.6%。胡杨的 CO2饱和点 CSP的实测值为578.28875.77 mol/mol，不同灌水处理下的 CSP均高于 CK 的，表明其利用 CO2的能力有所提升。3、5 a 生胡杨的羧化效率(CE)实测值在 T2 处理下最低，而 7 a 生胡杨的 CE在 CK 处理下最低。T1、T2、T3 处理下 7 a 生胡杨的 Amax和 CE实测值

26、均最高。说明土壤含水量对胡杨 CO2同化能力有一定影响，适宜的情况可提升胡杨的光合能力。表 1不同灌水量下胡杨 CO2响应参数的拟合值与实测值Table 1The CO2response parameters of measured value and simulated value for Populus euphratica under different irrigation树龄/a 处理CE/(molmol1)Amax/(molm2s1)RHMNRHMMRHMEEM实测值RHMNRHMMRHMEEM实测值3CK0.0860.0590.0710.0700.06548.2337.6326.

27、2433.6722.46T10.0850.0580.0700.0710.06262.5360.3836.7536.2536.38T20.0810.0510.0650.0720.05166.3645.9637.8938.7537.45T30.0830.0550.0610.0720.06458.3642.7237.5637.7539.175CK0.0840.0530.0640.0680.05763.4647.6538.2440.4539.72T10.0830.0540.0650.0700.06166.7448.3839.7541.7839.98T20.0810.0560.0640.0670.055

28、76.5257.8643.2844.7643.51T30.0910.0670.0770.0750.06678.5861.7546.8547.5847.367CK0.0850.0630.0720.0750.06361.3251.2440.7540.3635.12T10.0920.0700.0790.0770.07173.7558.8245.8645.2845.39T20.0920.0700.0780.0770.07077.4560.0548.3848.5847.12T30.0880.0670.0760.0790.07086.4564.8453.8748.5853.59树龄/a 处理Rp/(mol

29、m2s1)CSP/(molmol1)RHMNRHMMRHMEEM实测值RHMNRHMMRHMEEM实测值3CK8.184.065.226.645.51756.64779.14715.32698.27578.28T18.555.757.281.756.11847.471150.30621.57612.58697.49T28.215.106.887.854.88927.57965.86678.86612.58813.38T37.234.324.686.524.89820.36858.63691.65614.85699.395CK6.754.346.126.265.34867.49924.76826

30、.54837.14663.66T17.574.766.636.545.24931.28937.83696.54681.55754.18T29.967.468.588.727.491121.271108.85778.86782.47875.77T38.756.757.327.356.21973.231108.82692.47719.28784.747CK7.364.215.236.125.86869.67896.43546.45536.24659.78T18.646.387.687.246.31923.38935.27665.57681.58741.28T28.095.756.526.755.6

31、5942.28957.38702.78681.60782.36T38.385.456.757.375.741058.501064.00787.57782.85863.96树龄/a 处理/(molmol1)R2RHMNRHMMRHMEEM实测值RHMNRHMMRHMEEM3CK85.2469.2574.6378.5486.360.980.990.990.99T1102.2098.38102.75103.7598.780.980.980.990.99T2101.3694.38101.57104.8594.960.970.990.990.99T386.7574.6578.5286.5877.680.

32、970.980.990.985CK86.3682.2686.1284.4677.360.980.990.990.99T194.8587.3891.6894.7587.630.980.990.990.99T2127.38132.36131.75131.62132.870.990.990.990.99T395.5492.4394.7693.5891.360.990.990.990.997CK89.5479.6586.7588.6491.790.990.990.990.99T195.3891.8793.3894.6891.360.990.990.990.99T291.9384.8687.4389.4

33、183.860.990.990.990.99T394.5385.3589.3693.3984.350.990.990.990.99在直角双曲线修正模型拟合下，3 a 生胡杨的羧化效率(CE)随灌水量的增加呈逐渐递减的趋势，在直角双曲线模型和非直角双曲线模型拟合下表现出先降低后升高的趋势。非直角双曲线模型拟合下，5 a 生胡杨的 CE随灌水量的增加逐渐升高；直角双曲线修正模型拟合下，5 a 生胡杨的 CE随灌水318湖南农业大学学报(自然科学版)http:/2023 年 6 月量的增加先降后升；均在 T3 灌水量下达最大。除指数模型外，在其他 3 种模型下 7 a 生胡杨的 CE随灌水量的增加呈

34、先升高后降低趋势。4 种模型下，3 a 生胡杨的 Amax随灌水量的增加均呈先上升后下降趋势；5、7 a 生胡杨的 Amax随灌水量的增加而上升，在 T3 灌水量下达最大。除指数模型外，3 a 生胡杨的光呼吸速率(Rp)在其他 3 种模型下均随灌水量的增加呈先上升后下降趋势；5 a 生胡杨的 Rp均随灌水量的增加呈先上升后下降趋势，在 T2 处理下最大；7 a 生胡杨的 Rp除在 NRHM 下呈先上升后下降趋势，总体上呈先上升后下降再上升趋势。对于胡杨的 CO2饱和点(CSP)而言，3 a 生胡杨在 4 种模型下的 CSP变化不一致，无明显变化规律；5、7 a 生胡杨的 CSP则随灌水量的增加

35、呈先上升后下降趋势或不断上升趋势。胡杨的 CO2补偿点()在 4 种模型下变化不一，3a 生胡杨的呈先上升后下降趋势，EMM 模型下在T2 时最大，其他 3 个模型下均在 T1 时最大；5 a 生胡杨的呈先上升后下降趋势，在 T2 时最大；7 a 生胡杨的呈先上升后下降再上升趋势，在 T1 时最大。不同灌水量下 4 种模型拟合的胡杨 CO2响应特征参数与实测值间有差异。由表 1 可以看出，4 个模型对胡杨 CO2响应特征参数的拟合精确度均较高，R20.97。其中直角双曲线修正模型对 3、5、7 a 生胡杨 CO2响应特征参数的拟合精度均为 0.99；指数模型除T3灌水处理下3 a生胡杨参数拟合

36、精度为 0.98，其余均为 0.99。3.2.3CO2响应曲线的模型评价利用平均相对误差(ARE)对 4 种模型的拟合效果进行评价。由表 2 可见，直角双曲线修正模型和指数模型对胡杨的 Amax拟合效果较好，其中直角双曲线修正模型对胡杨 Amax拟合效果最佳，3、5、7 a 生胡杨在 3 个灌水处理下 Amax的平均相对误差分别为0.021、0.007、0.014；指数模型 Amax拟合效果次之，表 2胡杨 CO2响应参数实测值与 4 种模型拟合值的相对误差Table 2The relative error of CO2response parameters of observed and s

37、imulated values for Populus euphratica based on fourmodels under different irrigation树龄/a处理Amax的相对误差Rp的相对误差RHMNRHMMRHMEEMRHMNRHMMRHMEEM3T10.7190.6600.0100.0040.3990.0590.1910.714T20.7720.2270.0120.0350.6820.0450.4100.609T30.4900.0910.0410.0360.4790.1170.0430.333平均值0.6600.3260.0210.0250.5200.0740.215

38、0.5525T10.6690.2100.0060.0450.4450.0920.2650.248T20.7590.3300.0050.0290.3300.0040.1460.164T30.6590.3040.0110.0050.4090.0870.1790.184平均值0.6960.2810.0070.0260.3940.0610.1970.1997T10.6250.2960.0100.0020.3690.0110.2170.147T20.6440.2740.0270.0310.4320.0180.1540.195T30.6130.2100.0050.0930.4600.0510.1760.2

39、84平均值0.6270.2600.0140.0420.4200.0260.1820.209树龄/a处理的相对误差CSP的相对误差RHMNRHMMRHMEEMRHMNRHMMRHMEEM3T10.0350.0040.0400.0500.2150.6490.1090.122T20.0670.0060.0700.1040.1400.1870.1650.247T30.1170.0390.0110.1150.1730.2280.0110.121平均值0.0730.0160.0400.0900.1760.3550.0950.1635T10.0820.0030.0460.0810.2350.2440.076

40、0.096T20.0410.0040.0080.0090.2800.2660.1110.107T30.0460.0120.0370.0240.2400.4130.1180.083平均值0.0560.0060.0310.0380.2520.3080.1020.0957T10.0440.0060.0220.0360.2460.2620.1020.081T20.0960.0120.0430.0660.2040.2240.1020.129T30.1210.0120.0590.1070.2250.2320.0880.094平均值0.0870.0100.0410.0700.2250.2390.0970.1

41、01第 49 卷第 3 期陈跃萍等4 种光响应模型对不同灌水量下胡杨光合CO2响应过程的模拟效果3193、5、7 a 生胡杨 Amax的 ARE分别为 0.025、0.026、0.042。非直角双曲线模型对胡杨的 Rp拟合效果最优，3、5、7 a 生胡杨的 ARE分别为 0.074、0.061、0.026。直角双曲线修正模型对胡杨 CSP拟合效果最佳，3、5、7 a 生胡杨的 ARE分别为 0.095、0.102、0.097。不同灌水量下 3、5、7 a 生胡杨在非直角双曲线修正模型的拟合下，其平均相对误差值最小，分别为 0.016、0.006、0.010，拟合效果最佳。RHM、NRHM、MR

42、HM、EEM 4 种模型在 3 个灌水处理下，3 a 生胡杨总特征参数的 ARE分别为 0.357、0.193、0.093、0.207；5 a 生胡杨总特征参数的 ARE分别为0.350、0.164、0.084、0.090；7 a 生胡杨总特征参数的 ARE分别为 0.340、0.134、0.084、0.105；3 个灌水处理下直角双曲线模型 3、5、7 a 生胡杨特征值的综合平均相对误差(ARE)分别为 0.093、0.084、0.084，均为 4 个模型下 3、5、7 a 生胡杨总特征参数 ARE的最小值，说明直角双曲线模型的拟合效果最好。综合分析，直角双曲线修正模型、非直角双曲线模型、指

43、数模型和直角双曲线模型对不同灌水量下幼龄胡杨的拟合效果依次降低。4结论与讨论本研究中，采用直角双曲线模型(RHM)、非直角双曲线模型(NRHM)、直角双曲线修正模型(MRHM)、指数模型(EEM)对不同灌水量下胡杨光合CO2响应过程模拟的 R2均较高(R20.97)，表明4 种光合模型具有一定的合理性，但 R2只体现实测值与拟合值之间的相关性程度，可能会存在拟合值与实测值有偏差的情况17。为提高模型评估精度，引入平均相对误差(ARE)进行进一步评估，R2越趋近于 1，ARE越小，说明模型精度越高1819。本研究中的 4 种模型，EEM 模型对 5、7 a 生胡杨的光合CO2响应曲线拟合精度高，

44、效果好(R2均为 0.99)；MRHM模型对 3、5、7 a 生胡杨的光合CO2响应曲线拟合精度均高(R2为 0.99)。分析不同灌水量下幼龄胡杨光合CO2响应参数数据，3 个灌水处理下 MRHM模型 3、5、7 a 生胡杨特征值综合平均相对误差(ARE)分别为 0.093、0.084、0.084，均为 4 个模型下 3、5、7 a 生胡杨总特征参数 ARE的最小值，说明 MRHM模型具有更好的适用性。这与南吉斌等20的研究结果一致。吴芹等21、LANG 等22和李红生等23利用RHM、NRHM 和 MRHM 模型对山杏、柽柳和沙棘的光响应曲线进行模拟，发现 NRHM 和 MRHM 模型拟合效

45、果优于RHM模型；也有学者24认为，RHM模型更适合于柽柳的拟合。这可能与不同物种、周边环境差异以及不同试验条件有关。PnCi曲线既反映了光合速率与 CO2浓度之间的关系，也可以估算出植物饱和 CO2浓度、CO2补偿点、羧化效率等光合参数2526。这些参数可反映在不同灌水条件下胡杨的光合电子传递、光合能力和磷酸化的活性等特征13,27。本试验发现，胡杨 Pn与 Ci之间存在阈值响应关系，Ci200 mol/mol 时，灌水量对 Pn的影响较明显，胡杨 Pn随灌水量的增加呈上升趋势，表明在低胞间 CO2浓度下幼龄胡杨对灌水量反应敏感。不同灌水处理下7 a生胡杨的光合能力Amax和羧化效率 CE均

46、最高，表明 7 a 生胡杨的光合电子传递和磷酸化活性、Rubisco 活性及其对 CO2的同化能力与利用效率均高于 3、5 a 生胡杨。不同灌水处理下胡杨饱和胞间 CO2浓度均有所增加，表明灌水有利于增加胡杨利用高 CO2浓度的能力。不同灌水处理下 3 种林龄的胡杨 CO2补偿点不一致，3 a生胡杨随灌水量增加 CO2补偿点持续下降；5 a 生胡杨随灌水量增加 CO2补偿点先上升后下降；7 a生胡杨 CO2补偿点随灌水量增加先下降后微升，表明适度的灌水更有利于胡杨生长。从本试验可知，随灌水量变化，3、5、7 a 生胡杨 CO2响应曲线及其光合参数均呈一定的变化规律，其中 3 a 生胡杨Amax

47、在 T3 处理下达最大值，但与 T2 处理相差较小，且在 T2 处理下有较高的 CSP和 Pn，表明 3 a 生胡杨在 T2 处理下光合能力最强，适宜灌水量为每株灌水 40 kg；5、7 a 生胡杨 Amax和 Pn均在 T3 处理下达最大值，说明 5、7 a 生胡杨的适宜灌水量为每株灌水 60 kg。参考文献：1李京龙，武胜利不同更新方式下胡杨幼苗光响应和CO2响应的对比研究J云南大学学报(自然科学版)，2020，42(3)：5675762王海珍，陈加利，韩路，等地下水位对胡杨(Populuseuphratica)和灰胡杨(Populus pruinosa)叶绿素荧光光响应与光合色素含量的影

48、响J 中国沙漠，2013，33(4)：105410633王海珍，韩路，徐雅丽，等不同温度下灰胡杨叶片320湖南农业大学学报(自然科学版)http:/2023 年 6 月气孔导度对光强响应的模型分析J生态环境学报，2015，24(5)：7417484王海珍，韩路，徐雅丽，等土壤水分梯度对灰胡杨光合作用与抗逆性的影响J生态学报，2017，37(2)：4324425吴玲利，熊利，柯镔峰，等白木通的光合特性J江苏农业科学，2015，43(8)：2502536WALKER B，STEFFEN W An overview of theimplications of global change for na

49、tural and managedterrestrial ecosystemsJConservation Ecology，1997，1(2)：art27常宗强，冯起，苏永红，等额济纳绿洲胡杨的光合特征及其对光强和 CO2浓度的响应J干旱区地理，2006，29(4)：4965028ZHU C G，CHEN Y N，LI W H，et alPhotosyntheticperformance of two poplar species in shelterbelt underwater-saving irrigation in arid northwest ChinaJ NordicJournal

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