农业机械学报

作者：刘博，侯佳佳，时元智，崔远来

单位：扬州大学,扬州大学,南京水利科学研究院,武汉大学,

关键词：散射辐射;气溶胶;总初级生产力;稻田;通径分析;鄱阳湖平原

基金：国家自然科学基金长江水科学研究联合基金项目（U2040213）、江西省水利科技项目（202123YBKT09）和江苏省高等学校基础科学研究面上项目（21KJB210021）

探明散射辐射变化对稻田生态系统总初级生产力（Gross primary productivity, GPP）的影响可为稻田碳汇能力评估和产量估算提供参考。本研究以鄱阳湖平原双季稻田为研究对象，利用涡度相关（Eddy covariance, EC）系统对稻田CO2通量进行了连续两年（2017—2018年）的定位观测，选取水稻生育中期数据，按照散射辐射比例（Diffuse fraction, DF）进行分段，分析了散射辐射对稻田GPP的影响，探明并量化了不同DF条件下散射辐射与其他气象因素对稻田GPP的影响机制。结果表明：不同类型辐射对GPP的影响存在差异，GPP随着直接光合有效辐射（Direct photosynthetically active radiation, PAR-dir）的增加先迅速增长，随后达到饱和；在不同DF条件下，早晚稻GPP随着散射光合有效辐射（Diffuse photosynthetically active radiation, PAR-dif）的变化趋势存在差异，当DF为0.1～0.4时，早稻GPP随PAR-dif无明显变化趋势，晚稻GPP随PAR-dif呈上升趋势（决定系数R2为0.23），当DF为0.4～0.7时，早晚稻GPP随PAR-dif呈下降趋势（R2为0.38、0.02），当DF为0.7～1.0时，早晚稻GPP随PAR-dif呈明显上升趋势（R2为0.32、0.89），可见PAR-dif是影响水稻GPP的重要因素。早晚稻GPP与DF呈二次曲线关系（R2为0.45、0.67），早晚稻光能利用效率（Light use efficiency, LUE）则与DF呈显著的线性正相关关系（R2为0.68、0.82），早晚稻最优DF为0.48和0.40。DF变化同时引起气温（Air temperature, Ta）和饱和水汽压差（Water vapor pressure deficit, VPD）的变化，进而对水稻GPP产生协同影响。气象因素与水稻GPP的通径分析结果表明：不同DF条件下，气象因素对水稻GPP的影响存在明显差异。总体而言，Ta和VPD升高分别对水稻GPP起促进和抑制作用，当DF为0.1～0.4、0.4～0.7和0.7～1.0时，影响早稻GPP的主要气象因素为Ta、PAR-dir和PAR-dif，影响晚稻GPP的主要气象因素则为PAR-dif、PAR-dir和PAR-dif。

来源：2024年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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