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植物是通过光合作用来合成产物的。光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的储能过程[3]。伴随这光合作用的还有植物呼吸作用。呼吸作用指细胞内的有机物在一系列酶的作用下逐步氧化分解，同时释放能量的过程，是植物吸收氧气,放出二氧化碳的过程[4]。光合作用是呼吸作用所需能量的供给者，而呼吸作用是光合作用的基础，互为原料和产物[5]。在测定植物光合强度时，由于植物同时在进行呼吸作用，因此，实际测得的数值应为光合作用与呼吸作用的代数和，即净光合作用强度[6]。

可以通过提高作物的光合作用的净光合速率来提高作物产量[7]。二氧化碳（CO2）是植物光合作用的重要原料，当CO2浓度较高时，光照增强，植物的光合速率会随之增加，得到更多的光合产物。露天生产中，作物在光照下持续地进行光合作用，消耗大量的CO2。而空气中CO2的含量一般占体积的0。036%[8]，远低于光合作用的最适浓度（为大气浓度的3～5倍），不能满足作物最大生产量需要。尤其在冬季的温室作物种植过程中，因天气寒冷，温室需要保温，中午放风时间短，有时甚至不放风，这使得温室几乎处于密闭状态，因得不到室外空气中二氧化碳的补充，温室的二氧化碳浓度常低于补偿点，此时作物的净光合产物为零，白白浪费了进入温室的光能。因此，温室中通过增施二氧化碳气体，可充分利用进入温室的光能，提高净光合效率，提高作物产量。汪永钦[9]等实验表明，每天上午一次性增施CO2，使温室内CO2浓度达到700～1000μl /L，可使黄瓜的产量增加18。4%～56。0%，平均增产30%以上；番茄增产30%～50%，西葫芦增产104%。张建新等[10]研究表明，CO2施肥可使东黄瓜产量增加100%；吴继忠[11]进行了CO2施肥对黄瓜产量的影响试验，结果表明，增施CO2后单株对照增产0。39kg。王书洁等[12]的试验结果表明，增施CO2，温室黄瓜667m2增产429。5kg，增产幅度25。2%；温室韭菜667m2增产93。3kg，增产幅度23,4%。可以看出，CO2施肥确实有着很可观的增产效果。为了降低成本，促进精准农业的发展，定位、定时、定量地实施一套科学的现代化农事操作的技术和管理。有效地控制温室中二氧化碳气体的施入量及施用时间，维持高的净光合速率，提高二氧化碳气体利用率，准确地预测未来时刻温室二氧化碳浓度显得尤为重要。

为了预测未来时刻温室二氧化碳浓度,需要预算出温室作物光合作用需要消耗CO2的量以及呼吸作用释放CO2的量，才能科学的计算出人工施肥的量，即需研究光合作用消耗CO2速率模型以及呼吸作用释放CO2速率模型。本组合作的另一位同学研究光合作用消耗CO2速率模型，笔者则研究呼吸作用释放CO2速率模型。值得提醒的是,与呼吸作用同样释放CO2的还有温室土壤呼吸作用[13]。土壤呼吸指土壤产生并向大气释放 CO2的过程[14],土壤呼吸作用(主要包括土壤微生物呼吸作用与植物根系呼吸作用)是陆地碳循环的重要组成部分。据估计,全球土壤呼吸作用为68～100Gt C/a,约是输入土壤表层新鲜岩屑数量的2。3～3。3倍,仅次于全球陆地总初级生产力(GPP,100～120Gt C/a),高于净初级生产力(NPP,50～60Gt C/a),是陆地碳循环中仅次于植被总初级生产力的第二大成分[15]。因此,温室土壤呼吸作用不容忽视。结合前文所述，温室自然释放的CO2的量与作物呼吸作用和土壤呼吸有关，本实验研究构建作物呼吸和土壤呼吸释放的CO2速率预测模型。

2。数据来源文献综述

    利用课题组编制的物联网温室监控系统采集温室的温度、湿度、光照、CO2浓度等环境数据。由于信息采集时间间隔越小，监测到的温度和CO2浓度的时间序列数据越能反应真实规律，模型预测精度越高，所以将信息采集周期定为5min（ =5min）。本研究采集了淮安市淮阴区丁集镇黄瓜温室在2014年1月冬季晴天的数据 (责任编辑：qin)