第5章 CO2、风与农业生产.pptVIP

第五章 CO2、风与农业生产 主要内容 §1 二氧化碳对植物的影响 §2 农田二氧化碳状况及其调控 §3 风对农业生产的影响及调控 本章重点与难点 本章重点： C循环、CO2与光合作用、CO2增加对农业生产的影响、群体CO2通量及浓度变化规律等分析CO2调控技术。 本章难点： 农田CO2变化规律分析。 §1 二氧化碳对植物的影响 主要内容： ● 大气中CO2浓度及碳循环 ● CO2对植物的影响 一、大气中CO2浓度及碳循环 1、大气中CO2浓度及其长期演变趋势 工业革命前（1750～1800年）：280ppmv。其后不断增 加，增长速度不断加快。 年增长速度： 1840～1900年，0.12ppmv； 1900～1960年，0.34ppmv； 1960～2000年，1.32ppmv; 2001年～， 2.13ppmv。 至2008年，全球大气中的CO2浓度已达到380ppmv以上。 全球碳循环(carbon cycle) 二、 CO2对植物的影响 1、植物对CO2的吸收和利用 （1）植物吸收CO2的过程 a、从大气通过湍流和对流交换输送到叶片 附近。这段路程最长，CO2与叶片的距离以m或 cm来计算，该段路程阻力最小。 §2 农田二氧化碳状况及其调控 主要内容： ● 植被层中CO2平衡 ● CO2通量的变化 ● 土壤和近地层CO2调控技术 一、植被层中CO2平衡 植被层中CO2平衡方程式为： qa= Rt+ Rr+ Rm- Pc 式中，qa为植被层上方CO2通量；Rt为作物地上 部分呼吸放出CO2量；Rr为根部呼吸放出CO2量； Rm为土壤微生物释放出的CO2量；Pc为光合作用 同化的CO2量（真光合作用）。 二、CO2通量的变化 1、农田上方CO2通量变化 近地层中CO2的垂直通量，决定于湍流扩散 机制。因此 ，可以从湍流扩散角度来得到农田 上方CO2的铅直输送公式，即： 式中，qc为铅直方向的CO2通量；fc为单位换算 系数；kc为CO2湍流交换系数； 为CO2浓度的 铅直梯度。 三、土壤和近地层CO2调控技术 1、土壤CO2释放的调节 （1）原理 土壤空气中CO2浓度远高于大气，因此土气 间的浓度差导致了土壤CO2释放 。土壤中CO2的 释放量因土壤温度、含水量及有机质含量不同 而有很大差异。 因此，可以采取措施改变土壤物理性质和 环境条件等以达到调节CO2释放量的目的。 §3 风对农业生产的影响及调控 主要内容： ● 近地层风速的变化规律 ● 风的影响 ● 防风措施 二、风的影响 1、有利影响 ● 使群体内外热量相平衡，加快叶片蒸腾，降低叶温，避免日灼， 促进气孔开放，有利于光合作用。 ● 是植物被动吸水、矿物质运输的原动力； ● 使叶片边界层变薄，减小二氧化碳进入到植物体内的阻力； ● 使群体内外、上下层二氧化碳相平衡。通风可使作物冠层附近CO2浓度保持在接近正常的水平上，防止或减轻作物周围的CO2亏损。研究认为，风力在2级以下时CO2浓度减少到不利于作物光合作用。 ● 传播花粉、孢子、种子、果实等。风是异花授粉植物的天然传粉媒介，风还可以帮助植物散播芬芳气味，招引昆虫为虫媒花传播花粉。 大风的标准 : 平均风力≥6级（10.8m/s～13.8m/s）或瞬间风力≥8级（17.2m/s～20.7m/s）为中央气象局颁布的大风预报标准。 大风的季节分布特点： 绝大多数地区春季大风日数多于冬季，冬季大风日数最多的地区位于青藏高原和台湾海峡，每月平均10天以上。夏季是全年大风日数最少的季节。秋季大风日数近于冬季。但各地大风季节分布有很大差异。 如：在黑龙江省大风的分布是：春秋冬夏；大风日主要集中在4、5、10、11月。 大风的空间分布： 我国有4个地区为大风日数高值区： （1）高值区是青藏高原，因海拔高、地表亦较平坦，年大风日数高达75-100天以上，这是我国范围最大的大风日数高值区，大风是高原牧业生产的主要灾害之一。 （2）大风日数高值区是中蒙边境地区和新疆西北部，均为寒潮入侵我国的门户，尤其是中蒙边境地区，地处阿尔泰山和大兴安岭之间的广阔山口地带，寒潮大风、气旋大风在此畅通