大气CO2增加对不同生长光强下龙须菜光合生理特性的影响

为了探讨未来大气CO2升高对不同生长光强下大型海藻的影响,选取经济红藻龙须菜为实验材料,研究了其生长速率、光合作用、呼吸作用、叶绿素荧光参数以及光合色素对CO2和光强的响应。实验设置两个CO2浓度,正常空气水平CO2浓度(390μL/L)和高CO2浓度(1000μL/L);两个光强梯度,高光(300μmol m-2s-1)和低光(100μmol m-2s-1)。结果表明,CO2和光强对龙须菜的生长和光合作用有明显的交互作用。大气CO2升高并没有显著影响龙须菜的生长速率,但在不同CO2处理下,龙须菜对光强的响应不同。在空气水平下,光强的变化对其生长速率影响不显著。而在高CO2作用下,高光处理下的藻体有更高的生长速率。CO2显著促进高光生长下龙须菜的呼吸作用速率,但是在低光下作用不明显。而对于光合作用速率来说,低光培养下的藻体CO2表现为负面效应,但对高光下生长的藻体作用不明显。CO2增加没有改变龙须菜生长状态下的电子传递速率,但在高光下,CO2表现为一定的抑制作用。CO2显著降低了龙须菜天线色素藻红蛋白和叶绿素a的含量。这些CO2与光强的结合效应表明,大气CO2的升高对龙须菜光合生理特性的影响随着光强的变化而呈现不同的效应,在未来评估CO2的增加对大型海藻的影响时,要充分考虑其他环境因子的耦合效应。     

不同天气水稻光合日变化对大气CO2浓度和温度升高的响应——FACE研究

人类活动导致大气二氧化碳浓度(CO_2)升高、全球气候变暖和光合有效辐射(PAR)降低,影响着绿色作物的光合作用。为了明确高CO_2浓度、高温和低PAR对水稻光合日变化特征的影响,利用中国稻田开放空气CO_2浓度升高系统(free air CO_2enrichment,FACE),以常规粳稻南粳9108为试验材料,设置了环境CO_2和高CO_2浓度(增200μmol/mol)、环境温度和增高温度(增1—2℃)交互的4个处理,从9:00到17:00每隔1h测定了阴天和晴天水稻的光合作用,研究了不同天气对水稻光合日变化对大气CO_2浓度和温度升高的响应。观察到不同天气条件下水稻光合日变化的不同特征,晴天Pn为双峰曲线,发生了光合\"午休\",阴天未发生。结果表明,高CO_2浓度显著提高了水稻Pn,温度升高有降低水稻Pn趋势,CO_2浓度增加200μmol/mol对水稻光合作用的促进效应远大于增温1—2℃对其的抑制效应。高CO_2浓度显著增加了水稻胞间CO_2浓度(Ci),降低了水稻蒸腾速率(Tr),平均降幅为10.8%—22.0%。高温有降低Ci的趋势,增加了Tr,平均增幅达5.0%—13.5%。晴天比阴天增加了水稻Tr,平均增幅为9.8%—31.2%。CO_2浓度和温度同时升高显著降低了水稻气孔导度(Gs)。这些结果说明CO_2浓度、温度和PAR对水稻水分利用率(WUE)产生综合影响。阴天PAR比晴天平均低53.3%,阴天水稻Pn比晴天显著低,平均降幅达37.1%—72.0%。与对照比较,高CO_2浓度处理,较高PAR(晴天)条件下水稻Pn的增幅(38.6%—58.4%)显著大于较低PAR(阴天)条件下水稻Pn的增幅(21.6%—38.8%),这一现象值得关注和深入探讨。研究结果表明,评估气候变化对水稻生产的影响,需同时考虑未来大气CO_2浓度和温度升高以及PAR下降的因素及其相互作用。     

大气CO2升高和紫外辐射相互作用对羊栖菜生理特性的影响

为了研究经济海藻羊栖菜对大气CO2浓度增加与紫外辐射(UVR)相互作用的响应,设置两个CO2浓度(380μL/L和800μL/L)以及两种辐射处理,即PAR处理(滤除UV-A、UV-B,藻体仅接受可见光,400—700nm)和PAB处理(全波长辐射280—700nm)培养海藻,探讨了羊栖菜生长、光合作用、呼吸作用、光合色素含量、可溶性糖和蛋白以及硝酸还原酶活性的变化情况。结果表明高浓度CO2显著提高羊栖菜藻体的相对生长速率,并且紫外辐射的负面效应在高CO2处理下表现不显著。高CO2降低了藻体的光合作用速率,而UVR的负面效应和生长体现为一致性,但是羊栖菜的呼吸作用没有受到环境变化的明显影响。羊栖菜的光合色素叶绿素a和类胡萝卜素在高浓度CO2处理下明显降低,而UVR没有明显影响。环境因子对羊栖菜的可溶性糖没有影响,但是在高CO2和全波长辐射处理下,藻体可溶性蛋白的含量显著增加。同时高CO2明显提高了硝酸还原酶的活性,并且仅在高浓度CO2处理下藻体中UVR对其活性有抑制作用。CO2和UVR对羊栖菜的大多数生理特性存在明显的交互作用,在未来CO2浓度进一步增加的情况下,UVR的负面效应将会得到一定程度的缓解,这样有利于羊栖菜在养殖海区获得更高的产量。     

气候变化对海藻龙须菜生长与光合作用耐热特性的影响

为探讨大气CO2升高和温室效应对龙须菜生长及生理生化特性的影响,在4种条件下培养龙须菜:1)对照组(390μL/L CO2+20℃),2)CO2升高组(700μL/L CO2+20℃),3)温度升高组(390μL/L CO2+24℃),4)温室效应组(700μL/L CO2+24℃),测定藻体生长和生化组分以及高温胁迫下的最大光化学量子产量(Fv/Fm)和光能利用效率(α)、光合速率(Pn)和呼吸速率(Rd)。结果表明,CO2升高、温度升高以及温室效应均促进龙须菜的生长,温室效应下的促进作用更明显。温室效应使龙须菜具较高的Pn和Rd以及较低的可溶性蛋白(SP)和可溶性碳水化合物(SC)含量。高浓度CO2对叶绿素(Chl a)和类胡萝卜素(Car)含量没有显著影响,而高温使其上升;藻红蛋白(PE)和藻蓝蛋白(PC)含量不受CO2浓度和温度的影响。龙须菜Fv/Fm、α、Pn和Rd值,在32℃处理3 h后略有上升,在36℃处理3 h后下降,而在40℃处理20 min后降到极低水平。正常温度(20℃)生长的龙须菜最高耐受温度在32—36℃之间,而较高温(24℃)生长的龙须菜在36—40℃之间;生长温度对光合作用和呼吸作用耐热性能的影响比CO2浓度的影响更大;而温室效应生长条件下的龙须菜光合作用表现出更突出的耐热性能。     

CO_2浓度升高对宁夏枸杞苗木光合特性及生物量分配影响

为明确大气CO_2浓度升高对宁夏枸杞光合特性及生物量分配的影响,以宁夏枸杞苗木为试材,采用开顶气室(OTC)模拟自然环境大气CO_2浓度变化,设置3个CO_2浓度水平[CK(380±20μmol/mol)、TR1(570±20μmol/mol)、TR2(760±20μmol/mol)],分别于不同CO_2浓度处理90d、120d后,测定其净光合速率(P_n)、光响应曲线、CO_2响应曲线等相关指标及植株不同器官生物量。结果表明:(1)TR1及TR2下Pn于第一年处理至90d时均较CK显著升高(P0.05),且TR1处理在120d时较CK显著降低;第二年处理90d时,TR1处理较CK下降了4.77%,处理120d时TR1、TR2均高于CK,但差异不显著。(2)随着CO_2浓度升高,两年中TR1、TR2处理的胞间CO_2浓度(C_i)较CK均显著升高,处理后120d时,气孔导度(G_s)较CK均显著下降;水分利用率(WUE)在第一年处理中均无显著变化,但在第二年处理120d时,TR1、TR2均较CK显著上升。(3)处理至90d和120d时,TR1、TR2组的宁夏枸杞苗木光饱和点、CO_2饱和点均高于CK,但TR2组初始羧化效率低于CK。(4)随着CO_2浓度升高,宁夏枸杞苗木地上部分生物量分配显著增加,地下部分生物量分配显著降低。研究发现,一定时间内适宜CO_2浓度升高可促进宁夏枸杞苗木光合作用,使得其地上部分生物量分配显著提高,地下部分生物量分配显著降低;但随着处理浓度升高及处理时间延长,其光合作用有下调趋势,表现为净光合速率、气孔导度、初始羧化效率等下降。     

CO2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片光合特性及活性氧代谢的影响

以‘津优35号’黄瓜(Cucumis sativus L.)水培苗为试材,采用裂区设计,主区因素为CO_2浓度处理,设大气CO_2浓度(Symbol{B@400μmol/mol)和CO_2加富[(800±40)μmol/mol]2个CO_2浓度水平,裂区因素为盐胁迫处理,用NaCl模拟盐胁迫,设对照(0 mmol/L NaCl)、盐胁迫(80 mmol/L NaCl)2个盐分水平,研究了CO_2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗生长、光合特性及活性氧代谢的影响。结果表明:盐胁迫显著抑制黄瓜幼苗的生长,并降低了叶绿素含量、ETR、Φ_(PSII)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性及净光合速率;盐胁迫增加了丙二醛及活性氧的累积,与此同时也提高了脯氨酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,但降低了过氧化物酶(POD)活性。CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积及地上部鲜重,降低了叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及叶绿素(a+b)含量,但显著提高了净光合速率和RuBPCase活性,同时降低了气孔导度及蒸腾速率,并且使其具有较高的表观电子传递速率及PSII实际光化学效率;CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗叶片脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,丙二醛、过氧化氢含量和超氧阴离子产生速率显著降低。综上所述,CO_2加富可通过提高幼苗叶片净光合速率、脯氨酸含量及抗氧化酶活性,降低蒸腾速率、减少丙二醛含量及活性氧的积累,从而缓解盐胁迫对黄瓜植株造成的伤害。     

CO2浓度升高和不同灌溉量对东北玉米光合特性及产量的影响

CO2和水分是植物光合作用的重要底物,大气CO2浓度升高或水分变化影响植物光合作用。玉米是重要的C4植物,目前已成为我国第一大作物。我国东北地区的玉米产量占全国玉米产量的1/3左右,对确保国家的粮食安全具有重要作用。但是,关于CO2浓度升高或水分变化共同作用对东北玉米的光合速率、水分利用效率和产量影响的研究甚少。基于开顶式生长箱(OTCs),模拟研究了CO2浓度变化(390、450、550μmol/mol)和降水变化(0、+15%(以试验地锦州1981—2010年6、7、8月月平均降水量88.7,153.9 mm和139.8 mm为基准))共同作用对玉米光合特性及产量的影响。以玉米品种丹玉39为材料,利用直角双曲线修正模型对6个处理(C550W+15%、C550W0、C450W+15%、C450W0、C390W+15%和C390W0)的光响应曲线进行了拟合。结果表明:在CO2浓度升高和灌溉的共同作用下,玉米叶片净光合速率(Pn)升高,且灌溉作用大于高CO2浓度作用;而蒸腾速率(Tr)则下降,使水分利用效率(WUE)升高。CO2浓度升高使气孔导度(Gs)降低,灌溉则使之升高,但灌溉的作用小于高CO2浓度作用;胞间CO2浓度(Ci)随CO2浓度增加而升高,灌溉对其影响不明显。高CO2浓度和灌溉共同作用下光响应参数差异明显。CO2浓度升高增加了最大净光合速率(Pnmax)和光饱和点(LSP),灌溉亦然;CO2浓度升高使得光补偿点(LCP)、光补偿点量子效率(φc)和暗呼吸速率(Rd)的灌溉处理和自然降水处理的差距变小。390、450、550μmol/mol CO2浓度下的灌溉处理与自然降水处理相比,叶面积分别增加了11.56%、3.31%和0.45%,干物质积累量分别增加了14.69%、8.09%和1.01%,最终使产量分别增加了10.47%、12.07%和8.96%。可见,在高CO2浓度下,适量的灌溉对玉米的整个光合作用过程起到了促进作用,最终表现为籽粒产量的增加。为研究者评估气候变化对中国东北地区作物光合能力和产量的影响及决策者调整适应气候变化措施方面提供依据。     

CO_2浓度升高对杉木幼苗生长及其光合特性和养分含量的影响

以杉木优良无性系‘洋061’幼苗为材料,设置常规CO_2浓度400μL·L~(-1)(对照组)和CO_2加富浓度800μL·L~(-1)(处理组)两个处理,研究CO_2浓度加富对杉木幼苗生长、根系形态特征、光合生理以及养分含量的影响,以明确杉木优良无性系对CO_2浓度升高的响应特征,为杉木苗木高效培育提供理论依据。结果表明:(1)CO_2加富能显著促进杉木幼苗生物量的积累和苗高的生长,并显著促进杉木根系生长,其根长、根系表面积、根系体积和根系直径分别较对照增加14.60%、28.26%、41.98%和14.70%。(2)CO_2加富能促进杉木叶片类胡萝卜素含量显著增加,使杉木叶片净光合速率(P_n)、胞间二氧化碳浓度(C_i)和水分利用效率(WUE)分别较对照显著提高51.03%、14.13%和151.20%,并使气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)分别显著下降58.72%和44.00%。(3)CO_2加富使杉木叶片最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_o)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))和光化学淬灭系数(qP)分别较对照显著增加11.48%、11.25%、6.33%、20.38%和30.34%,且不同处理间差异显著,非光化学淬灭系数(NPQ)较对照显著下降21.90%(P0.05),但对初始荧光(F_o)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)无显著影响(P0.05)。(4)CO_2加富处理显著增加植株钙元素的含量,并显著降低植株磷元素的含量。研究认为,短期CO_2加富处理可通过增加光合色素含量,提高叶片净光合速率和光能利用效率,进而增强叶片光合能力,同时促进根系生长,增强植物对养分吸收的能力,最终促进杉木幼苗的生长。     

产毒与不产毒铜绿微囊藻对模拟酸雨及紫外辐射的生理响应

为了比较研究酸雨与紫外辐射对淡水水体常见藻华蓝藻的生理学影响,选取铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)产毒(FACHB-905)与不产毒(FACHB-469)株系作为实验材料,通过人工模拟酸雨,研究了不同p H处理后2藻株的光合生理变化以及对紫外辐射的敏感性的异同。实验设置3个p H梯度,p H7.10为对照组(正常培养基培养的藻体),两模拟酸雨处理组(p H5.65和p H4.50);两种辐射处理,可见光处理(PAR)以及全波长辐射处理(PAB)。研究结果表明,905藻株细胞粒径在各p H处理下都要显著高于469藻株,模拟酸雨处理显著降低了两藻株细胞的平均粒径及体积,但叶绿素含量显著提高;酸雨处理同时也引起细胞死亡率的增加,表现为藻体有效光化学效率显著降低,生长速率显著受到抑制,低p H下呈负增长,且这种抑制程度在469下更为显著。高的可见光以及紫外辐射处理,使两株系有效光化学效率随p H的降低而呈降低趋势,其中469藻株降低至更低的水平,且高光辐射以及紫外诱导的抑制率要显著高于905藻体,这可能与469藻株较低的光保护色素有关(较低的类胡萝卜素以及紫外吸收物质)。在未来全球变化背景下,不同种类的浮游植物对环境变化的响应及适应能力不同,可改变水体的群落结构和种群丰度,铜绿微囊藻905较469较强的耐受酸雨以及紫外辐射的能力,可能会使该株系在竞争力上占据优势。     

玉米、花生及其间作茬口与施磷对冬小麦光合特性及产量的影响机制

该试验在玉米单作茬口、玉米-花生间作茬口(间作茬口)、花生单作茬口共3种茬口,以及0 kg P_2O_5·hm~(-2)(P_0)和180 kg P_2O_5·hm~(-2)(P_1) 2个磷水平下,研究了间作茬口与施磷对冬小麦分蘖、叶面积指数(LAI)、干物质积累、光合特性及产量的影响机制,为玉米花生间作与小麦-玉米复种轮作提供理论依据。结果表明:(1)间作茬口较玉米茬口显著提高了冬小麦有效分蘖数、LAI、净光合速率和干物质积累量,并提高了冬小麦旗叶的SPAD值、CO_2饱和点、光饱和点及最大净光合速率(P_(nmax))、表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)、最大羧化速率(V_(cmax))、最大RUBP再生的电子传递速率(J_(max))和最大磷酸丙糖利用速率(V_(TPU)),且CE、V_(cmax)、V_(TPU)的增幅均达到显著水平(P0.05),有效改善了冬小麦产量构成,显著提高籽粒产量(P0.05)。(2)间作茬口较花生茬口提高了冬小麦乳熟期的P_(nmax)、AQY、CE,增加了穗粒数和粒重,提高了产量。(3)与不施磷相比,施磷180 kg P_2O_5·hm~(-2)显著促进间作茬口冬小麦生长,显著提高冬小麦旗叶的SPAD值、P_(nmax)、AQY、CE、V_(cmax)、J_(max)、V_(TPU)和籽粒产量(P0.05)。研究发现,间作茬口较玉米茬口能有效增强冬小麦旗叶表观量子效率和CO_2羧化能力,显著提高小麦花后光合能力,促进冬小麦生长,从而增加穗粒数、粒重和籽粒产量,且间作茬口结合施磷180 kg P_2O_5·hm~(-2)效果更好。     

The role of ammonium in photoprotection against high irradiance in the red alga Grateloupia lanceola

Combined and/or interactive effects of inorganic nitrogen (as ammonium) and irradiance on the accumulation of nitrogenous compounds, like UV-absorbing mycosporine-like amino acids (MAAs), chlorophyll a and phycobiliproteins, were examined in the red alga Grateloupia lanceola (J. Agardh) J. Agardh in a high irradiance laboratory exposure and a subsequent recovery period under low light. Also, photosynthetic activity as in vivo chlorophyll fluorescence of photosystem II, i.e. optimum quantum yield (F_v/F_m), electron transport rate (ETR) and quantum efficiency, were examined. Photosynthetic activity, phycobiliproteins and internal nitrogen content declined during the 3-day PAR (photosynthetically active radiation; 600 μmol s⁻¹ m⁻²) and PAR + UVR (ultraviolet radiation; UVB 280–315 nm 0.8 W m⁻², UVA 315–400 nm 16 W m⁻²) exposure. Ammonium supplied in the culture medium (0, 100 and 300 μM NH₄Cl) modified the responses of the alga to high irradiance exposures in a concentration dependent manner, mainly with respect to recovery, as the highest recovery during a 10-day low light period was produced under elevated concentration of ammonium (300 μM). The recovery of photosynthetic activity and phycobiliproteins was enhanced in the algae previously incubated under PAR + UVR as compared to exposure to only PAR, suggesting a beneficial effect of UVR on recovery or photoprotective processes under enriched nitrogen conditions. However, the content of MAAs did not follow the same pattern and thus it could not be concluded as the cause of observed enhanced recovery.     

两种抗生素对龙须菜的光合生理效应

探讨了不同浓度的两种抗生素(氯霉素和青霉素G钠)对龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)生长、光合作用、呼吸作用、色素含量以及可溶性蛋白含量等生理特性的影响。结果表明:龙须菜的生长受到两种抗生素的影响,但是氯霉素的影响要比青霉素G钠的影响大的多。在氯霉素处理的过程中,光合作用、有效光化学效率(Yield)、藻红藻蓝蛋白以及可溶性蛋白含量都随着氯霉素浓度的升高而显著下降,但是呼吸作用速率由于氯霉素的处理而升高;此外光合色素含量不受氯霉素的影响。在青霉素G钠的处理中,光合作用、有效光化学效率随着青霉素G钠的升高而下降,龙须菜叶绿素a与类胡萝卜素含量随着青霉素G钠浓度的升高而具有升高的趋势,但藻红蛋白、藻蓝蛋白以及可溶性蛋白在各处理组之间均没有表现出一定趋势。这些结果说明,氯霉素对生长的影响主要是光合作用速率的下降,以及有关蛋白合成下降引起,而青霉素G钠对生长的影响可能原因是呼吸作用速率的增加引起。由于龙须菜对氯霉素的敏感性比对青霉素G钠的敏感性更强,氯霉素在基因工程的育种中可能更适合作为选择压力。     

不同温度下CO2浓度增高对坛紫菜生长和叶绿素荧光特性的影响

大气CO2浓度升高对海藻的影响已有许多的研究报道,但鲜见有关温度与CO2相互作用的研究.在4种条件下对坛紫菜进行连续通气培养:(1)15℃+ 390tmol/mol CO2,(2) 15℃+700 μmol/mol CO2,(3) 25℃+390 μmol/mol CO2,(4) 25℃+ 700 μmol/mol CO2.从而探讨这种南方海域重要栽培海藻种类的生长和叶绿素荧光特性对温度和CO2相互作用的响应.结果表明:CO2对坛紫菜的生长的影响具有温度依赖性,在低温生长条件下提高CO2浓度更有利于坛紫菜的生长.CO2对坛紫菜叶绿素a(Chlorophyll a,Chl a)和类胡萝卜素(Carotenoid,Car)的促进作用远大于温度对其产生的影响.相对于25℃的生长温度而言,15℃生长温度下的坛紫菜表现出较高的最大相对电子传递速率(rETRmax),表明坛紫菜在低温环境下有较高的光合潜力;而CO2对坛紫菜的rETRmax没有明显影响.对于在不同测定温度下的光合荧光特性而言,在10-30℃测定温度范围内,在各生长条件下的海藻的rETRmax、光能利用效率(α)和最大光化学量子产量(Fv/Fm)随温度的升高变化不明显;但在较高测定温度下(≥30℃),上述荧光参数显著下降,说明高温易引发海藻光能利用效率和光合能力的下降,这可能与光系统(PS)Ⅱ反应中心活性下调有关.同时,当测定温度大于30℃时,15℃生长条件下的坛紫菜的rETRmax、α和F/Fm值下降趋势远大于25℃生长条件下的坛紫菜的值,表明在低温生长条件下的坛紫菜对短期高温胁迫的适应能力较弱;而在高CO2浓度生长条件下的坛紫菜的rETRmax总是低于正常CO2浓度生长下的值,说明CO2浓度升高会抑制坛紫菜在短期高温条件下的光合电子传递能力.     

Why the free floating macrophyte Stratiotes aloides mainly grows in highly CO2-supersaturated waters

We examined how the freely floating macrophyte, Stratiotes aloides L., sampled from a CO₂-supersaturated pond, changes leaf morphology, photosynthesis and inorganic carbon acquisition during its different submerged and emerged life stages in order to evaluate whether S. aloides requires consistently supersaturated CO₂ conditions to grow and complete its life cycle. Submerged rosettes formed from over-wintering turions had typical traits of submerged plants with high specific leaf area and low chlorophyll a concentrations. Emergent leaf parts of mature, floating specimens had typical terrestrial traits with stomata, low specific leaf area and high chlorophyll a content, while offsets formed vegetatively and basal, submerged parts of mature plants showed traits in between. All submerged leaf types exhibited some ability to use HCO₃⁻ but only rosettes formed from turions had efficient HCO₃⁻ use. Rosettes also had the highest CO₂ affinity and maximum CO₂-saturated photosynthesis in water. Half-saturation constants for CO₂ (21–74 μM CO₂) were for all submerged leaf parts 5–140 times lower than the concentrations of free CO₂ in the pond (350–2800 μM CO₂). Emergent leaves were less efficient in water but had significantly higher photosynthesis than submerged, mature leaf parts in air, and rates of photosynthesis of emergent leaves in air were three to five times higher than rates of CO₂-saturated photosynthesis of the three submerged leaf types in water. Underwater photosynthetic rates estimated at CO₂ concentrations corresponding to air equilibrium were not sufficiently high to support any noticeable growth except for rosettes, in which bicarbonate utilization combined with high CO₂ affinity resulted in photosynthetic rates corresponding to almost 34% of maximum rates at high free CO₂. We conclude that S. aloides requires consistently high CO₂-supersaturation to support high growth and to complete its life cycle, and we infer that this requirement explains why S. aloides mainly grows in ponds, ditches and reed zones that are characterized by strong CO₂-supersaturation.     

模拟增温和不同凋落物基质质量对凋落物分解速率的影响

采用凋落物分解袋法,研究了在土壤、水分相当的条件下模拟增温对红松(Pinus koraiensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)及其混合凋落物分解的影响,以及在不同温度水平下,不同凋落物质量(两种单一凋落物和混合凋落物)的分解特性。利用碱式吸收法测量了凋落物分解累积释放CO₂动态。将N浓度和C/N率作为凋落物质量参数,用呼吸产生CO₂的积累值和凋落物质量损失率确定凋落物分解率。结果表明温度升高对单一凋落物和混合凋落物分解均有促进作用,在不同温度水平上,不同质量凋落物的分解特性有所差别,25 ℃和29 ℃条件下混合凋落物分解速率>蒙古栎单一凋落物>红松单一凋落物分解速率。然而,在31 ℃条件下混合凋落物与蒙古栎单一凋落物分解速率相差不大,二者均大于红松单一凋落物分解速率。     

Physiological and biochemical response of seaweed Gracilaria lemaneiformis to concentration changes of N and P

This paper presents the studies of nitrogen and phosphorus (N/P) concentrations influence on the antioxidantivity of Gracilaria lemaneiformis and the physio-chemical features in an indoor seawater culture system. The results showed that the specific growth rate, the chemical composition (concentrations of chlorophyll a, phycoerythrin and soluble protein), nitrate reductase activity, antioxidantive defense system (the activities of superoxide dismutase, peroxidase, catalase) and propyldialdehyde content of G. lemaneiformis were affected by changes in concentrations of N and P, and in seaweed culture time. G. lemaneiformis showed increased growth rate when the N/P concentrations increased from 50/3.13 µmol/L to 400/25 µmol/L. But when the N/P concentrations exceeded 400/25 µmol/L, the growth rate dropped significantly. The trend became more obvious once the N/P concentrations reached 600 / 37.5 µmol/L. At these concentrations, the chloroplasts in G. lemaneiformis were damaged as evidences that 1) the number of thylakoids was increased, some of them were swollen up, irregularly aligned, ruptured and partly dissolved; 2) the chloroplast volume was increased; and 3) starch grains in chloroplasts accumulated significantly. On the basis of these results, a remediation critical point for the growth of G. lemaneiformis under high N/P concentrations was proposed.