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     

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。     

两种热带雨林树苗对环境光强变化的生理响应和适应机制

干季末雨季初以西双版纳热带雨林中木奶果和玉蕊2种树苗为材料,研究了将生长于12.5%自然光（相当于小林窗的光强）和36%自然光（相当于大林窗的光强）下的这2种树苗分别移至36%自然光和12.5%自然光下之后各自叶片最大净光合速率（Pmax）、叶绿素荧光参数、光合色素含量、比叶重（LMA）以及叶片悬挂角（MA）的变化过程,探讨了2种植物幼苗在生长环境光强改变后其形态和生理生态特性做出的相应调整以适应新的光环境的过程与机制。结果表明,这2种树苗均不适宜生长在大林窗的强光环境下,但木奶果对光环境的增强表现出一定的耐受力,光合适应潜力强于玉蕊,2种树苗对低光环境都能较好地适应;新叶的生成在整株植物对生长光环境变化的适应过程中也起到至关重要的作用。     

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。     

西双版纳两种生态特性不同的外来草本植物对生长环境光强的适应策略

于干热季测定了紫茎泽兰和阳春砂仁叶片比叶重、色素含量、光合能力和叶绿素荧光动力学参数,探讨了它们适应环境光强的策略及其生理生态学机制。36 %光强下砂仁叶片光抑制较明显;10 0 %光强下紫茎泽兰光抑制不严重,光系统 最大光能转换效率和量子效率始终维持在较高水平。随着环境光强的升高,紫茎泽兰最大净光合速率(Pmax)、比叶重、非光化学猝灭系数(N PQ)和单位面积叶片类胡萝卜素含量升高,单位干重叶片叶绿素含量降低。紫茎泽兰能通过形态和生理特性的变化适应大幅度的光强范围,这可能是其表现强入侵性的重要原因之一。强光下紫茎泽兰热耗散并不多,主要通过提高Pmax利用更多的光能来保护光合机构,光系统 反应中心可逆失活也能耗散部分光能。虽然砂仁Pmax也能随生长环境光强的升高而增大,但其值较低,增幅不大,相反其热耗散的增加较多,N PQ较高,白天初始荧光明显低于黎明,表明砂仁主要是通过热耗散来保护光合机构。     

四种热带雨林树种幼苗比叶重,光合特性和暗呼吸对生长光环境的适应

雾凉季研究了西双版纳热带雨林4种植物幼苗对生长光环境的适应,其中两个树种幼苗喜光（团花和滇南插柚紫）,两个树种幼苗耐荫（滇南红厚壳和玉蕊）发现弱光环境中生长的4种植物比叶重、光合能力、光饱和点、光补偿点暗呼吸速度、叶绿素a/b比较低,叶绿素含量较高。玉蕊和滇南红厚壳幼苗的光合能力和呼吸速度 于团花树和滇南插柚紫。团花树和滇南插机紫的比叶重和光合作用的可塑性大于玉蕊和滇南红厚壳。高光强下生长的团花树和滇南插机紫增加叶氮分配给羧化酶的比较。减少分配给叶绿素的比例。滇南红厚壳和玉蕊适应弱光环境的能力略强于团花树和滇南插机紫,但适应强光的能力较差。研究结果支持树种的生理生态特性决定了其演替状况和生境选择的假说,单位干重叶的光合能力和呼吸速率并未表现出利于光适应的可塑性,表明4种植物生理适应能力较差,形态学上的适应在4种热带雨林树种幼苗光适应方面起到了重要的作用,叶氮分配也是它们光适应的策略之一。     

热带雨林三种树苗叶片光合机构对光强的适应

对生长在不同光强(自然日光的8％,25％,50％)下西双版纳热带雨林3种木本植物团花(Anthocephalus chinensis)、玉蕊(Barringtonia pendala)和藤黄(Garrcinia hanburyi)幼苗光合机构的研究表明,随着生长光强的升高,植物叶片的光饱和点、补偿点、净光合速率和非光化学淬灭系数(NPQ)升高,而表现量子效率(AQY)、有效光化学量子产量(Fv／Fm)、光化学淬灭系数(qP)下降．在抗氧化系统中,超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化酶(APX)活性随着光强的升高而升高,而过氢化物酶(CAT)活性与生长光强的变化不一致．抗坏血酸(AsA)含量随着光强的升高而急剧上升。最能反映PFD的变化．可以认为,除与叶黄素循环有关的热耗散增大之外,植物叶片抗氧化系统的加强也是响应强光的一种保护措施．     

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。     

4种木本植物叶片的光合电子传递和吸收光能分配特性对光强？…

以气体交换和叶绿素荧光测定相结合的方法研究了亚热带自然林乔木荷树、黧蒴和林下灌木九节、罗伞幼苗的光合电子传递及激发能利用的分配对生长光强的适应特性。４种植物生长于１００％、３６％和１６％的自然光下８个月,叶片的光化学速率和热能耗散速率随光强增大而提高,热能耗散占总的光能吸收的比例也因光强不同而改变,１６％光下的相对热耗散率约为４０％－４５％,１００％自然光下增大至５０％－７５％。叶片总的非环式电子     

不同光强对两种桤木幼苗光合特性和抗氧化系统的影响

通过搭建荫棚设置3种不同的光强, 模拟森林幼苗生长的旷地(砍伐迹地)、林窗和林下光照环境(分别为100%、56.2%和12.5%的全光照), 比较研究了外来种台湾桤木(Alnus formosana)和乡土种桤木(A. cremastogyne)幼苗的叶形态、光合能力、热耗散和抗氧化酶的活性, 探讨了两树种幼苗对光强的适应及光保护策略。结果表明: 在3种光强下, 一定光强范围内随着光强的增加, 两种桤木幼苗的比叶重(LMA)、类胡萝卜素(Cars)、类胡萝卜素/叶绿素(Cars/Chl)和抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX))活性升高, 最大净光合速率(P_max)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和非光化学猝灭系数(NPQ)具有升高的趋势; Chl含量和瞬时光能利用效率(LUE)降低; 净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、气孔限制值(L_s)升高, 胞间CO₂浓度(C_i)降低, 推测P_n降低的主要因素是非气孔限制, 表明两种桤木幼苗均能适应不同的生长光强。生长在相同光强下, 桤木幼苗光抑制现象比台湾桤木幼苗严重, 台湾桤木幼苗对光强适应能力较强。随着光照强度的增加, 台湾桤木幼苗NPQ增加不显著, 热耗散较少, 相同光强下P_max和抗氧化酶活性显著高于桤木幼苗, 而桤木幼苗随着光强的增加热耗散显著, 表明在光抑制时, 台湾桤木幼苗主要是通过提高P_max利用光能和抗氧化酶系统进行保护性调节, 桤木幼苗则通过天线系统非辐射耗散将过剩的光能以热能的形式消耗掉。     

夜间低温对不同光强下生长的两种热带树苗光合作用的影响

于雾凉季测定了叶片叶绿素荧光和气体交换参数、H2 O2 和丙二醛 (MDA)含量 ,探讨了 4～ 6℃夜间低温对 3种相对光强 (太阳光的 8%、2 5 %和 5 0 % )下生长的 2种山地雨林树苗光合作用的影响。夜间低温处理导致 3种光强下生长的 2种植物叶片日间和胁迫诱导的光抑制加剧 ,净光合速率 (Pn)和光呼吸速率降低 ,H2 O2 和MDA含量升高。生长环境光强升高可加剧夜间低温的效应 ,弱光下 2种植物受夜间低温影响较小 ,间接表明雾使光强减弱可缓解自然夜温降低对西双版纳热带植物的危害。处理期间滇南插柚紫Pn 主要受气孔限制 ,滇南红厚壳Pn 降低与活性氧增加引起的羧化效率降低有关 ,两种植物Pn 的降低均与光抑制关系不大。夜间低温后滇南红厚壳气孔导度降低较少 ,H2 O2 和MDA含量较高 ,光抑制较重 ,5 0 %相对光强下其未做夜间低温处理的对照植株发生了胁迫诱导的光抑制 ,表明它对夜间低温较敏感。     

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。     

热带森林树种多度和丰富度空间分布特征研究

用巴拿马50 hm2森林动态监测样地内直径≥1 cm的树种资料,分析了该样地树种多度(个体数)和丰富度(物种数)及其方差和变异系数在6个取样尺度(5 m×5 m,10 m×10 m,20 m×20 m,25 m×25 m,50 m×50 m,100 m×100 m)的变化规律.结果显示:(1)由于多度的可加性,不同取样尺度在样地内树种多度的变化表现出一致性;随取样尺度的增加,多度方差呈线性增加,而变异系数呈线性减小.(2)丰富度随取样尺度的变化较为复杂,随取样尺度的增加,丰富度方差呈非线性变化,在取样尺度为25 m×25 m时方差最大;变异系数随取样尺度的增加而呈线性减小.研究表明,大尺度的多度值可以由小尺度的多度值通过外推法估计,而丰富度却不能,在生物多样性的保护和管理中不能简单地从一个取样尺度的生物丰富度推测另一个取样尺度丰富度.     

Heat-Induced Increase in the Tolerance of the Wheat Photosynthetic Apparatus to Combined Action of High Temperature and Visible Light: CO2 Fixation,Photosynthetic Pigments,and Chloroplast Ultrastructure

Heating of the leaves of 15-day-old wheat (Triticum aestivum L.) plants at 42°C in the light (370 W/m² PAR) suppressed their ability to fix CO₂ twice stronger than heating in darkness. Heat hardening (3 h at 38–39°C) improved the tolerance of photosynthesis to combined action of high light and temperature but did not affect the tolerance to photoinhibition at 30°C. Hardening did not induce changes in the levels of photosynthetic pigments and their ratios. De-epoxidation of violaxanthin turned out to be more tolerant to photoinhibition at 42°C than CO₂ fixation. Protective effect of hardening was not related to the accumulation of zeaxanthin and activation of the xanthophyll cycle. Hardening protected the most sensitive population of chloroplasts against heat-induced photodamage and simultaneously increased the number and length of thylakoids. An increase in the volume of the thylakoid system was also induced by heating at 42°C and exposure to high light at 30°C. The formation of additional thylakoids and grana of shade type was not associated with improved tolerance of photosynthesis to heat and light stresses.     

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。