昆仑山北坡4种优势灌木的气体交换特征

在自然条件下对昆仑山北坡四种灌木塔里木沙拐枣（Calligonum roborowasikii）、驼绒藜（Ceratoides latens）、合头草(Sympegma regelii)和昆仑绢蒿(Seriphidium korovinii)的气体交换、水势的季节变化特征及生长季末δ13C值进行了比较研究。结果表明：驼绒藜、塔里木沙拐枣和合头草气体交换日变化为单峰曲线,昆仑绢蒿为双峰曲线;其中塔里木沙拐枣属高光合高蒸腾型,水分利用效率最高,合头草属低光合低蒸腾型,驼绒藜属高光合低蒸腾型,昆仑绢蒿属低光合高蒸腾,水分利用效率最低。驼绒藜光合速率8月日变化,10：00-12：00,16：00-20：00两个时段,Pn下降,主要决定因素均为非气孔因素。沙拐枣6月光合速率日变化,12：00-14：00时,Pn下降,主要受气孔导度因素影响;16：00-20：00时,Pn下降,可能是同时受气孔和非气孔因素的影响。从耐旱机理可以将4种灌木归类：塔里木沙拐枣和昆仑绢蒿属于高水势延迟脱水耐旱机理;驼绒藜和合头草属于低水势忍耐脱水机理。用δ13C表征植物水分利用效率时,只有部分物种有很好的一致性。     

准噶尔盆地荒漠区短命植物光合蒸腾特性及影响因素研究

运用LI-6400便携式光合测定系统,研究了准噶尔盆地荒漠区2种典型短命植物———狭果鹤虱(Lappulasemiglabra)和四齿芥(Tetracme quadricornis)的净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率特征。结果表明:狭果鹤虱和四齿芥的光合能力分别为44.92、34.57μmol.m-2.s-1;狭果鹤虱和四齿芥的净光合速率日均值分别为29.72、23.0μmol.m-2.s-1,蒸腾速率日均值分别17.23、12.84 mmol.m-2.s-1,狭果鹤虱均高于四齿芥,属于高光合、高蒸腾类型;二者的净光合速率和水分利用效率日变化均呈双峰曲线,而蒸腾速率日变化呈单峰曲线;二者的光合“午休”现象主要是由气孔因素引起的;通过对2种植物光合和蒸腾速率与环境因子的相关分析显示,辐射强度是影响2种植物光合速率最主要的环境因子。     

塔里木河上游胡杨与灰杨光合水分生理特性

在自然条件下对塔里木河上游优势树种-胡杨、灰杨的光合水分生理特性进行比较研究.结果表明,整个生长季胡杨、灰杨的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr,除8月份)日进程均为单峰曲线,水分利用效率(WUE)变化无明显规律性.胡杨与灰杨12:00后Pn的下降主要取决于非气孔因素限制.胡杨Pn、WUE高于灰杨,而Tr低于灰杨,表明胡杨属高光合、低蒸腾、高WUE型树种,灰杨属低光合、高蒸腾、低WUE型树种.胡杨、灰杨枝水势(Ψw)、清晨与正午水势日进程均呈"V"字型曲线,胡杨水势日变幅、正午水势月变幅均小于灰杨,但两树种水势间无显著差异.胡杨与灰杨具有较强的水分吸收和减少水分丧失的能力,但胡杨调节气孔导度(Gs)控制蒸腾失水的能力较强,对干旱环境表现出更强的生态适应性,从而导致两树种产生了种群地理分化.     

半干旱黄土丘陵区沙棘和柠条水分利用与适应性特征比较

对半干旱黄土丘陵区坡地多年人工沙棘(Hippophae rhanvnoides)与柠条(Caragana korshinskii)林的土壤水分状况、生产力月动态以及光合生理和水势日变化特征进行比较．结果表明,沙棘与柠条深层土壤均存在不同程度的旱化现象,沙棘林在季节性土壤水分补偿深度和对深层低土壤水分的利用能力方面要强于柠条林．沙棘林的年度生产力大于柠条林．沙棘能够随着土壤水分条件的改善,而提高水分利用效率;柠条具有高光合特别是高蒸腾的光合生理特征,叶片水分利用效率较沙棘低．沙棘与柠条均兼具有御旱性与耐旱性,但沙棘对干旱的适应方式更积极主动．     

祁连山水源区主要树种耐旱性研究

应用P-V技术对祁连山水源涵养林主要树种水分参数进行测定分析.结果表明,不同水分参数在树种上的变化规律各异,反映了植物耐旱机理的复杂性;对10项水分参数的主成分分析结果显示,以|φπ₁₀₀-φπ₀ |、RCV、ROWC₀和ε_max分析植物的耐旱性能具有可靠性.用两种几何数学方法的分析结果表明,按照耐旱性大小可将供试树种分为耐旱性强树种(青海云杉和千里香杜鹃)、耐旱性较强树种(祁连圆柏、烈香杜鹃、头花杜鹃和青海杜鹃)、耐旱性较弱树种(金露梅、绣线菊和红桦)和耐旱性弱树种(青杨).苗木清晨叶水势与土壤含水率间变化趋势可以用双曲线方程、幂函数式(或指数函数式)取得满意的拟合.通过逐步聚类分析,按照树种主要耐旱机理可分为高水势延迟脱水耐旱树种(红桦和青海杜鹃)、亚高水势延迟脱水型树种(青海云杉、千里香杜鹃和头花杜鹃)、亚低水势忍耐脱水耐旱树种(祁连圆柏)与低水势忍耐脱水型耐旱树种(金露梅、绣线菊和烈香杜鹃).     

引种台湾桤木的水分生理特性

台湾桤木(Alnusformosana)原产台湾,是台湾地区重要的先锋造林树种和林地培肥树种。水分是限制植物地理分布和决定植物引种能否成功的重要因子之一。采用Li-6400光合测定系统对引种两年生台湾桤木苗木的水分生理特性进行了研究,结果表明:(1)在整个生长期,叶片蒸腾速率日变化均表现为宽大的单峰型曲线,以13∶00～15∶00时左右蒸腾速率最高,不同部位叶片在不同生长期的峰值有所不同,属非蒸腾午休型植物。气孔导度日变化有单峰型和双峰型2种变化曲线;(2)蒸腾速率季节变化表现为单峰曲线,以7月为最高,整个生长期叶片日均蒸腾速率为3.25mmol·m-2·s-1,表现出高光合、强蒸腾的生理特点;(3)水分利用效率日变化与光合速率日变化相似,有单峰曲线和双峰曲线2种类型,与气孔导度的日变化有显著相关性。在整个生长期,以6月、7月叶片水分利用效率为最低,8月为最高;(4)在影响水分利用效率季节变化的生理生态因子中,以温度、光合有效辐射、气孔导度和相对湿度4个因子的直接作用为最大。     

武汉市51种园林植物的气体交换特性

对湖北武汉市5个绿地共51种园林植物的气体交换特性的研究表明: 不同绿地间、灌木与乔木间、落叶与常绿植物间的光合能力(A_max)、蒸腾速率(T_r)和光合水分利用效率(PWUE)均有显著差异。绿地间的气体交换特性差异主要表现在物种间, 不同绿地间的小气候或环境差异影响很小。根据51种植物的A_max、T_r和PWUE, 可将它们划分为3大类群。其中大部分植物属于低光合低水分利用型(38种), 其次为高光合高蒸腾型(10种), 低耗水高水分利用型最少, 仅有花榈木(Ormosia henryi)、银木(Cinnamomum septentrionale)和黄心夜合(Michelia bedinieri) 3种。     

新疆阿勒泰地区8种生态型罗布麻光合生理及生长特性研究

为明确新疆阿勒泰地区不同生态型罗布麻生物学性状的稳定性和差异性,以8种生态型罗布麻为材料,对其外部形态、光合生理特征及生长特性(株高、分枝数、地径和叶干重等)进行评价。结果表明:(1)除白麻宽叶外,其余生态型罗布麻在移栽3年后株型、叶型、叶色和花色等形态特征均保持稳定。(2)8种生态型的光合生理特征在不同生长时期和不同时间段存在差异;各生态型罗布麻均存在光合"午休"现象,Pn在上午时最高(17.8~30.1μmol·m-2·s-1),中午时较上午降低6%~45%,并以白麻紫斑和大叶白麻降幅最大,白麻白花降幅最小。(3)多数生态型的Pn、Tr和Ci/Ca值与Gs的变化特征具有较好的一致性,说明光合和蒸腾"午休"主要受气孔因素影响,但白麻粉秆的光合"午休"与之不同,受非气孔因素的影响较明显。(4)相对而言,大叶白麻、白麻青秆、白麻红秆、白麻粉秆生态型为低蒸腾高光合高水分利用效率型,罗布红麻为低蒸腾低光合高水分利用效率型,白麻白花为低水分利用效率型且在上午表现为低蒸腾低光合型,而在中午和下午表现为高蒸腾高光合型,白麻紫斑则与白麻白花相反。(5)白麻粉秆和白麻白花的株高(110cm)、地径(8.2mm)、单株叶干重(22.6g)均较高;大叶白麻的茎节最长(6.5cm)。可见,多数生态型罗布麻在长期进化中形成适应其生长环境的稳定性状;白麻白花较其他生态型具有更好的耐受高光强、高温和对弱光利用的能力,而白麻紫斑、大叶白麻和白麻粉秆的这种能力较差;罗布红麻和白麻白花可作为产叶型,白麻红秆和白麻粉秆可作为产叶及产纤维型进行培育,而大叶白麻不适合在北疆种植。     

不同时期毛乌素沙区主要植物种光合作用和蒸腾作用的变化

 采用LI—6000便携式光合分析系统对毛乌素沙区主要植物种油蒿、中间锦鸡儿、旱柳进行了不同时期光合作用,蒸腾作用日进程的测定,并同步测定有效光辐射、空气相对湿度、叶温、气温、胞间CO2浓度、气孔阻力、叶片水势及土壤水势等因子;结果表明：不同时期、不同植物种其光合、蒸腾特征各异;植物的光合、蒸腾与环境因子和植物内部因子之间有密切关系,其中有效光辐射是影响光合作用、蒸腾作用诸因子中的主导因子,而气孔阻力变化则在调节光合和蒸腾中起着重要作用;不同植物种间气孔对环境条件变化的响应程度不同,以中间锦鸡儿最为灵敏;3种植物的水分利用效率表明,中间锦鸡儿的水分利用效率较油蒿、旱柳为高。     

极端干旱条件下多年生植物水分关系参数变化特性

通过对生长在塔克拉玛干沙漠南缘极端干旱区野外生境条件下的4种多年生植物胡杨、柽柳、沙拐枣和骆驼刺的主要水分关系参数(P100为膨压最大时的渗透势;P0为膨压为零时的渗透势;emax为最大细胞弹性模量;RWCa为细胞在质壁分离点时的相对含水量)在植物生长周期内的变化特征进行了分析,结合对植物清晨水势和土壤含水率变化的系统进行测定。结果表明:4种植物在低水势下保持膨压能力大小的排序为柽柳>胡杨>骆驼刺>沙拐枣。4种植物应对水分胁迫的共同反应是在细胞出现质壁分离时,保持高的体内含水量;在耐旱机理上,沙拐枣和骆驼刺属于高水势延迟脱水类型,胡杨和柽柳属于低水势忍耐脱水类型;在植物生长期内,4种植物清晨水势的变化特征是,骆驼刺的清晨水势值最高,沙拐枣和胡杨的清晨水势值的季节变化较为稳定,柽柳的清晨水势值最低;植物清晨水势的变化趋势同其水分关系参数的变化特性基本一致;4种植物没有受到严重的水分胁迫,灌溉对植物水分关系参数变化的影响不显著;植物处并利用地下水来满足其生存和生长需求,维持地下水位的基本稳定,是保证多年生植物恢复重建的重要前提。     

塔里木荒漠优势树种气体交换特性与环境因子的关系研究

在自然条件下对塔里木荒漠区优势树种--胡杨、灰叶胡杨的气体交换特性及其与环境因子的关系进行研究.结果表明:(1)在6～9月生长季,胡杨和灰叶胡杨的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr,除8月)日进程均为单峰曲线,胞间CO2浓度(GI)呈"V"字型曲线,Pn的峰值出现在12:00,Tr峰值明显滞后于Pn.生长季内胡杨各月份的Pn、水分利用率(WUE)、光能利用率(LUE)均高于灰叶胡杨,而Tr低于灰叶胡杨,气孔导度(Gs)相近.(2)气体交换与环境因子的统计分析表明,光量子通量密度(PPFD)是决定胡杨和灰叶胡杨Pn和Tr的主要环境因子,其次为气温(Tair).(3)灰叶胡杨对PPFD、Tair,、空气相对湿度(RH)的敏感性强于胡杨,通过高蒸腾耗水、低WUE来减轻高温干旱的伤害;胡杨通过主动调节Gs来控制蒸腾失水、提高光合效率,以较高的WUE和LUE适应日益干旱的荒漠环境,表现出较强的生态适应性.     

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。     

Response of stem sap flow and leaf photosynthesis in <Emphasis Type="Italic">Tamarix chinensis</Emphasis> to soil moisture in the Yellow River Delta,China

Soil moisture is the main limiting factor for vegetation growth at shell ridges in the Yellow River Delta of China. The objective of this study was to explore the soil moisture response of photosynthetic parameters and transpiration in Tamarix chinensis Lour., a dominant species of shell ridges. Leaf photosynthetic light-response parameters and sap flow were measured across a gradient of relative soil water content (RWC), from drought (23%) to waterlogging (92%) conditions. Leaf photosynthetic efficiency and stem sap flow of T. chinensis showed a clear threshold response to soil moisture changes. Leaf net photosynthetic rate, water-use efficiency (WUE), light-saturation point, apparent quantum yield, maximum net photosynthetic rate, and dark respiration rate peaked at moderately high RWC, decreasing towards high and low values of RWC. However, peak or bottom RWC values substantially differed for various parameters. Excessively high or low RWC caused a significant reduction in the leaf photosynthetic capacity and WUE, while the high photosynthetic capacity and high WUE was obtained at RWC of 73%. With increasing waterlogging or drought stress, T. chinensis delayed the starting time for stem sap flow in the early morning and ended sap flow activity earlier during the day time in order to shorten a daily transpiration period and reduce the daily water consumption. The leaf photosynthetic capacity and WUE of T. chinensis were higher under drought stress than under waterlogging stress. Nevertheless, drought stress caused a larger reduction of daily water consumption compared to waterlogging, which was consistent with a higher drought tolerance and a poor tolerance to waterlogging in this species. This species was characterized by the low photosynthetic capacity and low WUE in the range of RWC between 44 and 92%. The RWC of 49–63% was the appropriate range of soil moisture for plant growth and efficient physiological water use of T. chinensis seedlings.     

内蒙古半干旱草原区沙地植物群落光合特征的动态研究

沙蒿(Artemisia intramongolica)群落是半干旱草原地区沙地的重要植被类型,分别在植物的生长前期、中期、盛期和后期采用便携式光合测定仪和大型同化分析仪测定了沙蒿叶片和沙蒿群落的光合动态。单叶和群落的光合速率日进程类型随气候的不同而异,瞬时光合速率主要决定于光合有效辐射强度(PAR)。土壤干旱大大降低了单叶和群落的光合能力,晴天土壤湿润时气温和空气湿度控制着叶片的光合速率,午间大气湿度降低是光合午休的主要外因。叶片的蒸腾速率与气温呈显著线性相关,植物的光能和水分利用效率也主要取决于PAR和气温,随着PAR和气温的升高利用效率下降。沙蒿叶片光能利用效率在后期也能保持较高水平。沙蒿对土壤干旱和高温具有一定的适应性,在土壤湿润时能迅速提高光合速率,形成较大的生物量。但是沙蒿的蒸腾速率高,水分利用效率低。研究认为,沙蒿通过对土壤干旱和高温的忍耐机制而保持长时间较高的光能利用效率,并在土壤湿润时迅速提高光合能力和积累干物质来适应半干旱的沙地环境,而且依靠高蒸腾速率和强的水分吸收能力来竞争性抑制其他植物的生长。     

玉米光合性能的杂种优势

以4个不同光合速率的玉米自交系及组配的2个杂交种为材料, 在吐丝期进行了光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、水分利用效率(WUE)等光合性能指标日变化的测定,以探明玉米杂种优势光合性能的日变化规律.结果表明：光合性能中P_n、T_r和G_s 3项指标均呈明显的单峰曲线变化,峰值出现的时间分别为10:00—12:00、12:00和10:00—12:00,其中G_s、P_n早于T_r;WUE日变化规律与其它光合性能指标相反,呈现“V”趋势,低谷值出现在12:00点左右.P_n、T_r的日变化均与G_s密切相关,说明G_s在P_n、T_r日变化中起着重要的调节作用.对光合性能杂种优势率日变化进行分析表明,杂交种P_n、T_r、G_s具有午后优势现象,而WUE杂种优势率表现为上午高于下午,说明午后的环境条件更有利于杂交种抗性的发挥,为筛选高光效品种提供了一项可参考的指标.     

干旱胁迫对夏蜡梅光合特性的影响

以2年生夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)苗木为材料,通过盆栽试验,研究土壤干旱胁迫对夏蜡梅叶片光合特性的影响,结果显示:随着干旱胁迫程度的加重,夏蜡梅叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著降低;胞间CO2浓度在轻度和中度胁迫下显著低于对照,但在重度胁迫下显著高于对照;水分利用效率在胁迫下提高,且以中度胁迫为最大.温度升高使叶片净光合速率和水分利用效率降低、蒸腾速率升高,加重了干旱对光合作用的不利影响.对照及轻度和中度干旱胁迫处理的净光合速率、气孔导度和水分利用效率日变化曲线均为双峰型,但重度胁迫下净光合速率和气孔导度日变化转变为峰值很小的单峰型;各处理的蒸腾速率日变化曲线为单峰型并以午间最高.表明夏蜡梅光合作用对干旱胁迫有一定的适应能力,但重度胁迫对其造成严重影响.     

Photosynthetic response of four fern species from different habitats to drought stress: relationship between morpho-anatomical and physiological traits

Ferns flourish in many habitats, from epiphytic to terrestrial and from sunny to shady, and such varied conditions require contrasting photosynthetic strategies to cope with drought. Four species of temperate ferns from different habitats were subjected to drought by withholding irrigation in order to investigate their photosynthetic responses. Lepisorus thunbergianus (epiphytic) had low stomatal density and showed high water-use efficiency (WUE) retaining photosynthetic activity with low relative frond water content under drought stress, which suggested their high adaptation to drought. On the other hand, low WUE with low light-saturated photosynthetic rate in Adiantum pedatum (terrestrial, shady environment) was associated with much lower photosynthesis than in the other species under drought stress, suggesting lower adaptation to drought-prone habitats. Morphological stomatal traits such as stomatal density and photosynthetic response to drought in ferns involved species-specific adaptation to survive and grow in their natural habitats with different levels of drought.     

彰武松、樟子松光合生产与蒸腾耗水特性

本文采用Li-6400光合测定系统对性成熟(18a)阶段彰武松(Pinus densiflora var.zhangwuensis)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)光合及蒸腾指标不同季节日变化进行了测定,并采用切枝蒸腾法对两个树种叶片气孔蒸腾和角质层蒸腾进行对比测定,评价了气孔开闭敏感性,探讨了两个树种光合生产与蒸腾耗水特性。结果表明：在同样生境条件下,彰武松比樟子松有较大的光合速率(Pn)和较小的蒸腾速率(Tr)。在5月和7月,彰武松的Pn和Tr日变化呈现明显双峰型,其Pn和Tr“午休”现象均主要受气孔限制;在10月呈单峰型。樟子松的Pn和Tr日变化在整个生长季均呈单峰型,而且,彰武松日光合量(DAP)均高于樟子松,是樟子松的163.4%(5月)、211.1%(7月)和183.6%(10月)。光响应曲线参数表明：在不同月份,彰武松最大光合速率(Pmax)均大于樟子松,且光饱和点(LSP)较高,光补偿点(LCP)较低。在任意被测时刻,彰武松气孔导度(Gs)和Tr都小于樟子松。彰武松具有较小气孔和角质层蒸腾速度,并且在同样干旱条件下,彰武松气孔下陷,其气孔的开闭反应更加敏感。彰武松水分利用效率(WUE)较高,约是樟子松的2.29倍。这些结果暗示,彰武松以其高的光合速率和低的蒸腾耗水特性,提高水分利用效率,以其敏感的气孔开闭机制和旱生叶片结构进而实现在干旱半干旱地区的速生特性。     

辽东栎(Quercus liaotungensis)幼苗对土壤干旱的生理生态适应性研究

用盆栽方法人工模拟土壤干旱条件,研究辽东栎天然萌生幼苗对土壤干旱的生理生态反应。结果表明:随土壤含水量的减少,辽东栎幼苗的耗水量明显下降,耗水高峰期提前,在重度干旱下耗水峰形由单峰变为双峰。在干旱胁迫前期辽东栎叶水势变化较平缓,后期则急剧下降,尤其在严重干旱下,水势变化趋势呈"M"形,叶片含水量较稳定,对土壤水分含量变化不敏感。在中度干旱下辽东栎叶片的持水力有所增加。辽东栎属低蒸腾速率树种,平均仅为2.98μg cm^-2·s^-1。不同生长季节蒸腾速率日进程不同, 8月份的蒸腾速率日进程在适宜水分下是双峰曲线,在中度干旱下是单峰曲线,重度干旱下蒸腾速率一直维持在较低水平,呈波状起伏;9月份的蒸腾速率下降近50%,仍有明显的单峰(适宜水分下)和双峰(中度干旱下)。对蒸腾速率与环境因子的简单相关分析表明:在适宜水分和中度干旱下,光照强度对辽东栎幼苗蒸腾速率影响最大,在重度干旱下,大气温度对辽东栎的蒸腾速率影响较大。随土壤含水量减少,辽东栎幼苗的蒸腾速率在中度干旱时上升,重度干旱时急剧下降,光合速率、瞬时水分利用效率、羧化效率均下降;地上部生长受抑,根冠比加大, WUE₁下降,而WUE₂在中度干旱下升高,在重度干旱下下降。其幼苗不耐高温强光,高温强光对其光合和蒸腾有抑制作用,特别是在土壤严重干旱下表现更明显。