叶绿素计SPAD-502在林业上应用

叶绿素是植物光合作用的色素,传统方法测定叶绿素一般采用分光光度法.本研究采用便携式叶绿素计SPAD-502测定落叶松人工林下4个主要阔叶树种绿色度（SPAD值）的季节变化,并与分光光度法测定的叶绿素含量进行相关性分析.结果表明,SPAD值与叶绿素含量具有显著的相关性,SPAD值能较好地反映树木叶绿素含量的变化.因此,使用叶绿素计测定树木的叶绿素含量是完全可行的,在一定条件下可代替叶绿素含量的直接测定.由于叶绿素计SPAD-502携带方便、测定简便、迅速,且不损坏叶片,应在林业研究中积极推广使用.     

海棠和核桃叶片叶绿素含量的时间变化

采用Minolta公司生产的SPAD-502型叶绿素计,研究我国北方2种主要果树海棠和核桃不同枝条叶片叶绿素含量的时间变化。结果表明:海棠和核桃所有叶片的SPAD平均值分别为46.3、37.3。海棠叶片早春SPAD值较高,随后缓慢增加;核桃叶片早春SPAD值较低,随后快速增加。海棠树冠西部叶片SPAD值较高,东部较低;核桃树冠东部叶片SPAD值最高。海棠树冠上、中层叶片SPAD值显著高于下层,果枝顶、中端叶片SPAD值显著高于果枝基部叶片;核桃树冠不同层次叶片SPAD值无显著异,果枝不同部位叶片SPAD值亦无显著差异。海棠和核桃非果枝叶片SPAD值略大于果枝,但无显著差异。为加强叶片叶绿素含量累积,促进光合作用,对于海棠和核桃应分别在早春及中期加强肥水管理。     

刨花楠和华东润楠叶绿素含量分异特征及与净光合速率的关系

采用SPAD-502叶绿素计、LI-6400型便携式光合分析仪与分光光度法分别对种子源于江西遂川(MPS)和福建建瓯(MPJ)的3年生刨花楠与江西上犹(MLG)的3年生华东润楠苗木叶片的SPAD值、净光合速率(P_n)和叶绿素a+b含量(C_t) 进行了测定.结果表明：3种苗木叶片叶绿素含量存在显著差异,其SPAD值、叶绿素a+b、叶绿素a与叶绿素b含量均为MPS-1.受叶肉组织发育成熟程度影响,当年生新叶的叶绿素含量低于2年生叶片.MPS与MPJ刨花楠同一叶龄叶片不同冠层间的C_t次序为上冠层<中冠层<下冠层,华东润楠则为上冠层<下冠层<中冠层.同一叶片不同观测部位间的SPAD值次序为尖端<中部<基部.叶片的SPAD值与叶绿素a+b含量呈显著正相关,与P_n虽存在正相关,但不显著.     

5种红树林植物叶片SPAD值比较

以5种红树林植物为研究材料,分析测试其叶片相对叶绿素含量(SPAD值),并比较红树林树种、样区对其叶片SPAD值的影响。结果表明,各样区、各树种以及单株之间SPAD值均存差异,对不同样区进行多重比较,可将其分为7类,5个红树林树种在叶绿素含量上差异较明显。各树种中以秋茄Kandelia obvolata最大(70.4),其次是红海榄Rhizophora stylosa (65.9)和木榄Bruguiera gymnorrhiza (62.9),白骨壤Avicennia marina为51.9,最小为桐花树Aegiceras corniculatum(48.6),树种平均为60.5。试验分析表明,树种因子效应极显著(P<0.01),强于样区因子效应,说明红树林树种是影响其叶片SPAD值的重要因子,同时也表明不同的立地环境条件对叶绿素含量存在影响。5种红树林植物叶片SPAD值均与其树高、基径生长性状存在显著正相关。     

山杜英和黧蒴幼苗对干旱胁迫(PEG)的生理响应

以山杜英(Elaeocarpus sylvestris)和黧蒴(Castanopsis fissa)幼苗为试验材料,利用聚乙二醇6000(PEG-6000)人工模拟水分胁迫环境,设置三个胁迫强度处理(轻度、中度、重度)、三个胁迫持续时间处理(12h、24h、36h),以不加PEG-6000的1/2Hoagland营养液中的苗木作为对照,对2个树种幼苗的叶片相对含水量、相对电导率、脯氨酸含量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和可溶性糖含量进行了测定,研究了水分胁迫对这2种幼苗的影响。结果表明:随着水分胁迫强度的加深及持续时间的延长,2种幼苗叶片相对含水量出现下降趋势,黧蒴的含水量下降更为显著;2种树种幼苗叶片内相对电导率呈波动性上升,黧蒴在轻度胁迫时相对电导率有大幅增加;2种幼苗的脯氨酸含量显著增加,叶绿素含量呈小幅波动,SOD活性先升后降,可溶性糖含量呈现波动性上升;山杜英叶片的MDA含量增加较缓慢,而黧蒴叶片的MDA含量大幅度增加。研究表明幼苗山杜英比黧蒴抗旱性强,叶片相对含水量、相对电导率和MDA含量可作为评价这2种苗木抗旱性的依据。     

辽西北主要绿化树种叶绿素含量分异特征及与SPAD值关系

采用分光光度计和便携式叶绿素计测定辽西北主要绿化树种叶绿素含量与SPAD值,并对二者进行相关性分析。结果表明,辽西北主要绿化树种叶片叶绿素a/b为2.35~3.83,当欧氏距离为10时,可将树种划分为3类,即低叶绿素a/b(平均值为2.50)树种6个,中等叶绿素a/b(平均值为2.97)树种29个,和高叶绿素a/b(平均值为3.52)树种20个,3者差异显著(P0.05)。低叶绿素a/b往往反映出植物更能利用弱光,上述结果能够一定程度上反映辽西北各树种耐阴程度的高低。各树种单位鲜重和单位面积叶绿素含量及SPAD值变化范围分别为0.73~4.61 mg·g-1、0.21~0.99 g·m-2和29.42~75.51;变异系数分别为43.6%、35.2%和23.0%。SPAD值与单位鲜重叶绿素b和总叶绿素含量均无显著相关关系(P0.05),而与单位面积叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈极显著正相关(P0.001),并且与叶绿素a的相关性(R=0.67)高于总叶绿素(R=0.61),高于叶绿素b(R=0.56)。辽西北主要绿化树种叶绿素含量较低,SPAD值可以反映种间单位面积叶绿素含量差异,而不能反映单位鲜重叶绿素含量,根据各树种的耐阴性可以进行合理的树种选择与配置。     

广东韶关小坑林场5种阔叶林林下植物多样性

对韶关市小坑林场的山杜英Elaeocarpus sylvestris、樟树Cinnamomum camphora、黧蒴Castanopsis fissa、红椎Castanopsis hystrix和火力楠Michelia macclurei纯林的林下植被多样性进行研究。结果表明,山杜英林、樟树林、黧蒴林、红椎林、火力楠林下灌木层分别有12、7、16、10、9种植物,草本层分别有13、11、12、14、20种植物。5种阔叶林样地的物种多样性存在差异, 部分灌木层的物种多样性高于草本层的多样性。山杜英林灌木层的Shannon-Wiener多样性指数及均匀度指数(Jsw和Jsi)分别为2.51、0.70、0.86,高于其他树种的灌木层多样性指数,表明林分种类在林下植物分布格局中起着重要作用,山杜英林有利于林下植物的发育。     

青杨雌雄叶片气孔分布及气体交换的异质性差异

利用网格和二维成图的方法对青杨雌雄叶片各区域的气孔分布及气体交换特性进行了测定.结果表明:1)除气孔密度(SD)外,雌雄植株在气孔长度(SL)、宽度(SW)和比值(SR)方面具有显著差异(P=0.000,P=0.000和P=0.002).雌株的SL和SW分别比雄株的高51.86%和67.06%,而SR则比雄株的低11.46%.从雌株和雄株的叶面分布来看,SD均为叶中>叶尖>叶基,SL均为叶尖>叶中>叶基,SW的最小值同在叶基部,但最大值分别在叶中和叶尖部.雌株的SR表现为叶基>叶尖>叶中,雄株却正好相反.2)在净光合速率(Pn)上雌株明显低于雄株.雌株的Pn叶基最低(Pn值介于2.00～3.00?μmol m-2 s-1),叶尖最高(Pn值介于8.00～9.00?μmol m-2 s-1),总体上表现出沿叶基到叶尖逐渐增大的趋势.雄株的Pn在叶面的分布也有差异,但总体规律不明显.3)从叶面各区间的气体交换来看,雌株的蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)变化不大,雄株的Tr和Gs呈现叶尖和叶中部高于叶基部的明显趋势.雌株的胞间CO2浓度(Ci)为叶基>叶中>叶尖,气孔限制值(Ls)与此相反.而雄株的Ci在叶面的变化较大,Ls呈现沿叶尖至叶基方向逐步上升的趋势.上述结果表明,青杨雌雄叶片在气孔分布及气体交换特性上不仅存在显著的性别差异,而且具有明显的叶面区域异质性.     

提高CO2浓度对两种亚热带树苗生物量及叶片特性的影响

 广东鼎湖山季风常绿阔叶林的主要优势乔木树种荷木和黧蒴幼苗生长于自然光照和人工调节CO2浓度为500±50μl·L-1或空气CO2(350μl·L-1)的气罩中3个月。高CO2浓度下生长的黧蒴和荷木植株总干物质量分别增加26.6％和16.6%,根部增加量最大,地上部分所占的比例降低,根冠比上升,基径增大而株高降低。高CO2浓度下生长的叶片密度及比叶重增加,叶肉细胞间隙体积减少。单位干重的黧蒴叶片可溶性糖含量、全碳、磷、钾含量在高CO2浓度下稍为下降,果糖、葡萄糖、蔗糖、全氮、镁含量及N/C比明显降低。而全钙含量无明显变化。     

桉树与针叶树、阔叶树生理生化指标季节变化的比较

该文对广西桂林灵田乡桉树、针叶树和阔叶树生理生化季节变化进行了比较研究。结果表明：桉树与其它4个针阔叶树种的生理生化指标因季节更替而呈现不同的变化规律,其中5个树种叶片的比叶面积是在夏季最高、冬季最低,其均值依次为桉树>红锥>黧蒴栲>杉木>马尾松;叶片叶绿素含量为夏季>秋季>春季>冬季,总叶绿素含量四季平均值为桉树>黧蒴栲>红锥>杉木>马尾松;叶片可溶性糖含量的季节变化为夏季>春季>冬季>秋季,桉树的平均可溶性糖最高;叶片蛋白质含量都在春季最高、夏季最低,阔叶树种的蛋白质含量显著高于针叶树种,桉树的平均蛋白质含量最高;叶片硝酸还原酶活性顺序为夏季>春季>秋季>冬季,桉树的平均硝酸还原酶活性最高。综上所述,在自然生长环境下,这5个树种的生理生化等指标对季节的响应机制不同,但桉树的生理指标大于其他几个树种。这反映了人工种植的桉树具有高生产力和生长优势。     

广州城市森林六种典型林分碳积累研究

以广州市城市森林中桉树、马占相思、黧蒴、木荷、马尾松、杉木林分为研究对象, 采用样方调查和解析木测定相结合的方法, 分析了各林分乔木层、灌木层、草本层、枯落物层和土壤层碳储量的分配状况, 及不同树种在生长过程中的碳积累规律。研究结果表明, 各林分碳储量的分布均表现为土壤层>植被层(乔木、灌木及草本层)>枯落物层, 但是林分间存在差异, 土壤层碳储量最高为马占相思林, 植被层碳储量最高为黧蒴林。各林分的总碳储量依次为马占相思(283.95 t·hm-2)>黧蒴(262.99 t·hm-2)>木荷(244.92 t·hm-2)>马尾松(224.09 t·hm-2)>桉树(166.28 t·hm-2)>杉木(157.66 t·hm-2)。各树种均在7 a时的材积则表现为桉树(0.1037 m3)>马占相思(0.0386 m3)>杉木(0.0189 m3)>木荷(0.0102 m3)>马尾松(0.0068 m3)>黧蒴(0.0038 m3); 25年生(25 a生)时黧蒴(0.3001 m3)>木荷(0.2228 m3)>马尾松(0.0783 m3)。其中, 7 a生马尾松的材积高于黧蒴, 然而25 a生材积正好相反。六种林分年均净生产力表现为: 桉树(7.57 t·hm-2·a-1)>马占相思(6.67 t·hm-2·a-1)>黧蒴(4.49 t·hm-2·a-1)>木荷(3.22 t·hm-2·a-1)>杉木(2.49 t·hm-2·a-1)>马尾松(1.37 t·hm-2·a-1)。该研究可为南亚热带城市森林中主要人工林树种和林分固碳效益的评价提供依据。     

木本植物阳生和阴生叶片叶绿体O2和NO2-光还原作用

在有PCR和PCO环活性抑制剂甘油醛和光合磷酸化解偶联剂NH4Cl存在下,比较了生长于3种光环境的乔木黧蒴和灌木九节幼苗阳生和阴生叶片叶绿体的O2和NO2－光还原速率,全自动光下两种植物阳生叶片的叶绿体O2的光还原速率最高,占总光合电子传递活性的66％－68％,NO2－光还原速率也有类似趋势,占总电子传递的11％－15％左右。36％和16％自然光下阴生叶片O2和NO2－光还原速率及O2光还原电子传递的比较显著降低,但NO2－光还原电子传递的比例不受影响,与NO2－光还原相关的叶片NiR和NR活性及NiR/NR活性比也因叶片接受光强度大小而异,随光强减弱,黧蒴的NiR活性降低,九节的NR活性增高,但黧蒴的NR活性和九节的NiR活性变化未达差异显著性。     

光照强度调控4种亚热带森林植物叶片的抗氧化能力

 以亚热带林木荷树(Schima superba)和黧蒴(Castanopsis fissa)(乔木)、九节(Psycotria robra)和罗伞(Ardisia- quinguegona)(灌木)为材料,盆栽苗给予100％、36％及16％自然光照处理,同时在自然林中选择两种低光强区并采用疏伐措施使部分幼树暴露于全自然光下。在夏、冬两季采样分析叶片的抗氧化剂(AsA、GSH)含量和抗氧化酶(APX、SOD)活性,研究光强对4种亚热带树种抗氧化能力的影响。结果表明：同在自然光下,灌木的抗氧化能力较强,其AsA含量,APX．SOD活性高于乔木;随生长光强的减弱,4种幼树叶片的AsA．GSH含量和APX、SOD活性均下降,而光强改变对灌木的影响大于乔木。夏、冬季的分析结果有一定差异,说明光是自然条件下影响植物叶片抗氧化能力因子,但温度等亦有一定的作用。     

宝山堇菜(Viola baoshanensis)、紫花地丁(V. yedoensis)光合异质性比较

利用荧光成像技术,研究了特定和不同光合有效辐射下,宝山堇菜(Viola baoshanensis)、紫花地丁(V.yedoensis)不同叶龄(幼叶和成熟叶片)叶片纵向(叶基、叶中部、叶尖)间的光合异质性特征。特定光化光照射下,两种堇菜不同叶龄的Fv/Fm、ΦpsⅡ、qP、PS/50和Abs在叶尖、叶中部、叶基间呈依次降低趋势,NPQ/4和qN变化趋势与之相反。Fv/Fm、ΦpsⅡ和Abs在两种堇菜不同叶龄的叶片纵向间均没有显著性差异,NPQ/4和qN均显示宝山堇菜不同叶龄的叶片纵向间存在显著差异;但NPQ/4和qN分别显示紫花地丁成熟叶和幼叶叶片的叶尖和叶基处差异显著。qP的显著差异只存在于宝山堇菜幼叶的叶尖和叶基处,PS/50在两种植物幼叶纵向间均有显著差异。快速光曲线的变化中,两种堇菜α由叶尖向叶基下降幅度不明显,幼叶纵向间Pm差异显著,成熟叶叶尖处Pm显著高于叶中部和叶基。两种堇菜成熟叶叶尖处Ik显著高于叶中部和叶基,宝山堇菜幼叶纵向间Ik差异显著,而紫花地丁幼叶纵向间Ik差异不显著。以上结果反映出两种堇菜叶片纵向间Fv/Fm和ΦpsⅡ具有较高的均质性,Fv/Fm和ΦpsⅡ的下降受到NPQ/4、qN、qP、PS/50和Abs的综合影响,但Fv/Fm和ΦpsⅡ的变化与NPQ/4、qN、qP、PS/50的显著变化并不一致。叶龄对两种堇菜叶片纵向间α影响不显著,对Pm影响显著,α的小幅下降反映两种堇菜叶片纵向间捕光能力基本相同。叶片纵向间Ik的显著差异受叶龄和植物种类的综合影响。     

基于机载高光谱影像的植被冠层叶绿素反演

利用黑龙江省伊春市带领区凉水国家级自然保护区机载高光谱数据,提取了红边面积、三角形植被指数、归一化植被指数等15个光谱参数,结合坡度、坡向、海拔、郁闭度和植被总盖度5个地理参数,并利用叶绿素计SPAD-502对研究区植被冠层叶绿素相对含量进行同步测量,分析了叶片光谱反射率、反射率的一阶导数及其他变形分别与SPAD值的相关性,采用基于核变换的偏最小二乘原理建立了叶绿素相对含量的估测模型,用该模型对研究区植被冠层叶绿素相对含量进行定量估算.结果表明:当分段数为3、提取的主成分数为10时,所建模型的效果较好,模型决定系数达到0.855,平均绝对百分误差为9.6％,预测精度为89.7％.     

芦苇粉大尾蚜虫害下芦苇叶绿素高光谱反演估算

叶绿素含量是表征芦苇虫害胁迫状态的一个重要指示因子。选取遭受芦苇粉大尾蚜(Hyalopterus pruni)虫害的芦苇(Phragmites australis)作为研究对象,用便携式地物光谱仪ASD FieldSpec 4测定其叶片反射率光谱,同时用SPAD-502 Plus叶绿素测量仪测定其叶绿素相对含量(SPAD),分析健康和虫害芦苇叶片高光谱反射率与叶绿素含量间的相关关系,采用一元线性回归和偏最小二乘法回归方法,建立芦苇叶绿素含量红边位置和全波段高光谱反演估算模型。结果表明:健康芦苇叶片反射率高于虫害叶片,两种叶片叶绿素含量与高光谱的相关性存在显著差异,尤其在绿光波段和近红外波段部分区域(1400~2500nm)表现明显;全波段高光谱估算模型具有较高的准确性,健康叶片回归模型的决定系数(R2)为0.965,均方根误差(RMSE)为0.813,预测偏差比率(RPD)为3.940;虫害叶片回归模型的R2为0.966,RMSE为0.989,RPD为3.855;异地验证结果进一步表明,通过高光谱数据全波段反演能较好地估算芦苇粉大尾蚜虫害下芦苇叶绿素相对含量,这也预示着利用高光谱全波段数据估算虫害植被叶绿素相对含量是可行的。     

水肥耦合效应对楸树苗期叶片净光合速率和SPAD值的影响

以楸树无性系004-1苗木为研究对象,采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计,通过盆栽试验测定不同处理下楸树苗木叶片净光合速率(Pn)和SPAD值,并建立其与土壤水分(W)、施氮量(N)和施磷量(P)回归模型,分析土壤水分、施氮量和施磷量的主因子、单因素及耦合效应对楸树苗木叶片Pn和SPAD值的影响。研究结果表明:(1)W和N对楸树苗木叶片Pn和SPAD均有显著正效应,并且N主效应大于W,而施磷量主效应不显著;(2)单因素效应分析结果表明,楸树苗木叶片Pn和SPAD值随着N的增加均呈现出先增大后减小的变化趋势,与N类似,叶片Pn和SPAD值对W的响应曲线也呈现出类似的"抛物线式"变化趋势;(3)W×N对楸树苗木Pn和SPAD值均存在显著耦合正效应,但Pn和SPAD值与W×N的响应曲面关系图有所不同:随着土壤水分和施氮量的同时增加,叶片Pn逐渐增加,而叶片SPAD值呈现出先增加后减小的变化趋势;(4)楸树苗木叶片Pn与SPAD值呈现出极显著正相关关系(P0.0001)。总体而言,与土壤水分和施磷量相比,楸树生长更容易受土壤施氮量限制,此外,通过合理水肥配施措施,能一定程度提高楸树苗木的光合生产力和叶片SPAD值。     

提高CO2浓度对两种亚势带树苗叶片水分状况的影响

鼎湖山季风常绿阔叶林的主要优势乔木树种黛蒴和荷木的幼苗,盆栽于自然光 照和人工调节ＣＯ２浓度为５００μｌ．Ｌ＾－１或空气ＣＯ２（３４０μｌ．Ｌ＾－１）的气罩３个月。在各自生长条件下测定,高ＣＯ２下生长的黧蒴和荷木叶平均气孔导率分别降低１３％和２０％,蒸腾速率下降２０％和１８％,水分利用效率提高１倍以上,不同ＣＯ２浓度下的植物叶片气孔导度和蒸腾速度日进程曲线也有明显差异,处理后将幼苗置于自然条件下观     

全光和遮阴下两种亚热带木本植物的光合作用对光的响应

以气体交换和调制叶绿素荧光测定技术测定了2年生亚热带乔木黧蒴,林下灌木九节在全自然光和17％自然光下叶片同部位的光合作用和与之相关的荧光参数的日变化。和全光照比较,遮阴下植物叶片净光合速率Pn,气孔导度gs,胞间CO2浓度与大气CO2浓度之比Ci/Ca,类胡萝卜素与叶绿素含量之比Car/Chl,光系统Ⅱ原初光[化学效率Fv/Fm 的变化幅度相对较小,种间差异较不明显,全光照黧蒴和九节Pn的口变化图式与gs,Ci/Ca类似,与Φpsll,qp的下降吻合。全光下黧蒴叶片qN和Car/Chl的口进程表现为增加,九节则下降,低的Car/Chl可能是导致强光下九节未能提高其qN的原因,正午前后,黧蒴qN和Car/Chl增大,而qp和Φpsll降低,Fv/Fm则保持相对稳定,反映其开放的PSII反应中心数目在此期间虽有所减少,但仍然维持了较高的光化学效率,提高的Car/Chl和qN则说明其肯有较强的对过剩激发能的耗散能力,此条件下九节的gs,Fv/Fm和qN下降且明显低于黧蒴,Φpsll和qp保持相对稳定但高于黧蒴的水平,表明九节的PSII反应中心活性较稳定,但强光下气孔部分关闭,较低的Fv/Fm和qN限制了CO2供应和对光能的有效利用,且未能诱导热能耗散机制的积极运行及对光合器起到保护作用。总体上说,九节对高光强反应比黎蒴敏感。     

提高CO_2浓度对两种亚热带树苗叶片水分状况的影响

鼎湖山季风常绿阔叶林的主要优势乔木树种黧蒴和荷木的幼苗 ,盆栽于自然光照和人工调节 CO2 浓度为 50 0μl· L- 1或空气 CO2 ( 340μl· L- 1)的气罩中 3个月 .在各自生长条件下测定 ,高 CO2 下生长的黧蒴和荷木叶片平均气孔导度分别降低 1 3%和2 0 % ,蒸腾速率下降 2 0 %和 1 8% ,水分利用效率提高 1倍以上 ,不同 CO2 浓度下的植物叶片气孔导度和蒸腾速率日进程曲线也有明显差异 .处理后将幼苗置于自然条件下观测其后效应 ,第 7d时处理间的气孔导度和蒸腾速率皆无明显差异