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      日食期的光強、光合作用和環境變化

      來源:北京力高泰科技有限公司 發布時間:2017-09-07 11:24:05 點擊數:853 使用提問 咨詢價格

      光合作用
       

      美國時間2017年8月21日,人們迎來了一場邂逅日全食的過程。日食開始于美國時間21日的上午11:37,14:37結束,日全食發生在13:02至13:04。盡管云層掩蓋了對日食的直接觀察,但是在光強,光合作用測量和環境通量方面仍然存在顯著的差異。美國內布拉斯加州林肯市的總部園區內,LI-COR的科學家們用精密的科研儀器測量并收集了這些寶貴的數據。
       
      光強

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      科學家們使用4個最新校準的LI-190R光合有效輻射傳感器測量光量子通量密度(PPFD,單位:μmolm-2 s-1)和5個LI-200R太陽總輻射傳感器每5秒測量全球輻射(W·m-2)。日食當天的云層導致光照強度較往常低。日全食期間,所有傳感器的讀數幾乎都下降到接近于零,有陽光照射后,傳感器都迅速有了讀數。

      光強

      圖1.日食期間的平均PPFD。

       

      光強

      圖2.日食期間的全球平均輻照度。

       
      光合作用測量

      光強
       

      日食期間,在LI-COR園區的溫室外,科學家們用2個LI-6800便攜式光合作用全自動測量系統監測向日葵葉和玫瑰葉的光合作用。雖然日食期間的云層較厚,但是日食的影響仍然顯而易見:PPFD值(μmolm-2 s-1)下降到接近于零,同化率下降到最小值-1.5μmolm-2 s-1(圖3),氣孔導度滯后幾分鐘,也降至最低值0.5 mol m-2·s-1左右。大約到下午14點左右,云量最小,PPFD值恢復到正常水平,并且同化值開始升高。

       

      光強

      圖3.日食期間向日葵葉和玫瑰葉上的PPFD,葉溫,同化和氣孔導度。垂直紅線表示日全食的時間。中間圖中的水平綠線代表同化率為零(即同化和呼吸相等,因此不會發生凈碳交換),發生在光強~30umol-m-2s-1。
       
       

      光強

      圖4.日食期間的同化率與PPFD的函數。玫瑰葉上的PPFD值較大可能是葉片與陽光正交的角度。

       
      環境通量

      科學家們還研究了LI-COR實驗站(LERS)的環境通量數據。通常,渦度協方差數據每30分鐘收集一次。對于日食,科學家們以15分鐘的間隔處理通量數據,以便更詳細地了解生態系統中發生的狀況。CO2,H2O和空氣溫度數據設置采樣間隔為1分鐘。
       
      日食在短時間內消耗了有效能量。這反映在被有效用能量直接或間接驅動的標量濃度和通量。在日全食約45分鐘后,CO2混合比增加并達到約452.6ppm的峰值。水汽混合比呈下降趨勢,但總體恢復速度遠高于二氧化碳??諝鉁囟纫脖憩F出與CO2濃度相似的趨勢。
       
      日食期間,生態系統從二氧化碳匯到二氧化碳源(見圖8)??偟膩碚f,二氧化碳通量在日全食后的45分鐘內緩慢恢復。顯熱和潛熱通量表現出相似的趨勢。
       

      光合作用

      圖5.日食期間CO2混合比與時間的函數。 

      光合作用

      圖6.日食期間水汽混合比與時間的函數。

      光合作用

      圖7.日食期間的氣溫。

      光合作用

      圖8.日食期間的二氧化碳通量。

      光合作用

      圖9.日食期間的感熱通量。

      光合作用

      圖10.日食期間潛熱通量。

       
      其他的LI-COR員工聚集在一起欣賞難得一見的日全食。

      光合作用

       

      光合作用

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