周怀林,周广胜

1 南京信息工程大学应用气象学院,南京 2100442 中国气象科学研究院,北京 1000813 南京信息工程大学气象灾害预警协同创新中心,南京 2100444 中国气象局固城农业气象野外科学试验基地,保定 072656

植物的碳同化和水分蒸腾过程通过气孔而紧密耦合[1],一般用水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE 即单位水分消耗量所同化的碳量)量化这一耦合关系的强弱[2-3]。水分利用效率是植物个体或生态系统水分利用过程的重要特征参数,可表征不同时空尺度的植物碳-水耦合关系,对植物响应气候变化和气候适应性研究具有重要意义[4- 7]。在叶片尺度上,水分利用效率通常定义为净光合速率与蒸腾速率的比值(Pn/Tr)[8],以表示植物叶片对内、外环境变化的综合响应。由于叶片的水分利用涉及CO2和水分的吸收、转化、运输和利用等一系列生物-物理-化学过程,导致水分利用效率受到众多因素的影响。目前,影响水分利用效率的因素可划分为环境因素和生物因素两类,环境因素可以分为大气环境因素和土壤因素,其中大气环境因素涵盖了CO2浓度、太阳辐射、温度等因素,土壤因素包涵了土壤水分、土壤机械组成、土壤理化性质和土壤微生物等因素；而生物因素主要包括物种类别、光合途径、生育期、叶龄、气孔结构特征等[9- 11]。对影响水分利用效率的环境因素研究发现,CO2浓度升高会导致Pn增强,Tr降低,水分利用效率显著提高[8,12- 14]；风速对水分利用效率的影响类似于CO2浓度[15],而温度则相反[16]；适度的土壤水分亏缺能提高水分利用效率[17],但土壤水分的有效阈值范围仍不清楚。……