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相似文献
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1.
大气二氧化碳(CO2)和臭氧(O3)浓度升高是全球气候变化的主要特征之一。土壤胞外酶作为维持土壤生态系统服务功能的重要参与者,其活性对于大气CO2和O3浓度升高的响应特征及驱动机制研究,以及应对并缓解未来全球气候变化具有重要意义。本研究采用开顶式气室(OTCs)分别模拟大气CO2浓度升高(环境大气+200μmol·mol-1,eCO2)、大气O3浓度升高(环境大气+0.04μmol·mol-1,eO3)及其交互处理(环境大气+200μmol·mol-1 CO2+0.04μmol·mol-1 O3,eCO2+eO3),探究水稻根际土壤胞外酶活性对大气CO2和O3浓度升高的响应。结果表明:与对照(环境...  相似文献   

2.
吕宁  尹飞虎  陈云  高志建  刘瑜  石磊 《生态学杂志》2015,26(11):3337-3344
试验设置半开顶式CO2人工气候室,研究了不同CO2浓度处理(360、540 μmol·mol-1)与施氮(N)量(0、150、300 和450 kg·hm-2)对棉花干物质的积累与分配、氮素吸收量及土壤脲酶活性的影响.多样性指数和主成分分析表明: 各施N水平下,CO2浓度增加下棉花蕾、茎、叶和整株的总干物质积累量显著增加;2个CO2浓度下,300 kg·hm-2-N (N300)处理棉花蕾、茎、叶、根及整株干物质量显著高于其他3个N肥处理,合理的氮肥施用可显著提高棉花干物质积累量.棉花蕾和茎的氮素吸收量受CO2浓度影响显著,与360 μmol·mol-1CO2浓度相比,CO2浓度为540 μmol·mol-1条件下蕾和茎的氮含量显著增加,其中N300处理下蕾的氮含量最高,N150和N300处理茎的氮含量高于N0和N450处理;叶的氮素吸收量受CO2和N的交互作用影响显著,在N0、N150、N300处理下,540 μmol·mol-1CO2浓度下叶的氮含量增加;棉花根的氮素吸收量受施N的影响显著,540 μmol·mol-1CO2浓度下根的氮含量随着施N量的增加显著增加.总体上,540 μmol·mol-1CO2浓度下棉花的氮素吸收量高于360 μmol·mol-1 CO2浓度,各CO2和N组合处理下,棉花各器官的氮素积累量蕾铃最高,叶片居中,其次是茎秆,根系最低.各施N水平下,两个土层的土壤脲酶活性随着CO2浓度升高而显著增加;不同CO2浓度处理下,0~20 cm土层土壤脲酶活性随着施N量的增加而增加,20~40 cm土层N300处理下的土壤脲酶活性高于其他N肥处理;CO2和N互作下,0~20 cm土层土壤脲酶活性的平均值显著高于20~40 cm土层.大气CO2浓度为540 μmol·mol-1、氮肥施用量为300 kg·hm-2可显著提高棉花干物质积累量和氮素吸收量.  相似文献   

3.
选取荷木、海南红豆、肖蒲桃、红鳞蒲桃和红锥5种南亚热带乡土树种构建混交群落,通过5年人为提高CO2浓度和氮输入试验,研究碳-氮交互作用对南亚热带主要乡土树种及群落的生物量积累与分配的影响.结果表明:CO2浓度升高及氮沉降对植物生物量的积累和分配的影响因树种不同而有显著差异.CO2浓度升高和氮沉降对豆科植物生物量积累相对提高了49.3%和71.0%,且促进了阳生植物生物量的积累;氮沉降能显著提高偏阴生植物生物量积累,但在CO2浓度升高条件下,其生物量积累低于对照.CO2浓度升高抑制了阳生植物地下生物量的分配,但促进偏阴生植物地下生物量的分配.CO2浓度升高、氮沉降以及碳-氮交互作用对南亚热带植物群落生物量积累均具有促进作用;CO2浓度升高促进群落地下生物量积累,氮沉降显著提高其地上部分生物量分配.在全球变化背景下,南亚热带林业固碳树种适宜选用海南红豆和红锥.  相似文献   

4.
IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)报告预测,到2100年CO2浓度会出现430~480、580~720、720~1000和>1000μmol·mol-1 4种不同情景,而目前同时探究所有CO2情景下植物响应情况的研究很少。本试验利用开顶式气室分别探究自然大气浓度(约400μmol·mol-1)、550、750和1000μmol·mol-1 4个CO2水平在生长季内对一年生木荷(Schima superba)幼苗气体交换参数、光合色素含量及生物量的影响。结果表明:熏气期间,550、750和1000μmol·mol-1浓度下木荷幼苗净光合速率分别平均提升32.7%、66.7%、82.7%,胞间CO2浓度分别平均增加60.3%、126.2%、223.9%,而高浓度CO2对净光合速率的提升作用随着熏气时间延长,可能受叶片氮含量减少等非...  相似文献   

5.
通过人为控制CO2浓度(700、400 μmol·mol-1)和氮素水平(120 kg N·hm-2),研究了CO2浓度增加和氮沉降及其交互作用对北界(辽宁庄河)栓皮栎幼苗生理生态特征的影响.结果表明: CO2浓度升高使栓皮栎幼苗叶片的形态、光合色素含量和氮含量有减小的趋势,暗呼吸速率较对照降低63.3%,可溶性糖增加2.6%.氮沉降对栓皮栎叶片的形态和光合色素含量有明显的促进作用,叶N含量增加而K含量降低,N/K值增加26.7%.CO2和N交互作用对幼苗叶形态和光合作用有明显的促进作用,叶片最大净光合速率和光饱和点分别是对照的1.4倍和2.6倍,暗呼吸速率和光补偿点分别降低65.9%和50.0%.CO2浓度升高和N沉降均对栓皮栎幼苗生长有一定的促进作用,可能导致栓皮栎分布界线北移.  相似文献   

6.
为探究CO2浓度升高和不同氮肥水平下源库处理对粳稻茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)积累和转运的影响,利用开顶式气室(OTC),设置2个CO2浓度([CO2]):对照(背景大气,a[CO2])和在背景大气[CO2]基础上升高200μmol·mol-1(e[CO2])。以常规粳稻"南粳9108"为试验材料,在OTC内采用盆栽方式,设置低N(N1,10 g N·m-2)、中N(N2,20 g N·m-2)和高N(N3,30 g N·m-2)3个施N水平。抽穗期源库改变设剪叶(LC)和疏花(SR)处理,以不处理为对照。测定并计算了抽穗期和成熟期叶片N含量、茎鞘NSC积累量(TMNSC)、NSC表观转运量(ATMNSC)及其对籽粒产量的表观贡献率(ACNSC)。采用方差分析、相关分析和逐步回归方法对上述观测数据进行分析。结果表明,[CO2]升高显著降低抽穗期叶片N含量,显著促进中N水平的NSC积累。在不同[CO2]和N水平下,SR处理均导致成熟期茎鞘TMNSC显著升高,ATMNSC和ACNSC显著降低;在背景大气和不同N水平下,LC处理均显著降低成熟期TMNSC,显著提高ATMNSC,但[CO2]升高下LC处理对成熟期TMNSC和ATMNSC均无显著影响。LC处理对籽粒产量及其构成未产生显著影响。粒叶比越高,成熟期TMNSC和千粒重越低,ATMNSC、ACNSC、籽粒产量和收获指数越高。综合影响ACNSC的因素为粒叶比、抽穗期和成熟期TMNSC;综合影响籽粒产量的因素为粒叶比、成熟期叶片N含量和TMNSC,这些综合影响均可用多元回归模型定量表述。  相似文献   

7.
郝兴宇  韩雪  李萍  杨宏斌  林而达 《生态学杂志》2011,22(10):2776-2780
利用FACE系统在大田条件下通过盆栽试验研究了大气CO2浓度升高\[CO2浓度平均为(550±60) μmol·mol-1\]对绿豆叶片光合生理和叶绿素荧光参数的影响.结果表明: 与对照\[CO2浓度平均为(389±40)μmol·mol-1左右\]相比,大气CO2浓度升高使花荚期绿豆叶片净光合速率(Pn)和胞间CO2浓度(Ci)分别升高11.7%和9.8%,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)分别下降32.0%和24.6%, 水分利用效率(WUE)提高83.5%;在蕾期,CO2浓度升高对绿豆叶片叶绿素初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、Fv/Fm和Fv/Fo没有显著影响;在鼓粒期,CO2浓度升高使绿豆叶片Fo增加19.1%,Fm和Fv分别下降9.0%和14.3%,Fv/Fo和Fv/Fm分别下降25.8%和6.2%.表明大气CO2浓度升高可能使绿豆生长后期光系统Ⅱ反应中心结构受到破坏,叶片的光合能力下降.  相似文献   

8.
揭示作物光合作用、蒸腾作用和水分利用效率(WUE)对大气CO2浓度变化的响应, 对预测未来大气CO2浓度升高条件下作物生产力与需水规律的变化具有重要意义。在自然CO2浓度、CO2倍增和倍增后恢复到自然CO2浓度3种情况下, 对大豆(Glycine max)、甘薯(Ipomoea batatas)、花生(Arachis hypogaea)、水稻(Oryza sativa)、棉花(Gossypium hirsutum)、玉米(Zea mays)、高粱(Sorghum vulgare)和谷子(Setaria italica) 8种作物的气体交换参数进行了研究。结果表明: CO2浓度倍增可以提高光合速率, 降低蒸腾速率, 从而提高WUE, 其中光合速率提高的贡献更大; C3比C4作物的光合速率、WUE增幅大, C3作物光合速率提高对WUE的贡献大于C4作物; 通过对比倍增后恢复到自然CO2浓度时气体交换参数随环境条件变化的响应确定了其内在调控机制; 倍增后恢复到自然CO2浓度时作物光合速率低于自然CO2浓度下的光合速率, 而蒸腾速率无明显差异。由此判断: CO2浓度倍增下存在光合下调现象, 这可能是由于Rubisco酶蛋白含量、活化水平和比活性降低等“非气孔因素”造成的, 并非由气孔导度的降低引起的。  相似文献   

9.
本试验利用改进的开顶式气室(OTC)在黄土高原长武农业生态试验站田间模拟大气CO2浓度升高环境,设置3个处理:CK(田间环境,自然大气CO2浓度)、OTC(OTC气室,自然大气CO2浓度)、OTCe(OTC气室,CO2浓度700 μmol·mol-1),探讨春玉米在不同生育期各器官非结构性碳水化合物(NSC)及籽粒品质(可溶性糖、淀粉和粗蛋白)对大气CO2浓度升高的响应,为揭示旱作区春玉米对大气CO2浓度升高的适应机理提供科学依据。结果表明: 大气CO2浓度升高对玉米NSC含量、积累量的影响因器官和生育期不同而异。与CK和OTC相比,OTCe促进了生殖生长阶段叶、茎和根NSC的活化再分配,提高了叶片、茎秆和根系NSC转运到籽粒的量(ATMNSC)、向籽粒的转运率(ARNSC)以及对籽粒的贡献率(ACNSC);与CK相比,OTC带来的增温效应抑制了茎和根NSC的活化再分配,促进了叶NSC的活化再分配,显著提高了玉米叶ATMNSC、ARNSC、ACNSC。在两年试验中,大气CO2浓度升高对玉米籽粒可溶性糖、淀粉和粗蛋白含量无显著影响。  相似文献   

10.
在未来气候进一步变暖的背景下干旱发生的频率也将增加,而CO2浓度升高和干旱均会对作物生长造成影响。本研究对不同CO2浓度(环境大气CO2浓度、环境大气CO2浓度+200μmol·mol-1)和水分处理(土壤含水量为45%~55%和70%~80%的田间土壤最大持水量,分别为适宜土壤含水量和轻度干旱)下谷子叶片细胞结构、光合生理、抗氧化酶、渗透调节物质和产量的变化进行分析。结果表明:CO2浓度升高增加了谷子叶肉细胞叶绿体内淀粉粒个数、单个淀粉粒面积和淀粉粒总面积。与仅轻度干旱处理相比,轻度干旱条件下CO2浓度升高处理孕穗期谷子叶片净光合速率增加37.9%,但对该时期水分利用效率无显著影响,灌浆期谷子叶片净光合速率和水分利用效率分别增加15.0%和44.2%;孕穗期谷子叶片过氧化物酶(POD)活性和可溶性糖含量分别增加39.3%和8.0%,脯氨酸含量下降31.5%,灌浆期谷子叶片POD活性增加26.5%,丙二醛(MDA)和脯氨酸含量分别下降...  相似文献   

11.
Zhao L  Zhou GY  Zhang DQ  Duan HL  Liu JX 《应用生态学报》2011,22(8):1949-1954
选取荷木、海南红豆、肖蒲桃、红鳞蒲桃和红锥 5 种南亚热带乡土树种构建混交群落,通过 5 年人为提高 CO2 浓度和氮输入试验,研究碳-氮交互作用对南亚热带主要乡土树种及群落的生物量积累与分配的影响. 结果表明: CO2 浓度升高及氮沉降对植物生物量的积累和分配的影响因树种不同而有显著差异. CO2 浓度升高和氮沉降对豆科植物生物量积累相对提高了 49. 3%和 71. 0%,且促进了阳生植物生物量的积累; 氮沉降能显著提高偏阴生植物生物量积累,但在 CO2 浓度升高条件下,其生物量积累低于对照. CO2 浓度升高抑制了阳生植物地下生物量的分配,但促进偏阴生植物地下生物量的分配. CO2 浓度升高、氮沉降以及碳-氮交互作用对南亚热带植物群落生物量积累均具有促进作用; CO2 浓度升高促进群落地下生物量积累,氮沉降显著提高其地上部分生物量分配. 在全球变化背景下,南亚热带林业固碳树种适宜选用海南红豆和红锥.  相似文献   

12.
 CO2浓度升高与氮沉降增加对陆地生态系统的耦合作用已成为全球变化的研究热点。应用大型开顶箱(OTC)人工控制手段研究了人工生态系统在1)高CO2(700±20 μmol·mol–1)+高氮沉降(100 kg N·hm–2·a–1)(CN); 2)高CO2(700±20 μmol·mol–1)+背景氮沉降(C+); 3)高氮沉降(100 kg N· hm–2·a–1)+背景CO2(N+); 4)背景CO2+背景氮沉降处理(CK) 4种处理条件下荷木 (Schima superba)、红锥(Castanopsis hystrix)、海南红豆(Ormosia pinnata)、肖蒲桃(Acmena acuminatissima)、红鳞蒲桃(Syzygium hancei)等主要南亚热带森林植物的生物量积累模式及其分配格局。连续近3年的实验结果表明: 不同处理条件下, 各参试植物生物量积累具有不同的响应特征, N+处理显著促进荷木、肖蒲桃及红鳞蒲桃生物量的积累; C+处理显著促进肖蒲桃、海南红豆生物量的积累; CN处理显著促进除红锥外其他物种生物量的积累, 并且具有两者单独处理的叠加效应。不同处理改变物种生物量的分配模式, N+处理降低植物的根冠比, 促进地上部分生物量的积累; C+处理增加红锥和红鳞蒲桃地下部分生物量的分配, 却促进荷木和海南红豆地上部分的积累; CN处理仅促进红磷蒲桃地下部分的积累。群落生物量的积累与分配格局取决于优势物种的生物量及其分配格局在群落中所占的权重。  相似文献   

13.
Aims Leaf traits of trees exposed to elevated [CO2] in association with other environmental factors are poorly understood in tropical and subtropical regions. Our goal was to investigate the impacts of elevated [CO2] and N fertilization on leaf traits in southern China.Methods Four tree species, Schima superba Gardn. et Champ. (S. superba), Ormosia pinnata (Lour.) Merr (O. pinnata), Castanopsis hystrix AC. DC. (C. hystrix) and Acmena acuminatissima (Blume) Merr. et Perry (A. acuminatissima) were studied in a factorial combination of atmospheric [CO2] (ambient at ~390 μmol mol ? 1 and elevated [CO2] at ~700 μmol mol-1) and N fertilization (ambient and ambient + 100 kg N ha-1 yr-1) in open-top chambers in southern China for 5 years. Leaf mass per unit leaf area (LMA), leaf nutrient concentration and photosynthesis (A sat) were measured.Important findings Results indicated that leaf traits and photosynthesis were affected differently by elevated [CO2] and N fertilization among species. Elevated [CO2] decreased LMA in all species, while N fertilization did not affect LMA. Leaf mass-based N concentration (N M) was significantly greater in O. pinnata and C. hystrix grown in elevated [CO2] but was lower in S. superba. Leaf mass-based P concentration (P M) was significantly greater in C. hystrix and A. acuminatissima exposed to elevated [CO2] but was lower in S. superba. N fertilization significantly increased P M in O. pinnata but decreased P M in S. superba. Photosynthetic stimulation in O. pinnata, C. hystrix and A. acuminatissima was sustained after 5 years of CO2 fumigation. N fertilization did not modify the effects of elevated [CO2] on photosynthesis. Leaf traits (N M, N A, P M, P A) and light-saturated photosynthesis were decreased from the upper to lower canopy. Canopy position did not alter the responses of leaf traits and photosynthesis to elevated [CO2]. Results suggest that photosynthetic stimulation by elevated [CO2] in native species in subtropical regions may be sustained in the long term.  相似文献   

14.
Aims We aimed to evaluate the changes in water-use efficiency (WUE) in native tree species in forests of subtropical China, and determine how coexisting species would be responding to increases in atmospheric carbon dioxide (CO2) concentrations and nitrogen (N) deposition.Methods We used model forest ecosystems in open-top chambers to study the effects of elevated CO2 (ca. 700 μmol mol-1) alone and together with N addition (NH 4 NO 3 applied at 100kg N ha-1 year-1) on WUE of four native tree species (Schima superba, Ormosia pinnata, Castanopsis hystrix and Acmena acuminatissima) from 2006 to 2010.Important findings Our result indicated that all species increased their WUE when they were exposed to elevated CO2. Although higher WUE was shown in faster-growing species (S. superba and O. pinnata) than that of slower-growing species (C. hystrix and Acmena acuminatissima), the increased extent of WUE induced by elevated CO2 was higher in the slower-growing species than that of the faster-growing species (P < 0.01). The N treatment decreased WUE of S. superba, while the effects on other species were not significant. The interactions between elevated CO2 and N addition increased intrinsic WUE of S. superba significantly (P < 0.001), however, it did not affect WUE of the other tree species significantly. We conclude that the responses of native tree species to elevated CO2 and N addition are different in subtropical China. The species-specific effects of elevated CO2 and N addition on WUE would have important implications on species composition in China's subtropics in response to global change.  相似文献   

15.
 广东鼎湖山季风常绿阔叶林的主要优势乔木树种荷木和黧蒴幼苗生长于自然光照和人工调节CO2浓度为500±50μl·L-1或空气CO2(350μl·L-1)的气罩中3个月。高CO2浓度下生长的黧蒴和荷木植株总干物质量分别增加26.6%和16.6%,根部增加量最大,地上部分所占的比例降低,根冠比上升,基径增大而株高降低。高CO2浓度下生长的叶片密度及比叶重增加,叶肉细胞间隙体积减少。单位干重的黧蒴叶片可溶性糖含量、全碳、磷、钾含量在高CO2浓度下稍为下降,果糖、葡萄糖、蔗糖、全氮、镁含量及N/C比明显降低。而全钙含量无明显变化。  相似文献   

16.
华南阔叶树种幼苗叶片的养分特征   总被引:6,自引:0,他引:6  
研究了阔叶树种幼苗山杜英、红锥、海南红豆、火力楠、红花油茶、枫香、黎蒴、米老排和樟树的N、P、K浓度和单位叶面积含量。结果表明,海南红豆、黎蒴和樟树的N、P、K浓度较高,而红花油茶、黎蒴和樟树的单位叶面积N、P、K含量较高,9种树种的上部和下部叶片的平均养分浓度分别为N16.67和17.09g·kg^-1,P1.29和0.84g·kg^-1,K11.77和6.65g·kg^-1,平均养分含量分别为N0.871和1.069g·m^-2,P0.065和0.052g·m^-2,K0.608和0.426g·m^-2,各树种上部叶片的P和K浓度和含量大于下部叶片,从养分含量的角度考虑,红花油茶与其他8种树种混交,红锥或米老排与山杜英、枫香、海南红豆、黎蒴、樟树混交,火力楠与黎蒴、樟树混交是合理的。  相似文献   

17.
高CO2浓度下4种豆科乔木种子萌发和幼苗生长   总被引:13,自引:1,他引:12       下载免费PDF全文
 本文研究了高CO2浓度(550×10-6±50×10-6)对4种豆科乔木的种子萌发和幼苗生长的影响,结果如下:(1)高CO2浓度能使光叶红豆种子萌发率提高12%,对其它种的萌发没有明显影响。(2)高CO2环境能增加4种幼苗根瘤数量,提高根瘤的固氮活性和根瘤中可溶性糖的含量。(3)在高CO2环境下生长的幼苗叶片净光合速率比对照CO2环境(约350×10-6)下生长的幼苗提高66.7%~105.9%。在高CO2浓度和对照CO2浓度下生长的幼苗,移至相同C02浓度下测定时,光合速率无明显的差异。高CO2环境下生长并测定的幼苗叶片暗呼吸速率和对照CO2浓度下生长并测定的幼苗的测值差异不大,前者较后者低5.58%~l0.55%。(4)在高CO2环境下生长的4种幼苗干物质比对照的增加29.79%~50.30%,根系增加量较大,根冠比略上升。幼苗的相对生长速率和单位叶率上升,而叶面积比率下降。(5)幼苗对高CO2环境的反应和种的生态特性有关。喜光的大叶合欢幼苗对高CO2环境的反应较大,喜光而具一定耐荫性的猴耳环幼苗次之,而耐荫的光叶红豆和茸荚红豆幼苗则较小。  相似文献   

18.
Photosynthetic response of seedlings of two evergreen trees dorminant in a subtropical forest to long-term elevated CO2 were studied. Pot seedlings of Castanopsis fissa (Champ.) Rehd. et Wils. and Schima superba Gardn. et Champ. were grown in semi-open chambers with ambient (350 μL · L-1) CO2 concentration under natural light from June to September, 1993. Net photosynthetic rate of the plants exposed to elevated CO2 increased by 79%~95% than that of the plants in ambient CO2 atmosphere. But no significant difference was observed when measurement was done at either CO2 concentration, 350 μL · L-1 or 500 μL · L-1 The Ph-CO2 concen/ration response curves of plants growing in elevated CO2 were higher than that of plants growing in ambient (350μL · L-1 CO2). In addition, the chlorophyll and carotenoid contents dropped slightly and stomatal conductance decreased obviously under elevated atmospheric CO2, while the ratios of chlorophyll a to b and carotenoid to chlorophyll were unaltered. The results indicated that downward acclimation of phetosynthesis did not appear in both plant species when they were grown under prolonged exposure to high (500 μL · L-1) atmospheric CO2.  相似文献   

19.
用半微量凯氏法、钼兰比色法和原子吸收光度法分别对樟树Cinnamomum camphora、山杜英Elaeocarpus sylvestris、荷木Schima superba、海南蒲桃Syzygium cumini等4种幼苗叶片的N、P、K、Ca、Mg含量进行分析。结果表明,樟树的N、Ca含量高而P和K含量略低;山杜英的K、Ca和Mg含量低;荷木的N、K和Mg含量最高;海南蒲桃P含量最高而N含量最低。聚类分析表明,4种幼苗中樟树和荷木的生长特征是苗高较小而冠幅大,山杜英和海南蒲桃为苗高较大而冠幅小。  相似文献   

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