在高CO2浓度下四种亚热带幼树光合作用对水分胁迫的响应

在较高CO2浓度（700μl/L）下,随着光强（PAR）增高,严自高林林地植物罗伴的光合速率（Pn）增高,当叶片水热（Ψ）从－0.92kPa降低至－2.0kPa,Pn/PAR斜率从0.037降至0.017,即观量子产率（αA）降低54.0％;而来自林密度中等林地的九节和荷木,当叶片水热分别从－0.80kPa降到－2.00和-1.20kPa,αA分别降低22.2%和19.4%;来自开阔地的桃金娘叶片水势降低时,αA亦见明显降低。当叶片水势降低1kPa,罗伞叶片的光能转换效率（δ）降低0.10电子／量子或39.2%,九节和荷木,以及桃金娘相应降低0.033至0.05电子／量子。来自高林密度林地罗伞叶片水热从-0.92kPa降低至-2.00kPa,最大羧化速率（Vcmax）降低24.3%,来自林密度中等林地的九节叶片水热低1kPa,Vcmax降低7.08μmol/m^2s,荷木和疏林桃金娘则有明显高的Vcmax。叶片水势降低,Vcmax亦受明显抑制（P＜0.01）。结果表明,来自林或等林地的荷木和来自开阔林地的桃金娘有着高的Rubisco激活特性,叶片水势降低明显影响Rubisco的激活特性,来自较稀疏林地的荷木和桃金娘有较高电子传递速率（J）,叶片水势降低1kPa,J分别降低52.5和58.1μmol m^2/s,而来自高林密度林地的罗伞,J降低仅为8.9-9.0μmol m^2/s。表明阳生树种的J对水分胁迫响应敏感。研究结果表明,阳生树种有较高的Vcmax,J,δ和Г^*。叶片水势降低引起光合参数不同程度降低,但阳生树种仍维持国产高的光合参数值,这有利于阳生植物生物量的积累和保持种群的优势,从而有利于亚热带常绿阔叶林是生植物群落向中生性和耐荫顶极植物群落的演替。     

亚热带季风常绿阔叶林植被恢复Ⅰ．原理：不同干扰林地植物光合作用对环境因子的反应

研究了亚热带季风常绿阔叶林密林、中等疏密林和疏林及丘陵草坡植物光合速率（ＰＮ）和气孔传导率（ｇ）对光强、ＣＯ２浓度和叶片／空气水汽压差的反应．结果表明,九节和桃金娘具有较高ＰＮ和ｇ,且有较高光合量子产率,适于较高光强环境生长．空气ＣＯ２浓度增高有利于植物ＰＮ增高,九节和桃金娘较罗伞明显．Ｃｉ为１５０μｌ·Ｌ（－１）时,苋菜ＰＮ最大．较高Ｃｉ有利于叶片保持高的传导率．叶片／空气水汽压差增高引起罗伞和九节ＰＮ降低,但桃金娘ＰＮ降低比例较小,表明桃金娘适于空气干旱环境．干扰林地应先引入具较高ＰＮ的先锋树种,以改善立地条件．     

亚热带森林演替树种叶片气孔导度对环境水分的水力响应

利用LI-1600稳态气孔计和PMS压力室,在田间测定了群落演替早期强阳生性树种桃金娘(Rhodomyrtus tomentosa)和三叉苦(Evodia lepta)、偏中性的阳生性树种荷木(Schima superba)、群落演替后期的耐荫树种鸭脚木(Schefllera octophylla)和九节(Psychotrie rubra)的叶片气孔导度(gs)和叶片水势(ΨL),研究不同演替阶段树种的气孔导度对环境水分的响应.结果表明,早上叶片有较高的ΨL,随着时间推移ΨL逐渐降低,与此同时比叶水力导度(KL)随ΨL降低而下降,桃金娘、三叉苦、荷木、鸭脚木和九节水力导度初始最低值时的ΨL分别为-1.6、-1.42、-1.30、-0.9MPa和-1.05MPa.随着ΨL降低,田间测定的gs开始从上午的较低值上升至约中午时的最大值,随后开始降低,此时的ΨL分别为-1.58、-1.52、-1.35、-1.02MPa和-1.0MPa.不同植物种类有不同的KL初始最低值的ΨL和gs达到最大值的ΨL.但不论何种供试树种,KL最低值时的ΨL与gs开始从最大值下降时的ΨL相近;显示KL与gs在动态变化中存在协调关系.树种间的gs和KL对ΨL的不同响应显示桃金娘和三叉苦的KL最低值时和gs开始下降时的ΨL均较鸭脚木和九节对应的ΨL低(p<0.05),意味着演替早期树种能在较强水分胁迫下保持较高的气孔导度.这一水力特性保证树种在水分胁迫下维持叶片的光合速率,有利于其在群落中的生长和优势地位的维护,而演替后期树种在较高ΨL下气孔关闭,降低了光合速率.全球变暖和环境进一步干旱可能成为限制亚热带森林植物群落的正向演替进程的潜在因素之一.     

亚热带季风阔叶林不同林地几种植物光合作用的比较研究

比较了亚热带季风阔叶林不同林地几种植物的叶特性、叶含氮量、叶绿素含量、光合速率和气孔对CO_2的传导率,表明疏林的桃金娘(Rhodomyrtus tomentoso)和荷树(Schima superba)的叶厚和栅栏组织厚度较九节(Psychotria rubra)小,但单位面积干重较九节大,叶含氮量(N mg/g干重)较密林的罗伞(Ardisia quinquegona)低,疏林的桃金娘和荷树的光合作用饱和光强为600和550 μmol 光量子m~(-2),S~(-1),光补偿点分别为12和20 μmol,光量子m~(-2),s~(-1),两种植物的平均最大光合速率分别为11.9±0.4和7.5±1.8 μol CO_2,m~(-2),S~(-1),光合量子产率分别为0.056和0.048,而密林的罗伞光合速率变化对光强变化反应敏感,暗呼吸速率较低。光补偿点为5μmol,光量子m~(-2),S~(-1),显著低于疏林植物,疏林植物有着较高的Ci/Ca值和水分利用效率。亚热带季风阔叶林的不同林地的植物有着不同的光合作用特性,这可能与植物生境的光状况有关。     

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）。     

不同光强下焕镛木和观光木的光合参数变化

 生长在全日光强下的焕镛木(Woonyoungia septentrionalis)和观光木(Tsoongiodendron lotungensis)幼树叶片的最大光合速率、表观量子产率和光能转换效率均较生长在40%和20%日光强的高。当生长光强从全日光强降低至40%日光强时,焕镛木的表观量子产率和光能转换效率分别降低13.1%和6.3%,而观光木则相应分别降低23.8%和33.4%。生长光强降低至40%日光强时,焕镛木的Rubisco最大羧化速率(Vcmax)未见变化;而最大电子传递速率（Jmax）则降低14.1%,表明Jmax对光强降低的响应较Vcmax敏感。当生长光强从全日光强降低到40%和20%日光强时,观光木的Vcmax分别降低7.7%和31.7%,而Jmax则分别降低9.7%和42%。光强从全日光强降低至40%日光强,焕镛木叶氮在Rubisco和捕光叶绿素蛋白复合体中的分配系数没有明显改变,而叶氮在生物力能学组分中的分配系数降低则较为明显（20.4%）,表明生长光强降低对叶氮在光合电子传递链组分分配的影响较在Rubisco的大。结果表明,焕镛木表现阳生树种特性,在迁地保育中宜选择向阳小生境种植,而观光木较耐荫,可种植在较遮荫的环境。     

亚热带季风阔叶林不同林地几种植物光合作用的比较研究

比较了亚热带季风阔叶林不同林地几种植物的叶特性、叶含氮量、叶绿素含量、光合速率和气孔对CO2的传导率,表明疏林的桃金娘（Rhodomyrtus tomentoso）和荷树（Schima superba）的叶厚和栅栏组织厚度较九节（Psychotria rubra）小,但单位面积干重较九节大,叶含氮量（N mg/g干重）较密林的罗伞（Ardisia quinquegona）低,疏林的桃金娘和荷树的光合作用饱和光强为600和550 μmol 光量子m-2,S-1,光补偿点分别为12和20 μmol,光量子m-2,s-1,两种植物的平均最大光合速率分别为11.9±0.4和7.5±1.8 μol CO2,m-2,S-1,光合量子产率分别为0.056和0.048,而密林的罗伞光合速率变化对光强变化反应敏感,暗呼吸速率较低。光补偿点为5μmol,光量子m-2,S-1,显著低于疏林植物,疏林植物有着较高的Ci/Ca值和水分利用效率。亚热带季风阔叶林的不同林地的植物有着不同的光合作用特性,这可能与植物生境的光状况有关。     

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.     

光强对4种亚热带森林植物光合电子传递向光呼吸分配的影舷

研究夏季生长于自然光和遮阴降低光强至36%和16%下的4种亚热带自然林植物幼苗的光合特性.除荷树外,黧蒴和林下灌木九节与罗伞在自然光下的光合速率比36%光下低,出现光合驯化(下调)现象.高光强下总的光合电子传递速率JF及其向光呼吸传递的比率JO/JF明显增大.JO/JF在自然光下的叶片中高达0.5～0.6,与提高的Rubisco氧化速率、乙醇酸氧化酶活性和光呼吸速率相一致,表明提高光合电子向光呼吸途径的传递比率是高光高温下森林植物的一种保护性调节机制.     

南亚热带常绿阔叶林4个树种对增温的生理生态适应能力比较

以红枝蒲桃(Syzygium rehderianum)、海南红豆(Ormosia pinnata)、红锥(Castanopsis hystrix)和木荷(Schima superba) 4种南亚热带常绿阔叶林典型树种为研究对象, 采用红外-箱式增温的方法, 研究4个树种叶片气孔性状(表征气孔调节能力)、叶片解剖结构(表征叶片组织调节能力)和光合特征(表征养分维持能力)对增温的响应情况, 比较不同树种在增温背景下的生理生态适应能力, 为预测该地区森林植物在全球变暖情形下的生长变化趋势提供理论依据。结果表明: 增温后, 红枝蒲桃叶片海绵组织厚度减小, 且光合氮利用效率(PNUE)和光合磷利用效率(PPUE)降低; 海南红豆气孔导度增大、气孔密度减小以及叶片厚度和栅栏组织厚度减小, 同时光合速率、PNUE和PPUE升高; 红锥气孔大小缩小, 但光合速率不变; 木荷气孔增大而密度减小, 栅栏组织厚度减小, 光合速率、PNUE和PPUE降低。综上所述, 红枝蒲桃、海南红豆和木荷能够通过降低叶片厚度来适应高温环境, 不同物种的气孔调节、养分维持、光合速率和光合养分利用效率对增温的响应存在差异。增温有利于固氮植物海南红豆的生长, 但不利于传统优势树种木荷和红枝蒲桃的生长。因此, 在未来气候变暖的情况下, 固氮植物海南红豆由于具有较强的适应能力, 在南亚热带常绿阔叶林中可能会取代木荷和红枝蒲桃等成为新的优势树种。