四种热带雨林树种光合和形态解剖特征对不同生长光强的适应

研究了西双版纳热带雨林2种喜光树种中平树(Macaranga denticulata)、倒樱木(Pnravallaris macrophylla)和2种耐荫树种云南肉豆蔻(Myristica yunnanensis)、金丝李(Garcinia paucinervis)幼苗叶片光合和形态解剖特征对3种不同生长光强(5％、25%和50％相对光强)的适应。研究结果表明,与强光下相比,弱光下生长的4种植物最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率、叶绿素a／b、叶片和栅栏组织厚度、气孔密度和比叶重都降低,而海绵组织／栅栏组织和叶绿素含量升高。在相同光强下,与2种耐荫树种相比,2种喜光树种有较大的最大净光合速率、暗呼吸速率、气孔密度和较低的叶绿素含量。在不同光强下,4种植物均表现出了对光适应有利的生理和形态解剖可塑性,而喜光树种比耐荫树种有较大的生理和形态可塑性,表明喜光树种具有比耐荫树种对强光有更强的适应能力。4种植物的生理指标的可塑性均大于叶片解剖结构的可塑性。     

热带雨林不同生态习性树种幼苗光合作用和抗氧化酶对生长光环境的反应

于雨季研究了西双版纳热带雨林后期演替树种思茅木姜子(Litsea pierrei var.szemaois)、五桠果叶木姜子(L．alilleniifolia)和先锋树种毛果桐(Mallotus barbatus)幼苗的光合、荧光特征和抗氧化酶等对3种光水平(50％、25％和8％)的适应特性。结果表明,毛果桐的最大光合速率(Pmx)随光水平升高呈增加趋势,而两种木姜子则在50％光水平下Pmax最小,Fv／Fm的日变化表明,3个种在25％和50％光水平下发生可逆光抑制,两种木姜子较重,50％光水平下,五桠果叶木姜子受到长期光抑制．思茅木姜子和毛果桐的丙二醛(MDA)和H2O2含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性随光水平升高而增加,表明光水平升高,致使植物受光胁迫的影响加剧,增强抗氧化酶系统则减轻了其伤害,两种木姜子的濒危现状可能和它们对强光生境的适应性较差有一定关系。     

生长环境光强对两种热带雨林树种幼苗光合作用的影响

以西双版纳热带雨林中演替后期种绒毛番龙眼和先锋树种山黄麻为材料 ,于雾凉季测定了不同光强下生长的 2种树苗叶片最大净光合速率 (Pmax)、叶绿素荧光参数以及光合色素含量和比叶重 (L MA) ,探讨了不同生态习性热带雨林树种幼苗对光强的适应及光保护机制。发现在一定光强范围内随生长环境光强的增加 ,2种树苗 L MA、荧光的非化学猝灭 (N PQ)、类胡萝卜素(Car)含量、Car与叶绿素 (Chl)之比升高 ,光饱和点和光补偿点也有随生长环境光强的增大而升高的趋势 ,Chl含量降低 ,2种树苗均能通过形态和生理特性的变化适应不同的光强环境。相同的生长光强下 ,绒毛番龙眼光抑制明显比山黄麻重 ,山黄麻适应强光的能力强。随生长环境光强的增加 ,山黄麻 N PQ增加不显著 ,热耗散较少 ,相同光强下其 Pmax显著高于绒毛番龙眼。绒毛番龙眼则相反 ,其热耗散随生长环境光强的升高显著增多 ,但 Pmax差异不显著。表明先锋种山黄麻主要通过提高 Pmax利用光能防止光合机构光破坏 ,而演替后期种绒毛番龙眼却较大程度通过增强非光化学猝灭来耗散过量光能。上午人为降低光强度对先锋种山黄麻影响不大 ,但可以明显缓解绒毛番龙眼的光抑制 ,表明上午一定程度的遮光 (如有雾 )可减缓绒毛番龙眼光抑制     

热带雨林蒲桃属3个树种的幼苗光合作用对生长光强的适应

 测定了生长于3种光强下（100％、42％和14％自然光强） 热带雨林演替早期（思茅蒲桃Syzygium latilimbum）、中期（乌墨S.cumini）和后期（阔叶蒲桃S. szemaoense）出现的蒲桃属 （Syzygium）3个树种幼苗叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数的日变化、比叶重和叶绿素含量。发现演替早期树种光合能力和光合可塑性最大、中期树种次之,后期树种光合能力最弱且在强光下受到显著抑制。但是,生长在强光下,3个树种均未发生长期光抑制和光破坏。随生长光强增加,3个树种热耗散速率都升高。不过在强光下,中期和后期树种通过热耗散消耗的过剩光能较多,通过叶黄素循环的热耗散可能对于这两个树种在强光下避免光合机构的光破坏起到了重要作用。14％光强下,3个树种最大净光合速率、光合作用的光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率、比叶重降低,叶片单位干重叶绿素含量提高,对低光环境有了较好的形态学和生理学适应。但是,在4％光强下思茅蒲桃和乌墨幼苗全部死亡,只有阔叶蒲桃幼苗仍能存活,说明阔叶蒲桃幼苗适应弱光环境的能力高于思茅蒲桃和乌墨,与它们的演替状态一致。     

西双版纳不同海拔4种雨林幼苗的光合特性和生物量

在云南西双版纳勐仑(600 m,低海拔)、菜阳河(1 100 m,中海拔)和勐宋(1 600 m,高海拔),对热带季节雨林4种主要树种绒毛番龙眼(Pometio tomentosa)、云南玉蕊(Barringtonia macrostachya)、云南肉豆蔻(Myristica yunnanensis)和小叶红光树(Knema globularia)幼苗进行移栽试验,测定幼苗的光合作用和生物量.结果表明,高海拔七的低温使幼苗处于休眠或光系统受到不可恢复的破坏,光合作用几乎停止;4种幼苗的最大净光合速率及生物量均随海拔的增加而下降;低、中海拔上4种幼苗的净光合速率日变化曲线均表现为"双峰型",低海拔的第一个峰明显高于中海拔.除小叶红光树外,其它幼苗的根生物量分数均随海拔增高而增加.海拔升高,温度降低是限制幼苗光合特性、生物量积累的主要因子,也是某些幼苗在更高海拔雨林群落中消失的潜在原因.此外,幼苗的根生物量分数随海拔上升而增加是其对极限环境温度的一种重要适应特征.     

生长光强对4种热带雨林树苗光合机构的影响

于雾凉季研究了西双版纳热带雨林 4种植物幼苗对光抑制及光破坏的防御。发现不同光强下生长的玉蕊和滇南红厚壳日间光抑制均较团花树和滇南插柚紫重 ,在中光强下还发生了长期光抑制。中光强下生长的团花树和滇南插柚紫叶绿素含量降低 ,光合能力升高 ,同时增加热耗散量 ,维持光能平衡 ,避免了光破坏的发生。中光强下玉蕊和滇南红厚壳减少光能吸收、提高热耗散的同时 ,发生了光系统II光化学量子产量长期下调。中光强下生长的 4种植物叶片的类胡罗卜素的绝对含量并不高 ,但单位叶绿素的类胡罗卜素含量显著升高 ,相对保护作用增强。先锋树种团花树类胡罗卜素含量低于另 3种植物 ,这与其较低的热耗散速率相一致 ,光合能力的提高对其光破坏的防御有重要的作用     

不同生态习性热带雨林树种的幼苗对光能的利用与耗散

研究了生长于100％、25％和8％光照条件下的热带雨林先锋树种团花、演替顶极阶段的冠层树种绒毛番龙眼和中下层树种滇南风吹楠幼苗的光合能力及光能分配特性对光强的响应。与绒毛番龙眼和滇南风吹楠相比,团花具有较高的最大光合速率和最大电子传递速率,从光能分配对光强的响应曲线可以看出,随着光强的增加,3个树种幼苗叶片吸收的光能分配到光化学反应的比例减少,分配到热耗散的比例增加,光能在光化学反应与热耗散之间的分配呈显著负相关,与其它两个种相比,100％光下的团花幼苗将较多的光能分配到光化学反应中,热耗散较弱且未达到饱和。过剩光能少,没有引起长期光抑制,绒毛番龙眼和滇南风吹楠将叶片吸收的较多光能分配到热耗散中,但生长于100％光下的幼苗过剩光能仍然较多,导致幼苗遭受长期光抑制,结果表明,不同生态习性热带雨林树种幼苗更新对光环境的要求与这些幼苗对光能的利用和耗散特性密切相关。     

光照对鄂东南2种落叶阔叶树种幼苗生长、光合特性和生物量分配的影响

通过设置4个光照梯度(25%、12%、6%和3%自然光)模拟鄂东南低山丘陵地区落叶阔叶林林下的光环境,研究了2种耐荫性不同的树种幼苗--麻栎(Quercus acutissima)和化香(Platycarya strobilacea)不同光强下的存活率、光合特性、生长和生物量分配,探讨了低光环境中耐荫性不同的树种幼苗维持自身碳平衡的机制和权衡存活-生长选择的生活史策略。结果表明:(1)低光下的2个树种幼苗的生长、光合特性和生物量分配具有显著性差异。(2)各个光照梯度下麻栎幼苗都生长良好,存活率保持在35%以上,而化香幼苗遭遇高的死亡率,80d后3%和6%自然光下的幼苗全部死亡;低光环境中麻栎幼苗比化香幼苗具有更大的表观光量子(AQY)和最大净光合效率(Pmax),更低的光补偿点(LCP)和暗呼吸效率(Rd),即耐荫性较强的麻栎幼苗比耐荫性较弱的化香幼苗具有更高的低光碳同化率和碳捕获能力。(3)2个树种幼苗的成活率与RGR呈负相关关系,各个光照梯度下耐荫性较弱的化香幼苗的相对生长率(RGR)显著高于耐荫性较强的麻栎幼苗,而两个树种幼苗的净同化率(NAR)无明显差异。相对于麻栎幼苗较高的根生物量比(RMR),化香幼苗将更多的生物量分配给叶部,因而具有较高的叶生物量比(LMR)、叶面积比(LAR)和比叶面积(SLA)。不同耐荫性的幼苗生长及生物量分配方式的差异是植物存活-生长权衡后的结果,耐荫性弱的化香幼苗具有较高的生长潜力和较弱的自我保护能力,而耐荫性强的麻栎幼苗具有更高的低光碳储量,能够维持更好的低光碳平衡,具有竞争优势。     

施肥对银叶树幼苗生长及光合特性的影响

为探讨不同施肥水平对银叶树幼苗生长和光合作用的影响,该文以2年生实生幼苗为试验材料,设置对照CK(0 g·株-1)、N1(10 g·株-1)、N2(15 g·株-1)、N3(20 g·株-1)、N4(25 g·株-1)及N5(30 g·株-1)6个施肥水平的盆栽实验,经140 d施肥试验,研究了不同施肥水平下银叶树幼苗...     

千岛湖次生林优势种植物光合特性对不同光环境的响应

在林窗、林缘、林下3种自然光环境下,对千岛湖次生林优势种马尾松、苦槠、石栎和青冈栎在不同季节的光合作用日变化、光响应、CO2响应和叶绿素荧光参数进行比较,探讨优势种对光环境的适应及响应的差异,以期了解群落演替的内在机制.结果表明:在3种光环境下,马尾松、苦槠的日均净光合速率(Pn)为夏季最高,石栎、青冈栎为秋季最高.在林窗、林缘中,年均最大净光合速率(Amax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)均为马尾松最高,苦槠次之,青冈栎和石栎最低;林下生境中,青冈栎的年均Amax、表观量子效率(AQY)最高,其次是石栎和苦槠,马尾松最低.3种生境中,马尾松的年均最大羧化速率(Vc max)、最大电子传递速率(Jmax)和磷酸丙糖利用率(TPU)均显著高于其他3种优势种.马尾松、苦槠4个季节的PSII最大光化学效率(Fv/Fm)均为林窗最高,石栎、青冈栎为林下最高;马尾松、苦槠的Fv/Fm最大值出现在夏季,石栎、青冈栎出现在秋季.马尾松、苦槠更适合生长于林窗等高光强生境中,而石栎、青冈栎在林下等低光强生境中生长较好.随着演替的进程,群落郁闭度增大,石栎和青冈栎将取代马尾松和苦槠成为群落演替顶极阶段的优势种.     

Photosynthetic Characteristics,Dark Respiration,and Leaf Mass Per Unit Area in Seedlings of Four Tropical Tree Species Grown Under Three Irradiances

We investigated the effect of growth irradiance (I) on photon-saturated photosynthetic rate (P _max), dark respiration rate (R _D), carboxylation efficiency (CE), and leaf mass per unit area (LMA) in seedlings of the following four tropical tree species with contrasting shade-tolerance. Anthocephalus chinensis (Rubiaceae) and Linociera insignis (Oleaceae) are light-demanding, Barringtonia macrostachya (Lecythidaceae) and Calophyllum polyanthum (Clusiaceae) are shade-tolerant. Their seedlings were pot-planted under shading nets with 8, 25, and 50 % daylight for five months. With increase of I, all species displayed the trends of increases of LMA, photosynthetic saturation irradiance, and chlorophyll-based P _max, and decreases of chlorophyll (Chl) content on both area and mass bases, and mass-based P _max, R _D, and CE. The area-based P _max and CE increased with I for the light-demanders only. Three of the four species significantly increased Chl-based CE with I. This indicated the increase of nitrogen (N) allocation to carboxylation enzyme relative to Chl with I. Compared to the two shade-tolerants, under the same I, the two light-demanders had greater area- and Chl-based P _max, photosynthetic saturation irradiance, lower Chl content per unit area, and greater plasticity in LMA and area- or Chl-based P _max. Our results support the hypothesis that light-demanding species is more plastic in leaf morphology and physiology than shade-tolerant species, and acclimation to I of tropical seedlings is more associated with leaf morphological adjustment relative to physiology. Leaf nitrogen partitioning between photosynthetic enzymes and Chl also play a role in the acclimation to I.     

两种热带雨林树苗对环境光强变化的生理响应和适应机制

干季末雨季初以西双版纳热带雨林中木奶果和玉蕊2种树苗为材料,研究了将生长于12.5%自然光（相当于小林窗的光强）和36%自然光（相当于大林窗的光强）下的这2种树苗分别移至36%自然光和12.5%自然光下之后各自叶片最大净光合速率（Pmax）、叶绿素荧光参数、光合色素含量、比叶重（LMA）以及叶片悬挂角（MA）的变化过程,探讨了2种植物幼苗在生长环境光强改变后其形态和生理生态特性做出的相应调整以适应新的光环境的过程与机制。结果表明,这2种树苗均不适宜生长在大林窗的强光环境下,但木奶果对光环境的增强表现出一定的耐受力,光合适应潜力强于玉蕊,2种树苗对低光环境都能较好地适应;新叶的生成在整株植物对生长光环境变化的适应过程中也起到至关重要的作用。     

不同光强下生长的两种榕树叶片光合能力与比叶重、氮含量及分配的关系

观测了不同光强下生长的两种榕树幼苗叶片的光合能力、比叶重(LMA)、氮含量及在光合机构中的分配.结果表明,两种榕树幼苗的最大净光合速率(Pmax)均随生长光强的升高而升高,这与LMA、单位面积氮含量(NA)和光合氮利用效率随生长光强的升高而升高有关.除36%光强下外,相同光强下生长的喜光的斜叶榕(Ficus tinctoria)的Pmax均显著高于耐荫的假斜叶榕(Ficus subulata),这与其叶片中氮在羧化组份和生物力能学组份中的分配系数、LMA和NA较高有关.     

绒毛番龙眼对生长光强的形态和生理适应

在100％、50％、25％和8％自然光强下栽培绒毛番龙眼幼苗并研究了其对光环境的适应。100％生长光强下绒毛番龙眼通过增大叶片悬挂角(midrib angle,MA)和比叶重(lamina mass per unit area,LMA),减少叶氮在捕光组分中的分配等降低光能捕获;通过增加类胡萝卜素含量增加热耗散。虽如此,还是发生了比较严重的光抑制,加之叶氮在光合机构中的分配最少,导致光合能力最低,长势最差。8％生长光强下绒毛番龙眼通过降低MA、LMA以及叶片技转,增加叶氮在捕光组分中的分配等提高光能捕获能力,光能转换及利用效率较高,热耗散水平较低,但由于环境光较弱,限制了光合碳同化,植株生长也较慢。50％和25％生长光强下绒毛番龙眼有较强的光能捕获、利用和耗散能力,在几种光处理中长势最好。     

热带雨林剑叶凤尾蕨(Pteris ensiformis)对光强变化的适应

野外调查表明剑叶凤尾蕨能适应不同的光环境,本研究测定剑叶凤尾蕨在两种不同光环境下的适应能力,在热带雨林林下和林窗生长40d后,林下生长的剑叶凤尾蕨比林窗生长的植株有较多的叶片数,大的冠幅,高的叶绿素含量和表观量子效率。同时。林下生长的剑叶凤尾蕨有高的光化学效率和较低的非光化学耗散能力,这说明低光植物表现出有较高的能量转换能力,而两种光强生长的剑叶凤尾蕨最大光合放氧速率相似。这可能与在高光下的非辐射耗散的提高和光合机构的损伤有关,研究结果表明,剑叶凤尾蕨通过光合器官的调整对不同光强的适应。以促进剑叶凤尾蕨在不同光环境的生长能力。     

热带雨林剑叶凤尾蕨(Pteris ensiformis)对光强变化的适应

野外调查表明剑叶凤尾蕨能适应不同的光环境.本研究测定剑叶凤尾蕨在两种不同光环境下的适应能力.在热带雨林林下和林窗生长40d后,林下生长的剑叶凤尾蕨比林窗生长的植株有较多的叶片数,大的冠幅,高的叶绿素含量和表观量子效率.同时,林下生长的剑叶凤尾蕨有高的光化学效率和较低的非光化学耗散能力,这说明低光植物表现出有较高的能量转换能力.而两种光强生长的剑叶凤尾蕨最大光合放氧速率相似,这可能与在高光下的非辐射耗散的提高和光合机构的损伤有关.研究结果表明,剑叶凤尾蕨通过光合器官的调整对不同光强的适应,以促进剑叶凤尾蕨在不同光环境的生长能力.     

Ontogenetic Changes of Photosynthetic and Dark Respiration Rates in Relation to Nitrogen Content in Individual Leaves of Field Crops

Ontogenetic changes of rates of photon-saturated photosynthesis (P _sat) and dark respiration (R _D) of individual leaves were examined in relation to nitrogen content (Nc) in rice, winter wheat, maize, soybean, field bean, tomato, potato, and beet. P _sat was positively correlated with Nc as follows: P _sat = CfNc + P _sat0, where Cf and P _sat0 are coefficients. The value of Cf was high in maize, medium in rice and soybean, and low in field bean, potato, tomato, and beet, of which difference was not explained by ribulose-1,5-bisphoshate carboxylase/oxygenase (RuBPCO) content. R _D was explained by P _sat and/or Nc, however, two models must be applied according to plant species. R _D related linearly with P _sat and Nc in maize, field bean, and potato as follows: R _D = a P _sat + b, or R _D = aNc + b, where a, a, b and b are coefficients. In other species, the R _D/P _sat ratio increased exponentially with the decrease of Nc as follows: R _D/P _sat = a exp(b Nc), where a and b are coefficients. Therefore, R _D in these crops was expressed as follows: In(R _D) = ln(a P _sat) + b Nc, indicating that R _D in these crops was regulated by both P _sat and Nc.     

两种热带木质藤本幼苗形态、生长和光合能力对光强和养分的响应

比较了两种不同攀援习性,卷须缠绕种薄叶羊蹄甲（Bauhinia tenuiflora）和茎缠绕种刺果藤（Byttneria aspera）,木质藤本植物的形态、生长及光合特性对不同光强（4％、35％和全光照）和土壤养分（高和低）的响应。两种藤本植物大部分表型特征主要受光照的影响,而受土壤养分的影响较小。弱光促进地上部分生长,弱光下两种植物均具有较大的比叶面积（specific leaf area,SLA）、茎生物量比（stem mass ratio,SMR）和平均叶面积比（mean leaf area ratio,LARm）。高光强下,两种植物的总生物量和投入到地下部分的比重增加,具有更大的根生物量比（root mass ratio,RMR）、更多的分枝数、更高的光合能力（maximum photosynthetic rate,Pmax）和净同化速率（net assimilation rate,NAR）,综合表现为相对生长速率（relative growth rate,RGR）增加。两种藤本植物的Pmax与叶片含氮量的相关性均未达显著水平,但刺果藤的Pmax与SU志间呈显著的正相关,而薄叶羊蹄甲的Pmax与SLA之间相关性不显著。在相同光照强度和土壤养分条件下,卷须缠绕种薄叶羊蹄甲的RGR显著高于茎缠绕种刺果藤。薄叶羊蹄甲的RGR与NAR呈显著正相关,其RGR与SLA、平均叶面积比（EARm）及Pmax之间相关性不显著。刺果藤的RGR与NAR呈显著的正相关,而与SLA存在显著的负相关。上述结果表明,与土壤养分相比,光照强度可能是决定木质藤本分布更为重要的生态因子。卷须缠绕种薄叶羊蹄甲由于具有特化的攀援器官,在形态上和生理上具有更大的可塑性,这使得卷须缠绕种木质藤本在与其它植物的竞争中更具优势。