土壤水分交替变化对湿地松幼苗光合特性的影响

以盆栽湿地松幼苗为材料,通过实验室模拟三峡库区从水淹到干旱的过程,设置常规供水(CK)、常规供水-轻度干旱-复水(DR),水淹(FL),水淹-轻度干旱-复水(FD)4个实验组,研究土壤水分交替变化对湿地松幼苗光合参数及叶绿素含量的影响.结果表明:(1)不同土壤水分处理条件对湿地松幼苗的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔限制值、水分利用效率和光合色素含量都有一定影响.(2)在实验的前中期,DR、FL和FD组湿地松幼苗的光合速率、气孔导度、蒸腾速率都显著下降,DR和FD在实验后期回升到较高水平.(3)在整个实验期间各处理组的水分利用效率较对照都有不同程度上升,并以DR组的最大(4.95μmol·mmol-1).(4)随着处理时间延长,各处理组湿地松幼苗的总叶绿素含量及叶绿素a/b值均呈先降后升的趋势,其中叶绿素/类胡萝卜素的比值在4.379～6.019间波动,而叶绿素a/b值则在2.207～2.850间波动.研究发现,湿地松幼苗在水分代谢、光合生理等方面等能够很好地适应水淹以及"淹-干"的水分交替变化环境,并且在解除胁迫后能够迅速恢复生长,可以考虑用于三峡库区消落带的植被修复和重建.     

枫杨幼苗对土壤水分"湿-干"交替变化光合及叶绿素荧光的响应

以盆栽1年生枫杨幼苗为实验材料,通过人工设置土壤水分来模拟三峡库区消落带不同土壤水分对枫杨幼苗的光合参数、光合色素含量、叶绿素荧光特性等的影响.试验设置4个处理组,分别为常规供水、常规供水-轻度干旱-复水、水淹、水淹-轻度干旱-复水,3个处理期分别为前期(0-33 d)、中期(34-63 d)、后期(64-78 d).结果表明,不同的水分处理显著地影响了枫杨幼苗“表观性”的气体交换、光合色素含量和水分利用效率等特性,但相较而言对枫杨幼苗“内在性”的叶绿素荧光特性影响较小,且影响的结果和程度因处理组和指标而异.78 d时,除胞间CO2浓度(Gi)、叶绿素a/叶绿素b、光化学猝灭值(qP)和非光化学淬灭值(qN)外,水淹组(FL组)的各项指标在4个处理组中都为最低值;“湿-干”交替组(FD组)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及总叶绿素含量则表现出先降低复水后显著增加的趋势;DR组的变化趋势与FD组类似,但变化的幅度较FD组小.研究发现,枫杨幼苗面对不同水分状况呈现出了一定的敏感特性,但随着胁迫时间的延长其无论是从光合、水分利用还是叶绿素荧光特性方面都表现出积极的响应,较能适应干旱、水淹、“湿-干”交替等多种环境胁迫,且在胁迫解除后能够迅速恢复生长,可以考虑用于三峡库区消落带的植被重建.     

土壤水分对湿地松幼苗光合特征的影响

通过设置常规供水(CK)、轻度干旱(T1)、水饱和(T2)、水淹(T3)4个处理组,研究湿地松当年实生幼苗在不同土壤水分条件下的光合生理响应及叶绿素荧光特性。结果表明:不同水分处理对湿地松幼苗的叶片气体交换参数、水分利用效率(WUE)、光合色素、叶绿素荧光参数等指标有不同的影响;其中,T3的光合色素含量最低;T2、T3组的湿地松幼苗表现出较低的净光合速率(Pn)、电子传递速率(ETR)和PSⅡ光化学的量子效应(ΦPSⅡ),但与其他耐水淹植物相比,T3条件下的湿地松幼苗仍具有较高的Pn,说明湿地松幼苗具有较强的耐水淹能力;在T1条件下,湿地松幼苗具有较高的WUE和较低的蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)以对抗干旱的逆境,其Pn、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、ETR和ΦPSII均有所下降,但仍能维持在相对正常的水平。研究证明,湿地松幼苗具有一定的耐淹耐旱特性,可运用于三峡库区消落带的植被重建。     

前期水淹对牛鞭草后期干旱胁迫光合生理响应的影响

水淹和干旱是限制植物生长的两种主要环境因子。三峡库区消落带由于其特殊的地形条件和人工水文节律,呈现以年度为周期的“水淹-落干”交替变化的水文变动特征,在消落带生长的植物因此受到水淹和干旱交替胁迫的双重影响。为了探究库区蓄水对消落带植被干旱耐受性的影响,以当年生牛鞭草扦插苗为试验对象,设置对照组(CK)、表土水淹组(SF)、全淹组(TF)、对照-干旱组(CD)、表土水淹-干旱组(SFD)、全淹-干旱组(TFD)6个处理组,研究不同水分处理对牛鞭草光合特性的影响。结果表明:(1)水淹和干旱胁迫均对牛鞭草光合特性造成显著影响;(2)水淹胁迫阶段,与CK组相比,牛鞭草SF和TF组净光合速率、气孔限制值和水分利用效率显著下降,胞间CO_2浓度显著上升;(3)干旱胁迫阶段,牛鞭草CD和SFD组净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和蒸腾速率等光合参数显著低于CK组,TFD组净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和蒸腾速率等指标与CK组无显著差异;(4)复水阶段,各处理组净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度和蒸腾速率等指标均与CK组无显著差异。研究表明,前期水淹并未增加牛鞭草对后期干旱胁迫的敏感性,牛鞭草对水淹和干旱胁迫均具有较好的耐受性,有助于牛鞭草对库区消落带生境变化的适应性。     

香附子光合生理对三峡库区消落带陆生环境的响应

植物在消落带水淹结束后的陆生环境中能否合成和储存足够的碳水化合物,对其在消落带长期定居、存活和扩散具有重要影响。香附子是能够适应三峡库区消落带生境的少数多年生草本植物之一。该试验通过对消落带水淹结束后生长在深水(22~27m)、浅水(2~7m)和未淹区段香附子光合生理的定期观测,研究其在陆生环境下的光合生理变化及其形成机制。结果表明:(1)生长在深水区段香附子的净光合速率(P_n)显著高于浅水区段与未淹区段。(2)随着香附子在陆生环境中生活时间的延长,其P_n、气孔导度、表观水分利用效率、表观光能利用效率、表观CO_2利用效率增加。(3)与未淹区段相比,浅水淹没区段香附子的光饱和点显著升高,而光补偿点显著降低。研究发现,淹水胁迫后积极的自我调节能力和光合补偿机制是香附子能够适生于三峡库区消落带的重要原因。     

三峡库区消落带水淹结束后狗牙根的光合生理生态特性

淹水后植物在陆生环境合成和储存碳水化合物的能力及对水淹的耐受机理,是消落带植被恢复和重建中植物材料选择的重要理论依据。狗牙根为三峡库区消落带适生植物之一。本文按照海拔,将消落带分为深水淹没、浅水淹没和未淹3个区段,并分期测定各区段狗牙根的光合特性,研究三峡库区消落带水淹结束后狗牙根的光合生理生态特性。结果表明:(1)生长在深水(22~27 m)和浅水(2~7 m)淹没区段狗牙根的净光合速率显著高于未淹区段,且浅水淹没区段深水淹没区段未淹对照区段。(2)随着狗牙根在陆生环境中生活时间的延长,净光合速率、表观光能利用效率、表观CO2利用效率等增加,表明狗牙根在淹水后碳水化合物的合成能力增强。(3)深水淹没区段和浅水淹没区段狗牙根的最大光合速率、表观量子利用效率均高于未淹区段,而光补偿点显著降低,反映出在淹水后狗牙根对弱光的利用能力得以提高。(4)狗牙根的净光合速率受气孔因素和非气孔因素共同影响,淹水对狗牙根光合潜力的发挥具有一定的激发作用。淹水和干旱胁迫后积极的自我调节能力和光合补偿机制,可能是狗牙根适生于三峡库区消落带水陆变化生境的重要原因。     

三峡库区消落带芦苇(Phragmites communis (reed))的光合生理响应和叶绿素荧光特性

模拟三峡库区消落带土壤含水量变化特征,设置了T1(淹水超过土壤表面2cm)、T2(土壤含水量为田间持水量的70%～100%)、T3(土壤含水量为田间持水量的40%～60%)3个不同处理组,用嘉陵江江水灌溉芦苇(Phragmites communis (reed)),研究了三峡库区不同消落带带位土壤不同含水量条件下芦苇穗期的光合生理生态响应机理和适应对策.结果表明,土壤不同含水量对芦苇植株光合色素、叶片气体交换参数、资源利用效率以及叶绿素荧光参数有不同影响.其中,T1的光合色素含量最低,T3的类胡萝卜素含量最高.在T1条件下,芦苇表现出较低的光能利用率(LUE)、CO2利用率(CUE)、净光合速率(Pn)、电子传递速率(ETR)和光化学荧光猝灭系数(qP),但与其它耐水淹植物相比,T1条件下的穗期芦苇仍具有较高的光合速率(17.067μmol·m-2·s-1),说明芦苇具有较强的耐水淹能力.在T2和T3条件下,芦苇具有较高的光能利用率(LUE)、CO2利用率(CUE)、净光合速率(Pn)、电子传递速率(ETR)和光化学荧光猝灭系数(qP).水分利用效率(WUE)大小顺序为T3>T1>T2.虽然T1的PSII有效光化学量子产量(F′v/F′m)最高,T2的光化学荧光猝灭系数(qP)最大,而T3的电子传递效率(ETR)和非光化学淬灭系数(NPQ)最高,表明在高光强和高温条件下,T3具有较强的热耗散能力,能有效保护光合机构,因而光合速率最高(20.47μmol·m-2·s-1).研究证实芦苇不仅具有耐水湿的特点,还具有耐旱性,芦苇适合作为三峡库区消落带植被恢复建设禾本科先锋物种.     

三峡库区岸生植物野古草(Arundinella anomala Steud.)光合作用对水淹的响应

为了阐明水淹对三峡库区岸生植物野古草光合作用的影响,模拟了三峡库区消落带水淹发生情况,考察了在不同水淹处理下野古草(Arundinella anomalaSteud.)的光合及叶绿素荧光特性。实验设置了对照(不进行水淹,常规供水管理)、半淹(植株置于水中,植株地上部分一半被淹没)、水下0.5m(植株置于水中,植株顶部在水面下0.5m)、水下2m(植株置于水中,植株顶部在水面下2m)4个不同的水淹深度和02、0、40d和60d等4个不同的水淹时间处理,测定了在不同水淹深度和水淹时间处理下野古草的净光合速率、总叶绿素含量、PSⅡ的最大光化学效率、电子传递速率、表观量子效率、叶绿素利用效率与羧化效率。结果发现,在水淹前期,水淹对野古草的光合特性影响较小,直到水淹60d后,才对野古草的光合特性产生明显影响,且影响程度随水淹深度的不同而不同。野古草在水淹20d和水淹40d后,各水淹处理的净光合速率与对照相比无明显降低,其中水淹20d后,半淹处理的野古草叶片净光合速率比对照还高出16.1%。水淹60d后,水下0.5m和水下2m的净光合速率显著低于对照和半淹,其净光合速率分别为7.51μmol.m-2.s-1和9.15μmol.m-2.s-1。结果表明,水淹20d和40d对野古草的电子传递速率、表观量子效率和羧化效率没有影响。水淹处理60d后,与对照植株相比,半淹处理植株的电子传递速率、表观量子效率、叶绿素利用效率和羧化效率没有明显变化,但水下0.5m和水下2m处理植株的电子传递速率、表观量子效率、叶绿素利用效率和羧化效率有明显降低。在整个实验期间,半淹处理植株的净光合速率、电子传递速率、表观量子效率和羧化效率没有受到任何不利影响。尽管在水淹60d后水下0.5m和水下2m处理植株的净光合速率、电子传递速率、表观量子效率、叶绿素利用效率和羧化效率降低,但降低后的数值仍不低于甚至高于一些自然生长的未受水淹的植物物种。研究表明,野古草对水淹具有很好的耐受能力,是一种可以用于三峡库区消落区植被构建的优良植物物种。     

水淹对秋华柳幼苗生理生态特征的影响

秋华柳广泛分布于三峡库区河谷与溪流坡岸,对水土保持及稳固堤岸具有重要作用.通过模拟水淹试验,研究了秋华柳幼苗对水淹的适应能力及机理.结果表明：所有处理秋华柳植株全部存活.水淹对秋华柳幼苗的最大光合速率、蒸腾强度、气孔导度和水分利用效率都有显著影响.水淹初期(20 d),植株的各项生理指标值变化较小,其中最大光合速率和蒸腾强度分别比对照下降18.5%和2.2%;30 d后,分别下降53.4%和23.7%,随后又趋于稳定.植株叶绿素和类胡萝卜素含量及其比值均随水淹时间的增加而逐渐降低,其中叶绿素/类胡萝卜素比值在4.873～6.883,而叶绿素a/b比值则在2.855～3.912之间变动.水淹还诱导秋华柳幼苗产生不定根,有利于植株氧气的补给.说明秋华柳幼苗对水淹的适应能力较强,可作为库区水位消落带植被恢复与重建的先锋物种.     

三峡库区岸生植物野古草(Arundinella anomala Steud.)光合作用对水淹的响应

为了阐明水淹对三峡库区岸生植物野古草光合作用的影响,模拟了三峡库区消落带水淹发生情况,考察了在不同水淹处理下野古草(Arundinella anomala Steud.)的光合及叶绿素荧光特性。实验设置了对照 (不进行水淹,常规供水管理)、半淹 (植株置于水中,植株地上部分一半被淹没)、水下0.5m (植株置于水中,植株顶部在水面下0.5m)、水下2m (植株置于水中,植株顶部在水面下2m) 4个不同的水淹深度和0、20、40d和60d等 4个不同的水淹时间处理,测定了在不同水淹深度和水淹时间处理下野古草的净光合速率、总叶绿素含量、PSⅡ的最大光化学效率、电子传递速率、表观量子效率、叶绿素利用效率与羧化效率。结果发现,在水淹前期,水淹对野古草的光合特性影响较小,直到水淹60d后,才对野古草的光合特性产生明显影响,且影响程度随水淹深度的不同而不同。野古草在水淹20d和水淹40d后,各水淹处理的净光合速率与对照相比无明显降低,其中水淹20d后,半淹处理的野古草叶片净光合速率比对照还高出16.1%。水淹60d后,水下0.5m和水下2m的净光合速率显著低于对照和半淹,其净光合速率分别为7.51μmol•m－2•s－1和9.15μmol•m－2•s－1。结果表明,水淹20d和40d对野古草的电子传递速率、表观量子效率和羧化效率没有影响。水淹处理60d后,与对照植株相比,半淹处理植株的电子传递速率、表观量子效率、叶绿素利用效率和羧化效率没有明显变化,但水下0.5m和水下2m处理植株的电子传递速率、表观量子效率、叶绿素利用效率和羧化效率有明显降低。 在整个实验期间,半淹处理植株的净光合速率、电子传递速率、表观量子效率和羧化效率没有受到任何不利影响。尽管在水淹60d后水下0.5m和水下2m处理植株的净光合速率、电子传递速率、表观量子效率、叶绿素利用效率和羧化效率降低,但降低后的数值仍不低于甚至高于一些自然生长的未受水淹的植物物种。研究表明,野古草对水淹具有很好的耐受能力,是一种可以用于三峡库区消落区植被构建的优良植物物种。     

三峡库区消落带土壤水分变化对落羽杉（Taxodium distichum）幼苗根部次生代谢物质含量及根生物量的影响

模拟三峡库区消落带土壤淹水变化特征设置了常规生长水分条件(CK组,土壤含水量为田间持水量的60%～63%)、轻度干旱水分胁迫(T1组,土壤含水量为田间持水量的47%～50%)、土壤水饱和(T2组,土壤表面一直处于潮湿状态)以及水淹(T3组,苗木根部淹水超过土壤表面1cm)4个不同处理组,研究落羽杉当年实生幼苗根部次生代谢物质含量与生物量的变化(均以干重计)。研究表明,不同水分处理对落羽杉幼苗主根、侧根和根部苹果酸、莽草酸含量以及生物量的影响程度有所差异,其中以T3组受到的影响最为明显。主根苹果酸、莽草酸含量在整个试验期的总体平均值,T3组显著低于CK组,分别达28.0%和16.4%;相反侧根苹果酸、莽草酸总体平均含量T3组则极其显著地高于CK组分别达105.7%和152.6%,根部平均值T3组显著地高于CK组分别达32.7%和26.2%。与之形成鲜明对比,主根、侧根和根部苹果酸、莽草酸含量在整个试验期的总体平均值,T1、T2与CK组相互之间分别均无显著差异。各处理组之间主根生物量没有显著差异;与CK和T1组相比,T3组侧根生物量分别降低38.3%和40.8%,根部生物量分别降低31.9%和31.1%,但与T2组相比均未达到显著差异。主根苹果酸含量与根系各部分莽草酸含量和生物量之间均无显著相关性,相反侧根、根部的苹果酸与莽草酸含量以及二者与生物量相互间均表现出显著或极显著相关性。在三峡库区消落带土壤含水量变化条件下,落羽杉幼苗将充分利用侧根增强代谢适应调节能力,通过产生大量苹果酸和莽草酸、减少根部生物量积累适应根部水淹环境,通过维持与CK组同样水平的代谢和生长而适应轻度干旱与饱和水环境。     

干旱胁迫对不同基质网袋桢楠幼苗生长及生物量的影响

探讨不同育苗基质下桢楠（Phoebe zhennan）苗木对周期性干旱胁迫的适应能力及生存对策,为筛选抗旱育苗基质提供参考。以耕作土、森林腐殖土、泥炭土、蛭石为原料,按体积比配制成5种育苗基质,T1：耕作土=10（传统桢楠育苗）、T2：森林腐殖土=10、T3：耕作土：森林腐殖土：泥炭土：蛭石=4：3：2：1、T4：耕作土：森林腐殖土：泥炭土：蛭石=3：2：4：1、T5：耕作土：森林腐殖土：泥炭土：蛭石=2：1：6：1,采用随机区组设置干旱胁迫梯度,分析不同胁迫水平对桢楠幼苗生长的影响。结果表明：（1）配比基质的理化性质与苗木生长密切相关,正常浇水时,基质处理苗生长质量均优于传统育苗,但重度胁迫下,仅T3、T4处理苗木生长较好;（2）随着干旱胁迫程度的增加,各基质配比桢楠苗木株高、基径、叶面积、叶面积指数、地上生物量、地下生物量等生长指标均受到抑制,但受影响程度存在差异;（3）各基质处理苗木质量隶属函数值T3 > T4=T1 > T2 > T5,T3基质配比最优,所育苗木生长优良,耐旱抗旱性强,显著提高造林成效。表明适宜的基质配比能够协调植物生长所需的水、肥、气、热,有利于植物在逆境中生存。     

地表覆盖对茶园土壤水分、养分变化及茶树生长的影响

以山东青岛2年生茶园为对象,设置对照(CK)、覆盖秸秆(T1)、覆盖地膜(T2)和覆盖秸秆+地膜( T3 )4个处理,分析了不同覆盖模式对茶园土壤水分和养分以及茶树生长的影响.结果表明:地表覆盖可以保持茶园土壤水分,提高水分利用效率,其中T1、T3处理的茶树生长水分利用效率比CK提高43％ ～48％,产量水分利用效率提高7％ ～ 13％;T1和T3处理土壤有机质、碱解氮、硝态氮、铵态氮的含量显著增加,提高了土壤肥力;叶片硝酸还原酶活性增强,叶片中硝态氮的含量增加,有效地促进茶树生长,茶叶产量比CK增加12％～13％,使茶树新梢生长高峰提前.从茶树生长、茶叶产量、水分和养分利用率、环境安全和经济效益等因素考虑,覆盖秸秆是幼龄茶园地表覆盖的有效方式.     

三峡消落带落羽杉人工幼林叶片分解及磷释放特征

为探究三峡消落带人工重建植被落羽杉（Taxodium distichum）幼林叶片在不同水文条件下的分解特征及其对土壤-水体磷的贡献潜力,本实验在控制条件下,模拟三峡库区消落带土壤水分变化设置了常规生长水分条件（CK）、轻度干旱水分胁迫（T1）、潮湿（T2）、2 cm水淹（T3）、10 cm水淹（T4）5个不同处理,研究落羽杉叶片分解及磷释放特征。研究结果表明：（1）在整个试验期间（90 d）,T3、T4两个水淹处理的叶片失重率分别达51%（T3）和55%（T4）,显著高于CK、T1、T2三个未水淹处理;（2）未分解残留叶片中的全磷含量在CK、T1、T2三个未水淹的处理组呈现增加趋势,而水淹处理（T3、T4）呈减少趋势;（3）土壤全磷含量在试验过程中呈现波动性变化特征,但至试验结束时,各处理中土壤全磷含量与CK相比均无显著差异;（4）T3、T4处理中叶片添加显著增加了上覆水体中总磷含量,试验过程中呈现出在分解初期迅速上升,在分解10 d时达到峰值,之后逐渐降低并趋于稳定,但试验结束时仍显著较高,分别是对应无叶片组的17.15倍（T3）和5.81倍（T4）。这些结果说明水淹通过促进落羽杉叶片的分解从而增加上覆水体中磷的含量,因此有必要在水淹前对消落带的落羽杉幼林叶片进行适时采收,以尽可能减少其对库区水体的磷负荷。     

三峡库区消落带落羽杉(Taxodium distichum)与柳树(Salix matsudana)人工植被对土壤营养元素含量的影响

落羽杉与柳树被认为是三峡库区消落带植被修复的适生树种。2012年7月(T1)及2013年7月(T2)在消落带人工基地取样,研究了消落带人工植被(处理组)及裸地土壤(对照组)的营养元素含量,并对植被生长情况进行调查。结果表明:(1)对比处理组与对照组养分含量发现,T1时除土壤p H值外,其他养分含量在处理组与对照组间均存在差异。T2时只有p H值、磷(包括有效磷AP、全磷TP)、速效钾(AK)含量在处理组与对照组中差异显著。(2)对同一植被类型而言,T2时落羽杉土壤p H值与土壤有机质含量(OM)均显著低于T1,同样,T2时柳树实生土壤OM也显著降低;处理组土壤中碱解氮(AN)、AP、全钾(TK)含量极显著的低于淹水前,而TP含量却显著升高;与T1相比,T2时裸地土壤除AN含量降低、AK含量显著升高外,其它养分含量均未呈现显著差异。(3)相关性分析表明,土壤p H值与TP含量呈现极显著负相关,而OM与AN、AP、TK分别呈现出极显著正相关。AN、AP分别与TP表现出极显著负相关关系,而与TK表现出极显著正相关关系。TK与TP也呈现极显著的负相关关系。此外,植物高度、基径与冠幅三项生长指标与土壤中的p H值、OM、AN、AP(高度除外)、TK呈现出负相关的现象。研究表明,落羽杉与柳树人工植被对土壤养分的影响主要出现在水淹之前,进一步证实在三峡库区消落带开展科学的植被修复与重建值得提倡和肯定。     

Improving grasslands: the influence of soil moisture and nitrogen fertilization on the establishment of seedlings

1. In order to investigate the factors influencing the establishment of seedlings in permanent grassland, the influence of soil moisture and nitrogen fertilization on competition between established plants of Lolium perenne and seedlings of Phleum pratense or Trifolium pratense was studied in two experiments under greenhouse conditions using the 'split-box'-technique.
2. There was no difference in the production of plant dry matter of P. pratense or T. pratense between 30% volumetric soil water content (−0·005 MPa) and 22% (−0·04 MPa), but 15% soil moisture (−0·33 MPa) reduced plant growth. L. perenne yields were linearly reduced by reduced soil moisture content.
3. Shoot competition from L. perenne reduced the plant dry matter yield of P. pratense and T. pratense more than did root competition in these experiments. When shoot competition was present, differences between moisture contents were not detected, indicating that light was probably the limiting resource under such conditions. No significant interaction between root competition and soil moisture was observed for plant weight.
4. Root competition was not prevented even though sufficient water and nitrogen were supplied. This indicated either that some other growth factor was limiting or the plants competed for resources at the root hair level even though sufficient resources were supplied at the pot or field scale. Therefore, in the situation of direct drilling of species during grassland renovation, it may be difficult to alleviate competition by adequate provision of water and nitrogen.     

Effects of elevated carbon dioxide concentration and soil temperature on the growth and biomass responses of mountain maple (Acer spicatum) seedlings to light availability

Aims Some shade-tolerant understory tree species such as mountain maple (Acer spicatum L.) exhibit light-foraging growth habits. Changes in environmental conditions, such as the rise of carbon dioxide concentration ([CO₂]) in the atmosphere and soil warming, may affect the performance of these species under different light environments. We investigated how elevated [CO₂] and soil warming influence the growth and biomass responses of mountain maple seedlings to light availability.Methods The treatments were two levels of light (100% and 30% of the ambient light in the greenhouse), two [CO₂] (392 μmol mol^-1 (ambient) and 784 μmol mol^-1 (elevated)) and two soil temperatures (T soil) (17 and 22°C). After one growing season, we measured seedling height, root collar diameter, leaf biomass, stem biomass and root biomass.Important findings We found that under the ambient [CO₂], the high-light level increased seedlings height by 70% and 56% at the low T soil and high T soil, respectively. Under the elevated [CO₂], however, the high-light level increased seedling height by 52% and 13% at the low T soil and high T soil, respectively. The responses of biomasses to light generally followed the response patterns of height growth under both [CO₂] and T soil and the magnitude of biomass response to light was the lowest under the elevated [CO₂] and warmer T soil. The results suggest that the elevated [CO₂] and warmer T soil under the projected future climate may have negative impact on the colonization of open sites and forest canopy gaps by mountain maple.     

干旱和复水对草莓叶片叶绿素荧光特性的影响

采用日本丰香草莓(Fragaria×ananassa Duch.cv.Toyonoka)品种进行实验,研究干旱和复水对其叶片叶绿素荧光特性的影响。结果表明,随着干旱胁迫程度的加剧,草莓叶片的最大荧光(Fm)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(Yield)、光化学猝灭系数(qP)都随干旱胁迫的加剧而下降。干旱胁迫14d后,不同处理组草莓叶片的叶绿素荧光参数存在着显著的差异(P0.05)。复水后,低度胁迫和中度胁迫处理组能较快地恢复到正常水平,但重度胁迫组与对照组存在着显著的差异(P0.05)。     

入侵植物加拿大一枝黄花对土壤水分变化的生态学响应

以盆栽的入侵植物加拿大一枝黄花为材料,在100%(CK)、80%(W_80)、60%(W_60)和40%(W_40)土壤田间持水量条件下,研究了该植物的生长、生物量分配和光合生理特征,以探讨其入侵机制.结果表明:(1)加拿大一枝黄花的生长速率、株高、叶面积(叶长、叶宽)等均随土壤含水量的降低而下降;总生物量及根、茎、叶各器官生物量积累均随土壤含水量的减少而呈不同程度降低,根生物量比、叶生物量比和根冠比则表现出逐渐增大趋势,并在W_40处理下达到最大;克隆生长在W_40处理下受到严重抑制,表现为无克隆分株和二级根茎,分枝强度低、根茎直径小等特征.(2)随着土壤含水量减少,植株叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量逐渐下降,叶绿素a/b比值却升高,同期的净光合速率、最大净光合速率、光饱和点下降,而光补偿点却上升,其光适应范围逐渐变小.研究发现,加拿大一枝黄花具有较强的抗旱性和耐旱性,但重度干旱仍严重影响其正常生长,其适宜的水分生态位是中偏湿的土壤环境;其通过一系列形态和生理上的可塑性变化来适应和占据各种异质性生境,表型可塑性可能是其成功入侵的重要机制.