喀斯特石漠化区典型生境下石生苔藓的固土持水作用

为探究喀斯特石漠化区典型生境下石生苔藓植物的固土持水能力及影响因素,在其石生苔藓分布和形态特征基础上,深入探讨了不同生境下石生苔藓的固土持水效应。结果表明：（1）生境对石生苔藓植物的固土持水能力影响显著。草地中的宽叶真藓（Bryum funkii）固土量最高,为8.85×10³ kg/hm²,裸地中的美灰藓（Eurohypnum leptothallum）持水量最高,其最高持水量是自身干重的14倍。石生苔藓植物在裸地和草地中表现出较高的固土率,而在乔木林与草地下具有较好的持水率。（2）苔藓类型对固土持水能力存在显著性的影响。4种石生苔藓植物的固土率高低为宽叶真藓>尖叶对齿藓原变种（Didymodon constrictus var.constrictus）>卷叶湿地藓（Hyophila involuta）>美灰藓,且差异显著;4种苔藓植物的持水率强弱为美灰藓>宽叶真藓>卷叶湿地藓>尖叶对齿藓原变种。（3）石生苔藓植物的固土持水能力受自身功能性状和立地环境的综合影响,苔藓植物的固土率与干重存在显著的正相关关系,其持水量与干重和生物量间具有显著的正相关关系。综上,从固土持水和生态修复的角度出发,应加强裸地和草地两种生境的石漠化治理力度;可考虑将宽叶真藓和美灰藓作为喀斯特岩面生态恢复的先锋苔藓,其能有效解决喀斯特区石漠化大面积基岩裸露问题,提高喀斯特区水土保持效益。     

基于叶绿素荧光参数的小麦叶片叶绿素相对含量估算方法

叶绿素含量是植物学和农业相关研究领域常用的生理指标.叶绿素含量和叶片光合功能密切相关,但是现有的叶绿素含量的测定方法无法实现叶绿素含量和光合功能的同步测定和关联分析.为解决该问题,本研究通过测定35个小麦品种旗叶的SPAD值和叶绿素荧光诱导动力学曲线,分别使用不同时间的快速叶绿素荧光动力学曲线的荧光值,以及33个常用荧...     

不同增温处理对夏蜡梅光合特性和叶绿素荧光参数的影响

利用红外线辐射器(Electric radiant infrared heater)设置3个不同增温处理:(1)晚上增温2℃(18:00—翌日6:00);(2)白天增温2℃(6:00—18:00);(3)全天增温2℃;以不做增温处理作为对照,模拟气候变暖对夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)的光合特性和叶绿素荧光参数的影响。3个季节中,3种增温处理下的夏蜡梅净光合速率(Anet)和最大净光合速率(Amax)均高于对照。表明3种增温处理均可以提高夏蜡梅的光合作用能力。增温处理提高了气孔导度(Gs)、暗呼吸速率(Rd),降低了胞间CO2浓度(Ci)。3种增温处理中,夏蜡梅在3个生长季节的Anet和Amax均以白天增温最大,表明白天增温下夏蜡梅具有最高的光合作用能力。白天增温处理下的表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)显著高于全天增温、晚上增温以及对照。白天增温和晚上增温使夏蜡梅的相对叶绿素含量显著增加,且白天增温叶绿素相对含量显著高于晚上增温、全天增温及对照。白天增温、晚上增温与全天增温处理下的夏蜡梅的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)均显著低于对照,在12:00和14:00时,三者之间存在显著性差异,以白天增温最高,晚上增温次之,全天增温最低。总之,3种增温处理夏蜡梅的光合能力总体上均有不同程度的增强,且在白天增温处理下,夏蜡梅的Anet、Amax值最高,表明白天增温下夏蜡梅具有最高的光合能力,这与白天增温引起的相对叶绿素含量增高、叶片对强光的适应能力加强、较低程度的光胁迫等因素有关。本研究说明未来增温条件下,将提高夏蜡梅的光合生理活性,促进夏蜡梅的生长。     

两种生境条件下6种牧草叶绿素含量及荧光参数的比较

昆仑山前山牧场海拔较高, 策勒绿洲海拔相对较低, 两者生境差异较大。以昆仑山前山牧场和策勒绿洲边缘两种不同生境条件下生长的6种牧草: 冰草(Agropyron cristatum)、无芒雀麦(Bromus inermis)、矮生高羊茅(Festuca elata)、披碱草(Elymus dahuricus )、红豆草(Onobrychis pulchella)及和田大叶(Medicago sativa var. luxurians)为试验材料, 研究了不同生境条件下牧草叶片叶绿素含量及叶绿素荧光动力学参数的变化情况。结果显示: (1)在两种生境条件下, 昆仑山前山牧场生境生长的牧草叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的含量明显较高, 生长在策勒绿洲生境的牧草品种叶绿素a/b值较高; (2)昆仑山前山牧场生境牧草最大荧光、光系统II (PSII)最大光化学效率、PSII潜在活性和单位面积反应中心的数量的值明显高于策勒绿洲生境品种, 而初始荧光、单位反应中心吸收的光能、单位反应中心捕获的能量、单位反应中心耗散的能量、荧光诱导曲线初始斜率值则低于策勒绿洲生境品种。因此, 两种生境下环境因子发生了改变, 对牧草产生综合的胁迫作用; 策勒绿洲生境明显对牧草生长产生了抑制, 策勒绿洲生境牧草的色素含量降低以及PSII的机构遭到损坏, 导致反应中心一部分失活或裂解, 剩余有活性的反应中心的效率增加, 昆仑山生境则相对比较适宜牧草生长; 两种生境不同牧草叶绿素含量和叶绿素荧光参数的变化幅度不同。     

限氮培养对小球藻水分含量和叶绿素荧光参数的影响

限氮培养是提高小球藻油脂含量的一种方法,本研究探讨了小球藻限氮培养过程中藻细胞的生物量、水分含量和叶绿素荧光参数的变化。结果表明:在限氮培养条件下,小球藻藻细胞的生物量和水分含量分别下降了18%和7%;藻细胞的最大光能转化效率(Fv/Fm),表观量子效率(α)和最大光合电子传递速率(rETRmax)在整个限氮培养过程中均快速下降,到培养末期下降至接近于0,显著低于对照;半饱和光强(Ek)在对数期迅速下降,到稳定期后显著上升;最小荧光(F0)在整个限氮培养过程中显著上升。可见,限氮培养显著影响了小球藻细胞光系统Ⅱ的结构和功能。     

硫对成熟期烤烟叶绿素荧光参数的影响

通通过液培试验,研究了硫浓度(0.01-32 mmol/L)对成熟期烤烟叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,成熟期烤烟叶绿素a和叶绿素b含量随硫浓度的升高而逐渐增加,但各处理差异未达到显著水平。在2-32 mmol/L处理之间,烤烟叶片的有效量子产量（EQY）、最大量子产量（Fv/Fm）、光合电子传递速率（ETR）随硫浓度增加而降低,非光化学猝灭（NPQ）、非光化学过程中的基本量子产量（Fo/Fm）、PSⅡ水裂解端失活程度（Fo/Fv）和PSⅡ反应中心关闭程度（1-qP）随硫浓度增加而升高,2 mmol/L处理的质体醌库（Fv/2）低于4 mmol/L处理外,但其它处理的均随硫浓度升高而降低。0.01 mmol/L处理烤烟叶片的EQY、Fv/Fm和ETR低于2-8 mmol/L处理,但高于16 mmol/L和32 mmol/L处理,其NPQ、Fo/Fm、Fo/Fv和1-qP变化趋势则与之相反;0.01 mmol/L处理的Fv/2低于4 mmol/L处理的,但高于2 mmol/L及8-32 mmol/L处理;低硫处理烤烟EQY、Fv/Fm和ETR的降低可能不是由Fv/2引起的,而是由于1-qP升高引起的。但16 mmol/L和32 mmol/L处理Fv/Fm 、ETR、EQY降低可能是1-qP与 Fv/2共同作用的结果。     

光合细菌和小球藻对石生苔藓种源扩繁的作用

石生苔藓结皮可以从大气中吸收水分及养分,附着在岩石表面生长,具有促进矿物分化和植被演替等多种重要的生态功能,利用人工培育的苔藓结皮进行岩石工程创面生态修复具有广阔的市场前景,而针对特定地区的优势种探讨高效的种源扩繁技术则成为了首要任务。研究以秦岭北麓长势好、生物量大的石生匍匐型藓种羽枝青藓为研究材料,考虑沼泽红假单胞菌浓度(高浓度24 mL/L,低浓度12 ml/L,不添加)和小球藻浓度(高浓度250 mL/L,低浓度125 mL/L,不添加)开展双因素完全试验,观测人工气候箱条件下羽枝青藓的盖度、新发芽数和新发芽茎长,探究沼泽红假单胞菌和小球藻对羽枝青藓的作用效果、最适浓度及组合,为提高羽枝青藓扩繁效率提供科学依据。结果显示,(1)只添加低浓度沼泽红假单胞菌的处理羽枝青藓生长状况最优,相比于对照处理(不添加沼泽红假单胞菌和小球藻),可将盖度提高14.3%,新发芽数增加61.2%,新发芽茎长增长34.0%;(2)沼泽红假单胞菌浓度对羽枝青藓的盖度、新发芽数和新发芽茎长均有显著影响;(3)小球藻浓度对羽枝青藓各项生长指标均无显著影响,其与沼泽红假单胞菌的交互作用对羽枝青藓盖度有显著影响。...     

芳樟不同无性系叶片光合色素含量及叶绿素荧光参数分析

对18个芳樟[Cinnamomum camphora (L.) Presl]无性系叶片光合色素含量和叶绿素荧光参数进行了测定,并对各参数的相关性进行了分析;基于上述测定结果对供试的18个芳樟无性系进行了聚类分析.结果表明:芳樟不同无性系叶片叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量分别为0.60～2.26、0.24～1.15和0.14～0.50mg· g-1,差异较大,部分无性系间叶绿素a和b以及类胡萝卜素含量差异达显著水平;其中,无性系BT2叶片的叶绿素a含量在18个无性系中最高,叶绿素b及类胡萝卜素的含量也较高.各无性系间叶片的初始荧光(Fo)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ电子传递情况(Fm/Fo)、光化学淬灭系数(Qp)、非光化学淬灭系数(NPQ)和PSⅡ实际光化学效率(Qy)差异明显,且部分无性系间的差异达显著水平;各无性系间的最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)和荧光下降比值(Rfd)差异不显著.在各叶绿素荧光参数中,Fo与Fm显著正相关;Fm与Fv、Fv/Fm、Fv/ Fo、Fm/Fo以及Fv/Fm与Fv、Fv/Fo、Fm/Fo、Qy间均存在极显著正相关,其中Fv/Fm与Fv/ Fo、Fm/Fo的相关系数均达0.98;Qp与NPQ、Rfd呈极显著正相关,与其他参数则总体上呈负相关;Qy与Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo、Fm/Fo以及Rfd与NPQ、Qp、Qy均存在显著或极显著正相关.采用欧氏距离法,可将18个无性系划分为2类:第1类包含16个无性系;第2类仅包含无性系PC5和WP1.第1类又可进一步划分为2个亚类:第1亚类仅包含无性系BY2;第2亚类共包含15个无性系,其中的BT1与BT2距离最短,光合生理特征最接近.根据研究结果,初步推断芳樟各无性系叶片的潜在光化学活性和电子传递情况共同影响PSⅡ光能转换效率;无性系116、187、BT1和MD1对光能的利用率较高;无性系BT2则具有良好的光合生理性能.     

苔藓结皮在我国喀斯特石漠化治理中的应用潜力

我国西南喀斯特地区面临着极为严峻的生态环境问题,其中最主要的是石漠化,迫切需要高效、可持续的石漠化治理方式.本文综述了喀斯特石漠化生态系统中苔藓植物的抗逆性和苔藓结皮在提高土层稳定性、增强土壤抗蚀性、提高土壤有机质含量、改善土壤养分状况、影响水分下渗及蒸发、改变降水的再分配格局、促进土壤生物的繁衍生存和植被演替以及增加生物多样性等方面的作用,表明其在石漠化地区土壤过程、水文过程及生物过程中发挥着不可替代的作用.人工培育苔藓结皮成本较低,与环境契合程度高,可作为现行石漠化综合治理手段的重要补充,有望在喀斯特石漠化治理中发挥重要作用.     

锰浓度对米氏凯伦藻叶绿素荧光特性及生长的影响

运用实验生态学和叶绿素荧光分析技术,研究了锰浓度(10-12-10-4mol/L)对米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)叶绿素荧光特性及生长的影响。单因子方差分析结果表明:锰对米氏凯伦藻的生长和叶绿素荧光参数(Fv/Fm,Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR,qP,NPQ)均有显著影响(P0.05);米氏凯伦藻的叶绿素相对含量和细胞密度在10-12-10-8mol/L锰浓度间随着起始锰浓度的增大而增大,在10-8-10-4mol/L锰浓度间随锰浓度的增大而降低。多重比较结果表明,10-4mol/L锰浓度组的细胞密度和叶绿素相对含量显著低于其它处理组。锰浓度对荧光参数的影响与锰浓度范围和生长时期有关,当锰浓度为10-12-10-8mol/L时,荧光参数Fv/Fm,Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR在第3-9天随着起始锰浓度的增加而升高,Fv/Fm和Fv/Fo在第2-7天随培养时间的延长而增加。qP值在整个培养周期内随锰浓度升高呈下降趋势,各浓度组的NPQ则呈现先下降后上升趋势。相关性分析结果表明,从第3天开始至实验结束,10-4mol/L浓度组的叶绿素相对含量与细胞密度之间均呈极显著的正相关关系(P0.01)。荧光参数(Fv/Fm、Fv/Fo)、叶绿素相对含量以及细胞密度与锰浓度的相关性则随着锰浓度范围及培养天数的不同而变化。从第4天开始至培养结束,细胞密度、叶绿素相对含量均与锰浓度(10-8-10-4mol/L)呈极显著的负相关(P0.01)。探讨了叶绿素荧光技术在赤潮藻研究中的应用。     

Effect of water content components on desiccation and recovery in Sphagnum mosses

BACKGROUND AND AIMS: The basic parameters of water relations were measured in Sphagnum mosses. The relationships of these parameters to the photosynthetic response to desiccation and the ecology of these mosses were then tested. METHODS: The water relations parameters of six Sphagnum species (mosses typical of wet habitats) and Atrichum androgynum (a moss more typical of mesophytic conditions) were calculated from pressure-volume isotherms. Photosynthetic properties during and after moderate desiccation were monitored by chlorophyll fluorescence. KEY RESULTS: When desiccated, the hummock-forming species S. fuscum and S. magellanicum lost more water before turgor started dropping than other sphagna inhabiting less exposed habitats (73 % compared with 56 % on average). Osmotic potentials at full turgor were similar in all species, with an average value of -1.1 MPa. Hummock sphagna had clearly more rigid cell walls than species of wet habitats (epsilon = 3 x 55 compared with 1 x 93 MPa). As a result, their chlorophyllous cells lost turgor at higher relative water contents (RWCs) than species of wet habitats (0 x 61 compared with 0 x 46) and at less negative osmotic potentials (-2 x 28 compared with -3 x 00 MPa). During drying, Phi(PSII) started declining earlier in hummock species (at an RWC of 0 x 65 compared with 0 x 44), and F(v)/F(m) behaved similarly. Compared with other species, hummock sphagna desiccated to -20 or -40 MPa recovered more completely after rehydration. Atrichum androgynum responded to desiccation similarly to hummock sphagna, suggesting that their desiccation tolerance may have a similar physiological basis. CONCLUSIONS: Assuming a fixed rate of desiccation, the higher water-holding capacities of hummock sphagna will allow them to continue metabolism for longer than other species. While this could be viewed as a form of 'desiccation avoidance', hummock species also recover faster than other species during rehydration, suggesting that they have higher inherent tolerance. This may help them to persist in drought-exposed hummocks. In contrast, species growing in wet habitats lack such strong avoidance and tolerance mechanisms. However, their turgor maintenance mechanisms, for example more elastic cell walls, enable them to continue metabolizing longer as their water contents fall to the turgor-loss point.     

紫茎泽兰茎和叶片色素及叶绿素荧光相关参数对不同温度处理的响应差异

通过人工模拟低温(12 ℃)、常温(25 ℃)、高温(35 ℃)生境,对紫茎泽兰茎和叶片色素(叶绿素a,b,类胡萝卜素,花青素)含量和组成、叶绿素荧光参数包括最大荧光效率Fv/Fm、光系统II效率ФpsⅡ、光化学淬灭系数qP、非光化学淬灭系数NPQ、热耗散速率HDR进行了动态测定.结果表明:在低温和高温胁迫处理过程中,茎和叶片的色素含量和组成随时间变化趋势基本一致,但茎的变化幅度明显低于叶片.与此类似,茎和叶片叶绿素荧光参数在不同温度处理过程中的变化趋势一致,但是茎各指标的变化幅度普遍小于相应叶片的变化幅度:低温下,茎的ФpsⅡ和ETR较对照最大降低44%,而叶片降低超过60%;高温下,茎的ФpsⅡ和ETR较对照下降16%～57%;而叶片则下降50%～80%.其产生原因在于:在温度胁迫条件下,叶片获取光能用于光化学过程的份额(qP)大幅下降,用于热耗散的份额(NPQ)大幅上升,茎的情况相反,所获取光能用于光化学电子传递的份额较常温下更多、用于热耗散的减少,这使得茎的耗散速率(HDR)升高的幅度显著低于叶片的升高幅度(p<0 05).综合3个温度的测定结果,茎的叶绿素含量相当于叶片的1/3～1/6,茎的叶绿素a/b较叶片低20%左右,但是光合电子传导速率ETR与叶片相当,这使得茎的光合色素利用效率ETR/Chl远高于叶片.叶片和茎叶绿素荧光参数在不同温度处理下变化趋势一致、但叶片的变化幅度远大于茎的这一响应差异,使得在适宜温度下紫茎泽兰叶片光合对整体光合贡献增大,而在温度胁迫条件下茎的光合贡献增大,这种策略使得这一植物在适宜生境下通过叶片光合、快速生长迅速占据生境,而在逆境条件下茎等非同化器官光合贡献增加,有利于其在逆境中的保存.     

Production and chlorophyll concentration of epipelic and epilithic algae in fertilized and nonfertilized subarctic lakes

The production and chlorophyll concentration of epipelic and epilithic algae was measured during four years (1972–1975) in two shallow, Swedish subarctic lakes. One lake (Lake Hymenjaure) was fertilized with phosphorus or a combination of phosphorus and nitrogen while the other (Lake Stugsjön) served as a reference. The benthic algae in both lakes were dominated by Cyanophyceae of the same species during the whole investigation. The chlorophyll concentration of epipelic and epilithic algae was 100 and 20 mg·m^–2 respectively and fairly constant during the season. In 1974–1975 there was a significant increase in chlorophyll concentration of the benthic algae in Lake Hymenjaure, probably as a response to the poorer light climate in the lake due to a large phytoplankton development. The annual benthic production was 3.4–7.2 gC·m^–2 and it was not enhanced by the fertilization. Compared to the other primary producers (phytoplankton and macrophytes) the benthic algae constituted 70–83% of the total production in Lake Stugsjön. In Lake Hymenjaure, however, the importance of the benthic algae decreased from 50 to 22% of the total due to the great increase in phytoplankton production induced by the lake fertilization.     

Effect of UV‐B radiation on the content of UV‐B absorbing compounds and photosynthetic parameters in Parmotrema austrosinense from two contrasting habitats

• We studied the resistance of Parmotrema austrosinense to UV‐B stress. We focused on the effects of a high dose UV‐B radiation on the content of chlorophylls, carotenoids and UV‐B screening compounds.
• Photosynthetic parameters were measured by chlorophyll fluorescence (potential and effective quantum yields, photochemical and non‐photochemical quenching) and evaluated in control and UV‐B‐treated lichens. Lichens from two different locations in Cordoba, Argentina, were selected: (i) high altitude and dry plots at (Los Gigantes) and (ii) lowland high salinity plots (Salinas Grandes).
• UV‐B treatment led to a decrease in the content of photosynthetic pigments and UV‐B screens (absorbance decrease in 220–350 nm) in the samples from Salinas Grandes, while in Los Gigantes samples, an increase in UV‐B screen content was observed. Chlorophyll fluorescence parameters showed a UV‐B‐induced decline in F_V/F_M, Φ_PSII and qP indicating limitation of primary photosynthetic processes in photosystem II (PSII) of symbiotic alga, more pronounced in Salinas Grandes samples. Protective mechanism of PSII were activated by the UV‐B treatment to a higher extent in samples from Salinas Grandes (NPQ 0.48) than in Los Gigantes samples (NPQ 0.26).
• We concluded that site‐related characteristics, and in particular different UV‐B radiation regimen, had a strong effect on resistance of the photosynthetic apparatus of P. austrosinense to UV‐B radiation.

     

几种针阔叶树种不同光照强度下叶绿素荧光特性的研究

测定研究了油松、新疆杨等7种针阔叶树种不同光照强度下最大量子效率(ΦP)和实际量子效率(PhiPSⅡ)等叶绿素荧光特性的变化规律,进而研究了树木对光照强度适应性。结果表明,ΦP和PhiPSⅡ随光强度增加呈下降趋势,二者的光进程变化呈正相关直线。运用方程获得的量子效率最大点、光进程变化转折点和量子效率最小点,可评价树木光合量子效率的大小和对强光的适应性。依PhiPSⅡ最大值对被试树种光合量子效率排序为沙棘>白榆>新疆杨>白腊>油松>白木千>侧柏;依ΦP光进程变化转折点和量子效率最小点对应的光强度评价被试树木对强光的适应能力排序为新疆杨>白榆>侧柏>白腊>油松>沙棘>白木千,结果与被试树种生态特征基本一致。     

不同类型喀斯特植物的荧光特征及抗旱性比较

利用叶绿素荧光技术观测了五个不同类型的喀斯特植物翅荚香槐、大盔凤仙、红背叶、牛耳朵和青冈栎在不同作用光强下的光能利用特征,并且对这五种类型植物在PEG诱导水分胁迫下的抗旱性作了比较。结果表明,随着作用光强的增加,这五种植物的光化学反应能力(qP)逐渐降低,非光化学耗散作用(NPQ)明显增加,同时PSⅡ有效光化学效率(Fv′/Fm′)随之下降,导致PSⅡ电子传递量子效率(ΦPSⅡ)也明显下降,但在相同作用光强下这五个类型植物的荧光特征无明显差异。在PEG诱导水分胁迫的实验中,牛耳朵、青冈栎在PEG处理后Fv/Fm变化不明显,而红背叶Fv/Fm值下降程度最大,其次为翅荚香槐、大盔凤仙。由此推测,牛耳朵和青冈栎的耐干旱能力最强,红背叶抗旱能力最弱,翅荚香槐、大盔凤仙居中。