玉米日光诱导叶绿素荧光及其组分与光合生产力耦合关系的干旱响应OA

日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)是反映植物光合效率和碳吸收的重要信息,已被公认为监测总初级生产力(gross primary productivity,GPP)的有效工具,但干旱影响下SIF与GPP的耦合机制尚不明确。本文基于2010—2020年6—9月卫星反演的GPP、SIF和标准化降水蒸散指数(SPEI),探究东北春玉米不同干旱程度下不同时空尺度SIF与GPP的耦合关系,SIF的辐射、冠层结构、生理组分与SIF和GPP的关系及对二者耦合关系的贡献。结果表明:1)非湿润条件下,SIF与GPP的相关性在全生育期(6—9月)(R^(2)为0.80)强于各月,在6月和9月(R^(2)为0.59和0.61)强于7月和8月(R^(2)为0.31和0.38);在7月、8月和全生育期,冠层结构组分对SIF与GPP关系的贡献最大,分别为48.6%、39.1%和50.0%,在6月和9月生理组分对SIF与GPP关系的贡献最大,分别为49.4%和42.4%。2)干旱使SIF与GPP的相关性在6月和9月减弱,在7月、8月和全生育期增强。全生育期冠层结构组分减小0.4%、生理组分和辐射组分分别增大0.1%和0.3%;干旱使各月冠层结构组分分别增大3.9%、0.9%、4.2%、2.6%,辐射组分贡献分别减小5.3%、3.2%、0.7%、1.3%,生理组分在6月和7月分别增大1.4%和2.3%,8月和9月分别减小3.5%和1.3%。3)随干旱加重,SIF与GPP的相关性在全生育期及6月呈线性增大趋势,R^(2)分别由0.80增大至0.83、0.52增大至0.61,其余月份呈非线性变化趋势。辐射组分在8月呈线性减小趋势,冠层结构组分在全生育期线性减小,6月、7月、8月均线性增大,生理组分在8月线性减小,在全生育期、9月线性增大。干旱不会影响SIF与GPP关系的主要贡献组分,但改变各组分的贡献率,其由最大贡献组分与GPP的相关性决定。本研究可为深入理解SIF与GPP耦合关系的干旱响应机制提供重要参考。