Wateruse效率
植物生产力依赖的量化水资源可以看作是净初级产量与蒸腾实际损失水量(T)之间关系的斜率为
NPP = WUEt x水的供应×植物利用水分的比例，其中整个季节的水分利用效率(WUEt)或蒸腾效率是产生的生物量与相应植物蒸腾的比率[g(干物质)kg- 1h2o或mmol C mol- 1h2o] (Jones, 2004b)。供水是降水加上灌溉，如果合适的话，或生长季节的降水加上一年生作物播种时土壤中的水分。
蒸腾效率的短期变化主要由生理(气孔导度和光合作用)和气象变量(空气的蒸汽压差，风)决定。中等条件下，蒸腾效率有提高的趋势水的压力，这是由于气孔对蒸腾作用的限制较大，而光合装置的反应相对较不敏感。相反，由于蒸腾作用的增加而没有伴随光合作用的变化(Jones, 2004b)，大气中的高蒸汽压赤字导致了WUEt的下降。这为任何特定气候下的WUEt设置了上限。raybet雷竞技最新在高辐照度下蒸腾减少会增加叶片温度升高的风险，使其超过代谢活动的最佳水平，或至少超过导致不可逆叶片组织氧化应激的阈值。此外，由于光合作用的抑制，在严重的水分胁迫下，或当水分亏缺与高温强光相结合时，水分利用效率(WUE)可能会下降(Chaves et al.， 2004;琼斯,2004 b)。这在整体上也是显而易见的树冠层次例如，在地中海下的夏天干旱其中，WUEt随着严重的水分亏缺而下降，并伴随着碳同化的强烈下降(Reichstein et al.， 2002)。
在生态系统的尺度上，我们可以整合水文和生理成分以及生态系统层面的WUE (WUEe;Gregory, 2004)的定义为:
其中E是直接蒸发从植物和土壤表面看，T为蒸腾作用，R为液水径流，D为生根区以下的排水。由于在水文分析中通常将液体通量与蒸汽通量分开，因此在历史上，生物质生产用水一直被认为是NPP与蒸散的比率(T + E) (Rosenzweig, 1968年;利斯和惠特克，1975)。虽然T代表初级生产所需的水量，但水平衡的其他项实际上是非生产性的。蒸腾水与蒸散量的比例[T/(T + E)]是衡量供水效率的指标(Rockstrom, 2003)。
如图6.2所示，大致反映了生理控制的影响，在限制供水的情况下，WUEe(或雨水利用效率)趋于最大(Huxman et al.， 2004)。数据的巨大变异性主要是由于物种差异和植物代谢(如C3/C4)、营养和土壤性质的差异以及降雨季节性的差异。所示的森林趋势线表明，随着水供应量的增加，非生产性水通量变得更加重要。在采用灌溉和施肥处理的桉树人工林中也显示出这种趋势(表6.1)。处理为:灌溉以满足夏季蒸散发需求(I)，灌溉为I，根据植物需要加肥(IL)，不灌溉但加肥(F)和对照区(C) (Madeira et al.， 2002)。如表6.1所示(降水量接近平均值，607毫米)，与正常降雨年份雨水灌溉地块相比，灌溉充足地块的用水效率大幅下降(80%)。在前一个潮湿的年份(降水量1200毫米)，充分灌溉和雨水灌溉地块之间的差异可以忽略不计(未发表的结果)，但无论是雨水灌溉还是灌溉，施肥地块的uee都比未施肥地块高约12%。
图6.2全球生物群落总NPP (g m-2年-1)与降水量(mm)的关系。趋势线仅为森林数据绘制(原始数据来自Olson et al.(2001))。
降水(毫米)
图6.2全球生物群落总NPP (g m-2年-1)与降水量(mm)的关系。趋势线仅为森林数据绘制(原始数据来自Olson et al.(2001))。
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