不同光环境对红松幼苗光合生理特征的影响

应用Li-6400P便携式光合测定系统于生长季（8月）测定了4种模拟光环境（100%、60%、30%和15%自然光强,分别记为FI、II、LI和WI）和3个实际光环境（林窗、林下和林缘,分别记为G、U和E）下3个苗龄红松（Pinus koraiensis）针叶气体交换参数和净光合速率（P_n）的日变化,以及单位叶面积叶绿素（Chl）含量和比叶质量（LMA）的变化。结果表明:3年和5年生红松在II和LI处理间的P_n基本一致,且均高于FI的P_n;7年生红松在FI处理下的P_n高于其他处理的P_n,各处理的P_n峰值均出现在13:00。3年和5年生红松在LI处理下的最大光合速率（A_max）和暗呼吸速率（R_d）均高于全光FI处理。随光强降低,LMA呈下降趋势,说明红松通过改变LMA的方式适应光环境的变化。3年和5年生红松II处理与G处理间的光合生理指标差异不显著(P>0.05）,LI和WI处理与E处理间同样如此,说明光环境模拟很好地反映了实际的光环境。通过对红松针叶生理生态指标的可塑性分析,得出3种不同苗龄红松可塑性的大小顺序为3年>5年>7年。表明随树龄增大,红松的需光性增加;3年和5年生红松在全光30%～60%条件下生长较好,7年生红松则是在全光下生长最好。     

草光合作用日变化及其与环境因子的关系

对镇江北固山湿地优势植物——〓草的光合作用进行了试验研究。结果表明,春夏季晴天〓草净光合速率(P_n)的日变化为双峰曲线,有明显的光合“午休”现象;多云天〓草的P_n主要受光强制约,随光合有效辐射(PAR)变化而变化。经统计学验证,〓草的P_n与PAR、气孔导度(G_s)有显著正相关关系,而与细胞间隙CO₂浓度(C_i)呈显著负相关。用一元二次方程拟合了〓草的光响应曲线,得到光补偿点为38.572 μmol·m^-2·s^-1,光饱和点为2 087.5 μmol·m^-2·s^-1。     

5个油松种源光合特性的比较研究

为了揭示自然条件下不同种源油松光合特性的差异,为优良种源选择提供依据,在黄土高原种源实验地,对5个油松种源（陕西洛南LN,陕西黄陵HL,山西吕梁山LL,山西灵空山LK,辽宁千山QM）幼苗的光合生理特征及其与环境因子的关系进行了研究。结果表明：5个油松种源的净光合速率（P_n）呈双峰型,蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）亦基本呈双峰型,第1峰值均出现在上午8:00,有明显的光合午休现象。种源QM的水分利用效率（WUE）日变化呈单峰性,峰值出现在10:00,而种源LN、LL、LK和HL呈双峰型,第一峰值出现在8:00,第二峰值出现在12:00~16:00。种源LN、LL、LK和QM午间净光合速率的下降主要由气孔因素引起的,而种源HL则主要由叶肉细胞同化能力的降低引起的。种源LK的日均P_n、T_r和WUE均高于其他种源,是高光合、高蒸腾和高水分利用效率的种源,而种源HL属于低光合、低蒸腾和低水分利用效率的种源。T_a是影响各种源的P_n的首要因子,其次是VPD;RH是影响种源LN、LL和LK的T_r的首要因子;而T_a和VPD是影响种源HL和QM的T_r的主要因子。     

Guaduaamplexifolia光合季节动态

为了解国外引进的优良材用竹种Guadua amplexifolia在引种地福建省华安县的光合适应性,在自然条件下测定该竹种不同季节的光合及相关特征参数,并对不同季节的光合生理参数及其主要环境影响因子进行相关分析和通径分析。结果表明:其光响应特征参数具有明显的季节性差异,光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、光下暗呼吸速率(Rd)、最大净光合速率(Pn_max)均是7月最高,4月和10月次之,1月最低; 四个季节的净光合速率(Pn)日变化均呈双峰型,其中4月“午休”不明显; 日均净光合速率4月>7月>10月>1月; 除空气相对湿度(RH)外,蒸腾速率(Tr)、胞间CO₂浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、饱和水汽压差(VPD)、光合有效辐射(PAR)、叶片温度(Tleaf)等生理因子和环境因子均与净光合速率(Pn)显著相关; 不同季节Pn的主要环境影响因子有所差异,1月Tleaf为Pn最大的环境影响因子,而10月RH的影响则明显增大。综合分析整个生长季节,各测定环境因子对Pn的影响大小顺序为VPD>PAR>RH>Tleaf。     

森林生态系统土壤CO2释放随海拔梯度的变化及其影响因子

联合国气候框架公约的签署提升了人们对全球变暖、碳循环的关注。土壤CO₂释放作为土壤-大气CO₂交换的主要途径之一,成为了各国生态学家研究的重点内容。通过对1800~2155m海拔梯度上森林生态系统土壤CO₂释放进行研究,揭示了较小空间尺度上土壤CO₂释放的变化规律及其控制机制。在研究区域内,随着海拔梯度的增加,森林土壤CO₂释放由(1.94±006) μmol m^-2 s^-1逐渐增加至(2.22±0.07) μ mol m^-2 s^-1。土壤温度、土壤水分、土壤有机碳（SOC）、全N、全P与土壤CO₂释放呈显著正相关（n=14, P<0.05）;土壤容重与土壤CO₂释放速率呈显著负相关（n=14,P<0.05）;土壤pH对土壤CO₂释放影响不显著。作为一个复杂的生态学过程,环境因子及其交互作用对土壤CO₂释放产生影响,为了减少因子共线性影响,逐步降低因子维数,采用主成分分析（PCA）揭示了土壤温度、土壤水分、SOC、全N、全P、容重6个因子的联合作用,其累积贡献率达到了57％以上;进一步运用逐步回归分析方法,探讨了影响土壤CO₂释放沿海拔梯度分布的主导因子,结果表明土壤水分是研究区域森林生态系统土壤CO₂释放沿海拔梯度变化的主导因子。     

硅对生姜叶片水、二氧化碳交换特性的影响

为探讨硅对生姜植株的生理效应,以莱芜大姜为试材,研究了水培营养液中不同硅素水平对生姜植株生长、硅含量及叶片光合作用和蒸腾作用的影响.结果表明：植株各器官硅含量及生物量均随营养液硅素水平的升高而显著增加,1.0 (T₁)、1.5 (T₂)、2.0 (T₃) mmol·L^-1硅(Si)处理植株叶片硅 (SiO₂) 含量分别比CK增加604.4%、834.8%和1130.4%,单株生物量分别比CK增加9.4%、19.4%和22.8%.随着硅素水平的升高,叶片Mg²⁺ TPase、Ca²⁺ ATPase活性及光合速率(P_n)和水分利用效率(WUE)提高,蒸腾速率(T_r)降低.一天中在11:00时,T₁、T₂、T₃处理的生姜叶片P_n和WUE分别比CK提高11.2%、21.8%、28.2%和23.1%、55.9%、54.8%,T_r分别比CK降低6.3%、17.1%和19.2%.此外,硅素还显著提高了生姜叶片光合作用饱和光强、CO2羧化效率及类胡萝卜素含量,但对叶绿素含量无显著影响.本试验条件下,以15～20 mmol·L-1硅素(Si)处理效果最好.     

光强在低温弱光胁迫后番茄叶片光合作用恢复中的作用

为了研究光强在低温弱光胁迫后番茄叶片光合作用恢复中的作用,以番茄品种浙粉202为材料,研究了低温弱光后恢复期全光照与遮荫对光合作用和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：低温弱光（8℃/12℃,PFD 80 μmol·m^-2·s^-1）导致番茄叶片P_n、Φ_PSⅡ、qP和F_v′/F_m′的下降,但诱导了NPQ的上升,未引起F_v/F_m的变化;全光照（100%光照）下恢复1 使得植株叶片P_n、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、qP、NPQ和F_v′/F_m′均大幅下降,随后光合和荧光参数可缓慢恢复至对照水平;遮荫（40%光照）恢复植株F_v/F_m、Φ_PSⅡ和F_v′/F_m′仅在第一天稍有下降,而P_n和qP还略有上升,NPQ虽有所降低但仍显著高于对照水平,随后光合和荧光参数均可迅速恢复到对照水平。说明低温弱光虽抑制了光合作用的进行,但并未引起光抑制的发生;全光照恢复加剧了叶片光抑制的发生,而遮荫恢复可通过叶片PSⅡ光化学活性的快速恢复和天线色素热耗散能力的增强以保护光合机构免受伤害,有利于光合作用的迅速恢复。     

土壤水分胁迫对5个种源油松光合特性的影响

在盆栽条件下,对5个种源油松（山西中条山ZT,山西吕梁山LL,山西太行山TH,陕西洛南LN和陕西黄陵HL）幼苗进行了水分胁迫处理实验,对其净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）、水分利用效率（WUE）及P_n与土壤含水量（SWC）的关系进行了研究。结果表明：油松幼苗的P_n、T_r和G_s均随水分胁迫程度的增加呈先上升后下降的趋势,C_i呈先下降后上升的趋势。其中TH种源的P_n、T_r和G_s最高,LN和HL种源的较低。干旱处理的第4天（SWC为15%~25%）,5个种源的P_n、T_r和G_s均达到处理期的最大值;第7天（SWC为7%~9%）,它们的P_n、T_r、G_s和WUE差异均极显著（p<0.01）,且大小顺序均为：ZT>TH>LL>HL>LN;处理的10天后（SWC小于5%）,LL、TH、LN、HL均只表现为呼吸作用。根据P_n与SWC的二次拟合方程（R²=0.980~0.997）中P_n为0时的SWC进行了抗旱性排序,依次为：TH>ZT>LL>HL>LN。     

C差异与气体交换参数

在苗木生长的不同时期对13个毛白杨(Populus tomentosa)杂种无性系叶片碳同位素δ¹³C和气体交换参数(净光合速率P_n、蒸腾速率T_r、瞬时水分利用效率WUE_i、气孔导度G_s和胞间CO₂浓度C_i)的差异进行研究, 分析不同无性系间δ¹³C与气体交换参数的相互关系, 目的在于探求δ¹³C在筛选高光合及高水分利用效率毛白杨杂种无性系中的应用价值。结果表明: 不同生长时期和不同无性系间δ¹³C、T_r、WUE_i、G_s和C_i的差异均显著, δ¹³C和WUE_i表现为9月＞7月, T_r、G_s和C_i表现为7月＞9月, P_n在不同生长时期差异不显著。季节变化是引起毛白杨杂种无性系叶片δ¹³C差异的主要原因。同一时期, 无性系间δ¹³C和WUE_i表现出较好的一致性, 即WUE_i较高的无性系30、42、46、83、BL2和BL5, 其δ¹³C值也较高, WUE_i较低的无性系B331和TG34, 其δ¹³C值也较低, 且不同时期(7月和9月) δ¹³C和WUE_i呈较强的正相关, 相关系数r分别为0.739 0和0.545 8, 高δ¹³C可以作为筛选高WUE_i毛白杨的有效指标, 且在苗木生长旺盛时期选育能得到更为可靠的结果。对毛白杨而言, 高WUE_i的无性系, 一般具有适中或较低的G_s和C_i, 但不一定具有很高的P_n, 气孔调节使得毛白杨在不影响光合作用的同时保持较高的WUE。     

交换的日变化和季节变化特征

应用2003年11月～2004年10月晴好天气涡度相关通量观测资料,对西双版纳热带季节雨林CO₂交换的日变化和季节变化进行分析。结果表明：雾凉季、干热季和雨季的净生态系统CO₂交换（NEE）均呈现出单峰型曲线的日变化趋势,昼间其变化规律较强,夜间呈波动状态。昼间NEE（取绝对值）雾凉季和雨季均显著大于干热季;夜间NEE雨季显著大于干热季 ,而干热季显著大于雾凉季。光合有效辐射是影响NEE日变化的主要因素,但不是造成季节差异的主要因素;饱和水汽压差和气温对NEE的季节差异有较大贡献。另外,应用Micha elis _Menten模型对昼间不同饱和水汽压差和气温下NEE对光合有效辐射的响应进行分析,结果表明：各季节较高饱和水汽压差下的表观最大光合速率(P_max)、表观暗呼吸速率(R_e)比较低饱和水 汽压差下的P_max、R_e大,而表观光量子产额(α )则相反。各季节较高气温下的R_e比较低气温下的R_e大;雾凉季气温的差异对P_max和α的影响较小;干热季和雨季较高气温下的α较小。