[发明专利]一种植物水分利用效率的确定方法、处理器及确定系统

说明书

技术领域

本发明涉及生态学中的模型构建技术领域，具体涉及一种植物水分利用效率的确定方法、处理器及确定系统。

背景技术

上个世纪大气中二氧化碳CO₂浓度的增加及其所引起的气候变化对树木生理产生深刻的影响作用，即通过气孔变化改变树木的碳、水通量特征。因此研究CO₂对植物和气候条件(例如干旱)的直接影响及其相互作用对于理解过去并预测未来森林生长和碳固存非常有益。在某些地区，气候变化和增加的CO₂浓度会促进树木生长，即通过CO₂施肥作用使植物光合作用加强。然而这种CO₂浓度的增加效应也会造成干旱的加剧，例如其会抑制植物生长，甚至产生胁迫导致死亡。同时这些植物生理特性的改变也会不可避免的改变生物圈内CO₂浓度和水通量及其两者间的相互关系。

而有关如今的演替后期的森林群落是如何逐渐适应当今的气候变化的评估工作很难利用观测和实验手段来进行评价与衡量。由此，对于树木对目前大气CO₂浓度的增加是如何做出生理上的改变还不是很清楚。因此，准确量化水分和CO₂浓度的改变量将会变得至关重要，这是由于水、碳通量的循环与森林群落碳固存潜力和与温度相关的蒸发反馈(例如蒸散变化可能会加剧或减小增温效应)相互关联。

水分利用效率常用其来解释植物与大气之间水、碳交换过程中的耦合特征及其变化。植物间不同的水分利用效率由植物光合碳同化过程中的水损耗与碳收获量间的权衡关系所决定，同时其也反映水碳循环中的耦合过程存在变异。

发明内容

本发明的目的在于如何确定植物水分利用效率。

为此目的，第一方面，本发明提出一种植物水分利用效率的确定方法，包括：

获取安装在目标区域内的二氧化碳浓度检测器采集的环境二氧化碳浓度数据；

获取安装在目标区域土壤内的土壤体积含水量检测器采集的土壤体积含水量数据；

根据所述环境二氧化碳浓度数据以及所述土壤体积含水量数据，通过预先建立的二氧化碳浓度、土壤体积含水量与水分利用效率的函数关系，确定所述目标区域中的植物的水分利用效率。

可选的，所述预先建立的二氧化碳浓度、土壤体积含水量与水分利用效率的函数关系通过以下步骤实现：

元素分析仪煅烧培养箱内不同二氧化碳浓度梯度培养下的多个植物样品，其中，每个植物样品对应一个土壤体积含水量梯度；

同位素光谱仪收集所述元素分析仪的煅烧气体以及所述培养箱内环境气体进行稳定碳同位素分析，得到所述培养箱内不同二氧化碳浓度梯度培养下的多个植物样品的第一稳定碳同位素丰度值以及培养箱内不同二氧化碳浓度梯度下的环境气体的第二稳定碳同位素丰度值；

计算机基于所述同位素光谱仪得到的所述第一稳定碳同位素丰度值以及所述第二稳定碳同位素丰度值，计算所述培养箱内不同二氧化碳浓度梯度培养下的多个植物样品的水分利用效率；

计算机根据计算得到所述培养箱内不同二氧化碳浓度梯度培养下的多个植物样品的水分利用效率，拟合得到二氧化碳浓度、土壤体积含水量与水分利用效率的函数关系。

可选的，所述二氧化碳浓度、土壤体积含水量与水分利用效率的函数关系为：