wr104

光合作用分析仪计算公式

净光合速率、蒸腾速率等公式事实上来源于vonCaemmerer和Farquhar1模型.注意：方程式中参

数代表仪器默认值，需根据实际测量值修改。

蒸腾速率

在开路系统中，水蒸气总量是平衡的(如下图所示)：

sE=u

o

w

o

-u

i

w

i

(1-1)

s叶面积(m-2)

E蒸腾速率(molm-2s-1)

u

o

出室空气流量(mols-1)

u

i

入室空气流量(mols-1)

w

o

出室空气中水的摩尔比(molH

2

Omolair-1)

w

i

入室空气中水的摩尔比(molH

2

Omolair-1)

由于

uo=ui+sE(1-2)

可得

sE=(ui+sE)wo-uiwi(1-3)

重新组合得

u

i

(w

o

–w

i

)

Ｅ=(1-4)

s(1-w

o

)

公式(１-４)中的参数与LI-6400测量值的关系如下：

u

i

=F/106

w

i

=W

r

/103

w

o

=W

s

/103(1-5)

s=S/104

F：空气流量(μmols-1)

Wr：参比水摩尔比(mmolH

2

Omolair-1)

Ws：样品水摩尔比(mmolH

2

Omolair-1)

S：叶面积(cm-2)

故公式(1－4)可写为：

F(Ws-Wr)

E=(1-6)

100S(1000–Ws)

水蒸气总导度

叶片总导度(包括气孔导度和边界层导度)g

tw

(molH

2

Om-2s-1)为：

g

tw

=

sl

sl

ww

ww

E





)

2

1000(

(1-7)

W

l

是指叶内水分的摩尔浓度(mmolH

2

Omol-1空气)，由叶面温度T

l

(℃)和大气压强P(kPa)求得：

e(T

l

)

W

l

=×1000(1-8)

P

函数e(T)是在T温度时的饱和水蒸气压，计算见公式(14-21)。

LI-6400光合作用分析仪中使用的饱和水蒸气压函数e()来自Buck(1981)3:

17.502T

240.97+T

e(T)=0.61365e(14-21)

这里讨论的T是温度(℃).LPL程序执行的函数e()被命名为SatVap，(见表15-3)

水蒸汽的气孔导度

水蒸汽的气孔导度g

sw

由总导度减去边界层导度而得：

(1-9)

k

f

是个参数，是基于系数K叶片两侧气孔导度(手册中命名气孔比率)换算得出。

(1-10)

g

bw

是单侧叶面水蒸气的边界层导度。这样边界层导度的准确性就在于叶片是一面或两面具有气孔。

净光合速率

在开放系统中存在下列等式：

sa=u

i

c

i

–u

o

c

o

(1-11)

其中a是同化率(molCO

2

m-2s-1)，c

i

和c

o

是进出二氧化碳的摩尔比，利用公式(1－2)，可写为：

sa=uici–(ui+sE)c

o

(1-12)

重新组合为：

(1-13)

对于LI-6400测量值，使用公式(1－5)和下列参数：

c

i

=Cr/106

c

o

=Cs/106(1-14)

a=A/106

其中Cr和Cs是参比室和样品室的CO

2

浓度(μmolCO

2

molair-1)，A是叶的CO2净同化速率(μmol

co

2

m-2s-1)，置换结果为：

(1-15)

胞间二氧化碳浓度

胞间二氧化碳浓度Ci(μmolCO

2

molair-1)，由下式给出：

(1-16)

这里g

tc

是CO

2

总导度，由下式给出：

(1-17)

1.6是空气中CO

2

和H

2

O的扩散比率，1.37是边界层中CO

2

和H

2

O的扩散比率。

其它参数

LI-6400有许多其他相关条件(传感器标定方程，露点温度，相对湿度等等)，见14章。

符号摘要

a=净同化率molCO

2

m-2s-1

A=净同化率μmolCO

2

m-2s-1

c

i

=入室CO2浓度molCO

2

molair-1

c

o

=出室CO2浓度molCO

2

molair-1

Cs=样品室IRGA中CO2的摩尔比μmolCO

2

mol-1air

Cr=参比室IRGA中CO2的摩尔比μmolCO

2

mol-1air

Ci=胞间CO2浓度μmolCO

2

mol-1air

E=蒸腾速率molH

2

Om-2s-1

F=入室气体的摩尔流量μmols-1

g

bw

=界面水汽导度molH

2

Om-2s-1

g

sw

=气孔水汽导度molH

2

Om-2s-1

g

tc

=CO2总导度molCO

2

m-2s-1

g

tw

=水汽总导度molH

2

Om-2s-1

k

f

=(K2+1)/(K+1)2

K=气孔比率：从叶一面到另一面的气孔导度速率估计值

s=叶面积m2

S=叶面积cm2

u

i

=入室气体流量molairs-1

u

o

=出室气体流量molairs-1

w

i

=入室水汽摩尔比molH

2

Omolair-1

w

o

=出室水汽摩尔比molH

2

Omolair-1

Ws=样品IRGA中水汽摩尔比mmolH

2

Omolair–1

Wr=参比IRGA中水汽摩尔比mmolH

2

Omolair–1

Wl=叶内水汽的摩尔比mmolH

2

Omolair–1