農田二氧化碳及水蒸氣通量與氣象因素之關聯性Relations of Carbon Dioxide and Water Vapor Flux to Meteorological Factors in Agricultural Fields
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(2) 88. Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 6, June 2009. Key words: Crop, Flux, Vapor pressure deficit, Radiation use efficiency, Water use efficiency.. 前言 傳統氣象因子包括輻射量、風速、氣溫、 相對濕度和地表溫度等，可對作物栽培之物 理環境做記錄及描述。但整個農田微氣候的 能量機制無法僅由氣象資料說明，必須藉由 量測作物生長環境之能量項，才能對各種能 量的產生、傳送及轉換有所瞭解。農業氣象 中所謂通量(flux)是指農田能量項渦流(eddy) 的變化，利用具有高頻偵測反應之儀器，配 合電腦快速運算及儲存，及能量項瞬間值之 共 變 異 數 (covariance) 計 算 通 量 (Swinbank 1951)。目前已發展成具有實測功能的系統， 廣 泛 應 用 在 蒸 發 散 量 測 (Berbigier et al. 2001)，作物碳素循環(Sanchez et al. 2003)及 農 田 二 氧 化 碳 吸 存 量 評 估 (Sims and Bradford 2001)等工作。 農業上所謂"效率"是指產出和投入的比 值(Spedding et al. 1981)。農作物產出部分， 一般以光合作用速率、乾物重累積量或榖粒 產量為衡量基準，但投入部分則較為複雜， 除植體本身遺傳特性或生理反應外，氣象因 素是作物生長的重要投入資源，也常是影響 產出的限制因子。農作物之氣象資源利用效 率的探討已普遍受到重視，包括對輻射利用 效 率 (radiation use efficiency; RUE) (Albrizio and Steduto 2005)及水分利用效率 (water use efficiency; WUE) (Polly 2002)。氣象 資源利用效率依量測尺度及方法有不同定義，利 用通量的量測，可針對生質量累積進行即時 動態及長期連續性的偵測。此種方式對於田 間作物生長監測及作物模式之建立可提供詳 盡之實測資料，目前甚多作物模式之驗證即 以通量資料作為生長描述之重要參數 (Mihailovic and Eitzinger 2007)。 輻射利用效率係指作物對輻射能量利用 的情形，此數值受作物及氣象環境的影響， 包括氣象性質的參數，如水蒸氣壓差(vapor. pressure deficit; VPD)(Stockle and Kiniry 1990)、溫度(Hammer and Vanderlip 1989) 及水分狀態(Ong and Monteith 1985)。不同 作物種類因生理特性也直接影響對輻射能量 的利用，Gosse et al. (1986)指出 C4 型作物輻 射利用效率最高，其次是榖類作物，最低為 豆科作物。水分利用效率則與蒸散作用有 關，同時也受大氣中水蒸氣壓差的影響 (Tubiello et al. 1999)。Mahrt and Vicker (2002)以通量方式探討 CO2 及水蒸氣通量和 水分利用效率關係，發現作物葉片氣孔關閉 對 CO2 通量影響較水蒸氣通量明顯，水蒸氣 壓差和水分利用效率是呈顯著負相關 (Baldocchi 1994)。 作者過去曾對水稻之氣象利用效率作 一系列研究(Yao et al. 2005, 2006, 2007b)， 但較少比較不同作物栽培間的差異，尤其是 作物種類及栽培季節。國外文獻雖然有探討 不 同 作 物 之 氣 象 利 用 效 率 研 究 (Albrizio and Steduto 2003, Choudhury 2001)，但缺 乏以通量量測方式探討氣象環境對作物氣 象資源利用效率之影響。本研究收集一期作 水稻、春作玉米及秋作甘藷田之生育期間之 通量及氣象量測資料，以探討不同農作物在 生育過程氣象因素及氣象資源利用效率之 關係。. 材料與方法 一、田間作物栽培 水稻觀測試驗於 2007 年一期作進行， 甘藷於秋作進行，地點同為行政院農委會農 業試驗所溪口農場，試區面積約為 2 ha。 水稻栽種品種為臺農 71 號，行株距 15 cm × 30 cm，基肥施用臺肥 39 號 400 kg ha-1，第 一次追肥施用臺肥 1 號 160 kg ha-1，穗肥施 用硫酸錏 160 kg ha-1。甘藷栽培品種為臺農 57 號，肥料用量氮肥 80 kg ha-1，磷肥 40 kg ha-1 及鉀肥 160 kg ha-1。玉米試驗於 2008 年 春作進行，地點臺中縣霧峰鄉農業試驗所農 場，玉米品種為臺農 1 號母本，行株距 75 cm.
(3) 89. 二氧化碳及水蒸氣通量與氣象因素之關聯性. × 20 cm，基肥施用臺肥 39 號 500 kg ha-1， 第一次追肥施用臺肥 39 號 800 kg ha-1。三種 作物依據田間實際情形進行病蟲害及雜草管 理。. 二、農田微氣象測定儀器 測 定 儀 器 包 括 全 天 輻 射 儀 (pyranometer)，model 8-48 (Eppley Laboratory Inc., Rhode Island, USA)，光譜測定範圍 285-2800 nm 。 光 度 計 (quantum sensors) ， model PAR-1 (PPsystems Inc. , Stotfold, UK)，光譜 測定範圍 400-700 nm。每一感測器在使用前 以 光 學 輻 射 校 正 器 (optical radiation calibrator, Licor 1800-02, LI-COR, Inc., NE, USA) 校 正 參 數 。 溫 濕 度 計 (hygrothermometer) ， model CS 500 (Campbell Scientific, Inc., UT, USA)。風速和風向以二 維風速計測定，model 03001 (R.M. Young Company, MI, USA)。. 三、通量量測系統的建立及儀器配置 1. 三 維 音 波 風 速 計 (three dimensional sonic anemometer)：Young 81000 (R.M. Young company, MI, USA)，輸出速度為 4-32 Hz。 2. 開放式二氧化碳/水汽分析儀(open path CO 2 / H 2 O analyzer) ： LICOR-7500 (LI-COR, Inc., NE, USA)，最高反應頻率 為 20 Hz。 3. 細熱電偶線(fine wire thermocouple)： Campbell 公 司 推 薦 所 使 用 之 熱 電 偶 線 之線徑為 12.7 μm，反應頻率大於 3 0Hz。 4. 土壤濕度計(soil moisture probe)：CS616 (Campbell Scientific, Inc., UT, USA)。 5. 土溫計(soil temperature sensor)：107-L 熱電偶線(Campbell Scientific, Inc., UT, USA)。 6. 淨輻射計(net radiometer)：REBS Q7.1 (Campbell Scientific, Inc., UT, USA)。 7. 土 壤 熱 流 板 (heat flux plate) ： HFT3. (Campbell Scientific, Inc., UT, USA)，埋 設深度 5 cm。 所有感測器連接於 Campbell CR1000 資 料蒐集器，系統程式依 Campbell 公司所提 供加以修改，資料取樣頻率為 10 Hz，每 10 min 儲存一次資料。程式中有關通量計算方 式，CO2 通量依據 Yao et al. (2005)，潛熱 (latent heat)及顯熱(sensible heat)通量依據 Yao et al. (2003)所列之公式計算。. 四、氣象資源利用效率之計算 氣象資源利用效率可依據量測尺度及方 法而有不同表示方式，本研究是以農田通量 資料作為計算基準，農田能量平衡之指標是 以向上及向下能量的比值，一般稱為閉合比 (closure ratio)，其計算方式為(顯熱+潛熱)/ (淨輻射+土壤熱流)，四種能量項之單位同為 W m-2，W 為 Watt 之縮寫。輻射利用效率以 CO2 通 量 及 輻 射 通 量 的 比 值 ， 單 位 為 μg CO2 μmol-1 PPFD。水分利用效率則以 CO2 通量及 潛熱通量的比值，單位為 μg CO2 W-1。水蒸 氣壓差(VPD)計算則由氣溫(T)估算飽和水蒸 氣壓(es)，其公式為 es = 0.618e x p[(17.27× T)/(T+237.3)]，實際水蒸氣壓(ea)則由飽和水 蒸 氣 壓 和 相 對 溼 度 的 乘 值 ， ea = es × (RH)/100，水蒸氣壓差則為飽和水蒸氣壓(es) 扣減實際水蒸氣壓(ea)，VPD = es-ea，單位為 kPa。. 結果 本研究比較不同作物種類(水稻、玉米及 甘藷)、土壤水分差異(水、旱田)及種植時期 (春、秋作)農田氣象通量與微氣象因素之間的 關聯性。Fig. 1 為三種作物在生育期間每日土 壤水分含量及水蒸氣壓差之變化。水稻田因 湛水栽培，僅在孕穗期至開花期間(曬田)，土 壤水分含量有下降之外，其餘時間土壤水分 皆維持在飽和狀態，旱田作物(玉米、甘藷) 土壤水分則因降雨或灌溉才有提高現象。 Fig.1b 為生育期間之水蒸氣壓差變化情形，.
(4) 90. Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 6, June 2009. Fig. 1. Temporal changes in soil volumetric water content and vapor pressure deficit (VPD) during the cropping season of rice, corn and sweet potato.. 水稻田因湛水狀態使空氣間溼度較高，水蒸 氣壓差偏低。相對的，旱田之水蒸氣壓差較 水田高，其中玉米田又較甘藷田為高。三種 作物生長旺盛期(營養生長期葉面積指數最 大)之田間能量平衡的差異如 Fig. 2 所示。由 圖中資料顯示，水稻田之潛熱通量明顯高於 顯熱通量，這可續由 Fig. 1 土壤水分及水蒸 氣壓差得到印證。雖然三種作物田以不同形 式傳遞能量，但各項能量間仍應維持平衡， 在農田向上能量項包括潛熱及顯熱，向下能 量項包括淨輻射及土壤熱流，四種能量項皆 可由通量實測資料取得。能量平衡之指標是 以向上及向下能量的比值表示，一般稱為閉 合比，將 Fig. 2 資料重新計算之閉合比平均 值，水稻田為 0.85，玉米田為 0.93，甘藷田 為 0.81。. 本研究在不同期作之農田架設通量儀 器，收集作物整個生育期的通量變化，但因 不同作物生長條件差異甚大。因此，分析通 量資料僅取作物營養生長期葉面積指數最高 10 天資料，此時葉面積指數水稻為 4.0、玉米 3.5、甘藷 2.1，同時以上午 10 點至下午 3 點 輻射量最高的時段為資料分析來源。CO2 及 潛熱通量和輻射量有線性正相關(Fig. 3)，水 稻及玉米相關係數在 0.7 以上，甘藷田較低約 為 0.5。由 Fig. 3 資料水稻田在光強度為 1,000 μmol m-2 s-1 時約為 1.3 mg m-2 s-1 (平均溫度 為 28℃)，玉米田約為 1.0 mg m-2 s-1 (平均溫 度為 29℃)，甘藷田約為 0.5 mg m-2 s-1 (平均 溫 度 為 26 ℃ ) 。 水 稻 田 潛 熱 通 量 在 光 度 為 1,000 μmol m-2 s-1 時約為 350 W m-2，玉米田 及甘藷田約為 200 W m-2。.
(5) 二氧化碳及水蒸氣通量與氣象因素之關聯性. 輻射利用效率為 CO2 通量與輻射量的除 值，輻射利用效率與溫度之間的關聯性在三 種作物間反應不同(Fig. 4)。水稻在溫度範圍 為 24-32 ℃ 間 之 輻 射 利 用 效 率 與 溫 度 成 反 比：玉米雖略呈反比，但對溫度反應不敏感，. 91. 幾乎呈定值；甘藷輻射利用效率與溫度成正 比。 本研究中水分利用效率是以 CO2 與潛熱 通量的除值表示，而由 eddy correlation 系 統所量測之潛熱包含土壤蒸發及葉片蒸散兩. Fig. 2. Energy balance components measured from fields planted with rice, corn and sweet potato during the period of maximum leaf area index..
(6) 92. Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 6, June 2009. Fig. 3. Linear relationship between area averaged CO2 flux and photosynthetic photon flux density (PPFD) in the time period between 10:00 and 15:00 local standard time in fields planted with rice, corn and sweet potato, respectively.. 部分的總和，植冠上方蒸發散與葉片-空氣間 之水蒸氣壓差關係密切，如 Fig. 5 所示。三 種作物之水分利用效率與水蒸氣壓差之關係 一致，皆呈負相關，當水蒸氣壓差較低時水 分利用效率較高，反之亦同。為釐清水分利 用效率與水蒸氣壓差間之關係，進一步繪製 Fig. 6，以顯示為玉米田輻射量、水蒸氣壓差. 及水分利用效率之日變化情形。水蒸氣壓差 在中午前呈線性增加，可能和輻射量增加使 氣溫增高及日間相對溼度較低有關，正午後 因溫度逐漸下降使飽和水蒸氣量減少，水蒸 氣壓差數值也下降。水分利用效率在植冠受 光照後開始有明顯升高，在光強約為 1,000 μmol m-2 s-1 時呈穩定。.
(7) 二氧化碳及水蒸氣通量與氣象因素之關聯性. 93. Fig. 4. Linear relationship between area averaged radiation use efficiency (RUE) and temperature in the time period between 10:00 and 15:00 local standard time in fields planted with rice, corn and sweet potato, respectively..
(8) 94. Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 6, June 2009. Fig. 5. Linear relationship between area averaged water use efficiency (WUE) and vapor pressure deficit (VPD) in the time period between 10:00 and 15:00 local standard time in fields planted with rice, corn and sweet potato, respectively..
(9) 95. 二氧化碳及水蒸氣通量與氣象因素之關聯性. Fig. 6. Diurnal changes in photosynthetic photon flux density (PPFD), vapor pressure deficit (VPD), and water use efficiency (WUE) in corn field on the calendar date 134 in 2008.. 農田各種通量與氣象因子間的相關性如 Table 1 所示，資料以整個生育期之日間資料 作為統計基礎。由於輻射量是農田通量項及 作物葉片固定 CO2 的能量來源，所以三種農 作物田間輻射量與通量項之相關性高，但輻 射量與土壤熱流的相關性結果不一致；在水 稻為正比，但玉米及甘藷則成反比，同時甘 藷之相關性並不顯著。氣溫與田間潛熱及顯 熱呈正相關，與潛熱相關性達 0.7 以上，顯熱 則較低約為 0.5 左右，與土壤熱流則呈顯著負 相關。. 討論 農田是複雜的生態系統，各種作物栽培 方式是經由長時間耕作習慣的累積，同時配 合當地環境條件所演化而來。以我國水稻栽 培為例，生育期間除孕穗期至開花期排水， 以增加土壤含氧量及促進根部生長防止穗倒 伏的原因外，其餘時間皆以湛水方式存在(如 Fig. 1 土壤水分含量變化)。耕作制度也直接 影響氣象環境，水稻田長期湛水，由 Fig. 1 所示葉片-空氣水蒸氣壓差低，說明水稻田植.
(10) 96. Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 6, June 2009. Table 1. Correlation coefficients between the flux data from eddy correlation measurements and climate parameters for rice, corn and sweet potato fields. Crop. Weather parameter. Rice. Temperature(℃). CO2 flux (mg CO2 m-2) -0.44. 0.68**. Relative humidity (％). 0.13. -0.57**. Solar radiation (MJ d-1). 0.83**. 0.71**. -0.08. Wind speed (m s-1) Corn. Latent heat (W m-2). Temperature(℃) Relative humidity(％) Solar radiation (MJ. d-1). Wind speed (m s-1). Solar radiation (MJ Wind speed (m s-1). 0.46*. -0.56**. -0.31. -0.64**. 0.61**. 0.58**. 0.99**. 0.72**. 0.51*. 0.30. 0.41. -0.42. -0.39. 0.65**. 0.50*. 0.69**. -0.77**. 0.28. -0.47*. -0.52*. -0.52*. 0.61**. 0.66**. 0.74**. 0.85**. 0.90**. -0.71**. -0.38. Relative humidity(％) d-1). Soil heat (W m-2). 0.38. 0.41*. Sweet potato Temperature(℃). Sensible heat Net radiation (W m-2) (W m-2). 0.40 0.63** 0.43*. -0.39 0.74** -0.35 0.76** -0.18. -0.33 0.48* -0.62** 0.77** 0.13. -0.27 0.60** -0.15 0.97** -0.12. 0.09 -0.36 0.22 -0.31 0.08. *,** Significant at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively, according to the analysis of two-tailed test.. 冠上方的溼度較高，這原因是稻田向上能量. 接影響作物葉片固碳作用及蒸散作用。由 Fig.. 項是以潛熱為主所致，輻射能透過葉片蒸散. 3 可說明輻射量和植冠上方所偵測之 CO2 通. 及 土 壤 蒸 發 將 植 冠 下 方 水 分 向 上 傳 送 (Fig.. 量及潛熱通量有顯著正相關，水稻及玉米相. 2)。因此有研究指出，水稻田對氣候具有冷. 關係數在 0.7 左右，但以其他方式所量測輻射. 卻的功能(Wu and Lee 2004)，由上述說明可. 量與 CO2 吸收率的相關性更高，可達 0.9 以. 知農業氣象是土壤-作物-大氣相互影響的結. 上(Ohashi et al. 1998, Stewart et al. 2003)。事. 果。至於旱田作物則和水稻田有不同的能量. 實上，這和量測尺度及方法有關，本研究所. 平衡方式，除向上能量傳遞以顯熱明顯高於. 用渦流相關系統是量測大面積農田之通量變. 潛熱之外，日間太陽輻射加熱時，土壤熱流. 化，可反應田間實際變化量，但 CO2 通量所. 向土層內傳送而呈負值，和水稻田因湛水使. 代表除葉片固碳量及光呼吸量外，尚包括土. 土層混和，土壤熱流因地面加熱而向上傳送. 壤呼吸量；而葉片固碳量除受陽(sunlit)葉片. 不同。雖然土壤熱流能量佔整體能量平衡的. 外，尚包括植冠立體結構內不同遮陰程度. 比例不高，但卻也是水旱田能量項明顯差異. (shaded)葉片，所以輻射量和 CO2 通量之相. 特徵之一。而以三種作物田間能量平衡而. 關性，不如以單葉或單株為尺度的量測結. 言，雖然水旱田以不同方式傳遞能量，但大. 果。同樣的，潛熱通量包括葉片蒸散及土壤. 體上，能量是可達到平衡。Kizer and Elliott. 蒸發的總和，這和以氣孔導度計(porometer). (1991) 認 為 農 田 閉 合 比 值 可 容 許 範 圍 為. 所量測之單一葉片蒸散量結果不同。至於不. 0.7-1.3 之間，本研究中三種作物田間之能量. 同作物間之比較，三種作物在固定光強下之. 平衡皆在容許範圍以內。. CO2 通量及潛熱通量數值並不相同，CO2 通. 太陽輻射量是作物生長能量的來源，直. 量量測單位為單位面積內 CO2 變化量。因.
(11) 二氧化碳及水蒸氣通量與氣象因素之關聯性. 97. 此，種植密度、葉面積指數及土壤呼吸量將. 溫度範圍，在寒冷地區栽種作物，溫度越高. 影響通量數值。由 Fig. 3 結果可知，雖然就. 越有助於光合作用，因此輻射利用效率與溫. 作物生理而言，玉米屬於 C4 型作物應有較高. 度呈正相關，本研究甘藷即屬於此種情況(Fig.. 的固碳能力(Gosse et al. 1986)，但本研究量. 4)。但適溫或高溫環境易使葉片老化及乾物. 測資料所示，水稻田之 CO2 通量較玉米田為. 種累積減少，或是呼吸作用增高，此時輻射. 高，這應和量測時之葉面積指數差異有關。. 利用效率數值即下降，本研究玉米及水稻的. 同時水稻田因湛水，水稻根部呼吸或分解有. 分析結果即有此現象。但水稻較玉米明顯的. 機物所排出之 CO2 在水中傳遞較慢(Weast. 原因應和作物本身適溫有關，玉米為 C4 型作. 1986)，葉片行光合作用所需 CO2 源來自大. 物，對溫度需求或耐受性應較水稻 C3 型為. 氣，但玉米葉片光合作用所需碳源尚包括土. 高。由本研究三種作物之研究結果說明，溫. 壤呼吸向上傳送之 CO2，因此由植冠上方所. 度與輻射利用效率的關係是取決於作物本身. 量測之 CO2 通量較水稻為低。至於甘藷田較. 生理特性，以及對於氣象環境的適應性。. 其他兩種作物偏低的原因，與低溫影響光合. 水分利用效率(WUE)是葉片 CO2 通量和. 作用進行有關。三種作物田間潛熱量和輻射. 潛熱通量的比值，農田潛熱和葉片氣孔開啟. 量亦有高相關性，可由 Table 1 及 Fig. 3 之結. 程度有關，尤其是葉面積指數大，整個作物. 果作說明。. 植冠形成，蒸發散量以葉片蒸散為主時，葉. 輻射利用效率整合作物多種發育、型. 片蒸散則與氣孔開啟程度息息相關。作物葉. 態、生理和生化過程，所以輻射利用效率常. 片氣孔開閉直接影響葉肉細胞之水分蒸散及. 作為評估不同期作及氣候條件下作物生長及. 吸收 CO2 的變化，因此任何影響氣孔開閉的. 產 量 限 制 的 指 標 (Sinclair and Muchow. 氣象因子，也同時影響水分利用效率。由. 1999)。過去研究認為輻射利用效率在非逆境. Table 1 可知溫度影響三種作物之田間潛熱. 環 境 (non-stress) 下 呈 穩 定 數 值 (Monteith. 變化，而氣溫影響水分利用效率是經由葉片-. 1977)，是基於單一葉片生理及生化反應的結. 空氣間水蒸氣壓差值(Allen et al. 1994)，而水. 果，但以單株或田間的尺度而言，由小麥的. 蒸氣壓差又與葉片氣孔開閉有關(Testi et al.. 研究發現，缺水、輻射環境和作物氮素含量. 2007)。Mahrt and Vicker (2002)由通量塔長. 皆 能 影 響 輻 射 利 用 效 率 (Sinclair and. 期觀測資料指出，水蒸氣壓差與潛熱通量是. Muchow 1999)。另外，由長期水稻生育調查. 呈正相關。本研究中三種作物之水分利用效. 資料分析結果可知，輻射利用效率是隨作物. 率 與 水 蒸 氣 壓 差 間 有 一 致 性 的 負 相 關 (Fig.. 葉 面 積 指 數 及 乾 物 重 累 積 變 化 (Yao et al.. 4) ， 此 與 作 物 破 壞 性 取 樣 所 作 結 果 相 同. 2005)，因此凡影響到作物生長的因素皆會使. (Baldocchi 1994)。. 輻射利用效率改變。至於氣象因素與輻射利. 水分利用效率與輻射量的相關性，CO 2. 用效率的關係，Kumar et al. (1996)分析豆類. 通量及潛熱通量與輻射量皆呈正相關. 作物生長與氣象變數之間的關係，認為溫度. (Table 1 及 Fig. 3)，但根據作物生理研究指. 與輻射利用效率在作物開花前呈負相關，開. 出，當葉片氣孔因逆境或生理調節而關閉，. 花後則呈正相關。Brown et al. (2006)由紫花. 對於氣孔內腔 CO 2 通量的影響大於水蒸氣. 苜蓿(lucerne)週年栽培結果指出溫度與輻射. 通量(Mahrt and Vicker 2002)。以日變化而. 利用效率呈正相關。兩篇結果不同原因在於. 言，清晨太陽照射後葉片氣孔逐漸開啟，在.
(12) 98. Crop, Environment & Bioinformatics, Vol. 6, June 2009. 低光時下光能利用效率極高。以水稻為例， μmol. m-2. s -1. 本研究係執行農業長期生態研究計畫. CO 2 /. (95,96,97 農科-11.5.1-農-C1)之部分成果，本. PAR (Yao et al. 2007a)。但此. 所嘉義分所溪口農場陳榮坤先生提供水稻及. 光 量 子 產 量 可 達 0.1 μmol. m -2. s -1. 時溫度及水蒸氣壓差皆低，植冠之葉片蒸散. 甘藷量測場地，特申謝忱。. 尚未進行(潛熱通量低)，因此水分利用效率. 引用文獻. 最高值出現在清晨，之後隨太陽輻射量增強 後，CO 2 通量及潛熱通量同時增加，兩者的 比值近於恆定。至日落時光合作用停止，植 冠上方 CO 2 通量減少，水分利用效率數值 下降(Fig. 6)。. Albrizio R, P Steduto (2005) Resource use efficiency of field-grown sunflower, sorghum, wheat and chickpea. I. Radiation use efficiency. Agric. For. Meteorol. 130:254-268. Allen LH, RR Valle, JW Mishoe, JW Jones (1994). 結語. Soybean leaf gas exchange of carbon dioxide and water stress. Agron. J. 86:625-636.. 通量技術在農業研究上的運用，隨著科 技進展而不斷的更新結果，已打破過去氣象 量測在空間及時間上的限制，同時更能以長. Baldocchi DD (1994) A comparative study of mass and energy exchange rates over a closed C3 (wheat) and an open C4 (corn) crop. Part II.. 時間且精確的描述作物生長及監測農業環. CO2 exchange and water use efficiency. Agric.. 境。本研究量測不同農田之氣象及通量資. For. Meteorol. 67: 291-321. 料，探討耕作制度差異與氣象環境間的相互. Berbigier P, JM Bonnefond, P Mellmann (2001). 影響，也由輻射及水分利用效率的數據，探. CO2 and water vapour fluxes for 2 years above. 討通量與氣象因子間之關聯性。研究結果顯. Euroflux forest site. Agric. For. Meteorol.. 示，由長期通量觀測數據說明，三種種植不. 108:183-197.. 同作物之農田，向上及向下能量可達到平. Brown HE, DJ Moot, EI Teixeira (2006) Radiation. 衡，但能量的釋放方式因農田環境而不同；. use efficiency and biomass partitioning of. 例如水稻田因湛水狀態使空氣溼度較高，水. lucerne (Madicago sativa) in a temperate climate.. 蒸氣壓差偏低，水稻田之潛熱通量明顯高於 顯熱通量。另外，三種作物之 CO2 及潛熱通 量和輻射量有線性正相關。而輻射利用效率 (CO2 通量與輻射量之比值)與溫度之間的關 聯性，水稻在溫度範圍為 24-32℃間之 RUE 與溫度成反比：玉米雖略呈反比，但對溫度 反應不大，幾乎呈定值；甘藷田 RUE 與溫度 成正比，可能與秋作低溫有關。由作物間比. Europ. Agron. 25:319-327. Choudhury BJ (2001) Modeling radiation- and carbon-use efficiencies of maize, sorghum, and rice. Agric. For. Meteorol. 106:317-330. Gosse G, C Varlet-Grancher, R Bonhomme, M Chartier, JM Allirand, G Lemaire (1986) Maximum dry matter production and solar radiation intercepted by a canopy. Agronomie 6:47-56.. 較結果說明，溫度與輻射利用效率的關係是. Hammer GL, RL Vanderlip (1989) Genotype-. 取決於作物本身生理特性，以及對於氣象環. by-environment interaction in grain sorghum. I.. 境的適應性。至於水分利用效率和水蒸氣壓. Effects. 差的關聯性，三種作物量測結果皆呈反比。. efficiency. Crop Sci. 29:370-376.. 致謝. of. temperature. on. radiation. use. Kizer MA, RL Elliott (1991) Eddy correlation.
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