减少降水对长白山蒙古栎叶片生理生态特性的影响

以长白山针阔叶混交林优势树种蒙古栎为实验对象,研究了生长季(6-9月)减少降水30％(人工截留穿透雨30％)对蒙古栎叶光饱和光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率的影响.结果表明:在叶片生长初期(6月),减少降水使土壤含水量降低26.4％,减少降水条件下与对照条件下叶片的光饱和光合速率无明显差异,但明显下降的蒸腾作用使蒙古栎叶片的水分利用效率增加了40.3％;7-9月,较高的自然降水量导致不同降水处理条件下的土壤含水量无显著差异,因而叶片的光饱和光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率亦无明显影响;由此可见,无论是低雨量时期(6月)还是高雨量时期(7-9月),长白山地区降水减少30％不会影响成熟蒙古栎的光合能力;8月的高光合速率可能说明,较高的土壤高含水量并未形成对蒙古栎根系吸水的限制.研究结果认为,成熟蒙古栎能适应较广的土壤含水量范围,在未来气候变暖、降水量变化条件下仍能保持较强的生长和适应能力.     

干旱胁迫对蒙古柞表观资源利用率的影响

比较研究了模拟干旱及自然水分梯度条件下蒙古柞树种光合生理指标,模拟干旱处理试验土壤含水量分别控制在田间持水量的85％－100％（CK）、65％－85％（MEW）和45％－65％（LW）。结果表明,干旱胁迫对蒙古柞幼树净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用率、表观CO2利用率和表观光能利用率等生理指标均产生明显影响。野外自然条件下水分梯度对蒙古柞大树气孔导度、水分利用率和净光合速率有显著影响,但对蒸腾速率、表观CO2利用率和表观光能利用率的影响不显著,中等水分条件可明显提高蒙古柞大树叶片的气体交换和水分利用率,说明蒙古柞树种叶片气体交换和表观资源利用率对干旱胁迫的响应程度不同。蒙古柞树种是干旱可变植物,长期水分胁迫可提高树种的耐旱能力,特别是中等水分胁迫能保持蒙古柞固有的强劲耐旱能力。     

沙埋对樟子松幼树生长及光合水分代谢的影响

为了解沙埋对樟子松幼树生长特性及光合水分代谢的影响,2013年在内蒙古科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下3年生樟子松幼树的存活率、株高、地上生物量等生长特性及光合速率、蒸腾速率等光合水分代谢特征的变化。结果表明:樟子松幼树最大可耐受大于株高2 cm的沙埋,沙埋超过该深度其幼树全部死亡;低于株高以上2 cm的沙埋有利于促进樟子松幼树的株高生长,但不利于其地上生物量的积累;低于株高以上2 cm的沙埋可以导致樟子松幼树的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度显著增加,但以50%株高沙埋处理的光合速率、蒸腾速率、气孔导度增加幅度最大,胞间CO2浓度以株高以上2 cm沙埋处理的增加幅度最大;沙埋并不造成樟子松幼树的水分胁迫,但随着沙埋深度的增加其水分利用效率趋于下降,并以株高以上2 cm沙埋处理的水分效率最低。樟子松幼树的高生长与其光合速率、蒸腾速率呈显著正相关,光合蒸腾速率与气孔导度、胞间CO2浓度呈显著正相关,水分利用效率与植物含水量、蒸腾速率呈显著正相关,地上生物量与光合效率、蒸腾速率的相关性未达到显著水平。     

羊草叶片气体交换参数对温度和土壤水分的响应

 采用生长箱控制的方法研究了羊草(Leymus chinensis)幼苗叶片光合参数对5个温度和5个水分梯度的响应和适应。结果表明：轻度、中度土壤干旱并没有限制羊草叶片的生长,对气体交换参数亦无显著影响,反映了羊草幼苗对土壤水分胁迫的较高耐性。叶片生物量以26 ℃时最大,其它依次为23 ℃、20 ℃、29 ℃和32 ℃。温度升高使气孔导度和蒸腾速率增加, 却使光合速率和水分利用效率降低。水分和温度对叶片生物量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率存在显著的交互作用,表明高温加强了干旱对叶片生长和气体交换的影响, 降低了羊草对土壤干旱的适应能力。高温和干旱的交互作用将显著减少我国半干旱地区草原的羊草生产力。     

采煤塌陷影响下土壤含水量变化对柠条气孔导度、蒸腾与光合作用速率的影响

采煤塌陷引起的土壤环境因子的变化对矿区植物生长的影响越来越受到人们的关注,气孔导度、蒸腾与光合作用作为环境变化响应的敏感因子,研究植物气孔导度、蒸腾与光合作用的变化是揭示荒漠矿区自然环境变化及其规律的重要手段之一。研究采煤塌陷条件下植物光合生理的变化是探究煤炭开采对植物叶片水分蒸腾散失和CO_2同化速率影响的关键环节,是探讨采煤塌陷影响下植物能量与水分交换动态的基础,而采煤矿区植物叶片气孔导度、蒸腾与光合作用速率对采煤塌陷影响下土壤含水量变化的响应如何尚不清楚。选取神东煤田大柳塔矿区52302工作面为实验场地,以生态修复物种柠条为研究对象,对采煤塌陷区和对照区柠条叶片气孔导度、蒸腾和光合作用速率以及土壤体积含水量进行监测,分析了采煤塌陷条件下土壤含水量的变化以及其对柠条叶片气孔导度、蒸腾与光合作用速率的影响。结果显示:(1)煤炭井工开采在地表形成大量裂缝,破坏了土体结构,潜水位埋深降低,土壤含水量均低于沉陷初期,相对于对照区,硬梁和风沙塌陷区土壤含水量分别降低了18.61%、21.12%;(2)柠条叶片气孔导度、蒸腾和光合作用速率均与土壤含水量呈正相关关系;煤炭开采沉陷增加了地表水分散失,加剧了土壤水分胁迫程度,为了减少蒸腾导致的水分散失,柠条叶片气孔阻力增加,从而气孔导度降低,阻碍了光合作用CO_2的供应,从而导致柠条叶片光合作用速率的降低,蒸腾速率也显著降低。     

不同程度的水分胁迫对中间锦鸡儿幼苗气体交换特征的影响

为探讨未来降水减少对内蒙古皇甫川流域人工栽培主要灌木树种中间锦鸡儿气体交换特征的影响 ,特设计正常降雨水平、偏旱、干旱和极端干旱 4种水分处理水平 ,进行人工模拟水分胁迫实验。结果表明 ,不同的水分处理显著影响土壤含水量、土壤温度、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、资源利用效率和叶片水势。适度的水分胁迫 (干旱环境 )能够提高中间锦鸡儿的水分利用效率和抗旱性 ,同时也降低了净光合速率与蒸腾速率。随水分胁迫的增强 ,中间锦鸡儿的净光合速率日变化曲线逐渐从典型的单峰型转变成双峰型 ,出现光合“午睡”现象。根据 Farquhar和 Sharkey提出的判别标准 ,干旱和极端干旱下光合“午睡”的原因分别以气孔因素和非气孔因素 (叶肉细胞光合能力下降 )为主。中间锦鸡儿通过自身的生理调节以抵抗干旱 ,是其能够适应干旱环境、历经 3a大旱而幸存下来的重要原因     

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.     

不同生育期玉米叶片光合特性及水分利用效率对水分胁迫的响应

利用大型移动防雨棚开展了玉米水分胁迫及复水试验,通过分析玉米叶片光合数据,揭示了不同生育期水分胁迫及复水对玉米光合特性及水分利用效率的影响。结果表明:水分胁迫导致玉米叶片整体光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降以及光合速率日变化的峰值提前;水分胁迫后的玉米叶片蒸腾速率、光合速率和气孔导度为适应干旱缺水均较对照显著下降,从而提高了水分利用效率,缩小了与水分充足条件下玉米叶片的水分利用效率差值;在中度和重度水分胁迫条件下,玉米叶片的水分利用效率降幅低于光合速率、蒸腾速率和气孔导度的降幅, 有时甚至高于正常供水条件下的水分利用效率;适度的水分胁迫能提高玉米叶片的水分利用效率,从而增强叶片对水分的利用能力,抵御干旱的逆境;水分亏缺对玉米光合速率、蒸腾速率及水分利用效率的影响具有较明显滞后效应,干旱后复水,光合作用受抑制仍然持续;水分胁迫时间越长、胁迫程度越重,叶片的光合作用越呈不可逆性;拔节-吐丝期水分胁迫对玉米叶片光合作用的逆制比三叶-拔节期更难恢复。     

水分条件对红砂叶片碳同位素组成与光合特性和分枝生长的影响

在盆栽条件下,研究了不同水分处理对红砂(Reaumuria soongorica)叶碳同位素组成、光合特性和分枝生长的影响,并进一步调查了自然条件下不同退化程度红砂草地的土壤含水量,分枝生长、叶碳同位素及其关系。结果表明:(1)在盆栽条件下,随土壤含水量的降低,红砂当年生分枝生物量、一级分枝长、二级分枝数及其叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著减小,而叶片碳同位素组成(δ~(13) C)和水分利用效率则随土壤含水量降低而显著增加;且叶片δ~(13) C与当年生分枝生物量、一级分枝长、二级分枝数、叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率呈显著负相关关系。(2)在田间自然条件下,红砂叶片δ~(13) C与立地30~60cm及60~100cm土层的土壤含水量、单位冠幅面积生物量、单位冠幅面积分枝数呈显著负相关关系。研究认为,在盆栽和田间条件下,红砂叶片δ~(13) C是指示其生境水分状况的良好指标;红砂主要利用土壤的深层水分,其在土壤含水量相对较低的轻度退化区水分利用效率比土壤含水量相对较高的重度退化区更高。这一结论对于理解干旱生境中红砂的水分利用策略以及红砂草地的管理和恢复具有一定的指导意义。     

浙东常绿阔叶林植物功能性状对土壤含水量变化的响应

研究群落演替过程中植物功能性状与土壤含水量的关系, 揭示植物对水分供给变化的响应策略, 具有重要的生态学意义。该研究以浙江东部天童山、南山和双峰山的3个常绿阔叶林演替系列为对象, 旨在探索不同演替阶段常见植物的功能性状与森林群落土壤含水量的相互关系。研究结果显示: 森林演替中后期的树木高度、树冠面积、叶片干物质含量显著大于演替前期植物; 相反, 叶片净光合速率和蒸腾速率随演替进程而降低。随森林演替, 表层土壤(0-20 cm)的含水量显著增加, 深层土壤(20-40 cm)含水量随演替进程增加但不显著。表层土壤含水量与树木高度、树冠面积和叶片干物质含量显著正相关, 与叶片净光合速率和蒸腾速率显著负相关; 深层土壤含水量与树冠面积显著正相关, 与叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著负相关。树木高度、树冠面积、叶片干物质含量、叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均可解释土壤含水量随演替进程的变化趋势, 而冠长比对土壤水分变化的响应最为敏感。     

干旱胁迫对条墩桑生物量分配和光合特性的影响

以1年生红皮花桑为材料,采用盆栽的方法,研究了不同水分条件下条墩桑幼苗的生物量、荧光参数、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及水分利用效率的变化.结果表明： 随着干旱胁迫程度的增加,植株地上部分的生物量和总生物量逐渐降低,但光合产物向根部的分配比例逐渐增大,根冠比逐渐增加;叶片的荧光参数F_o、F_v和F_v/F_m逐渐降低;气孔导度、蒸腾速率、净光合速率和水分利用效率逐渐下降.     

Effects of dew on eco-physiological traits and leaf structures of Leymus chinensis and Agropyron cristatum grown under drought stress北大核心CSCD

Aims: To investigate the effects of dew on plants, we conducted the experiment to determine the physiological characteristics and leaf structures of Leymus chinensis and Agropyron cristatum in response to increasing dew under drought stress. Methods: Four treatments (no dew, three times dew and five times dew per week under drought stress, and well-watering) were designed to examine leaf relative water content, water potential, net photosynthetic rate, water use efficiency, biomass, and leaf structures of L. chinensis and A. cristatum. Important findings: There was a significant increase in the relative water content and water potential by simulated dew increase for two plants species under drought stress (p < 0.05). For A. cristatum, simulated dew increase significantly enhanced the net photosynthetic rate, stomatal conductance, and transpiration rate of plants under drought stress (p < 0.05). On the other hand, there was no significant difference in the stomatal conductance and transpiration rate for L. chinensis among treatments. Simulated dew increase improved the aboveground biomass and root biomass of two species. The ratio of yellow leaves to the total leaves was decreased by simulated dew increase for two species. Dew increase also protected leaf structures against the drought stress, suggesting that the dew increase can slow down the death process of leaves resulted from drought stress. Therefore, the study demonstrated that dew increased the available water for the leaves of L. chinensis and A. cristatum grown in the drought stress and thus had positive effects on the photosynthesis, water physiology and plant development.     

Effects of dew on eco-physiological traits and leaf structures of Leymus chinensis and Agropyron cristatum grown under drought stress

Aims To investigate the effects of dew on plants, we conducted the experiment to determine the physiological characteristics and leaf structures of Leymus chinensis and Agropyron cristatum in response to increasing dew under drought stress.Methods Four treatments (no dew, three times dew and five times dew per week under drought stress, and well-watering) were designed to examine leaf relative water content, water potential, net photosynthetic rate, water use efficiency, biomass, and leaf structures of L. chinensis and A. cristatum. Important findings There was a significant increase in the relative water content and water potential by simulated dew increase for two plants species under drought stress (p < 0.05). For A. cristatum, simulated dew increase significantly enhanced the net photosynthetic rate, stomatal conductance, and transpiration rate of plants under drought stress (p < 0.05). On the other hand, there was no significant difference in the stomatal conductance and transpiration rate for L. chinensis among treatments. Simulated dew increase improved the aboveground biomass and root biomass of two species. The ratio of yellow leaves to the total leaves was decreased by simulated dew increase for two species. Dew increase also protected leaf structures against the drought stress, suggesting that the dew increase can slow down the death process of leaves resulted from drought stress. Therefore, the study demonstrated that dew increased the available water for the leaves of L. chinensis and A. cristatum grown in the drought stress and thus had positive effects on the photosynthesis, water physiology and plant development.     

Development of Water Stress under Increased Atmospheric CO2 Concentration

The increase in water use efficiency (the ratio of photosynthetic to transpiration rates) is likely to be the commonest positive effect of long-term elevation in CO₂ concentration (CE). This may not necessarily lead to decrease in long-term water use owing to increased leaf area. However, some plant species seem to cope better with drought stress under CE, because increased production of photosynthates might enhance osmotic adjustment and decreased stomatal conductance and transpiration rate under CE enable plants to maintain a higher leaf water potential during drought. In addition, at the same stomatal conductance, internal CO₂ concentration might be higher under CE which results in higher photosynthetic rate. Therefore plants under CE of the future atmosphere will probably survive eventual higher drought stress and some species may even be able to extend their biotope into less favourable sites. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

土壤水分状况对长白山阔叶红松林主要树种叶片生理生态特性的影响

现在水资源缺乏已成为全球性问题 ,对植物产生极大的影响 ,水分亏缺影响植物的整个生长过程 ,不论是外部形态还是内部结构以及各种代谢过程均受到影响。一般认为 ,植物的不同程度水分亏缺都对其生长不利 ,但也有的研究表明 ,适度的水分亏缺能促进植物的生长[13 ,15] ,这主要是由于不同植物在不同程度水分亏缺条件下碳同化与水分利用机制间存在差异的结果[6,7,14 ] 。本研究以温带典型森林类型阔叶红松林主要树种为研究对象 ,通过观察不同树种光合能力、水分利用率等生理生态特性对不同土壤水分条件响应程度和耐干旱程度 ,为进一步分析未来气…