基于树干液流和土壤-叶片水势梯度分析荷木干湿季整树水分利用特征

运用Granier热消散探针连续监测荷木的树干液流,于2009年的湿季(8月)和干季(11月)选择天气晴朗的3d测定叶片水势,同步连续监测林冠上方光合有效辐射、土壤含水量、气温和空气相对湿度.结果表明:干湿季下荷木树干液流存在显著差异,此外,土壤水势和液流有较好的相关性,且干季时的相关性更好;荷木的叶面积/边材面积比值平均为(0.416±0.033)m2·cm-2,并与树高呈指数函数下降关系;随着11月土壤水势下降,荷木的整树水力导度和午间叶片水势也有所下降,但不明显;对叶片水势和整树蒸腾进行回归分析,二者之间呈二次多项式关系(P＜0.01),叶片水势并非无限制下降;结果还表明,大气水汽压亏缺(D)和叶片水势呈负相关,这是否空气温度和相对湿度或共同作用影响叶片水势,需要进一步研究.     

夏玉米叶片水分变化与光合作用和土壤水分的关系

叶片是光合作用的重要器官,其含水量的变化必将影响光合作用,但关于叶片水分变化对光合作用的影响报道较少。以华北夏玉米为研究对象,利用三叶期不同水分梯度的持续干旱模拟试验资料,分析夏玉米叶片水分变化及其与叶片净光合速率和土壤水分的关系。结果表明:夏玉米叶片净光合速率对叶片水分变化的响应显著且呈二次曲线关系,叶片含水量约为70.30%时,叶片净光合速率为零;叶片含水量与土壤相对湿度呈非直角双曲线关系,叶片最大含水量约为85.14%。研究结果可为准确描述叶片水分变化对光合作用的影响及客观辨识夏玉米干旱的发生发展及监测预警提供参考。     

青梅树叶片某些光合性能的研究

六月上旬检测青梅树叶片光合作用对光照强度的反应、光合速率的日变化及其影响因素,表明青梅树叶片光合作用的光补偿点和光饱和点分别为2-3千勒克斯和35-40千勒克斯。在新梢旺盛生长期的晴天。叶片的光合速率于10时和15时出现两次高峰。叶片的光合生产能力直接受光照强度的制约,同时还受气温和空气相对湿度的影响。     

边缘效应带和保留带内红松幼林水分生态的差异

 以一个经过12年边缘效应带处理的14年生红松(Pinus koraiensis)(1998年)幼林生态系统为研究对象,对处于不同宽度的边缘效应带和保留带的红松幼树木质部水势、叶片蒸腾强度、气孔导度、叶片温度、空气相对湿度和光合有效辐射的日变化以及土壤相对含水量进行了分析,结合叶片净光合速率探讨了效应带宽度对红松幼林生态系统中红松幼树水分生态及红松生长状况的可能影响模式。结果表明：1）边缘效应带的开拓降低了效应带内红松幼树木质部水势、空气相对湿度和叶片气孔导度,显著提高了叶片蒸腾强度、叶片温度和光合有效辐射     

天目山柳杉叶水势日变化及其与空气温湿度和PAR的相关性

对天目山不同海拔(1 067、698和419 m)样点柳杉(Cryptomeria fortunei Hooibrenk ex Otto et Dietr.)不同冠层(分别离地面高1.3、4和8 m)的叶水势日变化特征进行了研究,并对柳杉叶水势与空气温度、空气相对湿度及光合有效辐射(PAR)的相关性进行了分析。结果表明:不同海拔样点柳杉不同冠层叶水势日变化曲线均呈典型的"V"型,但谷值及其出现的时间有差异;随树冠高度增加叶水势日均值均逐渐降低;不同海拔柳杉同一冠层叶水势日均值有明显差异,其中,海拔419 m处柳杉叶水势日均值为-1.11~-1.22 MPa,海拔698和1 067 m处柳杉叶水势日均值为-0.78~-0.98 MPa,差异极显著(P<0.01)。相关性分析结果表明:柳杉叶水势与空气相对湿度均呈显著正相关(P<0.05)、与空气温度和光合有效辐射均呈负相关。逐步回归分析结果表明:在海拔419 m处影响柳杉叶水势日变化的主导因子是空气温度,而在海拔1 067和698 m处影响柳杉叶水势日变化的主导因子是空气相对湿度。研究结果显示:随海拔升高柳杉叶水势增大且导致叶水势变化的主导因子也有所改变。     

WP4C露点水势仪测定植物叶片水势时的影响因素——以降香黄檀为例

植物叶片的大小、形状、破碎化程度、测定时间及保存时间是影响植物水势测定的主要因素,但相关研究开展较少。本研究以成熟度相同,羽状复叶较多的降香黄檀（Dalbergia odorifera T.Chen）为实验材料,利用WP4C露点水势仪监测叶片水势的日变化动态。结果显示,叶片水势测定最合理的时间段为9：00-13：00;测定叶片在4℃冰箱中保存不同时间后的水势变化值,确定4℃条件下保存1 h内为测定叶片水势的最佳保存时间;比较了不同形状、大小以及不同破碎化程度的叶片对水势测定的影响,结果显示叶片的大小、形状和破碎化程度对水势均有一定影响。因此,实际操作中应使用完整的单个叶片覆盖样品室以准确测定叶片水势。在优化测定条件后,利用该方法测定的水势值具有准确率高、重复性强、稳定性好等特点。     

不同时期毛乌素沙区主要植物种光合作用和蒸腾作用的变化

 采用LI—6000便携式光合分析系统对毛乌素沙区主要植物种油蒿、中间锦鸡儿、旱柳进行了不同时期光合作用,蒸腾作用日进程的测定,并同步测定有效光辐射、空气相对湿度、叶温、气温、胞间CO2浓度、气孔阻力、叶片水势及土壤水势等因子;结果表明：不同时期、不同植物种其光合、蒸腾特征各异;植物的光合、蒸腾与环境因子和植物内部因子之间有密切关系,其中有效光辐射是影响光合作用、蒸腾作用诸因子中的主导因子,而气孔阻力变化则在调节光合和蒸腾中起着重要作用;不同植物种间气孔对环境条件变化的响应程度不同,以中间锦鸡儿最为灵敏;3种植物的水分利用效率表明,中间锦鸡儿的水分利用效率较油蒿、旱柳为高。     

基于叶片水势的内蒙古典型草原植物水分适应特征研究

水分是限制草原生态系统植物生存、繁殖和扩散最重要的生态因子,植物通过多样的水分适应策略适应干旱环境。为了解典型草原植物水势特征及其影响因素,在2017年和2018年的生长季对内蒙古典型草原71种植物的叶片黎明水势、午后水势、叶片和根系功能性状进行了测定与分析。结果表明:测定的71种植物叶片的黎明水势分布于-2.67—-0.63 MPa,午后水势分布于-4.67—-1.01 MPa;一年生植物的叶片具有最高的黎明水势、午后水势和最小的水势日差值(叶片的黎明水势与午后水势的差值),多年生禾草的叶片具有最低的黎明水势、午后水势和最大的水势日差值;71种植物对水分的适应策略可分为高水势保持型、低水势忍耐型和变水势波动型;叶片午后水势与叶片干物质含量和根系深度呈极显著的负相关关系(P0.01),但与比叶面积呈极显著的正相关关系(P0.01)。本研究有助于从植物生理学的角度上准确认识典型草原植物的水分适应性及水分生态特征。     

油松人工林SPAC水势梯度时空变化规律及其对边材液流传输的影响

 利用热扩散式边材液流茎流探针（TDP）和微型自动气象站组成的测定系统于2001年4月在北京林业大学妙峰山教学实验林场（39°54′N,116°28′E）对低山油松（Pinus tabulaeformis）人工林土壤-植物-大气体（SPAC）界面水势梯度及油松木质部边材液流传输速率的时空变化规律及其相关因子进行了连续测定。土壤水势随深度下降逐渐升高,日周期波动幅度减小,灌水后上层土壤水势迅速提高,但随着水分扩散和林地持续蒸散,土壤湿度迅速下降并逐渐与对照趋同;叶片水势连日逐渐降低,灌水后水势较对照有一定程度提高;林冠不同层次叶片水势在日周期内不同时间差异显著,但同一层次之间差异不明显;油松人工林土壤、叶片、大气水势梯度比约为1∶5∶30,灌水后SPAC相临界面水势差增大,水势梯度提高至1∶15∶90。大气水分饱和亏缺与土壤水势和叶片水势、以及土壤水势与叶片水势之间均有极显著相关性。干旱春季灌溉对油松木质部边材液流时空波动产生很大影响,灌水后连日树干上位边材液流峰值出现时间推迟1 h,连日平均液流速率提高48.59%,连日平均最大液流速率提高25.12%。木质部边材液流速率日变化和连日变化与SPAC水势和气象因子如空气相对湿度、空气温度、太阳辐射强度密切相关。与对照相比,灌水后边材液流速率与SPAC各介质水势和界面水势差的相关性下降。     

田间小麦叶片光合作用“午睡”现象的研究

小麦叶片的光合作用有明显的“午睡”(即“中午降低”现象)。 光合作用的“中午降低”只是在较小的程度上与大气CO_2浓度下降有关,而与中午前后颇低的空气相对湿度和较高的温度引起的饱和差的增加有很大的关系。通过增加空气湿度(伴随降温)缩小饱和差,不仅消除了小麦叶片的“午睡”现象,而且显著地提高了净光合作用速率。 提出了一个解释光合作用“午睡”机理的图解。     

陕北黄土区狼牙刺水势研究

采用压力室水势仪,测定了陕北黄土区狼牙刺2～3年生小枝的水势。以柠条作对照,作了植物水势日变化、月变化动态研究。并分析了水势同光合有效辐射、大气温度、空气相对湿度(从CID-301PS光合测定仪获取)之间的相关关系。结果表明：狼牙刺水势日变化呈单峰曲线,最高值出现在12：00前后;一年中,从植物生长初期至盛期,水势绝对值表现出不断增加的趋势;狼牙刺水势同光照、气温有显著负相关性,与空气相对湿度有显著正相关性,而与植物年龄无密切关系。水势对比研究表明,狼牙刺较柠条耐旱。     

海岸沙生植物老鼠艻(Spinifex littoreus)叶水势对风蚀、沙埋和风沙流磨蚀的响应

台风是海岸地区常见的自然灾害之一,其通过风蚀、沙埋和风沙流磨蚀,严重威胁到该地区的沙生植物生长。本文以福建省平潭岛海岸典型沙生植物老鼠艻(Spinifex littoreus)为研究对象,对台风后受到风蚀、沙埋和风沙流磨蚀危害的植株叶片水势及其土壤水势和气象要素进行同步观测。结果表明:(1)老鼠艻在遭受风蚀后其受到的水分胁迫较未风蚀植株提前且强度更大,叶水势较未风蚀植株显著降低(P0.05),且与大气水势无显著相关性(P0.05)。而未风蚀时其与大气水势和相对湿度呈极显著正相关(P0.01),与气温则呈极显著负相关(P0.01);(2)沙埋后老鼠艻叶水势在10:00—16:00均高于未沙埋植株,变化幅度较小,且对气象因子响应存在滞后现象。土壤水分不足时,老鼠艻叶水势主要受土壤水势的影响,土壤水分充足时,则主要受气象因子的影响。未沙埋的老鼠艻叶水势与大气水势、相对湿度呈显著正相关(P0.05),与气温呈显著负相关(P0.05)。随着沙埋深度的增加,老鼠艻叶水势先升高后降低,适度沙埋有利于其保持较高水势以适应胁迫环境;(3)老鼠艻叶片被擦伤后,其叶水势大部分时间均低于未擦伤处理,与大气水势有一定相关性,但不显著(P0.05),而未擦伤植株叶水势则与大气水势和相对湿度呈显著正相关(P0.05),与气温呈显著负相关(P0.05)。     

剔除和添加凋落物对樟树叶片生理特性的影响

在湖南省森林植物园樟树林分, 2010 年4 月设置了剔除凋落物、加倍凋落物和对照3 个处理, 1 年后(2011 年4 月-10 月)研究了凋落物处理下樟树叶片最大净光合速率、水势和营养元素(N、P、K、Mg)含量的变化特征, 探讨了净光合速率与叶片水势和营养元素含量之间的关系。结果表明: 剔除凋落物处理下樟树叶片最大净光合速率与对照相比下降了9.4%, 加倍凋落物处理下叶片最大净光合速率与对照相比上升了12.3%; 剔除和加倍凋落物处理下叶片水势小于对照; 剔除和加倍凋落物处理下4 种营养元素均有不同程度地下降和上升。主成分分析结果表明, 凋落物的剔除和加倍处理对最大净光合速率产生影响较大, 其中剔除凋落物处理对叶片水势和营养元素的影响较大。叶片最大净光合速率与叶片P、Mg 元素间存在显著地指数关系和二元回归关系(P<0.05), 叶片水势和土壤湿度之间存在明显的二元回归关系(P<0.05)。这证明了凋落物输入变化对樟树叶片生理特性有一定的影响。     

植物叶片氮分配及其影响因子研究进展

氮是植物生长的基本限制性因子,它的有效利用可以增加植物的适应性。叶片氮分配是指氮在植物叶片细胞各细胞结构以及游离化合物中所分配的比例。叶片氮的分配方式决定了叶片光合作用的强弱,影响叶片的坚韧程度以及化学防御强度,因此研究氮在植物叶片内的分配方式具有重要意义。阐述了叶片氮分配的方式,分析了影响叶片氮分配的生物和非生物因子(CO2,光,土壤养分),介绍了常用的叶片氮分配的研究方法,并对未来的研究进行了展望。     

短期干旱对水稻叶水势、光合作用及干物质分配的影响

采用盆栽水分试验,研究了不同生育期短期干旱处理对水稻叶水势、光合作用和干物质分配的影响．结果表明,干旱胁迫后,水稻叶水势低于对照,午后叶水势回升缓慢。凌晨叶水势随土壤含水量的降低而降低,表现为阈值反应。叶片净光合速率与凌晨叶水势密切相关,低于凌晨叶水势临界值,水稻叶片净光合速率急剧下降在水稻抽穗期和灌浆期叶片净光合速率显著下降的凌晨叶水势临界值为-1.04和-1．13MPa,对应的土壤含水量阈值分别为饱和含水量的61.0％和50．9％,土壤水势分别为-0．133和-0．240MPa干旱胁迫下单叶净光合速率的日变化规律表现为：胁迫较轻时,单叶净光合速率在正午附近出现低谷;胁迫严重时,净光合速率全天低于对照,且不及对照的一半。短期干旱后,水稻叶、根、穗的分配指数均降低,茎鞘的分配指数升高。本研究可为水稻节水灌溉管理和水分限制下水稻的生长模拟提供生理基础和理论依据。     

大气CO2浓度和温度升高对水稻叶片及群体光合作用的影响

大气ＣＯ２浓度升高对植物光合作用的影响研究多集中在单叶水平,在高ＣＯ２及高温下对植物单叶及群体光合进行比较的研究少有报道,而群体水平的研究则是预测生态系统反应所不可缺少的。采用田间开顶式培养室研究了大气ＣＯ２浓度和温度升高对水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）叶片及群体光合作用的影响。发现ＣＯ２浓度和温度对水稻叶片光合作用有协同促进作用,而对群体光合作用的促进则随时间的推移而减弱;单叶光合受到的促进作用大于群体光合;叶面积指数只在营养生长期受到促进,冠层叶片含氮量受ＣＯ２影响降低。群体呼吸（包括茎杆）增加及冠层叶片早衰可能是后期ＣＯ２对群体光合促进作用下降的原因。     

荔枝的光合特性

在低光强(0至0.15m mol m~(-2)s~(-1))下,荔枝叶子的光合速率随光入射量子通量的增高而增大。在光强0.7m mol m~(-2)s~(-1)时光合速率为1.76μmol m~(-2)s~(-1)。光合作用的光补偿点约为0.02 m mol m~(-2)s~(-1)光量子。荔技叶子具有低的气孔对水分传导率。气孔对水分传导率和蒸腾速率在低光强时随入射量子通量增高而增大:而细胞间CO_2浓度随光强增高而下降。在光强高于0.2m mol m~(-2) s~(-1)光量子时,细胞间CO_2浓度变化较少。在低光强时,叶子的水分利用效率(光合/蒸腾)随光强增高而增大。在光强高于0.2m mol m~(-2) s~(-1)光量子时,水分利用效率明显降低。荔枝叶子的最适光合作用叶温为22-26℃。可能表明在华南夏季中午的高温限制荔枝的田间光合作用。外界CO_2浓度增高相应增高细胞间CO_2浓度。当细胞间CO_2浓度约低于230μ1.1~(-1)时,光合速率随细胞间CO_2浓度增高而增大。在更高的细胞间CO_2浓度对,光合速率变化则较少。荔枝叶子光合速率对叶子/空气水蒸汽压陡度的变化响应不敏感。气孔对水分传导率和细胞间CO_2浓度随叶子/空气水蒸汽压陡度增大略有降低。     

涝渍胁迫对杨树苗期叶片生长及其生理性状的影响

以３种典型的美洲黑杨苗木（Ｉ６９、ＮＬ８０１０５和ＮＬ８０３５１）在不同的涝渍胁迫条件下,苗木叶面积生长明显减慢;叶片气孔开度显著减小;叶片水势和丙二醛（ＭＤＡ）含量有所增加;超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性无明显变化;叶片中的全Ｎ、全Ｐ和全Ｋ含量发生变化。综合分析认为,Ｉ６９杨在强涝渍胁迫下抗耐能力较高。ＮＬ８０３５１杨在弱涝渍胁迫下适应性较强,短期涝渍对杨树无性系苗木无明显影响,３０ｄ以上的涝渍对其影响显著。     

谷子叶片光合速率日变化及水分利用效率

通过降低空气湿度（从约３０％减少到５％）、增加ＣＯ２浓度（从４００μｌＣＯ２／Ｌ啬到７３０μｌＣＯ２／Ｌ）、烫叶鞘破坏韧皮部等处理对谷子叶片光合速率日变化和水分利用效率（ＷＵＥ）进行了研究,发现中午光合速率降低与不合冰物积累有关;虽然低大所相对湿度（５％）使光合速率有所降低,但提高ＷＵＥ。而烫叶鞘使光合物质积累既抑制了光合速率,又降低了ＷＵＥ。     

Effects of ozone and aerosol pollution on photosynthesis of poplar leaves

由于经济的快速发展, 中国大部分地区正面临着严峻的复合型大气污染, 其中臭氧和气溶胶是两种主要污染物。已有的研究表明臭氧对叶片的氧化性伤害能够抑制光合作用, 而气溶胶可通过增加散射辐射比例或缓解高温抑制促进光合作用。但复合污染下, 臭氧和气溶胶如何共同调控叶片光合作用, 仍缺乏研究。该研究利用北京及周边地区之间的污染梯度, 选择加杨(Populus × canadensis)作为实验对象, 于2012-2013年生长季期间对叶片光合速率进行连续观测, 并同时监测臭氧浓度(AOT40)、气溶胶光学厚度(AOD)、空气温度和冠层内外光合有效辐射(PAR)等环境因子, 以期探讨大气复合污染下臭氧和气溶胶变化对植物叶片光合作用的影响及相关机制。结果表明: (1)臭氧浓度与空气温度、气溶胶浓度之间均呈显著正相关关系, 但气溶胶浓度与空气温度没有显著相关关系; (2)臭氧浓度增加显著抑制了阳生叶片的光合作用, 但气溶胶浓度上升促进了阳生叶片的光合作用; 臭氧浓度升高对阴生叶片光合作用的影响较小, 但气溶胶浓度上升促进了阴生叶片的光合作用; (3)标准化后的结果显示, 臭氧对阳生叶片光合作用的影响最大, 此时气溶胶的促进作用一定程度上补偿了臭氧浓度上升所带来的抑制效应。对于阴生叶片光合作用而言, 气溶胶则是最重要的影响因素。该研究发现复合污染下阴生叶和阳生叶光合响应不同, 这表明冠层结构可能通过影响阴生叶和阳生叶的比例, 从而对植物生长产生不同影响。该研究对理解大气复合污染如何影响光合作用提供了的机理支持, 同时也表明, 为了维持生态系统生产力及功能, 需要同时控制气溶胶和臭氧污染。