| 单词 | 植物表面温度 |
| 释义 | 【植物表面温度】 拼译：(Tps) 植物表面温度是由土壤－植物－大气连续体(SPAC)内的能流和水气流所决定的。不同环境区域的Tps不同，即使同一环境下的不同植物或植株的不同部位其Tps也不同。Tps在植物生命活力与地理分布中起着主导的和直接的作用，虽与气温密切有关。研究Tps，对农林植物的布局、引种、农田管理、产量、病虫害等方面具有极为重要意义和广阔的应用前景，同时也为农林生态学研究提供一个有力的连结手段。 1857年，维谢洛夫斯基(K．C．Beceлoвcкий)在《论俄罗斯气候》一书中就提出Tps有别于气温(Ta)的观点和确定Tps的重要性，引起大气物理学、植物学、植物生理学和生态学等领域学者的极大兴趣和广泛研究。1964年，林纳科(E．T．Linacre)收集与分析了北极至南非大田作物和温室特定条件下各种植物的叶温资料。1956年，拉施科(K．Raschke)和布德科(M．и．Bулвлко)分别研究了植物单叶的和植被表面的温度的模拟模型，并逐步得到发展和完善。1968年，盖茨(D．M．Cates)阐明了蒸腾与Tps的关系。后来又相继出现用冠层温度(Tc)估算蒸散的诸多模型，如Monteith模型、Bartholic模型和Brown-Rosenberg模型。Tps既是植物对环境综合因子反应的一个重要指标，也是与生理过程相关的一个重要因子，因而有许多研究者都围绕Tps与所关心问题之间的关系开展工作，在一些专题预报等方面取得进展。1983年，江爱良等首先报道中国东部季风区和西部季风区Tps的分异。1981年，蒙蒂思(J．L．Monteith)的叶气温差(ΔT)模型定性地阐明：ΔT随着日射增强或植物表面吸收日射的增强而提高，风速和湿度的降低又加强这一进程；在地气湿润(干燥)条件下，随着气孔开度增大(减小)，即蒸腾增加(减小)而降低(增高)，并且随着气温升高即饱和水汽压斜率增大而减小等等。1969年，内岛善兵卫等通过模拟研究资料指出，具有单面气孔的叶面Tps高于双面气孔的。1980年，仓石晋等观测126种植物的最高叶面温度(MLST)，发现禾本科植物高于草本植物，二者中又以攀缘植物较高。1979年，仁藤伸昌等观测日本广岛市行道树MLST，并据此划为分辐射型(Tps＞Ta)、气温型(Ta＞Tps)和中间型(Ta=Tps)。其中，具有较高MLST的植物可以忍受严酷的环境条件，也能减少水分消耗。他们建议在夏季少雨区，应选择叶温高的植物作为行道树种。1964年，林纳科认为当Ta＜(或＞35C时，Tps＞(或＜)Ta。1970年，德雷克(D．G．Drake)等的风洞试验结果支持这一论点。但是，1981年蒙蒂思通过计算指出，Tps=Ta的临界值并非稳定不变，而是若干微气象变量和气孔阻抗的函数。因叶、叶柄、茎、根、果和生长点处于不同微境下和能量交换的差异，致使各部位Tps不同。有人测定田间玉米茎不同部位之温差在中午可达6℃。这种温差的生物学意义尚不清楚。虽然，水稻的光合作用和生长最适温度均低于日本稗，但二者却有相似的地理分布和生长季节。1978年，长谷川朗经水浸盆栽对比试验提出这是水稻具较低Tps所致。1958年，布德科计算前苏联部分地区Tps，发现≥10C的植物表面积温与空气积温的差值东部＞西部，极北地区最大。1983年江爱良等和1986年卫林等，据改进的布德科模型探讨中国东部季风区与西部季风区部分相近纬度地区的Tps分布，揭示这种差值西部＞东部，并认为使用Tps指标能克服区划中东西部气温指标不等价缺陷。但上述Tps计算式有待完善．加强计算结果可信度的研究也十分必要。Tps与植物蒸腾密切相关，改变土壤水分将导致Tps变化。以Tc为基础用于作物水分协迫指数的研究较为广泛，并提出许多重要指标。如据ΔT(Tc-Ta)的协迫－度－日概念(SDD)、农田内Tc变异(CTV)、协迫与末受协迫地的冠温差(CTD)和据ΔT与空气水汽压差(VPD)之关系导出的作物水分协迫指数(CWSI)等。理论和经验结果表明，CWSI在干旱地区能较好地成为监测作物水分动态和制定灌溉的指标，但在热带季风前的干热季使用Tc则更好，因Tc或ΔT受风速、气温、净辐射和根系生长因素影响较大，从而影响水分协迫诊断精度。1982年，伊德索(S．B．ldso)得出26种植物ΔT与VPD之间具有显著负相关，并得到其他研究资料的支持。据此关系及结合热量平衡方程，1986年奥图尔(J．C．O’Toole)估算出空气动力阻抗(Ra)和作物阻抗(Rc)。1977年，伊德索等观测午间小麦叶温，发现叶－气温差与谷物产量呈显著负相关。1985年，史密斯(R．C．G．Smith)等也证实这一关系。然而这一关系随地域而异，其他作物尚未见报道。这为通过卫星遥测Tc和Ta来估算全世界小麦产量的可行性带来希望。1977年，美国用卫星测定Tps预报柑桔等的霜冻。1988年，刘宁(R．Leuning)等详细地讨论了辐射霜冻期影响叶温的环境与植物形态因子，并且用微气象和数值技术建立平衡叶温预报方程。据农田表面热量平衡方程和空气动力学理论，用Tps来计算农田蒸散(ET)的研究也有进展。Tps的研究落后于Ta的主要原因在于测量技术。测量Tps的仪器可分两大类，即接触型的(如热电偶、热敏电阻)和非接触型的(如红外测温仪、遥感红外成像)。前者能同时多点观测和直接获取Tps-Ta差值，但因感应器需接触被测物表面，改变微环境而影响测量精度；后者则克服上述不足，它准确、迅速，结合遥感技术可进行区域测量，特别是微电脑的应用，解决了因Ta不同的仪器补偿问题，但其缺陷是被测对象以外的辐射源影响难以隔绝。由于Tps变异性大于Ta和受环境因子和植物形态瞬时变化及区域面积等的影响较大，给Tps观测规范化和准确性带来一定影响。因而，许多学者试图用模拟法来确定Tps。1992年，马友鑫等总结国内外Tps的经验模型和理论模型。有关Tps的观测仅在特定研究工作中使用，资料少而零星分散具可比性差，因此对不同植物的Tps观测和资料收集工作今后将十分活跃。使用航空技术特别是卫星遥感技术进行区域Tps观测仍是一个有力手段，同时提高分辩率和准确性的研究也十分必要。如果能研制出一个较完善的Tps模拟模型，既能有效地探明Tps的区域分异规律，又能较圆满地解释植物－地理分布的某些重要现象，将为克服Ta某些缺陷带来希望，同时也能促进地球大气总循环模型研究。随着观测Tps手段的进步和普及，大量Tps资料的获得，它在发掘自然热量资源，指导农林布局、区域引种驯化和土地区划规划，尤其在农田管理)农田水分动态、灌溉、霜冻、热害、作物产量和病虫害预报等领域具有广阔应用前景。同时研究植株不同部位之间的Tps差异对物质转移的影响、分生组织温度对短期可逆过程和长期不可逆过程的作用以及病虫害与寄主Tps间的关系，也将进一步渗透到植物生理生态学的领域。【参考文献】：1 'Monteith J L,Plants and Their Atmospheric Environment.Blackwell Scientific Publications (London), 1981.1 - 292 Khera K L,Sandhu B S. Agric for Mctcorol, 1986,3:2453 张鸿懦，卢振民，牛文元．农田生态系统能量物质交换．北京：气象出版社，1987．156～1644 马友鑫，张克映．应用生态学报，1992，3：1～91(中国科学院昆明生物研究所马友鑫撰) |
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