人工长白落叶松冠层光合作用-光响应曲线最优模型

摘要：

以黑龙江省帽儿山林场15年生人工长白落叶松为研究对象,采用直角双曲线模型(RH)、非直角双曲线模型(NRH)、指数模型(EM)、修正直角双曲线模型(MRH)和修正指数模型(MEM)分别对4种不同光响应特征的光合作用-光响应曲线(光抑制型光响应曲线,PLCj;光饱和型光响应曲线,PLCs;未饱和型光响应曲线,PLCu;弱光环境下植被的光响应曲线,PLCw)进行拟合,计算出光饱和时的最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)及表观量子效率(AQY)等重要的光合生理指标,综合对比5个候选模型对不同响应曲线的拟合优度和对光合生理指标的估计精度.结果表明:MEM模型仅适用于拟合光抑制型曲线,MRH对光抑制型曲线和光饱和型曲线的拟合效果最好(Ra2分别为0.9986和0.9978),NRH最适合拟合未饱和型曲线和弱光环境型曲线(Ra2分别为0.9996和0.9963).在所有类型曲线中,MRH模型估计Pnmax时,平均相对误差绝对值(MAPE)最低(0.1％＜MAPE＜0.7％),但对LCP的估计效果相对较差(2.5％＜MAPE＜9.4％);NRH模型对光饱和型曲线和未饱和型曲线中的LCP以及未饱和型曲线的Rd表现出更准确的估计(MAPE分别为1.8％、0.1％和3.9％);RH模型对光抑制型曲线的LCP及光饱和型曲线的Rd有更好的估计效果(MAPE分别为1.0％和2.7％);EM模型适用于估计弱光环境型曲线的LCP(MAPE为0.2％).MRH在保证较好的模型拟合效果及光合生理指标估计精度以外,还在拟合不同类型曲线时表现出极高的稳定性,因此,本文选择MRH模型作为拟合人工长白落叶松冠层光合作用-光响应曲线的最优模型.

关键词：长白落叶松、光合-光响应曲线、最优模型、净光合速率、光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率

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资助基金：本文由国家科技支撑计划项目2015BAD09B01资助;This work was supported by the National Key Science and Technology Support Program 2015BAD09B01.

在线出版日期：2016-09-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2420-2428