荒漠植物梭梭和沙拐枣光合作用、蒸腾作用及水分利用效率特征

运用开放式气体交换LI-6400便携式光合作用测定系统,研究了梭梭(Haloxylonammodendron)和沙拐枣(Calligonummongolicum)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)及水分利用效率(WUE)特征。结果表明:梭梭和沙拐枣在湿润状况下的Pn日变化呈单峰型,梭梭低于沙拐枣,日平均分别为19.60±0.12μmol·m-2·s-1和24.06±0.50μmol·m-2·s-1;E也是梭梭低于沙拐枣,日平均分别为5.53±0.08mmol·m-2·s-1和8.21±0.26mmol·m-2·s-1;WUE则不同,日平均梭梭高于沙拐枣,分别为3.28±0.05mmolCO2·mol-1H2O和2.84±0.06mmolCO2·mol-1H2O。WUE年均值也是梭梭高于沙拐枣,二者最高值都出现在9月,次高值出现在7月,WUE的高低变化与年降水量的高低分布一致。在湿润和干燥两种状况下,梭梭和沙拐枣Pn对光强的响应表明,水分条件好时Pn明显增大,光能利用率提高。从湿润状况时的净光合速率、光饱和点和CO2补偿点,以及干燥状况时也具有低CO2补偿点,确定梭梭和沙拐枣具有C4光合途径。     

沙柳光合作用和蒸腾作用日动态变化的初步研究

沙柳是毛乌素沙地流动沙丘和固定沙丘上广泛分布的重要固沙植物。叶片的光合速率呈现出不规则的日动态变化 ,在 1 0 :0 0～ 1 1 :0 0及 1 4 :0 0出现光合午休现象。蒸腾速率呈现出单峰型的日动态变化 ,蒸腾在午后 1 5:0 0达到最大。水分利用效率在早晨 9:0 0后保持在 2～ 2 .5μmol CO2 · mmol-1 H2 O左右。叶片水分亏缺也表现出规律性的变化。从早晨开始 ,叶片水分亏缺逐渐增大 ,在 1 8:0 0达到最大值。比较生长季节的不同时期环境因子的变化情况表明 ,春末的光照强度和气温比夏末高 ,但土壤水分含量则相反。沙柳在春末的光合速率、蒸腾速率分别是夏末的 79%和 72 .4% ,表明水分亏缺是影响沙柳生长发育的主要限制因素。沙柳在不同季节对水分的不同利用特点是对环境胁迫的弹性适应     

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。     

不同土壤水分条件下葡萄叶片光合特性的比较

运用开放式气体交换LI-6400便携式光合作用测定系统,研究了葡萄(VitisviniferaL.cv.Yatomirosa)在不同土壤水分条件下净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)及水分利用效率(WUE)特征.结果表明,葡萄在湿润和干旱条件下净光合速率(Pn)日变化均呈不明显的双峰曲线,有轻度的中午光合下调现象;湿润条件下葡萄Pn高于干旱条件下,日平均分别为(9.16±0.10)μmol.m-2.-s1和(7.34±0.08)μmol.m-2.-s1,提高了24.8%;E也是湿润条件下高于干旱条件下,日平均分别为(2.59±0.03)mmol.m-2.-s1和(1.07±0.02)mmol.m-2.s-1,提高了142.1%;WUE则不同,日平均湿润条件下低于干旱条件下,分别为(4.28±0.16)mmolCO2.mo-l1H2O和(7.08±0.20)mmolCO2.mo-l1H2O,降低了39.6%.在土壤水分条件好时葡萄Pn升高,但蒸腾速率也明显增大;在土壤水分条件差时,虽然光合速率有所减小,但蒸腾速率大幅度减小,水分利用效率显著提高.这表明,高的土壤水分显著增大了葡萄蒸腾强度,适度干旱则有利于提高葡萄水分利用效率.     

三种相思(Acacia)的光合作用与蒸腾作用的研究

本文主要探讨了三种相思的光合作用与蒸腾作用,并观测了不同时间内叶面气孔开启状况。 研究结果表明:三种相思中绢毛相思(A.holosericea)光合速率较高,在生长旺季高峰值可达23.16毫克CO_2·分米~(-2)·时~(-1)。此值较马占相思(A.marjian)高90％;较大叶相思(A.auriculaeformis)高22％。绢毛相思叶子生长速度较抉,叶绿素含量、比叶重也较高。在炎热的夏季,绢毛相思依靠叶片上的绒毛避免太阳光垂直照射,保持气孔开放,使光合作用保持正常。这是对环境的积极适应类型。面大叶相思则是利用增厚叶片角质层和关闭气孔的办法避免大量失水,致使光合作用速率下降。这是对环境的消极忍耐类型,这种类型可更加有效地利用水分。     

不同土壤型羊草光合和蒸腾作用特性的比较研究

不同土壤型羊草（Ａｎｅｕｒｏｌｅｐｉｄｉｕｍ ｃｈｉｎｅｎｓｅ）的光合和蒸腾作用特性有所不同。当土壤由湿变干时,差异最为显著的是光饱和光合速率和最大蒸腾速率的降低率。典型栗钙土型比暗栗钙土型和盐化草甸土型羊草的光合速率下降幅度小;其蒸腾速率下降幅度比其他两种类型大。因此,典型栗钙土型羊草在土壤干旱条件下光能利用效率和水分利用效率均较高,对干旱的适应性较强。这些差异表明,在自然条件下,羊草可能存在着不同的土壤生态型     

毛乌素沙地若干植物光合作用,蒸腾作用和水分利用效率种间及生境间差异

报道了内蒙古毛乌素沙地不同生境下66种不同科属植物的光合作用、蒸腾作用和水分利用效率特征。这几种生境包括流动沙丘、固定沙丘、滩地和湿地,所分布的植物与表现的生理生态特征不同。研究结果表明:藜科、禾本科、豆科等具有C4光合碳同化途径或具固氮能力的植物具有较高的光合能力,其净光合速率20～30μmolCO2·m-2·s-1;而松柏科的常绿植物具最低的光合速率,0～5μmolCO2·m-2·s-1。菊科、玄参科、禾本科等具C3途径和无固氮能力的植物蒸腾作用最高,为20～30mmolH2O·m-2·s-1;松柏科、杨柳科和菊科的个别植物蒸腾速率很低,为0～5mmolH2O·m-2·s-1。豆科、禾本科和藜科中具C4光合途径或固氮能力的一些植物(灌木或草本植物)具有较高的水分利用效率。然而,植物的这些生理生态指标随不同季节和生境表现出不同的特点,在晚夏季所测的净光合速率、蒸腾速率分别比初夏季高26%和40%,而水分利用效率下降12%。从总体趋势来看,随着生境沿着由湿到干的不同水分供应等级,如从湿地、滩地、固定沙丘至流动沙丘,光合作用和蒸腾作用呈现减弱的趋势,而水分利用效率则呈现升高的趋势     

土壤温度与气温对紫花雪山报春光合作用和蒸腾作用的影响

在气候箱中研究了土壤温度、气温对高山草本植物紫花雪山报春光合作用和蒸腾作用的影响。结果显示 :1 0℃～ 2 5℃土壤温度范围内 ,净光合速率和蒸腾速率及气孔导度和胞间CO2 浓度随土壤温度的变化为“单峰”曲线。“峰”值及其位置受气温影响。在 1 0℃～ 35℃气温范围内 ,净光合速率随气温的变化曲线为“单峰”型 ,蒸腾速率、气孔导度和胞间 CO2 浓度随气温升高既有增加又有减少 ,增加或是减少及变化速率与土壤温度有关。土壤温度和气温对光合作用和蒸腾作用都有影响 ,各因子对光合作用和蒸腾作用的影响受到另一因子的促进或制约。其中一因子处于不利状态 ,光合作用和蒸腾作用都将受到严重损害。土壤温度和气温分别为 2 0℃和 2 5℃时 ,紫花雪山报春叶片净光合速率最大 ,为 1 4 .67μmol CO2 · m-2 · s-1 。光合作用的最适温度范围是土壤温度 1 5℃～ 2 0℃ ,气温 2 0℃～ 2 5℃。经相关系数分析表明 :在不同气温条件下 ,土壤温度变化时净光合速率、蒸腾速率与气孔导度、胞间 CO2 浓度的相关性不同 ;在不同土壤温度条件下 ,气温变化时它们之间的相关性也不同。不同气温下土壤温度影响光合作用、蒸腾作用或不同土壤温度下气温影响光合作用、蒸腾作用的生理机制不完全相同     

香紫苏开花期蒸腾和光合作用日变化特征及其影响因子研究

对开花期香紫苏功能叶片的蒸腾作用、光合作用日变化规律以及二者与环境因子之间的相互作用进行了研究.结果表明:处于花期的香紫苏蒸腾速率和气孔导度的日变化总体趋势是先升高后降低;不同花期净光合速率的日变化之间则存在明显的差别,初花期的净光合速率明显高于盛花期和终花期;湿度和光合有效辐射是影响香紫苏蒸腾作用的最主要因素,而光合有效辐射和CO2浓度变化则对香紫苏的净光合速率影响最大.     

桂花不同花期蒸腾作用和光合作用日变化研究

对不同花期桂花的光合作用、蒸腾作用日变化及二者与环境因子的相互作用进行研究.结果表明:处于不同花期的桂花净光合速率日变化为典型的双峰曲线,有明显的"午休"现象;蒸腾速率日变化总体趋势是先升高后降低.盛花期桂花净光合速率(Pn)最大,蒸腾作用最强,而且蒸腾作用的日变化最大.水分利用率最高.气孔导度与光合速率呈显著的正相关.叶面温度、光照强度、水蒸气压浓度差与蒸腾速率有明显正相关性.     

四种禾本科牧草植物蒸腾速率与水分利用效率的比较

报道了４种热带亚热带禾本科牧草植物的蒸腾速率、水分利用效率的日变化图式,并就它们与叶面光强、叶面温度、气孔导度等参数之间的相关关系进行了分析．结果如下：（１）蒸腾速率因牧草种类不同而有差异,墨西哥玉米、矮象草．杂交狼尾草、皇草的日平均蒸腾速率分别为２．４７、１．３８、２．５３、２．９０ｍｍｏｌ ｍ－２ｓ－１;（２）正午前后（１０：００－１４：００）是４种牧草植物蒸腾耗水的主要时期;（３）虽然矮象草的净光合速率和蒸腾速率的日变化图式与其它３种牧草之间存在较大的差异,但水分利用效率日变化差异则很小;（４）不同牧草种类对正午前后高光强高温的适应策略存在差异,墨西哥玉米、杂交狼尾草、皇草采用了相同或相近的适应策略,即通过维持气孔扩张最大程度地蒸腾水分以降低叶温,矮象草则通过关闭气孔以减轻因水分过度消耗带来的伤害（５）４种禾本科牧草植物具有忍受或适应华南夏季炎热高温气候的能力或潜力,在热带亚热地区有推广价值和发展前景．     

黄土区树种抗旱性指数的研究

根据ＰＶ曲线主要水分参数测定数据,进行了黄土区６个乔,灌木树种抗旱性季节变化趋势和树种间抗旱性指数排序分析,结果表明,树种抗旱性指数在生长季（５－１０月）呈具有阶段降低的持续增大趋势,仅在雨季中后期（即树木年第２４生长高峰期）略有减小,在年生长季土壤严重干旱阶段,树种的抗旱性指数大小排序为：海红〉河北杨〉柠条〉小叶杨〉北京杨〉刺槐。     

美国生物圈二号内生长在高CO_2浓度下的10种植物气孔导度、蒸腾速率及水分利用效率的变化

报道了美国生物圈二号内生长在高CO_2浓度下(>2200μmol·mol~(-1))4.5年后的5种热带雨林植物和5种荒漠植物气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率的变化。结果表明:热带雨林植物在CO_2浓度为350～400μmol·mol~(-1)时的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率分别为:(127.4±65.6)mmol·m~(-2)·s~(-1)、(2.04±0.61)mmol·m~(-2)·s~(-1)和(2.90±0.55)μmol CO_2·mmol~(-1) H_2O,而在700～820μmol·mol~(-1)时为(61.3±30.5)mmol·m~(-2)·s~(-1)、(1.54±0.65)mmol·m~(-2)·s~(-1)和(8.45±2.71)μmol CO_2·mmol~(-1) H_2O;荒漠植物气孔导度和蒸腾速率则分别由CO_2 320～400μmol·mol~(-1)时的(142.8±94.6)和(2.09±0.71)下降到820～850μmol·mol~(-1)时的(57.7±35.8)和(1.36±0.52)mmol·m~(-2)·s~(-1),水分利用效率由(4.69±1.39)上升到(9.68±1.61)μmol CO_2·mmol~(-1) H_20。在低CO_2浓度时植物的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率受光照强度的影响较高CO_2浓度时明显,一般雨林植物三项指标在光照强度为500μmol·m~(-2)·s~(-1)时达到饱和,而荒漠植物在1000μmol·m~(-2)·s~(-1)时达到饱和。不同植物中,以荒漠C_3植物粉蓝烟草(Nicotiana glau-ca Grah.)的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率     

干旱胁迫下内生真菌感染对黑麦草实验种群光合、蒸腾和水分利用的影响

 以黑麦草(Lolium perenne L．)为实验材料,研究在不同强度的干旱胁迫下内生真菌(Neotyphodium lolii (原 Acremonium lolii))感染对其净同化速率、蒸腾速率和水分利用效率的影响。结果显示：1)在干旱胁迫前期,内生真菌感染(EI)种群和非感染(EF)种群之间的群体净同化速率无显著差异;到胁迫后期,在重度胁迫下EI种群的净同化速率高于EF种群;复水后,各个胁迫强度EI和EF种群的净同化速率均迅速恢复,差异消失;2)在群体蒸腾速率上,干旱胁迫对其影响大于内生真菌的影响;3)在群体水分利用效率上,只是在重度胁迫后期,EI种群才高于EF种群。     

黄土区4个树种水势特征的研究

采用压力室法对晋西北黄土区柠条(Caragana korshinskii)、河北杨(Populus hopeiensis)、北京杨(Populus beijingensis)和小叶杨(Populus simonii)4 个树种的小枝水势、叶含水率及其环境因子的日变化进行了定期测定。分析了4 个树种水势日变化与光照(L)、气温(T)、相对湿度(RH)日变化及叶含水率(LWC)日变化的关系以及其水势的季节变化与土壤水分季节变化的关系。主要结果如下:整个生长期所测4 个树种小枝水势的日变化为呈抛物线型。生长期小枝水势的平均值分别为柠条(-1.569 MPa)、河北杨(-1.030 MPa)、北京杨(-0.993 MPa)和小叶杨(-0.971MPa)。小枝水势与环境单因子的相关性大小依次为:光照、气温、相对湿度。水势与光温复合因子(L*T)、光湿复合因子(L/RH)的相关性大于它与单因子的相关性。小枝水势与叶含水率的相关性较差。生长期清晨水势(Wp)季变化与土壤水分(X)季节变化的最佳关系模型为Wp=Ae^-BX型。但生长期午间水势的季节变化与土壤水分季节变化的关系均不显著。土壤水分含量对水势有较大影响。     

野外条件下测定群体光合、暗呼吸和蒸腾作用的装置和方法

 野外条件下同时测定植物群体光合作用,呼吸作用和蒸腾作用的综合性测试装置,是为适应当前草原生态系统第一性生产力研究的需要并根据植物的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用过程中的气体交换原理,参考国内外有关学者的类似工作而设计、组装的。该测试装置主要由人工气候箱、环境控制系统、气道系统、测试系统和电源装置五部分组成,并兼有测定环境因子的配套仪器。通过1983—1985年我们在东北天然羊草草原上实际应用的结果证明,该装置的各项测定指标均达到了预定的设计要求。本文就该测试装置的设计原理、基本结构、测试程序和计算方法等方面的问题进行了初步探讨,以便为该测试装置的不断改进和完善提供参考依据。     

大豆叶片光合、蒸腾的日变化及其与生态因子的相关性研究

两年的试验结果表明：大豆叶片光合作用、蒸腾作用、叶水势及叶片对水分扩散的导性在大田自然条件中呈“单峰”或“双峰”型日变化。其变化的产生并非系生物内生物节奏引起,而实属同期生态条件影响的结果。在本研究中,光强、叶温及水蒸汽压亏缺是主要诱因。这些生态因子在量上的不同组合,导致所测生理特性的日变化呈不同趋势。     

狗尾草蒸腾特性与水分利用效率对模拟光辐射增强和CO2浓度升高的响应

 在人工控制光照强度和CO2浓度条件下,测量了禾本科C4植物狗尾草（Setaria viridis）的光合速率（Pn）,蒸腾速率（Tr）,胞间CO2浓度（Ci）,气孔导度（Gs）和叶面饱和水汽压亏缺（Vpdl）对不同模拟光辐射（SPR）强度与CO2浓度的响应。结果表明：Pn, Tr 及Gs均随SPR的升高而增大,增幅趋缓,最终趋于动态平衡。SPR增强的起始阶段,水分利用率（WUE）逐渐增大,在SPR为1200 μmol·m-2·s-1时达到最大值,然后逐渐降低。Ci与Vpdl则随SPR的增强而减小,SPR高于600 μmol·m-2·s-1之后,两者均达到平衡状态。CO2浓度从300增至600 μmol·mol-1的过程中,狗尾草Pn逐渐增大,从600增至1 000 μmol·mol-1过程中,其Pn逐渐降低。Ci、Vpdl和WUE随CO2浓度的升高而增大,Gs和Tr则随CO2浓度的升高而减小。即禾本科一年生C4植物的光合作用对CO2浓度升高响应不敏感,水分蒸腾消耗的减少和WUE的提高对CO2浓度升高的响应极显著。可见,CO2浓度升高对C4植物光合作用的直接促进作用有限,但是却能从提高现有水分利用效率途径促进植物的第一性生产。