光强对四种亚热带树苗生长特征影响的比较

鼎湖山亚热带森林优势树种藜蒴、荷木、黄果厚壳桂和马尾松2－3年生树苗,盆栽于16％、40％和100％的自然光下生长16个月．3种阔叶树无论在全自然光还是在弱光下均能较好地存活,遮光下的马尾松则出现不同程度的死亡．全光下的马尾松、黄果厚壳桂树苗的基径和树高生长大于遮光下的树苗．4个树种的侧枝数均随光照的减弱而下降．在不考虑新老叶更新的情况下,全光下的藜蒴、黄果厚壳桂单株叶片数大于弱光下的树苗,而荷木则相反．如果以全光下单株树苗干物质量为100％,那么在相对光照为40％和16％下生长的马尾松、黄果厚壳桂、荷木和藜蒴单株树苗的干物质量分别为57．4％和32．7％、73．8％和62．1％、78．0％和78．6％、93．9％和76．2％．不同光强下的藜蒴、荷木地上部分干物质量的变化不大,地下部分则随光照的减弱而下降,马尾松、黄果厚壳桂无论地上还是地下部分干物质量均随光强的减弱而明显减少．遮光下生长的3个阔叶树种树苗的冠根比（CRR）、叶重比（LWR）、叶面积比（LAR）和比叶面积（SLA）均高于全光下的树苗．马尾松为喜光树种,对阴生环境的适应能力极为有限;黄果厚壳桂为耐阴树种,在全光下仍然比遮光条件下生长较快．     

适度高温胁迫对亚热带森林3种建群树种幼树光合作用的影响

利用Licor-6400光合作用测定系统和叶室荧光仪（Licor-6400LCF）测定适度高温（42℃）胁迫下阳生树种荷木（Schima superba）、耐荫树种黄果厚壳桂（Cryptocarya concinna）和中生性树种红锥（Castanopsis hystrix）在全日光和遮阴（20％全日光）生长下的叶片光合速率和叶绿素a荧光。适度高温胁迫引起全日光和遮阴叶片PSII原初最大光化量子产率（Fv/Tm）降低,反映适度高温胁迫引起PSII功能的部分抑制。其中适度高温对阴生树种黄果厚壳桂和遮阴下生长叶片的PSII抑制较阳生树种荷木在全日光下生长的叶片大。除在全日光下生长的黄果壳桂外,适度高温胁迫能增高全日光或遮阴下生长的荷木和红锥叶片的光合速率。同时亦表现较高的耐高光强抑制的能力。适度高温胁迫降低全日光下生长荷木和红锥叶片的PSII量子产率（ФPSII）,但对具有低西ФPSII的阴生树种黄果厚壳桂或在遮阴下生长的阳生树种荷木或中生性树种红锥叶片则影响较小。适度高温胁迫引起生长在全日光下的阳生树种荷木或中生性树种红锥叶片的CO2同化量子需要量降低,但甚少影响阴生树种黄果厚壳桂或遮阴下生长叶片CO2同化量子需要量。适度高温对亚热带森林建群种幼树光合作用的影响依赖于植物种类和叶类型（阳生和阴生叶）。     

亚热带植物叶片UV—B呼吸化合物的积累

供试的５７种亚热带在自然条件下,其叶片ＵＶ－Ｂ吸收化合物在２８０ｎｍ￣３３０ｎｍ有１个或２个吸收峰。以单位面积为基数表示的ＵＶ－Ｂ吸收化合物吸收率为乔木〉灌木〉草本;阳生植物〉阴生植物。降低生长光强至自然光的４０％和１６％,荷木,黧蒴,黄果厚壳桂和马尾松叶片的ＵＶ－Ｂ吸收光化合物减少８％￣４８％。化工厂和电厂附近生长的植物叶片ＵＶ－Ｂ吸收化合物吸收率呈现增高或降低两种变化类型。结果表明叶片具有抵御     

亚热带植物叶片UV-B吸收化合物的积累

供试的５７种亚热带植物在自然条件下,其叶片ＵＶ－Ｂ吸收化合物在２８０ｎｍ～３３０ｎｍ有１个或２个吸收峰。以单位面积为基数表示的ＵＶ－Ｂ吸收化合物吸收率为乔木＞灌木＞草本;阳生植物＞阴生植物。降低生长光强至自然光的４０％和１６％,荷木,黧蒴,黄果厚壳桂和马尾松叶片的ＵＶ－Ｂ吸收化合物减少８％～４８％。化工厂和电厂附近生长的植物叶片ＵＶ－Ｂ吸收化合物吸收率呈现增高或降低两种变化类型。结果表明叶片具有抵御ＵＶ－Ｂ辐射损伤作用的ＵＶ－Ｂ吸收化合物的积累受植物基因型、生活型、生态型的控制和环境因子的调节。     

生长光强和冬季低温对三种亚热带木本植物生理特性的影响

种植于１００％、４０％和１６％自然光下的荷木、黧蒴和黄果厚壳桂幼苗叶片,在冬季低温期中细胞电解质未发生明显泄漏．强光下的黄果厚壳桂的叶绿素荧光Ｆｖ／Ｆｍ只有０．３４．离休叶园片经５℃弱光处理,Ｆｖ／Ｆｍ下降．黄果厚壳桂在三种光下叶片的ｃｈｌａ／ｂ、可溶性糖／蛋白质和Ｆｖ／Ｆｍ皆比荷木和黧蒴低．显示其对高光和低温较为敏感．４０％光比其他两种光强较有利于三种植物中有机物的合成．     

不同光强下生长的亚热带树苗的光合-光响应特性的比较

鼎湖山亚热带森林中的优势树种马尾松、荷木、黧蒴和黄果厚壳桂的幼苗,盆栽于100%、40%和16%的自然光下生长1年.利用氧电极离体测定叶片的光合-光响应曲线,结果表明不同树种及同一树种不同生长光强处理之间差异明显.比较最大净光合速率(Amax)、光补偿点、光饱和点、光抑制点及光能利用效率(QUE)等的变化可见,黄果厚壳桂为耐阴植物,对高光强的光合适应潜力为有限,100%的自然光明显抑制其最大同化力;其余3种植物均为喜光植物,其中马尾松的光合作用对遮阴的适应能力较差,而荷木和黧蒴则相对较强.本文还对植物的光合生理特性与其演替状态的联系作了初步探讨.     

适度高温下亚热带阔叶树种叶片的光合速率和吸收光能的分配

 利用光合作用测定系统（Li-COR 6400和叶室荧光仪）,测定了亚热带阔叶树种的光合速率和荧光参数,分析了38 ℃适度高温对叶片光合作用 和吸收光能分配的影响。测试树种包括华南亚热带地区常见的阳生性树种木荷（Schima superba）、耐荫树种黄果厚壳桂（Cryptocarya concinna）和中生性树种红锥（Castanopsis hystrix）。适度高温处理均引起 所有树种的光合能力下降,而且木荷和红锥下降的程度比黄果 厚壳桂明显。与25 ℃的对照温度相比,适度高温处理的木荷叶片用于光化学反应所消耗的光能下降,红锥和黄果厚壳桂也有相似的反应,表明 适度高温限制叶片用于光化学反应的吸收光能。无论哪个树种,38 ℃适度高温处理的植物,叶片总吸收光能中额外多余的那部分和处于非活化 状态PSⅡ所吸收的那部分光能都增加,而且黄果厚壳桂比木荷和红锥显著,因此,亚热带阔叶森林的树种对适度高温的响应因种类而异。研究 结果意味着将来气候变化导致温度的上升对演替后期树种黄果厚壳桂的光合过程的限制比演替早期的树种木荷和中生性树种红锥会更严重。     

不同光强下生长的亚热带树苗的光合—光响应特性的比较

鼎湖山亚湖热带森林中的优势树种马尾松、荷木、黛蒴和黄果厚壳桂的幼苗,盆栽于１００％、４０％和１６％的自然光下生长１年。利用氧电极离体测定叶片的光合－光响应曲线,结果表明不同树种及同一种树种不同生长光强处理之间差异明显。比较最大净光合速率、光寂偿点、光饱和点、光抑制点及光能利用效率等的变化可见,黄果厚壳桂为耐阴植物,对高光强的光合适应潜力为有限,１００％,自然光明显抑制最大同化力;其余３种植物均为喜     

高氮和低光强限制南亚热带森林演替树种的光合能量利用

本文利用CO2交换系统和叶绿素荧光方法研究南亚热带森林的阳生或群落演替早期树种荷木（Schima superba）、中生性或群落演替中期树种红椎（Castanopsis hystrix）和耐荫或群落演替后期树种黄果厚壳桂（Cryptocarya concinna）的叶片光合速率和光合能量利用对高氮和光强的响应．3种供试树种在高氮和高光强下（HNHL）植株叶片的净光合速率（Po）比在低氮和高光强（LNHL）下高,低氮限制了高光强下植株叶片的Pn;高氮和低光强下（HNLL）的植株也有明显低的Pn,低光强限制了高氮下植株的Pn．Pn对氮的响应依赖于氮的水平和生长的光强状况．荷木和红椎的HNHL,LNHL和HNLL植株叶片有相似的F＇v/F＇m而黄果厚壳桂HNHL植株的F＇v/F＇m《较LNHL和HNLL高（P〈0．05）．在光强0～1200μmol·photo．m^-2．s^-1,黄果厚壳桂的HNHL植株有高的光化量子产率（△／F＇m）,而这一效应并不反映在阳生树种荷木和中生性树种红椎上．在光强0～2000μmol·photo·m^-2．s^-1,荷木的LNHL植株叶片用于光化反应的吸收光能占18．2％,较HNHL高,并显著高于HNLL（P〈0．05）;红椎的LNHL植株亦有较HNHL和HNLL植株高的光化能量利用,而黄果厚壳桂的HNHL植株的光化能量利用部分则较LNHL和HNLL高．3种供试树种的HNLL植株均有低的光化能量利用和光合电子传递速率．高氮和低光强对耐荫或群落演替的后期树种黄果厚壳桂光合能利用的影响较群落演替的早期树种荷木和中期树种红椎大．在当前氮沉降的持续增高和频繁出现的阴霾或灰霾天气情况下,氮沉降可能会导致南亚热带耐荫性树种的退化,而演替早期树种和中期树种有较好的忍耐性,从而能够竞争到更多的资源成为生态系统的优势种．因此,氮沉降可能导致地带性森林群落退化,也可能会减缓植物群落的正向演替进程．     

几种南亚热带木本植物光合作用对生长光强的响应

分别将马尾松（Pinus massoniana）、黧蒴（Castanopsis fissa）、荷木（Schima superba）、黄果厚壳桂（Cryptocarya concinna）的幼苗置于100％自然光和32％自然光下生长6个月,测定它们的光强-光合反应曲线和叶绿素荧光的某些参数。结果表明,在100％光下,马尾松有最高的最大光合速率（Pmax）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、暗呼吸（Rd）、表观量子效率（AQY）和总电子传递速率（JF）,光化学猝灭（qP）也最大。而黄果厚壳棒有最大的分配到光呼吸的电子流比率（JO/JF）。100％光下AQY的大小顺序为：马尾松〉黧蒴〉荷木〉黄果厚壳桂,32％光下AQY的顺序则相反。这说明群落早期演替的先锋树种马尾松属于强阳生性树种,具有适应强光的特点,而处于群落演替项级阶段的优势种黄果厚壳梓则能更加充分利用低光生长环境中的光强,同时也可通过提高电子流向光呼吸分配的比例来避免自然光环境中强光的伤害。     

鼎湖山森林群落不同演替阶段优势种叶生态解剖特征研究

对南亚热带鼎湖山森林群落不同演替阶段8种优势树种进行了叶生态解剖学研究。观察的叶片解剖特征有：叶腹角质膜厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶背角质膜厚度及叶总厚度等。马尾松（Pinus massoniana)在针叶林群落和针阔叶混交林群落生境中,针阔叶混交林中叶片厚度变小,主脉管胞、树脂道平均直径变小。从针阔叶混交林演替阶段到季风常绿阔叶林演替阶段,锥栗（Castanopsis chinensis)叶片厚度、海绵组织厚度增加,栅栏组织厚度、P／S值（栅栏组织与海绵组织厚度比）减少;荷木（Schima superba)和黄果厚桂（Cryptocarya concinna)叶片厚度、栅栏组织厚度、叶腹及叶背角质膜厚度差异显著;从针阔叶混交林演替阶段到季风常绿阔叶林演替阶段,锥栗、荷木、黄果厚寺叶片厚度和栅栏组织厚度等差异均显著。不同生境下林内气温、相对湿度、光合有效辐射等小气候特征是叶片结构特征差异的主要影响因子,叶片结构差异反映了叶片结构在一定程度上对生境的适应。     

亚热带森林四种建群树种叶片叶肉导度对适度高温的响应

利用CO2气体交换和叶绿素荧光法,研究了适度高温(38℃)下亚热带森林4种建群树种叶片叶肉导度(gm).结果表明:阳生或早期演替树种荷木叶片gm较中后期演替的中生性或耐荫树种红椎、藜蒴和黄果厚壳桂高(P<0·05).生长在全日光下的叶片gm亦较遮荫的高(P<0·05).温度从25℃升至38℃,4个树种的平均叶肉导度Q10值为(1·59±0·27).gm对温度的响应依赖于植物种类和光环境.由于CO2在水中扩散的Q10值为1·25,gm除受温度影响外,还受到蛋白质的调控.适度高温可引起gm上升,导致叶绿体羧化部位的CO2浓度和羧化速率增高.无论是全日照还是遮荫处理,与荷木相比,适度增温可显著提高红椎、藜蒴和黄果厚壳桂叶绿体羧化速率,说明适度高温对演替中后期树种的演替进程有利.     

Regulation of Light Energy Utilization and Distribution of Photosynthesis in Five Subtropical Woody Plants

The adaptations and responses of photosynthesis to long- and short-term growth light gradient treatments were investigated in five subtropical forest plants, namely Pinus massoniana Lamb., Schima superba Gardn. et Champ., Castanopsis flssa （Champ. ex Benth.） Rehd. et Wils., Acmena acuminatissima （BI.） Merr et Perry, and Cryptocarya concinna Hance. With diurnal changes in sunlight and air temperature, the de-epoxidation state and lutein content in the five woody plants under three light Intensities first increased and then decreased during the day. However, maximal photochemical efficiency （FvFm; where Fm is the maximum fluorescence yield and Fv Is variable fluorescence） and the photochemical quantum yields of photosystem （PS）Ⅱ （φPSⅡ） of the species examined changed in the opposite manner, with those in plants grown under 100% natural light changing the most. After long-term treatment （21 months）, anti-oxidant capacity （1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical （DPPH.）-scavenging capacity） and utilization of excitation energy showed differences in modulation by different light intensities. It was shown that A. acuminatissima and C. concinna, as dominant species in the late succession stage of a subtropical forest in Dinghu mountain, South China, were better able to adapt to different light environments. However, P. massonlana, the pioneer species of this forest, exhibited less adaptation to low light intensity and was definitely eliminated by the forest succession process.     

不同光强下生长的几种亚热带森林树木的Rubisco羧化速率和碳酸酐酶的活性

9月和12月测定了生长于3种不同光强（100％、36％和16％的自然光）下生长的乔木荷树、黧蒴和灌木九节、罗伞盆栽幼苗叶片的Rubisco羧化速率（RCR）、碳酸酐酶（CA）活性和细胞间CO2浓度（Ci)。当生长光强降低时,4种供试植物的RCR和CA活性明显降低。9月时生长在16％自然光下荷树的RCR和CA比100％自然光者分别降低55％和50％,藜蒴则降低20％和35％,耐有的灌木树的降幅较小,仅为33％－38％（RCR）和22％－30％（CA）。12月的RCR和CA的水平较9月时低,翌年1月时自然林不同光强下生长的同类植物的RCA和CA随光强变化也有类似的趋势。RCR和CA活性呈正相关性,且两者与Ci呈弱负相关。推测高光强可能有利于激活Rubisco,促进CA内化的CO2→DlC（可溶性碳）→CO2活性和DlC的传输过程。     

Effects of moderate high-temperature stress on photosynthesis in three saplings of the constructive tree species of subtropical forest

During the exposition to moderate high-temperature stress, photosynthetic rates and fluorescence of chlorophyll a were measured with a photosynthetic measurement system (Li-Cor 6400) and leaf chamber fluorometer (Li-Cor6400 LCF), respectively, in leaves of saplings, sun-adapted species (Schima superba), shade-adapted species (Cryptocarya concinna), and in mesophytic plant (Castanopsis hystrix) (42°C). The results showed that moderate high-temperature stress led to a decrease in F_v/F_>m, namely the primary photochemical quantum efficiency, indicating that moderate high-temperature stress causes a partial inhibition of PSII. It also showed that such an effect was more severe in the shade-adapted plant C. concinna than in the sun-adapted species S. superba. However, except for the sun-grown leaves of C. concinna, the moderate high-temperature stress increased the photosynthetic rate of leaves at high light intensity. Simultaneously, less photoinhibition was found to occur under high-light intensity, suggesting that the capacity of resistant-photoinhibition was stimulated by moderate high-temperature stress. The quantum yield of PSII (?_PSII) decreased in the sun-grown leaves of S. superba and C. hystrix but did not show any significant change in leaves of the shade plant C. concinna and shade-grown leaves of sun plant S. superba or the mesophytic plant C. hystrix because they already had a very low ?_PSII under this condition. Moderate high-temperature stress led to a decrease in ?_PSII/?_CO2 ratios, an estimate of the quantum requirement for CO2 assimilation, in the sun plant S. superba and the mesophytic plant C. hystrix because they were associated with the dissipation of a lower fraction of excitation energy. However, no significant changes were found in shade plant C. concinna and in shade-grown leaves of the other examined plants. The effect of moderate high-temperature (42°C) on photosynthesis depends on species and leaf type (sun and shade leaves) in the saplings of subtropical broad-leaved trees.     

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的适应

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流速率及其分配到光呼吸的比例在100%光强下最高。乔木和灌木的电子传递和光能分配特性在16%光下相似,在100%光下差别较明显。除灌木种有较高的热耗散比例之外,其余的参数皆比乔木的低。结果表明乔木与灌木皆可通过提高激发能热耗散比例和提高光合电子传递向光呼吸的比例来适应于高光强条件。     

Effect of light intensity on partitioning of photosynthetic electron transport to photorespiration in four subtropical forest plants

Photosynthetic rate (Pn) and the partitioning of noncyclic photosynthetic electron transport to photorespiration (Jo) in seedlings of four subtropical woody plants growing at three light intensities were studied in the summer time by measurements of chlorophyll fluorescence and CO2 exchange. Except Schima superba, an upper canopy tree species, the tree species Castanopsis fissa and two understory shrubs Psychotria rubra, Ardisia quinquegona had the highest Pn at 36% of sunlight intensity. The total photosynthetic electron transport rate (JF) and the ratio of Jo/JF were elevated in leaves under full sunlight. Jo/JF ratio reached 0.5-0.6 and coincided with the increasing of oxygenation rate of Rubisco (Vo), the activity of glycolate oxidase and photorespiration rate at full sunlight. It is suggested that an increasing partitioning proportion of photosynthetic electron transport to photorespiration might be one of the protective regulation mechanisms in forest plant under strong summer light and high tempe