关于净光合速率和胞间CO2浓度关系的思考

胞间CO2浓度（G）是光合生理生态研究中经常用到的一个参数。特别是在光合作用的气孔限制分析中,Ci的变化方向是确定光合速率变化的主要原因和是否为气孔因素的必不可少的判断依据（Farquhar和Sharkey1982;许大全1997）。     

盐胁迫对枸杞光合作用的气孔与非气孔限制

NaCl胁迫后,枸杞叶片的Pn,gs,Tr随盐浓度的增加呈现下降趋势。在0．08％－0．6％的NaCl胁迫范围内,枸杞叶片的Ci降低,Ls升高,gs下降主要受气孔限制,这可能由于盐刺激根系产生的某些物理或化学信号运输到地上部所致;而在盐分浓度大于0．6％的胁迫条件下,枸杞叶片的Ci则升高,Ls降低,gs下降的原因是由于Na^ ,Cl^-的大量积累对光合酶活性产生直接的毒害作用,从而使非气孔限制因素成为主要限制因子。     

北方粳稻光合速率、气孔导度对光强和CO2浓度的响应

 以东北地区主栽的粳稻（Oryza sativa var. japonica）品种为对象,用美国LI-cor公司生产的Li 6400光合作用测定仪控制光强、CO2浓度和温度等环境条件,阐述了光合作用和气孔导度对光和CO2浓度的响应特征及其耦合关系。结果表明,光合速率随光强或CO2浓度的提高而增大,均遵循米氏响应;在不同CO2浓度下,表观量子效率随CO2浓度的提高而增大,但CO2浓度达到800 μmol•mol－1以上时,表观量子效率有所减小;在不同光强下,表观羧化效率也随光的增强而增大,但光强达到1 600 μmol•m-2•s-1以上时,表观羧化效率也有所减小;在光强和CO2浓度协同作用下,光合速率的响应遵循双底物的米氏方程,在光强和CO2浓度均趋于饱和时,北方粳稻（品种：辽粳294）剑叶的潜在最大光合速率为71.737 8 μmol•m-2•s-1,表观量子效率为0.056 0 μmolCO2•μmol-1 photons,表观羧化效率为0.103 1 μmol•m-2•s-1/μmol•mol－1。气孔导度也随光的增强而增大,对光强的响应规律也可以用Michaelis-Menten曲线模拟,而叶面CO2浓度的提高会使气孔导度减小,气孔导度（Gs）对叶面CO2浓度（Cs）的响应可以用Gs=Gmax,c/(1+Cs/Cs0)的双曲线方程模拟。在光强(PFD)和CO2浓度协同作用下,气孔导度可以用式Gs=Gmax(PFD/PFDc)/［(1+PFD/PFDc)(1+Cs/Cs0)］+Gct估算,当CO2浓度趋于0而光强趋于饱和时,北方粳稻的潜在最大气孔导度（Gmax）为0.670 9 mol•m-2•s-1。在光强和CO2浓度协同作用下,Ball-Berry模型及其修正形式依然能很好地表达气孔导度-光合速率的耦合关系,并且用叶面饱和水汽压差（Ds）修正耦合关系中的相对湿度可以提高模拟精度。     

水分胁迫对短枝型果树光合作用的非气孔限制

水分胁迫使叶片相对含水量降低,气孔阻力增大.水分胁迫光合速率的下降除受气孔因素影响之外,随着胁迫时间的延长和胁迫程度的加剧,水分胁迫导致O-·2累积,H2O2含量增加,从而引发膜脂过氧化,造成膜渗漏,质膜相对膜透性增大,膜脂过氧化产物MDA含量升高,由膜系统破坏而诱发的非气孔因素成为光合速率下降的主要原因.     

植物光合作用对CO2浓度增高的适应机制

长期在高浓度CO2环境下生长的植物往往会发生光合适应或下调,即在相同CO2浓度下的光合速率明显低于普通空气中生长的对照。虽然关于这种现象已经有许多研究报告和综述文章,但是它的机理还不很清楚。本文结合作者所在研究组的工作,概述了关于植物光合适应机理研究的新进展,提出除了呼吸作用增强和光合产物超常积累的可能作用以外,二磷酸核酮糖（RuBP）羧化限制和RuBP再生限制可能是导致植物光合适应的主要因素。     

烤烟旺长期气孔和非气孔限制对水分胁迫的反应

烤烟NC89、LJ851、LJ911在旺长期生长迅速,耗水量大。烟株生长的最适宜土壤相对含水量应保持在75%~85%,此土壤水分条件下的中午光合速率的下降是气孔限制所致。当土壤相对含水量低于75%,光合非气孔限制因素开始出现。当土壤相对含水量低于65%时,非气孔限制逐渐成为光合下降主导因子,并可能导致光合器官受到损伤。     

光合作用气孔限制分析中的一些问题

简要分析评论了光合作用气孔限制分析中的一些似是而非的观念及其作法的不可靠性。     

气孔参数和温室效应及其与大气CO2浓度的相关性

自从工业革命以来 ,全球气温发生了明显的变化。研究表明 ,2 0世纪 90年代和 2 0世纪分别是近千年来最暖的 10年和世纪。 2 1世纪的全球变暖现象将比 2 0世纪更加明显。目前普遍认为 ,温室效应是造成全球气候变暖的主要原因。气候变暖影响全球生态系统 ,威胁着人类的生存和发展。正确认识植物气孔参数、温室效应及其与大气 CO2 浓度的相关性 ,有助于正确预测全球气候变化的趋势 ,促使人们采取相应的措施 ,促进可持续性发展。1　温室效应及其与大气 CO2 浓度的相关性1.1　温室效应的含义　生活中常见的玻璃花房和塑料薄膜蔬菜大棚就是典型…     

大气CO2浓度升高对香蕉光合作用及光合碳循环过程中叶氮分配的影响

生长在高CC2浓度(700±56μl     

气孔导度对CO2浓度变化的模拟及其生理机制

基于气孔运动的生理生化机制重点进行了气孔导度(gs)对CO2浓度变化的响应机制分析,并推导得到气孔导度(gs)对CO2浓度变化响应模型,并以9种植物进行了模型验证。结果表明:随着CO2浓度的升高,气孔导度会逐渐降低,且下降的幅度会随着CO2浓度的升高而逐渐减弱。气孔导度对CO2浓度(Cs)变化的响应模型可以表达为gs=gmax/(1+Cs/Cs0),其中式中gmax是最大气孔导度和Cs0是实验常数。该模型较好地模拟了气孔导度随CO2浓度变化的规律,模型参数具有明确的生理意义,与Jarvis模型和Ball-Berry模型相比,该模型如何实现多种环境因子的耦合有待进一步突破。另外,模型是在短期改变叶片CO2浓度的条件下得出的,在CO2浓度长期胁迫下的适用性也有待进一步确认。     

砂仁种子的解剖学和组织化学研究

砂仁种子包括假种皮、种皮、外胚乳、内胚乳与胚。假种皮由内表皮、外表皮及其间的６－９层薄壁细胞组成。种皮分为外种皮、中种皮与内种皮。外种皮由１层表皮细胞构成,其壁增厚并略木质化。中种皮包括各含１层细胞的下层皮和半透明细胞层与含３－５层细胞的色素层;下皮层与色素层细胞均含有红综色素,后者的壁呈网状增厚。内种皮由１层内切向壁与径向壁非常增厚的石细胞构成。种皮表面具有许多疣状突起,它们是体积较小的表皮细胞     

光强对砂仁叶片光合作用光抑制及热耗散的影响

通过测定不同光照条件下砂仁 (AmomumvillosumLour.)叶片气体交换和叶绿素荧光参数 ,探讨了光对其光合机构及其光破坏防御的影响。试验期间 ,上午 11:0 0之前有雾 ,光强较弱。上午砂仁阳生叶净光合速率 (Pn)与下午 (6 .5 3μmol·m-2 ·s-1)相似 ,高于阴生叶 (5 .94μmol·m-2 ·s-1) ,下午阴生叶Pn 高于上午 ,与阳生叶相似。下午砂仁叶片表观量子效率低于上午。其初始荧光 (Fo)、最大荧光 (Fm)、光系统Ⅱ (PSⅡ )最大光能转换效率 (Fv/Fm)、Fm/Fo 及PSⅡ的潜在效率 (Fv/Fo)随日光增强而降低 ,15 :0 0降至最低 ,表明光抑制逐渐加剧。之后随光强减弱这些叶绿素荧光参数升高 ,光抑制得到缓解。与此相反 ,非光化学猝灭系数 (qN)随光强的增加而升高 ,并一直维持在较高水平 ,表明依赖叶黄素循环的保护性反应逐渐增强。阳生叶的光抑制比阴生叶强烈 ,当日遮荫处理使光抑制缓解 ,但各处理间qN 差异不大 ,表明热耗散未受显著影响。结论 :弱光下砂仁叶片即发生光抑制 ,在不同光照下其光抑制的普遍发生 ,是依赖叶黄素循环的保护性反应 ,而非光破坏的结果 ;砂仁叶片叶黄素循环的启动不需过剩光能 ,不同光处理对其影响不大 ;砂仁对光的适应能力较强。     

西双版纳热带雨林下砂仁拔除后的生态恢复研究

种植砂仁 (Amomumvillosum)对西双版纳热带雨林植物多样性的影响引起了人们的关注。通过西双版纳热带雨林下种植的砂仁拔除后的生态恢复两年的研究工作 ,结果表明砂仁排除后 :1 )林下植物数量显著增加 ,超过同等类型的没种过砂仁的原始热带雨林 ;植物种类、物种多样性和均匀度都有大幅度增加 ,与原始热带雨林差别不大 ;群落组成成分仍向着热带雨林演替 ,优势种不明显 ,其中 ,草本和蕨类植物增加显著 ;2 )林下植物生长速率在旱季与原始林差别不大 ,但在雨季可有较快生长 ;生物量在两年内可达到 (636 .1± 43 .4)g·m- 2 ,超过原始林 ,特别是草本和蕨类植物生长较快 ;3)土壤含水量得到提高 ,与原始林相比差异不显著 ,并且 ,涵养水源的能力有所增加 ;深层土壤有机质的含量增加显著 ,速效磷含量需要更长时间的植被恢复才能有所提高 ,速效钾受淋洗作用的影响 ,地表有大量损失。文中最后讨论指出 ,热带林下砂仁实现斑块式的轮歇种植是协调保护与发展的较好方法 ,这在偏远少数民族地区有着较好的可行性。     

西双版纳阳春砂仁栽培的两种模式的比较研究

 阳春砂仁(Amomum villosum)种植对热带湿性季节雨林的影响十分显著,对次生林的影响不大。为保护热带雨林,改变现有阳春砂仁栽培模式,探讨雨林下种阳春砂仁改为次生林下种植阳春砂仁的可行性,比较研究了热带雨林和次生林下阳春砂仁的生长状况和产量。次生林和雨林林下阳春砂仁壮株密度和生物量均明显高于其它株型,同类型林下阳春砂仁笋、苗和衰老株密度差异不显著,但衰老株生物量显著高于笋和苗。次生林和雨林下阳春砂仁笋和苗的密度之和分别为衰老株的1.45和2.18倍,远多于衰老株数量。表明阳春砂仁种群能够维持稳定。值得注意的是阳春砂仁产量很低,茎生物量比很高（0.58以上）,果实生物量比极低（约0.01）,增产潜力较大。在水分较充足的一块次生林样地阳春砂仁果实产量高达211.149 0 kg•hm-2,远高于其它样地。阳春砂仁喜湿可能与其较低的根生物量比和浅根系有关。阳春砂仁叶面积指数、壮株和全部植株生物量与果实产量呈极显著的正相关。次生林和雨林林下阳春砂仁生物量、产量叶面积指数和各株型密度差异均不显著。研究结果表明次生林下可以种植阳春砂仁。     

西双版纳热带季节雨林下种植砂仁干扰对雨林净初级生产力影响

 砂仁（Amomum villosum）为耐荫多年生草本,喜生于雨林林窗中,果实药用。在西双版纳热带季节雨林下广泛种植。为了通过提高林下光照水平来促进砂仁生长、增加产量,种植地雨林下的灌木及草本被清除,约60%～70%的乔木遭到疏伐,林冠盖度由85%～95%降低到55%～60%,雨林受到严重干扰。对3块原始热带季节雨林和3块受种植砂仁干扰雨林样地的净初级生产力（NPP）进行了测定和比较,原始雨林NPP（平均值±SE）为23.47±2.12 t·hm-2·a-1,其中各层次的NPP分别为：乔木层22.04±2     

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     

毛竹(Phyllostachys pubescens)叶光合作用的气孔限制研究

运用Farquhar和Sharkey(1982)提出的两个判据——细胞间隙CO_2浓度(C_i)和气孔限制值(L_s),从几个不同的侧面研究了毛竹光合作用的气孔限制。虽然观测到气孔导度(G_s)与光合速率(P_n)随着气温、光量子通量密度的降低和叶水分胁迫的加剧而大体上平行地下降,但是在低的环境温度、低的光量子通量密度和严重的水分胁迫下,气孔导度的下降不是光合速率下降的主要原因,因为这时C_i在上升,而L_s下降。然而,在低的空气湿度和轻微水分胁迫下,C_i的下降和L_s的上升都证明,这时气孔导度的下降是光合速率降低的主要原因。     

4种作物部分非叶器官气孔频度及其在光合作用中的意义（英文

 通过对小麦（Triticum aestivum L.）、大豆 (Glycine max (L.) Merrill)、 油菜（Brassica napus L.）和玉米（Zea mays L.）等4种作物部分非叶器官(油菜和大豆的豆荚;小麦的外稃和玉米的苞叶)的气孔频度、气孔大小和气孔指数进行了比较研究。结果发现,上述作物非叶器官的气孔频度均较对应叶低;而气孔大小和气孔指数则变化较大。其中油菜和大豆非叶器官气孔的直径通常比对应叶大,小麦和玉米非叶器官的气孔直径则较小;大豆和油菜的非叶器官气孔指数比对应叶小,     

毛姜花原变种花寿命对两性适合度的影响

植物的花寿命被认为是由雌、雄适合度的增长和维持花开放的花费之间的平衡来决定的。姜花属(Hedychium)是姜科唯一一个从热带到高海拔地区分布的大属, 属内不同种类植物的花寿命差异很大。毛姜花原变种(H. villosum var. villosum)的花寿命为5 d, 显著长于其它同域分布的姜科植物。通过人工剪除毛姜花原变种的柱头来使花朵具雌性功能的时间缩短, 结果显示: 在不同的处理中, 结实率随花朵具雌性功能时间的延长而增加, 开花1 d后剪除柱头的结实率为1.85% ± 1.59%, 极显著低于对照的结实率20.96% ± 4.13%, 说明其较长的花寿命能显著地增加传粉的成功率和结实率, 长达5 d的花寿命有利于雌性适合度的提高。同时, 毛姜花原变种开花1 d后, 剩余的平均花粉数和总平均花粉数没有显著差异, 而开花后2、3和4 d后剩余的平均花粉数则极显著少于总平均花粉数, 说明随着花寿命的延长, 花粉输出量也显著增加, 其长达5 d的花寿命也有利于其雄性适合度的提高。较长的花寿命在毛姜花原变种拓展新的生境、向更高海拔地区的扩散中也许起着重要的作用。姜科植物有着极其多样性的传粉和繁育系统, 花寿命在姜科植物传粉和繁育系统的多样性形成及其进化中起着重要作用, 同时, 较长的花寿命有效地提高了雌性适合度和雄性适合度, 从而使姜科植物能脱离热带生境, 向更高海拔的地区扩散, 花寿命在姜科植物从热带地区到高海拔地区的分布过程中也起着重要作用。