光照强度对广西地不容光合特性和生长的影响

以盆栽当年生广西地不容为材料,研究不同光照强度(100%、50%、30%和15%自然光强)对其光合特性和生长的影响。结果表明:随着光照强度的降低,广西地不容最大净光合速率(P_(max))、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)先减小,而后稍有增大;表观量子效率(AQY)在30%和50%光强下显著高于100%和15%光强处理;叶片叶绿素总量(Chl)、叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Car)含量随光强的减弱而增大,Car/Chl随光强的减弱而减小,Chla/Chlb比值在各处理间无显著差异;单叶面积随生长光强的减弱而增大,比叶重(LMA)则随着生长光强的减弱而减小;30%光强下广西地不容块根生物量最高,光照过强和过弱都不利于其生物量的积累。广西地不容对光强的适应范围较广,但光照过强或过荫均对生长造成不良影响,光合速率降低,生长减缓,块根生物量积累下降,30%光强是其当年生苗生长的最佳光强。     

生长光强对六个橡胶树品种幼苗光合特性的影响

研究了6个橡胶树品种幼苗(适应1年后)在不同生长光强(100%、50%、25%和5%自然光)下的叶片光合系统对光强和CO2浓度的响应特性。结果表明,6个橡胶树品种对不同的光环境均表现出较强的适应性。在不同生长光强下,橡胶树幼苗叶片的最大光合速率(Pmax)、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)、磷酸丙糖利用速率(TPU)、最大羧化速率(Vcmax)和最大电子传递速率(Jmax)以及叶绿素含量(Chl)均有显著差异(P<0.05),而光饱和点(LSP)和AQY(表观量子效率)则无显著差异。相同生长光强下,6个橡胶树品种间叶片的最大光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)、磷酸丙糖利用速率(TPU)、最大电子传递速率(Jmax)和叶绿素含量(Chl)有显著差异(P<0.05),其光补偿点(LCP)、最大羧化速率(Vcmax)和表观量子效率(AQY)则无显著差异。综合比较各参数,RRIM600、云研77-4和PR107适宜于相对光强为100%~50%的植胶环境,而云研77-2、GT1和热研523适宜于相对光强为50%~25%的植胶环境。     

光照条件对高山杜鹃光合生理特性的影响

以高山杜鹃‘Furnivall’s Daughter’3年生植株为材料,采用遮阳网遮荫方法设置100%(L1)、53%(L2)、30%(L3)、17%(L4)全光照,研究不同光照对其光合特性及其相关生理特性的影响,探讨高山杜鹃对不同光强的响应及适应机制。结果表明:(1)与全光照条件相比,遮阴处理可有效提高光饱和点(LSP),降低光补偿点(LCP)和呼吸速率(Rd),从而具有较高的净光合速率(Pn);其中L3处理植株的LCP、Rd最低,而且其LSP和饱和光合速率(Pmax)最高,表明L3光照条件是其最适宜的生长光强。(2)随着光照强度的降低,叶片的叶绿素a呈轻微下降趋势,而叶绿素b、单位面积叶氮含量(LNCa)、光合氮利用效率(PNUE)则呈显著增加趋势,且光照强度对叶绿素b的影响较叶绿素a敏感,从而导致总叶绿素含量显著增加,而叶绿素a/b比值下降。(3)可塑性分析结果表明,高山杜鹃‘Furnivall’s Daughter’主要通过Pmax、LSP、LCP、Rd、PNUE和叶绿素含量的改变来适应光环境的变化,而比叶重(LMA)、LNCa、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)在其适应光环境的过程中作用较小。     

不同光强下生长的两种榕树叶片光合能力与比叶重、氮含量及分配的关系

观测了不同光强下生长的两种榕树幼苗叶片的光合能力、比叶重(LMA)、氮含量及在光合机构中的分配.结果表明,两种榕树幼苗的最大净光合速率(Pmax)均随生长光强的升高而升高,这与LMA、单位面积氮含量(NA)和光合氮利用效率随生长光强的升高而升高有关.除36%光强下外,相同光强下生长的喜光的斜叶榕(Ficus tinctoria)的Pmax均显著高于耐荫的假斜叶榕(Ficus subulata),这与其叶片中氮在羧化组份和生物力能学组份中的分配系数、LMA和NA较高有关.     

生长环境光强对两种热带雨林树种幼苗光合作用的影响

以西双版纳热带雨林中演替后期种绒毛番龙眼和先锋树种山黄麻为材料 ,于雾凉季测定了不同光强下生长的 2种树苗叶片最大净光合速率 (Pmax)、叶绿素荧光参数以及光合色素含量和比叶重 (L MA) ,探讨了不同生态习性热带雨林树种幼苗对光强的适应及光保护机制。发现在一定光强范围内随生长环境光强的增加 ,2种树苗 L MA、荧光的非化学猝灭 (N PQ)、类胡萝卜素(Car)含量、Car与叶绿素 (Chl)之比升高 ,光饱和点和光补偿点也有随生长环境光强的增大而升高的趋势 ,Chl含量降低 ,2种树苗均能通过形态和生理特性的变化适应不同的光强环境。相同的生长光强下 ,绒毛番龙眼光抑制明显比山黄麻重 ,山黄麻适应强光的能力强。随生长环境光强的增加 ,山黄麻 N PQ增加不显著 ,热耗散较少 ,相同光强下其 Pmax显著高于绒毛番龙眼。绒毛番龙眼则相反 ,其热耗散随生长环境光强的升高显著增多 ,但 Pmax差异不显著。表明先锋种山黄麻主要通过提高 Pmax利用光能防止光合机构光破坏 ,而演替后期种绒毛番龙眼却较大程度通过增强非光化学猝灭来耗散过量光能。上午人为降低光强度对先锋种山黄麻影响不大 ,但可以明显缓解绒毛番龙眼的光抑制 ,表明上午一定程度的遮光 (如有雾 )可减缓绒毛番龙眼光抑制     

辽东天然次生林中五种阔叶树生理特征比较研究

对辽宁东部山区天然次生林中 5种主要阔叶树幼树 (2年生 ) ,进行人工控制光照强度模拟试验 ,研究其主要生理特性。结果表明 ,5种阔叶树在极弱光照条件下 (透光 10 % )光合作用弱 ,最大净光合速率在 4～ 6 μmolCO2 ·m-2 ·s-1,不同树种间差异不大 ;随着光环境的改变 ,光合作用加强 ,树种间差异较大 ,紫椴、水曲柳、花曲柳光合速率提高缓慢 ,黄菠萝、蒙古栎光合速率提高迅速 ;紫椴、水曲柳、花曲柳的光补偿点、暗呼吸速率均较低 ,能利用较弱的光进行物质积累 ;黄菠萝、蒙古栎的光饱和点高 ,光合作用潜力大 ,能充分利用林内较大的光斑 ;光照环境的改变 ,幼树干物质积累发生变化。椴树、水曲柳、花曲柳全光区生物量是弱光区 (透光10 % )的 2 91～ 5 4 4倍 ,黄菠萝、蒙古栎全光区生物量是弱光区 (透光 10 % )的 16 6 2～ 19 4 2倍。     

蒙古栎和紫椴幼苗对光环境转变的光合作用响应

比较研究了从温室5%光强转到10%、30%和100%光强处理下,蒙古栎（Quercus mongolica）和紫椴（Tilia amurensis）幼苗的光合能力和叶绿素荧光的响应,揭示了两个树种对光环境变化的不同适应情况及其光保护机制。结果表明,光强转换后两种幼苗都发生了严重光抑制,蒙古栎幼苗的最大光化学效率（F_v/F_m）在光强转变后第3天降到最低（0.52）,紫椴幼苗在光强转变后第1天就降到了最低（0.67）,蒙古栎降低幅度明显高于紫椴。之后随着光适应时间的延长逐渐恢复到原有水平,说明短时期的光抑制没有对两种幼苗的光合机构造成光损伤;从不同光照条件来看,无论是最大净光合速率（P_max）,还是实际光化学效率（ФPSⅡ）,2种幼苗均为30%光强下的值高于10%和100%光强,说明过低或过高的光强都不利于幼苗的生长发育,只有适当的中光才利于幼苗的生长发育;与30%光强相比,蒙古栎幼苗100%光强下P_max、F_v/F_m、ФPSⅡ、NPQ的变化幅度远大于紫椴幼苗,表明高光强对蒙古栎幼苗的影响要大于紫椴;100%光强下,2种幼苗均通过大量增加非光化学淬灭（NPQ）、类胡萝卜素和叶绿素之比（Car/Chl）耗散过剩光能,降低单位鲜重叶绿素含量（Chl）以减少光能吸收,避免了光合机构光破坏。     

红鳞蒲桃幼苗对不同光强的生理生态响应

红鳞蒲桃群落是广西滨海天然植被的主要组成部分。由于人为干扰和天然更新困难, 植被退化严重, 分布锐减。为了解该树种苗木在自然更新中对光照环境的需求, 通过人工模拟与野外苗木生长条件相似的3 种光强处理(分别为100%、24%、6%的全光照), 研究了红鳞蒲桃1 年生幼苗的生长、叶绿素含量、光合能力和抗氧化酶活性等特征。结果表明: 随着光强的降低, 红鳞蒲桃的苗高、地径增长量显著减少; 叶绿素a、叶绿素b 含量显著增加、叶绿素a/b 比值变小; SOD 和CAT 活性显著下降, MDA 含量逐渐上升, 3 个指标在100%光强和不同遮阴处理间存在显著差异; Pmax、LSP、LCP 和Rd 随着光强的降低呈下降的趋势, 6%与100%光强处理间差异显著, 但24%和100%光强处理间差异不显著。红鳞蒲桃苗木在更新初期对光照要求较高, 1 年生苗木在全光照下的表现要优于其它遮阴处理。     

飞机草和兰花菊三七光合作用对生长光强的适应

测定了干季不同光强下生长的飞机草和兰花菊三七叶片最大净光合速率(Pmax)、荧光动力学参数、叶绿素含量和比叶重(LMA),研究了两种植物适应光环境的策略,探讨了其与入侵性的关系.100%光强下,两种植物主要通过降低捕光色素复合体Ⅱ的含量减少光能吸收,提高Pmax增加光能利用维持叶片能量平衡,而它们的热耗散能力并不强,均显著低于其它光强下的值.100%光强下,提高类胡萝卜素含量是飞机草耗散过剩能量的有效策略,而兰花菊三七可能有其它耗散途径.4.5%光强下仅飞机草能够存活,它通过降低LMA、维持很低的日间热耗散和较高的光合系统Ⅱ非环式电子传递效率适应了弱光环境.推测对强光环境较强的适应能力是入侵植物的共性之一,但这种能力强不一定入侵性大.     

光照对两种热带雨林树种幼苗光合能力、热耗散和抗氧化系统的影响

 研究了生长于不同光照条件下（100%、25%和8%光强）热带雨林冠层树种绒毛番龙眼（Pometia tomentosa）和中层树种滇南风吹楠（Horsfieldia tetratepala）幼苗的光合能力、热耗散、活性氧和保护性酶的活性。结果表明,绒毛番龙眼的最大光合速率随着生长光强的增加而提高,而滇南风吹楠在全光条件下的最大光合速率反比25%光照条件下的低。全光条件下两个树种光系统II的最大光化学效率（Fv/Fm）都显著降低,表明发生了长期光抑制。当把生长于遮荫条件下的幼苗移到全光下,从凌晨到中午随着光强的增加光抑制加剧,日落时生长于8%光照条件下的绒毛番龙眼及生长于8%和25%光照条件下的滇南风吹楠的光抑制不能完全恢复。非光化学猝灭对光强的响应曲线表明,随着生长光强的增加滇南风吹楠的热耗散能力增强,而生长在全光和25%光照条件下的绒毛番龙眼的热耗散能力都比滇南风吹楠的弱。两个树种叶片中O-[]·2、H2O2含量、SOD和CAT活性均随着生长光强的增加而提高;在同一光照条件下,绒毛番龙眼叶片中O-[]·2、H2O2含量、SOD和CAT活性显著高于滇南风吹楠。上述结果表明,在光抑制条件下,冠层树种绒毛番龙眼较大程度通过提高保护性酶的活性来保护光合机构免受损伤,而中层树种滇南风吹楠却较大程度通过增强非光化学猝灭来耗散过量光能;滇南风吹楠对强光的适应性差。     

长白山阔叶红松林主要树种光合作用的光响应曲线

以叶片光合作用观测资料为基础,利用直角双曲线与非直角双曲线两种方法对长白山阔叶红松林的主要建群树种红松(Pinus koraiensis)、紫椴(Tilia amurensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)光合作用的光响应曲线进行了拟合.结果表明,两种方法拟合结果不同,直角双曲线方法简单,但非直角双曲线的拟合结果更符合生理意义.由直角双曲线拟合得出4个树种的初始量子效率α、最大净光合作用速率P_max以及暗呼吸R_d大于非直角双曲线的拟合结果,而光补偿点L_cp随树种不同而有差异.两种方法得出4个树种的α、R_d大小顺序相同,分别是：α为水曲柳＞紫椴＞蒙古栎＞红松;R_d为水曲柳＞蒙古栎＞紫椴＞红松,但由两种方法得出的P_max、L_cp值大小顺序有差异.     

四种热带雨林树种光合和形态解剖特征对不同生长光强的适应

研究了西双版纳热带雨林2种喜光树种中平树(Macaranga denticulata)、倒樱木(Pnravallaris macrophylla)和2种耐荫树种云南肉豆蔻(Myristica yunnanensis)、金丝李(Garcinia paucinervis)幼苗叶片光合和形态解剖特征对3种不同生长光强(5％、25%和50％相对光强)的适应。研究结果表明,与强光下相比,弱光下生长的4种植物最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率、叶绿素a／b、叶片和栅栏组织厚度、气孔密度和比叶重都降低,而海绵组织／栅栏组织和叶绿素含量升高。在相同光强下,与2种耐荫树种相比,2种喜光树种有较大的最大净光合速率、暗呼吸速率、气孔密度和较低的叶绿素含量。在不同光强下,4种植物均表现出了对光适应有利的生理和形态解剖可塑性,而喜光树种比耐荫树种有较大的生理和形态可塑性,表明喜光树种具有比耐荫树种对强光有更强的适应能力。4种植物的生理指标的可塑性均大于叶片解剖结构的可塑性。     

热带雨林蒲桃属3个树种的幼苗光合作用对生长光强的适应

 测定了生长于3种光强下（100％、42％和14％自然光强） 热带雨林演替早期（思茅蒲桃Syzygium latilimbum）、中期（乌墨S.cumini）和后期（阔叶蒲桃S. szemaoense）出现的蒲桃属 （Syzygium）3个树种幼苗叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数的日变化、比叶重和叶绿素含量。发现演替早期树种光合能力和光合可塑性最大、中期树种次之,后期树种光合能力最弱且在强光下受到显著抑制。但是,生长在强光下,3个树种均未发生长期光抑制和光破坏。随生长光强增加,3个树种热耗散速率都升高。不过在强光下,中期和后期树种通过热耗散消耗的过剩光能较多,通过叶黄素循环的热耗散可能对于这两个树种在强光下避免光合机构的光破坏起到了重要作用。14％光强下,3个树种最大净光合速率、光合作用的光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率、比叶重降低,叶片单位干重叶绿素含量提高,对低光环境有了较好的形态学和生理学适应。但是,在4％光强下思茅蒲桃和乌墨幼苗全部死亡,只有阔叶蒲桃幼苗仍能存活,说明阔叶蒲桃幼苗适应弱光环境的能力高于思茅蒲桃和乌墨,与它们的演替状态一致。     

喜光榕树和耐荫榕树光适应机制的差异

100%和36%光强下生长的喜光的斜叶榕的光合能力高于耐荫的假斜叶榕,而热耗散能力与之相似,说明强光下斜叶榕主要通过光合作用利用光能和热耗散、假斜叶榕主要通过热耗散防御光破坏.100%光强下生长的两种榕树的日间光抑制程度相似,但叶表光强相同情况下各光强下生长的假斜叶榕的光抑制均比斜叶榕严重.100%光强下假斜叶榕叶片悬挂角大于斜叶榕,导致日间叶表光强低于斜叶榕,这可能是两种榕树日间光抑制程度相似的原因,表明叶片悬挂角的适应变化对假斜叶榕有重要的意义.     

Photosynthetic acclimation to light in woody and herbaceous species: a comparison of leaf structure, pigment content and chlorophyll fluorescence characteristics measured in the field

Acclimation of foliage photosynthetic properties occurs with varying time kinetics, but structural, chemical and physiological factors controlling the kinetics of acclimation are poorly understood, especially in field environments. We measured chlorophyll fluorescence characteristics, leaf total carotenoid (Car), chlorophyll (Chl) and nitrogen (N) content and leaf dry mass per area (LMA) along vertical light gradients in natural canopies of the herb species, Inula salicina and Centaurea jacea, and tree species, Populus tremula and Tilia cordata, in the middle of the growing season. Presence of stress was assessed on the basis of night measurements of chlorophyll fluorescence. Our aim was to compare the light acclimation of leaf traits, which respond to light availability at long (LMA and N), medium (Chl a/b ratio, Car/Chl ratio) and short time scales (fluorescence characteristics). We found that light acclimation of nitrogen content per unit leaf area (N(area)), chlorophyll content per unit dry mass (Chl(mass)) and Chl/N ratio were related to modifications in LMA. The maximum PSII quantum yield (F(v) /F(m)) increased with increasing growth irradiance in I. salicina and P. tremula but decreased in T. cordata. Leaf growth irradiance, N content and plant species explained the majority of variability in chlorophyll fluorescence characteristics, up to 90% for steady-state fluorescence yield, while the contribution of leaf total carotenoid content was generally not significant. Chlorophyll fluorescence characteristics did not differ strongly between growth forms, but differed among species within a given growth form. These data highlight that foliage acclimation to light is driven by interactions between traits with varying time kinetics.     

长白山阔叶红松林主要树种对干旱胁迫的生态反应及生物量分配的初步研究

以组成长白山温带阔叶红松林主要树种红松,水曲柳,胡桃楸,椴树和蒙古柞的幼苗,盆载于土壤含水量分别为田间持水量的85％－100％（CK）,65％－85％（MW）和45％－65％（LW）条件下4个月,研究不同土壤水分亏缺对不同树种生态反应和生物量再分配,结果表明,干旱处理显著降低供试树种的单叶面积,侧根数,根长等,降低叶比重,增加根比重,不同种对干旱响应应存在明显差异,椴树和水曲柳叶比重随水分亏缺的加剧而显著降低,蒙古柞和胡桃揪叶比重值在轻度水分亏缺时达到最高,但不同树种幼树茎比重并不随土壤水分含量的降低而发生明显变化,各树种生物量较对照组有显著差异,椴树,水曲柳,胡桃揪,红松幼树总生物量平均降低32．8,43．6,26．2和23．8％,蒙古柞幼 树生物量平均增加4．8％,耐旱性比其它4个供试树种强。     

光照对鄂东南2种落叶阔叶树种幼苗生长、光合特性和生物量分配的影响

通过设置4个光照梯度(25%、12%、6%和3%自然光)模拟鄂东南低山丘陵地区落叶阔叶林林下的光环境,研究了2种耐荫性不同的树种幼苗--麻栎(Quercus acutissima)和化香(Platycarya strobilacea)不同光强下的存活率、光合特性、生长和生物量分配,探讨了低光环境中耐荫性不同的树种幼苗维持自身碳平衡的机制和权衡"存活-生长"选择的生活史策略。结果表明:(1)低光下的2个树种幼苗的生长、光合特性和生物量分配具有显著性差异。(2)各个光照梯度下麻栎幼苗都生长良好,存活率保持在35%以上,而化香幼苗遭遇高的死亡率,80d后3%和6%自然光下的幼苗全部死亡;低光环境中麻栎幼苗比化香幼苗具有更大的表观光量子(AQY)和最大净光合效率(Pmax),更低的光补偿点(LCP)和暗呼吸效率(Rd),即耐荫性较强的麻栎幼苗比耐荫性较弱的化香幼苗具有更高的低光碳同化率和碳捕获能力。(3)2个树种幼苗的成活率与RGR呈负相关关系,各个光照梯度下耐荫性较弱的化香幼苗的相对生长率(RGR)显著高于耐荫性较强的麻栎幼苗,而两个树种幼苗的净同化率(NAR)无明显差异。相对于麻栎幼苗较高的根生物量比(RMR),化香幼苗将更多的生物量分配给叶部,因而具有较高的叶生物量比(LMR)、叶面积比(LAR)和比叶面积(SLA)。不同耐荫性的幼苗生长及生物量分配方式的差异是植物"存活-生长"权衡后的结果,耐荫性弱的化香幼苗具有较高的生长潜力和较弱的自我保护能力,而耐荫性强的麻栎幼苗具有更高的低光碳储量,能够维持更好的低光碳平衡,具有竞争优势。     

Acclimation of Arabidopsis thaliana to the light environment: the existence of separate low light and high light responses

The capacity for photosynthetic acclimation in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. cv. Landsberg erecta was assessed during growth over a broad range of irradiance. Discontinuities in the response to growth irradiance were revealed for the light- and CO2-saturated rate of photosynthesis (Pmax) and the ratio of chlorophyll a to chlorophyll b (Chl a/b). Three separate phases in the response of Pmax and Chl a/b to growth light were evident, with increases at low and high irradiance ranges and a plateau at intermediate irradiance. By measuring all chlorophyll-containing components of the thylakoid membrane that contribute to Chl a/b we reveal that distinct strategies for growth at low and high irradiance underlie the discontinuous response. These strategies include, in addition to changes in the major light-harvesting complexes of photosystem II (LHCII), large shifts in the amounts of both reaction centres as well as significant changes in the levels of minor LHCII and LHCI components.