豚草叶片和果实气体交换特性与11种土壤重金属相关性

对10个样地中Cu、Pb、Zn、Mn、Cr、Co、Ni、Cd、As、Sb和Hg11种土壤重金属含量及样地内豚草叶片和果实气体交换特性进行测定.结果表明,样地内豚草叶片的净光合速率在1·88~9·41μmol·m-2·s-1,而果实的净光合速率最高可达2·81μmol·m-2·s-1.叶片的呼吸速率、气孔导度、光合速率和水分利用效率的平均值分别为1·81μmol·m-2·s-1、75·7mmol·m-2·s-1、6·05μmol·m-2·s-1和4·72μmol·mmol-1,分别是果实的5·26、0·64、1·31和1·69倍,说明非同化器官幼嫩果实具有与叶片相当,甚至更强的呼吸、光合能力和水分利用效率;研究地点重金属Ni达到轻微污染水平,其它重金属含量都接近或者显著低于重金属污染的阈值.相关分析和多元回归分析显示,大部分土壤重金属(如Cu、Pb、Zn、Cd、As、Sb和Hg)含量的高低对豚草气体交换特性没有显著影响,仅部分重金属含量与豚草的叶片、果实气体交换特性密切相关,如Ni和Cr对豚草叶片、果实的气孔导度及水分利用效率显著相关;Cr与豚草叶片饱和光合速率显著相关;而As与豚草果实的气孔导度显著相关.表明大部分土壤重金属对叶片和球果的气体交换没有直接影响,而Ni、Cr和As可以在轻微污染甚至没有达到污染水平时影响豚草的气体交换特性.     

C_3和C_4植物的水分利用效率

对C3植物黄豆（Glycinemax）和C4植物玉米（Zeamays）的光合、蒸腾以及水分利用效率（WUE）进行了比较研究。结果表明,玉米WUE水平约为黄豆的2倍,这与两种植物的光合速率水平相一致,说明植物叶片的WUE主要决定于其光合速率大小。通过环境条件对两种植物的影响分析可知,玉米WUE在0-1000μmol·m-2·s-1光强范围内与光合有效辐射（PAR）呈线形关系,最适温度为29℃左右;黄豆WUE在0-　1200mol·m-2·s-1光强范围内与PAR呈线形关系,最适温度为32℃左右。     

岩溶石漠化地区几种生态恢复植物的生理生态学特征

选择石漠化地区树种任豆树、金银花和苦丁茶的植株为对象,测定其光响应曲线和光合、蒸腾、气孔导度的日变化,研究其光合、蒸腾、气孔导度与环境因子间的关系。在岩石裸露率高、地表水缺乏、白天温度极高的石漠化地区,对任豆和苦丁茶进行光响应模拟表明,两者的最大净光合速率分别为15.88μmol.m-2.s-1、4.58μmol.m-2.s-1。从气体交换特征日变化看出,这三种植物均有光合午休现象,任豆午休程度最弱而苦丁茶最强,光合与气孔导度均呈显著的正相关关系;通过对胞间CO2浓度Ci与气孔限制Ls关系分析,任豆和金银花的光合作用上午以气孔限制为主,下午有非气孔因素影响,而苦丁茶则以非气孔限制为主。任豆树具有较高的水分利用效率,金银花次之,而苦丁茶最小。通过综合分析,认为地表缺水并不是石漠化地区简单唯一的限制因子,高温胁迫也造成该区植物同化CO2减少的原因。根系的下扎能力也应是石漠化地区植物长期存活的关键。因此通过人工诱导构建石漠化地区植物群落时一定要考虑植物本身的根系遗传性状。     

入侵植物小飞蓬及其伴生植物的光合特性

为探讨小飞蓬的入侵机制和制定有效的治理措施,对入侵植物小飞蓬及其主要伴生植物山苦荬和鸭跖草的光合特性进行研究.结果表明:小飞蓬的光饱和点和光补偿点分别为1634.00和23.84 μmol·m-2·s-1,介于2种伴生植物之间;光饱和点下的最大净光合速率为28.12μmol· m-2·s-1,显著高于2种伴生植物;表观量子效率为0.06,与山苦荬差异不显著,但显著高于鸭跖草.小飞蓬的CO2饱和点和CO2补偿点分别为834.00和23.69μmol·mol-1;CO2饱和点下的最大净光合速率为31.97 μmol·m-2·s-1,介于2种伴生植物之间;羧化效率为0.078,显著高于伴生植物.有效光合辐射和CO2浓度的变化对小飞蓬及其伴生植物的气孔导度、蒸腾速率影响不显著,但显著影响其水分利用率.小飞蓬具有较高的光合速率和物质积累能力,较高的生产力是其成功入侵的重要因素之一.     

低温弱光对茄子幼苗光合特性的影响

以4～5叶的 二苠 茄幼苗为试材,研究了其在低温弱光 10℃/5℃昼/夜,光强60、120μmol·m-2·s-1 胁迫7d并恢复7d后的光合特性变化.结果表明,低温弱光胁迫后茄子幼苗的净光合速率、气孔导度和叶绿素含量显著降低;光补偿点、光饱和点、光饱和时的Pn、表观量子产额降低;CO2补偿点升高,CO2饱和点、CO2饱和时的Pn、光合能力、CO2羧化效率降低;以低温下较强光照时 120μmol·m-2·s-1 的变化幅度较大;恢复7d后各项指标仍然不能恢复到对照水平.试验条件已对茄子幼苗叶片光合机构的结构和活性造成了不可恢复的伤害.     

白刺叶不同水分状况下光合速率及其叶绿素荧光特性的研究

采用L I-COR 6400便携式光合测定系统测定并研究了乌兰布和沙漠白刺叶不同水分状况下光合速率及其叶绿素荧光参数的变化特征.结果表明,随着白刺水势降低其净光合速率和气孔导度快速下降,当水势降低到一定值时,净光合速率、气孔导度几乎不变;而叶绿素荧光指标与叶水势关系在高水势时随着叶水势下降叶绿素荧光指标值近似不变,当水势下降到一定值时近似呈直线下降.白刺水饱和状况下的光补偿点为(43.1±4.8)μm o l.m-2.-s 1,光饱和点为(676±150)μm o l.m-2.-s 1;叶生长初期和叶成熟期净光合速率水势补偿点(净光合速率为0时的水势)分别为-3.65 M Pa和-5.76 M Pa,NPQ初始水分胁迫水势分别为-2.20 M Pa和-6.63 M Pa.研究指出运用净光合速率水势补偿点和非光化学猝灭初始水分胁迫水势可评价白刺对干旱环境的适应性.     

广东中部两种常见灌木的生态学比较

 通过对广东中部的阳生性灌木桃金娘和阴生性灌木九节的形态学、解剖学、植物生态学以及植物生理学等方面的比较发现：处于强光照下的桃金娘通过大的根系、多的枝叶和小的叶片在水分和养分竞争中处于优势,并利用小的枝角和叶毛来避免强光的伤害,而九节则是通过其叶、枝的最经济数量和最佳位置排列来充分利用阴暗不足的光线;桃金娘通过叶片和栅栏组织厚度以及短的小脉间距在强光下能继续进行光合作用并尽快运出光合产物,而九节的叶片则可充分利用森林底层有限的光照;在南亚热带,30％左右的透光率是林下耐荫性树种九节入侵和阳生性灌木桃金娘消亡的辐射条件;九节的生态对策为K对策,而桃金娘遵循r对策;九节和桃金娘的平均光合速率分别为5.9±1.6μmol CO2·m-2·s-1和11.9±0.4μmol CO2·m-2·s-1,光补偿点分别为0.005和0.012mmol·m-2·s-1,光饱和点分别为0.04和0.39μmol CO2·m-2·s-1,气孔传导率分别为0.053±0.037μmolCO2·m-2·s-1和0.101±0.013 mol·m-2·s-l,暗呼吸速率分别为0.42±0.0lμmol CO2·m-2·s-1和0.16±0.15μmolCO2·m-2·s-1,这些生理学差异、形态解剖学差异等与其生境差异有密切的关系。     

不同砧木嫁接番茄光合特性的研究

采用LI-6400便携式光合作用系统对田间条件下嫁接番茄(珍红/砧木1号,珍红/桂砧1号)以及接穗(珍红)的光合作用特性进行了系统研究。结果表明:自根苗的光饱和点显著高于嫁接苗;自根苗和嫁接苗的光补偿点差异不显著,以珍红/桂砧1号最高(31.8μmolphotons·m-2·s-1),珍红/砧木1号最低(17.6μmolphotons·m-2·s-1);嫁接苗的CO2补偿点显著低于自根苗,且珍红/桂砧1号与自根苗的差异达极显著水平;表观量子效率变化范围为0.062~0.073;CO2饱和点在844~971μmolCO2·mol-1左右,CO2羧化效率变化范围为0.055~0.086molCO2·m-2·S-1;光合作用CO2补偿点珍红、珍红/砧木1号和珍红/桂砧1号分别为74.0、60.8和50μmolCO2·mol-1。嫁接苗的日平均光合速率和蒸腾速率高于自根苗,但两者的日进程曲线均为“单峰型”,其光合作用不存在“午休现象”。     

秦岭佛坪国家级自然保护区亚高山草甸30种草本植物的光合生理特征

秦岭是我国陆地生物多样性保护关键区域之一,其亚高山草甸植被对环境变化具有良好的指示作用。为了探索草甸植物对高山环境的适应策略,对陕西佛坪秦岭亚高山草甸30种草本植物的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率和胞间CO2浓度特征进行分析。结果表明:30种草木植物的光合生理特征表现各异。净光合速率最大者为细茎橐吾(18.75μmol.m-2.s-1),最小者为轮叶马先蒿(0.73μmol.m-2.s-1);气孔导度最大者为卵叶银莲花(2.99 mol.m-2.s-1),最小者为湖北大戟(0.04 mol.m-2.s-1);蒸腾速率最大者为东方草莓(6.14 mmol.m-2.s-1),最小者为紫苞鸢尾(0.44 mmol.m-2.s-1)。Pearson相关分析表明净光合速率与气孔导度、蒸腾速率之间表现出极显著的正相关(p<0.01)。对各物种的光合特征进行聚类分析,结果将30个物种划分为4个组群,各物种间光合特征的差异反映了不同物种在生态系统中的相对重要性。     

现蕾期水分胁迫对紫花苜蓿光合特性的影响

水分是作物生长的基础, 揭示不同水分胁迫对紫花苜蓿光合作用的影响有助于阐明紫花苜蓿水分利用效率和产量的响应规律。以甘农3号紫花苜蓿为供试材料, 设充分灌溉(CK)、轻度水分胁迫(LD)、中度水分胁迫(MD)、重度水分胁迫(SD)4个水分处理, 研究了现蕾期水分胁迫对紫花苜蓿光合特征的影响。结果表明: (1)随着水分胁迫的加剧, 紫花苜蓿的光饱和点降低, 暗呼吸速率、光补偿点升高, 表明水分胁迫的加剧降低了紫花苜蓿对弱光的吸收和利用效率; (2)水分胁迫下紫花苜蓿叶片的净光合速率(Pn, μmol•m-2•s-1)、气孔导度(Gs, mmol•m-2•s-1)、和蒸腾速率(Tr, mmol•m-2•s-1)均呈下降趋势, LD的胞间CO2浓度(Ci, μmol•mol-1)下降, 气孔限制值(Ls)上升, 表明是由气孔因素所致, 而MD和SD则由非气孔因素所致。(3)随着水分胁迫的加剧, 水分利用效率(WUE)呈先上升后下降的趋势, 表明适度的水分胁迫会提高紫花苜蓿的水分利用效率。     

Changes in Stomatal Conductance,Transpiration and Water Use Efficiency of Ten Species Experienced in High CO2 Concentrations in Biosphere 2

The stomotal conductance, transpiration and water use efficiency (WUE) were measured using a LI-6400 portable photosynthesis system for 5 tropical rain forest species and 5 desert species in Biosphere 2, USA. All the species have experienced in very high CO2 ( > 2 200 μmol• mol- 1 ) for more than 4.5 years. The results showed that the stomatal conductance and transpiration of rain forest species decreased from ( 127.4 ± 65.6) and (2.04 ± 0.61 ) mmol• m- 2•s- 1 to (61.3 + 30.5) and ( 1.54 ± 0.65 ) mmol• m-2• s -1 respectively, while WUE increased from (2.90 ± 0.55) to (8.45 ± 2.71) μmol CO2 •mmo1-1 H2O, with CO2 increasing from 350 – 400 to 700 – 820 μmol• mol-l. For the desert species, stomatal conductance and transpiration decreased from respectively (142.8±94.6) and (2.09±0.71) mmol•m-2•s-1 to (57.7±35.8) and (1.36±0.52) mmolm-2•s-l, but WUE increased from (4.69 ± 1.39) to (9.68 ± 1.61) μmol CO2•mmo1-1 H2O, with the CO2 increase from 320 - 400 to 820 – 850 μtmol• mol- 1. The stomatal conductance, transpiration and WUE were less influenced by light intensity under high CO2 than low CO2 concentrations. Most rain forest species reached their light saturation points at light intensity of 500 μmol• m-2•s-1, while desert species at 1 000 μmol•m-2•s-1. Among different species, the desert C3 tree, Nicotiana glauca Grah., had the highest decrease in stomatal conductance and transpiration and the highest increase in WUE, by 78%, 69% and 310% respectively. The enhancement of increasing CO2 to the stomatal, transpiration and WUE of species with different photosynthesis pathway and life forms in Biosphere 2 could be concluded as: C3 species > C4 species, and desert C3 species > rain forest C3 species.     

胡杨不同叶形光合特性、水分利用效率及其对加富CO2的响应

 胡杨（Populus euphratica Oliv.）叶形多变化,大致归纳为杨树叶（卵圆形叶）和柳树叶（披针形叶）两大类。在内蒙古额济纳旗胡杨林自然保护区,选择成年树同时具有卵圆形叶和披针形叶的标准株,将枝条拉至同一高度,通过活体测定,比较了其光合特征、水分利用效率及对CO2加富的响应。结果表明：在目前大气CO2浓度下,当光强为1 000 μmol·m－2·s－1时,卵圆形叶（成年树主要叶片）（A）和披针形叶（成年树下部萌条叶片）(B)的净光合速率（Pn）分别为16.40 μmol CO2·m－2·s－1和9.38 μmol CO2·m－2·s－1;水分利用效率（WUE）分别为1.52 mmol CO2·mol－1 H2O和1.18 mmol CO2·mol－1 H2O;A的光饱和点和补偿点分别为1 600 μmol·m－2·s－1和79 μmol·m－2·s－1,B的相对应值则为1 500 μmol·m m－2·s－1和168 μmol·m－2·s－1。当CO2浓度加富到450 μmol·mol－1时,A的光饱和点升高了150 μmol·m－2·s－1,光补偿点降低了36 μmol·m－2·s－1;而B的光饱和点降低了272 μmol·m－2·s－1,光补偿点则升高了32 μmol·m－2·s－1。这表明,柳树叶的光合效率较低,以维持生长为主;随着树体长大,柳树叶难以维系其生长,出现杨树叶,杨树叶更能耐大气干旱,光合效率高,通过积累光合产物,使胡杨在极端逆境下得以生存并能达到较高的生长量,这就是胡杨从幼苗到成年树叶形变化的原因。随着CO2加富,两种叶片表现出截然相反的响应,柳树叶的光合时间缩短,光能利用率减小;而杨树叶的光合时间延长,光能利用率提高。如果地下水位下降,近地层空气变干燥,或随着大气CO2浓度升高,气候变暖,柳树叶可能会逐渐减少以至消失。     

两种土壤含水率下匙羹藤的光合及水分利用率的初步研究

采用便携式LI-6400光合测定系统,对生长于两种土壤含水率下的当年生匙羹藤光合特性及其水分利用率进行研究。结果表明:(1)匙羹藤叶片的光饱和点(LSP)200～400μmol.m-2.s-1,光补偿点(LCP)12.1880～12.5593μmol.m-2.s-1,表观量子利用效率(α)0.0472～0.0508mol.mol-1,为阳生植物,但具有较强的弱光利用能力。(2)叶片CO2补偿点为70.97～73.75μmol.mol-1,CO2饱和点在1115.51～1687.99μmol.mol-1,羧化效率7.35×10-3～8.64×10-3μmol.m-2.s-1,表明匙羹藤为C3型植物。(3)上午10:00左右和下午4:00左右是匙羹藤水分利用率的最高时段。(4)含水率高时饱和净光合速率(Pm)、表观光合量子利用效率(α)、光饱和点都比含水率低时高,但光补偿点却比含水率低时低,说明匙羹藤利用弱光的能力较强,能有效地利用全日照的强光,光合潜力较大,生长较好;含水率低时匙羹藤的CO2补偿点较低,说明匙羹藤能利用较低的外界CO2浓度;最大水分利用效率较高,表明含水率低时匙羹藤的节水潜力较大。     

高山植物短管兔儿草光合作用特性及其对冰冻胁迫的反应

短管兔儿草为典型的高山植物,具较强的光合能力,但光合效率较低。叶片具有发达的通气贮气组织;栅栏组织发达,叶绿体基粒片层较少。短管兔儿草光合作用特性易受生长环境因素的影响。低温胁迫使短管兔儿草光合速率、光合量子产额降低。低温下的光照加剧了光合作用受抑制的程度。本研究表明,短管兔儿草具较强的抗冻能力,是研究植物抗冻机理及筛选抗冻基因的理想材料。     

岩溶植物光合-光响应曲线的两种拟合模型比较

用直角双曲线和非直角双曲线两种模型,对桂林岩溶区石山植物红背山麻杆（Alchornea trewioides）、九龙藤（Bauhinia championii）、青檀（Pteroceltis tatarinowii）和圆叶乌桕（Sapium rotundifolium）光合作用的光响应曲线进行拟合。结果表明,直角双曲线拟合的表观量子效率（α）、最大净光合速率（Pmax）、暗呼吸速率（Rd）、光补偿点（Lcp）和光饱和点（Lφ）数值均高于相应的非直角双曲线拟合结果;直角双曲线模型拟合的参数值大小和曲线变化趋势不符合实际情况;非直角双曲线模型拟合结果更符合生理意义。红背山麻杆和九龙藤具有较高的表观量子效率和较低的光补偿点,对光能的利用效率和耐荫性均强于圆叶乌桕和青檀。     

矮嵩草光合作用与环境因素关系的比较研究

 以青海高原不同海拔地区生长的矮嵩草(Kobresia humilis)为材料,研究高山植物光合作用随海拔梯度的变化特征及对生长环境和低温胁迫的反应。随海拔升高矮嵩草叶绿素含量有降低的趋势,而叶绿素a／b值和类胡萝卜素含量则随海拔升高而增高。生长地区海拔越高矮嵩草光合速率、光补偿点、光饱和点越高;而光合表观量子产额则随海拔升高而降低。光呼吸强度有随海拔升高而降低的趋势。矮嵩草光合作用特性受生长环境因素的影响。低温胁迫导致矮嵩草光合速率、表观量子产额降低,低温下的光照加剧了光合作用抑制的程度。     

岩黄连光合与蒸腾特性及其对光照强度和CO_2浓度的响应

采用LI-6400便携式光合测定系统(Li-CorInc.,USA)对岩黄连叶片的气体交换进行了测定。结果表明(1)岩黄连叶片的光饱和点(LSP)为329.18μmol.m-2.s-1左右,光补偿点(LCP)为12.76μmol.m-2.s-1,最大净光合速率为2.96μmol.m-2.s-1,暗呼吸速率(Rd)为0.17μmol.m-2.s-1。光饱和点和光补偿点都比效低,表明岩黄连对光照的要求不高,属于阴生植物。(2)4月份,岩黄连Pn随CO2浓度升高而逐渐增大。当CO2浓度由50μmol.mol-1增加到600μmol.mol-1,Pn几乎呈直线上升,600~1000μmol.mol-1范围内逐渐缓和,到1000μmol.mol-1以后Pn变化平稳。由曲线估算CO2饱和点(CSP)大约在1000μmol.mol-1左右。CO2的补偿点为68.80μmol.mol-1。羧化效率为0.0308μmol.m-2.s-1。(3)岩黄连叶片水分利用率(WUE)随有效光辐射强度(PAR)的增强呈抛物线状变化,PAR在200μmol.m-2.s-1内呈直线上升,到200μmol.m-2.s-1时WUE达最大值,大于200μmol.m-2.s-1后WUE呈逐渐下降趋势。     

铁皮石斛叶片光合作用的碳代谢途径

 利用LI-6400光合测定系统测定了不同天气条件下铁皮石斛（Dendrobium officinale）叶片24h CO2吸收的动态以及CO2吸收对光强和温度的响应。晴天的白天和夜间铁皮石斛都能吸收CO2,中午CO2吸收速率为负值, CO2的交换方式具景天酸代谢途径(CAM)的特点。阴雨天,只有白天吸收CO2,夜间表现为暗呼吸,光合作用碳代谢的途径为C3途径。在多云的天气条件下,白天吸收CO2,并持续至日落后。夜间21∶00仍有CO2吸收,23∶00以后至次日凌晨处于暗呼吸状态。在500 μmol·m-2·s-1光照件下,20℃出现最大CO2吸收值。在夜间,25℃时CO2的吸收速率最高。有光和无光条件下,低温或高温引起CO2吸收速率下降均为非气孔因素所致。晴天上午,铁皮石斛叶片的表观量子产额为0.035,光合补偿点为2.9μmol·m-2·s-1,饱和光强为500μmol·m-2·s-1,强光下出现光抑制现象。叶片受到强光预先照射后,即使光照减弱光抑制效应仍保持一段时间,致使光合补偿点升高,表观量子产额下降,相同光强下的CO2吸收效率降低。结果表明：铁皮石斛为兼性CAM植物,随着环境条件的变化,其光合作用在景天酸代谢途径(CAM)与C3途径间变化。     

几种银莲花光合特性的初步分析

采用LI6400便携式光合仪分析昆明室外栽培的几种野生银莲花光合作用特性。净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)日变化均呈单峰曲线,前者的峰值出现在10～11点,后者的峰值出现在13点前后。在光强0～2000μmol·m2·s1条件下,Pn呈S曲线,光合补偿点为60～80μmol·m2·s1,饱和点为800μmol·m2·s1左右,但光强继续增加到1800μmol·m2·s1,Pn仍有少许提高;Tr随PAR的增加而缓慢地增加。在环境CO2浓度为0～350μmol·mol1条件下,Pn直线上升,草玉梅、秋牡丹和野棉花的光合CO2补偿点均为50μmol·mol1左右;Tr在环境CO2浓度25～350μmol·mol1范围内几乎呈水平线。野生银莲花的Pn和Tr表现较明显的种间差异。