冠层光谱组成对红松和蒙古栎幼苗生长和光合荧光特性的影响

本研究选择长白山阔叶红松林优势树种红松和蒙古栎幼苗为对象,研究其植株形态、生长和光合荧光特性对5种光谱处理的响应。结果表明: 红松与蒙古栎的形态结构与生长主要受蓝光与紫外B区(UV-B)辐射调控。滤除蓝光后两种幼苗的植株叶面积比和相对生长速率均显著降低,而滤除UV-B辐射显著增加了红松的叶面积比和相对生长速率,分别上升了41.8%和47.7%,降低了蒙古栎的株高、总叶面积和生物量积累。滤除UV-B辐射显著降低了2种幼苗的光合荧光调节能力,红松的下降幅度较低,其非调节性耗散的量子产量(Φ_NO)升高31.6%,反映光合荧光调节能力的Φ_NPQ/Φ_NO值降低37.5%。2个树种幼苗具有明显不同的光谱适应策略,蒙古栎幼苗偏向于利用光谱变化调整自身形态增加光捕获能力,而红松更注重调整光合荧光特征以提高碳同化效率。     

红松和蒙古栎种子萌发及幼苗生长对升温与降水综合作用的响应

研究气候变暖导致的温度升高和降水格局的变化对典型植被类型建群种植物种子萌发和幼苗存活的影响,对于预测森林群落的发展趋势、种质资源保育及森林抚育更新具有重要意义.以寒温带针阔混交林的建群种和优势种红松Pinus koraiensis、蒙古栎Quercus mongolica种子和幼苗为研究对象,采用空间替代法模拟温度升高和降水变化,观察其种子萌发和幼苗生长情况.结果表明:与种源地相比,蒙古栎种子在温度升高与降水增加(年均温+4.9℃,+330 mm)或降水减少(年均温+2.8℃,-249 mm)的条件下萌发率分别下降了13％和18％,但差异不显著.红松种子在温度升高与降水增加的情况下萌发率比种源地提高了2.29倍,而降水减少时则下降了64％,不同的地点对红松的萌发率差异极显著;不同的温度、降水组合对红松和蒙古栎幼苗的生长均产生不同影响,在温度升高与降水增加与降水减少的情况下,1年生蒙古栎幼苗的株高、基径和主根长度均有明显下降,与种源地差异显著,而对红松幼苗生长的影响差异不显著;温度升高和降水增加或降水减少的交互作用使蒙古栎幼苗和红松幼苗总生物量下降,尤其是在温度升高与降水增加的条件下两种幼苗的生物量最小,分别比种源地下降了62％和20％.但统计分析表明,红松幼苗生物量在3个样地间没有显著差异.温度升高和降水变化均降低了两种幼苗的根冠比,而比叶面积没有显著差异.     

干旱和遮荫对马尾松幼苗生长和光合特性的影响

为探究马尾松对干旱和遮荫胁迫的生理响应规律和适应机制,以2年生马尾松幼苗为对象,设置对照(CK)、模拟干旱(DR)、遮荫(LL)以及干旱与遮荫的交互处理(DRLL)4种环境,研究干旱和遮荫对马尾松幼苗的生长和光合生理特性的影响。结果表明:(1)在干旱、遮荫和二者的交互处理下,马尾松幼苗的基径和株高增长量均显著减小,且二者的交互处理加重了干旱和遮荫单一处理下的减小趋势,二者交互作用的影响符合"相互作用理论"。(2)在干旱处理下,针叶长度和比叶面积减小,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和细胞间隙CO_2浓度显著降低,水分利用效率显著增加,光合色素含量基本不变。(3)在遮荫处理下,针叶长度和比叶面积增大,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著降低,光合色素含量显著增加,水分利用效率和细胞间隙CO_2浓度基本未发生改变。(4)二者的交互处理下,针叶长度、比叶面积减小,净光合速率、蒸腾速率和气孔导度显著降低,且降低程度大于干旱单一处理,光合色素含量显著增加,但其增加程度小于遮荫单一处理。说明干旱和遮荫均能抑制马尾松植株的生长,但其光合生理特性在干旱和遮荫胁迫下分别表现出不同的响应特征。在干旱处理下,通过牺牲针叶长度和比叶面积、调节气孔导度达到保水目的来适应干旱环境;在遮荫处理下,通过增大针叶长度、比叶面积和光合色素含量来响应遮荫环境。在二者的交互处理下,干旱胁迫导致马尾松针叶长度、比叶面积和气孔导度的减小趋势不仅未因遮荫环境而得到缓解,而且还削弱了对光合色素的合成能力,因此,二者的交互作用会进一步加重对马尾松生长的抑制。     

干旱-复水-再干旱处理对玉米光合能力和生长的影响

为了探求玉米(Zea mays)光合作用和生长对重复干旱的响应机制, 采用盆栽试验, 分别测定了不同程度土壤干旱处理3周时、随后复水1周时以及再次不同程度干旱处理3周时玉米幼苗光合参数和生长的变化。第一次土壤干旱处理后, 重度干旱处理显著降低玉米株高、单株总叶面积、地上部分及根系生物量以及叶片的蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、净光合速率(P_n)和最大净光合速率(A_max), 但显著提高光补偿点和暗呼吸速率; 中度干旱处理同样显著降低玉米株高、叶面积和地上部分生物量, 但对根系生物量无影响, 因而根冠比增大, 对上述光合参数的负效应也不具有显著性。复水可使前期经受中度和重度干旱处理的玉米植株的光合能力和生长速率恢复到正常水分条件下生长的植株的水平, 但株高和叶面积没有恢复到对照水平。当玉米再次经受水分亏缺处理时, 与只遭受第二次中度或重度干旱处理的植株相比, 经历过前期中度干旱处理的植株的株高、生物量和光合参数没有显著变化, 但叶面积显著下降; 经历过前期重度干旱处理植株的T_r、G_s、C_i、P_n、A_max和表观量子效率显著升高, 而株高、叶面积和生物量显著降低。综上所述, 第一次重度干旱处理显著降低玉米叶片的光合能力和生长, 复水可使光合能力和生长速率恢复到正常水分条件下生长植株的水平, 但不能消除前期干旱对生长产生的不利影响。前期中度干旱可以刺激玉米根系的生长和显著提高根冠比, 有利于提高对二次干旱的抵抗能力, 并使总的生物量保持在对照水平, 而前期重度干旱处理虽然在光合作用上能提高植株对二次干旱的抵御能力, 但不能弥补前期干旱处理对生长的不利影响。因此, 在生产实践中, 如果进行抗旱锻炼, 应限制在中度干旱水平, 避免重度干旱。     

不同施水量对云杉幼苗生长和生理生态特征的影响

在中国科学院成都生物研究所茂县生态站,参照云杉分布区的年降水量,设置4种水分处理梯度(分别模拟年降水量为350mm、700mm、1000mm和1350mm),研究云杉幼苗的生长和生理特征差异。经过4a的研究,结果表明,不同施水量显著影响了云杉幼苗的株高、基径、生物量积累(叶重、茎重和根重)、主根长度、第一级侧根数量、气体交换、叶绿素含量、脯氨酸以及丙二醛含量。700mm施水量的云杉幼苗的以上参数显著高于其他3个施水量(350mm、1000mm和1350mm)的幼苗。干旱胁迫下,云杉幼苗净光合速率和蒸腾速率显著降低,抑制了云杉幼苗生物量积累;过量施水则降低了云杉幼苗的根生长。云杉幼苗通过调节水分利用效率来适应不同的水分条件,当受到干旱胁迫时,通过提高水分利用效率来提供生长所需要的水分;然而当水分充足的时候,水分利用效率又降低。此外,水分不足和过量均导致针叶叶绿素含量降低,同时引起丙二醛含量的增加,表明云杉幼苗不适宜在土壤过于干旱和湿润的条件下生长。     

羊草叶片气体交换参数对温度和土壤水分的响应

 采用生长箱控制的方法研究了羊草(Leymus chinensis)幼苗叶片光合参数对5个温度和5个水分梯度的响应和适应。结果表明：轻度、中度土壤干旱并没有限制羊草叶片的生长,对气体交换参数亦无显著影响,反映了羊草幼苗对土壤水分胁迫的较高耐性。叶片生物量以26 ℃时最大,其它依次为23 ℃、20 ℃、29 ℃和32 ℃。温度升高使气孔导度和蒸腾速率增加, 却使光合速率和水分利用效率降低。水分和温度对叶片生物量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率存在显著的交互作用,表明高温加强了干旱对叶片生长和气体交换的影响, 降低了羊草对土壤干旱的适应能力。高温和干旱的交互作用将显著减少我国半干旱地区草原的羊草生产力。     

不同混交比例对杉木和大叶榉幼苗功能性状的影响

了解林木功能性状在不同培育模式下的变异和关联,对揭示林木生态适应性及其生态功能具有重要意义。选取了亚热带地区两种常见人工林树种杉木、大叶榉幼苗为研究对象,设置4种不同栽培模式的盆栽试验：单一杉木（4C）,单一大叶榉（4Z）和杉木、大榉树3种混栽模式（1C3Z、2C2Z、3C1Z）,研究不同混交比例对其叶、茎、根功能性状的影响。结果表明：（1）杉木总叶面积、叶干物质含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度在混栽模式下显著减小,而比叶面积显著增大;根长和比根长在不同处理间无显著差异;叶、茎、根生物量和单株总生物量在混栽模式下显著低于4C处理,不同混栽模式之间差异不显著。（2）大叶榉单叶面积在3C1Z处理下最高,总叶面积随大叶榉在树种组成中所占比例的降低而逐渐增大,比叶面积在不同处理间无显著差异,叶干物质含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均在2C2Z处理下最大,而瞬时水分利用效率在2C2Z处理下最小;根长在3C1Z处理下显著增大,比根长在不同处理间无显著差异;叶、茎、根生物量和单株总生物量随大叶榉在树种组成中所占比例的降低而逐渐增大。综合来看,杉木和大叶榉混合处理中杉木种间竞争大于种内竞争,而大叶榉相反;随杉木在混栽处理中比例减少,其主要通过增加比叶面积,提高净光合速率,减少茎生物量积累来适应种间竞争关系;而大叶榉随其在混栽处理中比例的减少,显著增加叶面积和根长来提高资源利用率,减少地下资源分配,提高地上茎生物量积累。因此,树种混交比例将显著影响林木功能性状及其生物量积累,选择适宜混交比例对混交林可持续经营具有重要意义。     

沙埋对沙米幼苗生长、存活及光合蒸腾特性的影响

沙米(Agriophyllum squarrosum)是藜科沙蓬属1年生沙生植物,广泛分布于我国各主要沙漠和沙地中。为了解沙埋对沙米生长、存活和光合蒸腾特性影响,2010-2011年在科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下沙米幼苗高度、存活率、光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率的变化,结果表明:沙米具有极强的耐沙埋能力。埋深为株高25%时,沙米幼苗存活率和株高显著增加,埋深为株高50%-100%时,其株高和存活率虽有下降,但与非沙埋对照差异不显著。当沙埋深度超过株高后,其株高和存活率急剧下降,但沙埋达到株高266%时仍然有部分幼苗存活。沙埋第5天,随着沙埋深度的增加,沙米幼苗的光合速率缓慢下降,蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率均呈波动式变化。随着沙埋时间的延长,和对照相比,沙米幼苗的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随沙埋深度增加而大幅度下降,但水分利用效率仍呈波动式变化。沙埋第15天时其光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率分别较非沙埋对照下降了86.7%、89.0%、90.0%和4.2%。相关分析表明,沙米幼苗的存活率和高生长与其光合速率、蒸腾速率、气孔导度变化呈显著正相关,而其光合速率、蒸腾速率、气孔导度之间也呈显著正相关,但与水分利用效率的相关性未达到显著水平。沙埋胁迫下沙米幼苗存活率下降和生长抑制不仅源于沙埋造成幼苗顶土困难和光合面积减少,光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降也是重要原因。     

不同光环境对麻栎和刺槐幼苗生长和光合特征的影响

通过搭建遮阳棚设置3个光照强度,模拟森林幼苗生长的林缘、林窗和林下光环境,研究麻栎和刺槐幼苗形态结构、光合特性、生物量积累及其分配对不同光照强度的响应。结果表明,极度弱光环境限制了幼苗的株高、基径、总叶面积、冠面积、叶面积指数和总叶数等形态指标的增长,与全光环境相比,适度遮荫有利于幼苗的形态生长,光照对麻栎形态的异速生长曲线影响较小,刺槐较麻栎的曲线变化更明显一些,弱光降低了异速生长指数。随遮荫程度的增加,麻栎的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度逐渐降低,刺槐的净光合速率则在适度遮荫下最大,两者的光能利用效率均显著增大,水分利用效率先升后降。随光照强度的减弱,麻栎各器官的生物量积累降低,叶面积比率的增加和根冠比的减少有利于增加光能的捕获,而刺槐的生物量积累和分配则在适度遮荫下达到最优;各叶绿素含量均显著上升,而叶绿素a/b则逐渐下降。麻栎和刺槐显示出不同的生存策略和光利用策略,在一定程度上可以揭示它们在阔叶林群落中不同的演替地位。     

高温和干旱胁迫对西红柿幼苗生长、养分含量及元素利用效率的影响

全球气候变化将增加未来高温与干旱的发生频率和强度,然而高温与干旱的交互作用对农作物生长、养分含量及其利用效率的影响还不甚清楚。因此,研究高温与干旱交互作用对农作物生理生态的影响将为准确评价农作物对未来极端气候条件的响应提供科学依据。选取全球第四大经济作物——西红柿为研究对象,在人工智能气候箱中模拟高温和干旱环境。共设置两个水分处理(正常浇水;干旱)与两个温度处理(常温-26℃/19℃(白天/夜间);高温-42℃/35℃(白天/夜间)(7d))。主要测定指标包括生物量以及生物量分配、比叶面积、养分含量(全氮、全磷)、光合元素利用效率(光合氮素利用效率、光合磷素利用效率)。研究表明,高温、干旱单独作用以及交互作用均显著降低了根、茎、叶生物量以及总生物量,并且高温干旱交互作用使总生物量降低最多。在生物量分配方面,高温单独作用显著降低了根质量分数以及根冠比,而干旱单独作用增加了根质量分数、茎质量分数以及根冠比,但降低了叶质量分数。在养分含量方面,高温单独作用导致叶片全氮、全磷含量显著降低、茎全磷含量显著增加、根全磷含量显著降低。干旱单独作用导致叶片、茎全磷含量显著降低、根全氮含量显著升高。高温与干旱交互作用对生物量分配及养分含量的影响与干旱胁迫单独作用类似。在光合元素利用效率方面,高温、干旱单独作用均降低了幼苗光合氮素利用效率、光合磷素利用效率,并且高温加剧了干旱对光合磷素利用效率的影响。因此,在未来气候变化情况下,高温与干旱交互作用可能会对农作物产生更大威胁。     

白刺花幼苗对不同强度干旱胁迫的形态与生理响应

为了探讨白刺花 (Sophora davidii (Franch.) Skeels) 幼苗对持续干旱胁迫的适应能力及对策,用盆栽方法人工模拟土壤干旱条件,设置土壤田间持水量 (WHC) 100%、80%、60%、40%和20% 5个干旱胁迫处理,研究了幼苗生长、生物量分配、水分利用效率 (WUE) 、叶形态解剖结构以及光合色素等在不同干旱胁迫强度下的变化特点.结果显示,胁迫处理96d后,100% WHC条件下白刺花幼苗的总叶面积、分枝数、基径及最大根长等均最大;80% WHC对幼苗产生了轻度胁迫,随着干旱胁迫强度的进一步增加,幼苗生长显著减小.干旱胁迫限制了新生叶发生与单叶面积扩展,导致冠层总叶面积减小,从而引起幼苗光合能力及生物量积累均降低.随着胁迫强度的增加,叶生物量所占的比例及叶面积/根生物量的比值都明显减小,而根生物量所占的比例增大,这说明叶生长对干旱胁迫反应比根更加敏感.另外,干旱胁迫下WUE随着生物量与耗水量的减小而降低,表明幼苗具有浪费型水分利用对策.叶绿素 (Chla、Chlb和Chla+b) 及类胡萝卜素含量 (Car) 都随着干旱胁迫增强而呈增大趋势,但Chla/b及 Chl/Ca变化趋势相反.干旱胁迫对叶片解剖结构影响较小,土壤水分减少时仅栅栏组织厚度略有增厚,海绵组织变薄.研究结果证明,60% WHC是幼苗生长、生物量积累、WUE和光捕获复合体活性受到明显抑制的干旱胁迫强度阈值;20% WHC胁迫处理对幼苗产生了严重危害.但是在实验过程中,即使在20%WHC条件下也未出现叶片凋落及幼苗死亡,表明当年生白刺花具有较强的干旱忍受能力,幼苗通过减小地上蒸发面积、增加地下生长及叶绿素含量等多种形态与生理策略适应干旱胁迫.     

不同生境刺五加生长发育及光合特性研究

以郁闭度分别为40%、60%和70%的蒙古栎林、针阔混交林和次生杂木林3种生境下野生刺五加种群为材料,考察了其生长发育、光合色素和光合特性的变化,探讨刺五加种群对光照条件的适应机制,寻找有利于刺五加种群生长和更新的适宜天然条件,为人工抚育生境的选择和促进天然次生林更新提供科学依据.结果表明:(1)不同生境下刺五加种群个体株高、基径和生物量均表现为蒙古栎林>针阔混交林>次生杂木林;随着郁闭度的增加,刺五加种群叶构件生物量比率呈现增加的趋势,而茎构件和根茎构件生物量比率则呈现下降的趋势.(2)刺五加种群叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量随着生境郁闭度增加呈逐渐增加趋势,而叶绿素a/b却呈下降趋势.(3)随着郁闭度的增加,刺五加种群的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率、气孔限制值、光饱和点、光补偿点和暗呼吸速率等光合参数均显著降低,而胞间二氧化碳浓度却显著提高.(4)蒙古栎林下刺五加种群具有相对较高的净光合速率和水分利用效率,从而带动种群各构件旺盛生长,使其个体株高、基径、各功能构件生物量均显著高于针阔混交林和次生杂木林种群;光能不足是限制次生杂木林刺五加种群生长的主要因子之一.因此,在抚育刺五加人工林的过程中,应该充分考虑郁闭度对刺五加种群生长发育的影响,同时还要考虑其他植物对刺五加种群生态位的竞争,并以在郁闭度40%的蒙古栎林下抚育为佳.     

干旱胁迫条件下AMF促进小马鞍羊蹄甲幼苗生长的机理研究

采用温室水分控制试验,在干旱胁迫条件下,定量化研究优势丛枝菌根真菌(AMF)影响优势乡土植物小马鞍羊蹄甲(Bauhinia faberi var.microphylla)幼苗生长的机理,主要通过研究干旱胁迫条件下摩西球囊霉菌(Funneliformis mosseae)与小马鞍羊蹄甲的共生关系,阐明AMF在植物生长初期的作用。结果表明,干旱胁迫条件下,摩西球囊霉菌能够很好地侵染幼苗,侵染率高达89%—97%,并且不受水分条件影响。接种的幼苗最大光合速率、水分利用效率随着干旱胁迫程度从重度到轻度(水分从低到高)逐渐增大,相反地,叶片脯氨酸含量逐渐减小。接种显著地促进幼苗株高、叶片数、叶面积、根长、根面积等生长指标,提高幼苗各部分生物量、地上地下磷(P)含量。当含水量为60%田间持水量时,AMF促进小马鞍羊蹄甲幼苗吸收P的效果最好。接种还显著影响幼苗的生物量分配,在重度干旱胁迫时影响P分配,水分条件也显著影响幼苗的生物量分配。此外,接种和水分的交互作用对叶生物量、总生物量、生长指标以及地上部氮(N)总量影响显著。结果表明干旱胁迫条件下菌根效应显著,并在干旱条件下显著促进了小马鞍羊蹄甲幼苗的生长,这为进一步干旱河谷植被恢复提供了理论依据。     

红砂幼苗根系形态特征和水分利用效率对土壤水分变化的响应

为探讨干旱与半干旱区受损红砂种群幼苗适宜生长的土壤水分条件,采用盆栽方法,研究了红砂幼苗在充分灌溉(FI)、适度灌溉(MI)、干旱处理(DT)3个水分处理下根系形态和水分利用效率的变化特征。结果表明:(1)红砂幼苗根系形态因水分条件和根序的不同而各异;随灌溉量的减少红砂幼苗根系直径和根体积均表现为FIMIDT,但干旱处理促进了根系的伸长生长和比表面积和比根长增加,根系形态的可塑性是红砂幼苗获取水分适应干旱环境的重要策略之一。(2)随根序的升高,各处理水平下红砂幼苗根长、比根长均显著减少,而其根直径和体积却显著增加,表明红砂幼苗根系内部具有高度的形态异质性。(3)与FI处理相比,MI和DT处理下红砂幼苗根系总生物量分别增加了50.00%、19.23%,但MI和DT处理却显著降低了红砂幼苗地上生物量,特别是叶片生物量下降幅度最大,分别降低了62.15%、83.28%,导致根冠比随灌溉量的减少而逐渐增加。(4)干旱处理显著提高了红砂幼苗的水分利用效率。研究认为,在灌溉量减少的情况下,红砂幼苗可通过根长、根系表面积和体积、直径等形态变化来优化其空间分布构型,以调节植株对水分的利用,提高水分利用效率。     

遮阴对三种木兰科幼苗生长和光合特性的影响

为探讨观光木、山白兰和灰木莲三种木兰科植物对不同光环境的光合适应机制,该文以其幼苗为材料,设置透光率分别为100% NS、72.3% NS、48.6% NS、24.9% NS的四种光照处理,测定其光合特性参数、生物量分配比例、叶绿素含量等,研究不同遮阴处理对其生长和光合作用的影响。结果表明:(1)过强或过弱的光照环境限制了幼苗株高及地径的生长,与全光照相比,72.3% NS有利于幼苗的形态生长。(2)随着遮阴程度的增加,观光木、山白兰和灰木莲幼苗的最大光合速率、光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率、蒸腾速率逐渐降低,叶绿素含量增加,水分利用效率先升后降。(3)随着光强的减弱,观光木和山白兰地上部分的生物量积累增加,灰木莲的根生物量积累增加。(4)观光木的比叶面积随着遮阴程度的增加而先增后减; 灰木莲的比叶面积显著减小; 山白兰的比叶面积差异不显著; 观光木、山白兰和灰木莲对低光环境响应和适应的差异主要表现在生物量分配比例及叶的形态特征上。综上结果认为,72.3% NS最有利于幼苗的生长,观光木、山白兰和灰木莲在遮阴条件下可以通过降低P_max、LSP、LCP、R_d、T_r来增加叶绿素含量,适当调整生物量分配比例来增大光合能力,在中度遮阴时能增加水分利用效率、株高、地径来增大光合能力。     

铝胁迫对青杨雌雄幼苗生理生态特征的影响

以青杨雌雄幼苗为对象,研究铝胁迫(Al³⁺浓度为216 mg·kg^-1)下其生理生态特征及光合作用的差异.结果表明：铝胁迫下,青杨幼苗的丙二醛和可溶性蛋白含量显著增加(P<0.001),且雄株的丙二醛显著低于雌株,而可溶性蛋白显著高于雌株;雄株过氧化物酶活性显著增加、超氧化物歧化酶活性显著降低,而雌株无显著变化;雌雄幼苗的光合速率显著降低(P=0.001),雌株的蒸腾速率显著下降(P=0.007)、瞬时水分利用效率显著增加,而雄株均无显著变化;雌株幼苗的叶绿素a含量、总叶绿素含量和叶绿素a/b值显著降低,而雄株的叶绿素a/b值显著高于雌株;雌株的比叶面积显著降低、雄株的比叶面积显著增加,而叶和茎的干物质量无显著变化.与雌株相比,青杨雄株的可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性、叶绿素含量和光合速率较高,其抗逆性更强.     

模拟三峡库区消落带土壤水分变化对落羽杉幼苗光合特性的影响

为三峡库区消落带植被恢复建设进行适生树种优选,本研究模拟三峡库区消落带土壤水分变化特征设置了常规生长水分条件、轻度干旱水分胁迫、土壤水饱和以及水淹4个不同处理组,研究落羽杉当年实生幼苗光合特性以及生理生态适应机理。研究结果表明,不同水分处理均显著影响落羽杉幼苗光合色素、叶片气体交换以及资源利用效率。其中,水淹处理组光合色素含量一直处于最低,受到的影响最大且最为明显;与轻度干旱组和水饱和处理组在干重条件下的光合色素含量和对照组并无显著差异形成鲜明对比。各组叶绿素a与b比值介于2.043~2.691之间,叶绿素与类葫萝卜素含量比则介于3.079~4.514之间。在轻度干旱水分胁迫环境下,落羽杉幼苗表现出较低的光能利用效率、CO2利用效率和净光合速率,其净光合速率比正常下降24.9%;相反在土壤饱和水与水淹环境下,其光能利用效率、CO2利用效率和净光合速率并未受到显著影响,仍保持与正常生长条件下一致的水平。在整个实验期,落羽杉幼苗各组的水分利用效率均随时间延长而持续增加,以水淹组增幅最小,常规生长组最大。研究证实落羽杉树种具有喜水和耐水淹生理学特性,完全可以考虑将落羽杉树种列为三峡库区消落带防护林体系建设树种之一,但应避免将其置于干旱环境之中。     

沙地生境和平茬年限对沙柳叶功能特征的影响

研究了毛乌素沙地南缘水滨边丘间地和干旱丘顶两种生境下沙柳平茬后不同年限(1、2、3～4和5～6年)对沙柳叶片光合气体交换、水分利用效率、结构特性及氮、磷养分含量等叶功能特征的影响.结果表明:水滨边丘间地沙柳叶片的净光合速率、气孔导度、瞬时和长期水分利用效率均高于丘顶,但N、P养分含量低于丘顶;两种生境下沙柳的叶结构性状无显著差异.干旱生境下沙柳主要通过增加养分含量、降低光合和水分利用来生存.随平茬年限增加,叶片净光合速率和气孔导度显著下降,氮含量和瞬时水分利用效率亦呈下降趋势,且二者之间呈显著正相关;平茬后1年的叶面积最高,比叶质量和叶干物质含量最低,此后比叶质量增加,叶面积和干物质含量不变;叶结构性状与光合及养分特性之间无显著相关性.叶光合活性和氮含量的下降是沙柳随平茬年限增加而衰败的重要原因.     

光强对三种喀斯特植物幼苗生长和光合特性的影响

以块根紫金牛、地枫皮和秀丽海桐的2年生幼苗为材料,通过搭建遮阴棚设置3个光照强度,对其不同光强下的形态结构、生物量分配以及光合特性进行了比较研究,以探讨光强对喀斯特植物幼苗生长和光合特性的影响。结果表明:遮阴促进了3种喀斯特植物幼苗株高、总叶面积和冠面积等形态指标的增长。总体而言,3种植物幼苗的根生物量比和根冠比均随光强的增大而显著增大,叶生物量比、叶面积比和比叶面积均随光强的增大而显著降低。强光显著降低了地枫皮与块根紫金牛的净光合速率(Pn),非气孔限制是其Pn下降的主要因素;秀丽海桐的Pn随光强的升高而显著增大。遮阴显著增加了地枫皮和秀丽海桐的单位面积叶绿素含量,强光显著增加了块根紫金牛的单位面积类胡萝卜素含量、叶绿素a/b和类胡萝卜素/叶绿素比。地枫皮和块根紫金牛在50%遮阴强度下的总生物量最大,秀丽海桐总生物量随光强增大而显著增大。3种喀斯特植物幼苗对不同的光环境表现出较强的适应性,但强光不利于地枫皮和块根紫金牛幼苗的生长,而秀丽海桐幼苗对光的适应性很强。     

栝楼雌雄植株的光合作用和蒸腾作用特性

对栝楼雌雄植株生长发育关键时期的光合作用和蒸腾作用进行研究.结果表明:在营养生长阶段,栝楼雄株的光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率均大于雌株;雄株比雌株提前22 d进入生殖生长阶段,当雄株进入生殖生长阶段后,其光合速率、蒸腾速率和气孔导度均大于雌株,但水分利用效率略小于雌株;当雌株进入生殖生长阶段后,其蒸腾速率和气孔导度大于雄株,而光合速率和水分利用效率显著小于雄株.气候因子对栝楼生长发育的影响主要是在营养生长和生殖生长初期,栝楼生长发育后期对气候因子的响应程度减弱.较高的温度和较低的湿度有利干栝楼的生长发育,光照可提高栝楼尤其是雄株的光合速率.进入生殖生长后,雄株的光合速率随光照的增强显著增加,而雌株的光合速率增加不显著;随气温的升高,雄株的蒸腾速率显著提高,雌株的光合速率极显著提高.