青藏高原药用植物唐古特山莨菪和唐古特大黄光合作用对强光的响应

与唐古特大黄相比,唐古特山莨菪的表观光合量子效率(AQY)较高,但最大净光合速率(Pmax)较低。在光强小于1200μmolm-2s-1时,后者用于碳同化的电子传递占总光合电子传递的比例(JC/JF)比前者高,而分配于光呼吸的电子传递(JO/JF)及Rubisco氧化和羧化速率的比值(VO/VC)则相反;光强大于1200μmolm-2s-1以后两种植物的这些参数都趋向稳定。随光强增加,后者叶片吸收光能分配于热耗散(D)的增加斜率较前者高,表明两高山植物对强辐射的适应方式略有不同。加强光呼吸途径的耗能代谢和PSII天线热耗散份额是唐古特山莨菪适应高原强辐射的主要方式,而提高叶片光合能力则是唐古特大黄的一种适应方式。     

青海薄荷的光合及热能耗散特性研究

对青海省民和、西宁和湟源3个地区的药用植物薄荷(Mentha haplocalyx Briq.)的净光合速率和叶绿素荧光参数的变化进行分析比较。结果显示:(1)最大净光合速率(Pn)湟源>西宁>民和;(2)PSⅡ反应中心最大光化学效率(Fv/Fm)以及PSⅡ反应中心活性参数(1/Fo-1/Fm)和实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)的变化趋势相同,均以西宁最高,而相应的光合功能的相对限制(LPDF)西宁最低;(3)西宁薄荷的光化学猝灭系数(qP)最高(0.875),而非光化学猝灭(NPQ)则最低(1.114)。研究表明,青海薄荷有光抑制现象发生,但并没有造成PSⅡ反应中心的不可逆破坏;西宁薄荷光化学能力较高而湟源薄荷对于过剩光能的耗散能力较高。     

滤除自然光中UV-B辐射成分对高山植物美丽风毛菊光合生理的影响

采用滤除自然光谱中UV-B辐射成分的方法, 探讨了高山植物美丽风毛菊(Saussurea superba)光合机构对青藏高原强UV-B辐射的响应和适应特性。结果表明, 强太阳光中的UV-B成分能引起净光合速率的降低。连续16天不同天气下的观测表明, 滤除UV-B处理时3 min暗适应的光化学量子效率有升高的趋势; 晴天下稳态光化学效率的分析也显示滤除UV-B处理的实际光化学量子效率和光化学猝灭系数有升高趋势, 意味着自然光中的UV-B成分可限制美丽风毛菊叶片PSII反应中心的激发能捕获效率。PSII有效光化学量子效率的增加和非光化学猝灭系数的降低进一步表明, UV-B辐射能导致有效光化学效率的降低和非光化学能量耗散的增加。由上可知, 自然强UV-B辐射是限制美丽风毛菊叶片光合作用的一个因素。滤除UV-B辐射处理对光合色素含量的影响较小, 无论以叶面积还是叶鲜重为基础的滤除UV-B处理仅有微弱的增加趋势, 说明强UV-B辐射具有加速光合色素的光氧化进程, 促进细胞成熟和叶片衰亡的潜在作用。同样UV-B吸收物质的含量也几乎没有变化, 表明强太阳辐射环境下生活的高山植物美丽风毛菊叶表皮层中已具有较多的紫外线屏蔽物质, 足以抵御目前环境中强太阳UV-B辐射可能引起的伤害, 较少受UV-B辐射波动的影响。     

青藏高原几种典型高山植物的光合特性比较

选用西宁地区人工栽培的高山植物唐古特大黄(Rheum tanguticum)、山莨菪(Anisodus tanguticus)和麻花艽(Gentiana straminea),比较了3种高山植物之间光合作用的光响应和CO₂响应特性,叶片光合色素以及UV-B吸收物质的差异;并以低海拔植物菘蓝(Isatis indigotica)为对比,分析了高山植物与低海拔植物的差异。结果表明:与低海拔植物菘蓝相比,3种高山植物光合作用的表观量子效率(AQY)都偏低;唐古特大黄叶片的AQY、羧化效率(CE)和光呼吸速率(R_p)都很低,净光合速率(P_n)的光响应曲线在全日照光辐射范围内并没有达到完全饱和,这与单位面积叶片具有较高的光合色素以及UV-B吸收物质有关;麻花艽植物与唐古特大黄一样,具有较高的UV-B吸收物质和光合色素含量,但其R_p较高,加之P_n受气孔限制较为明显,故其光合作用的饱和光强很低,P_n相对于其它3种植物也较低;山莨菪与低海拔植物菘蓝的光合特性很相似,都具有较高的AQY和CE。这些结果表明,3种高山植物的光合特性有较大差异,但并没有一致的相对于低海拔植物的共性。4种植物P_n的胞间CO₂浓度(C_i)响应曲线在CO₂饱和点以后都表现为无机磷(P_i)再生限制,其R_p的变化与CO₂饱和点以后的最大P_n的变化基本一致。     

不同天气类型下UV-B辐射对高山植物美丽风毛菊叶片PSII光化学效率的影响分析

以中国科学院海北高寒草甸试验站地区的美丽风毛菊(Saussurea superba)为材料, 通过短期滤除自然光谱中紫外线B (UV-B)辐射成分的途径, 研究了UV-B辐射对叶片光系统II (PSII)光化学效率的影响。不同天气的归纳分析表明, 随可见光辐射的降低, 暗适应3 min的PSII最大光化学量子效率(F_(v)/F_(m))显著升高; 与此同时PSII实际光化学量子效率(Φ_PSII)和光化学猝灭系数(q_P)也显著升高, 非光化学猝灭系数(NPQ)则显著降低。滤除UV-B辐射后, 3种典型天气类型下的F_(v)/F_(m)均略有升高趋势; 且Φ_PSII和q_P增加, 而NPQ略有降低趋势。量子效率的相对限制(L_(PFD))和PSII反应中心开放程度(q_L)的进一步分析表明, UV-B辐射能显著影响辅酶A还原状态, 对高山植物美丽风毛菊的光合机构具有负影响。综上可知, 自然光中的可见光辐射是影响PSII激发能捕获效率的重要因素, PSII反应中心的光化学效率和非光化学能量耗散主要受光和有效辐射的影响; 滤除UV-B成分能减缓PSII反应中心的光抑制程度。     

青藏高原高山植物的形态和解剖结构及其对环境的适应性研究进展

高山植物是一类生长于树线以上至雪线的山地植物。揭示高山植物适应环境的形态和结构特征及其内在机制,对研究全球气候变化下,植物对环境的响应和适应具有重要的理论意义。然而,国内在高山植物功能生态学的研究上相对薄弱,已有研究主要集中在对青藏高原高山植物的报道上。结合国外高山植物的相关研究报道,从形态和解剖结构两个方面对青藏高原高山植物的研究进展进行了综述,重点阐述了高山植物的形态、解剖结构及其与环境的适应性关系。植株矮小（有的呈垫状）、叶片小而厚、具有通气组织、栅栏组织多层、机械组织发达、虫媒花性状、线粒体数量多和叶绿体基粒片层少等是这一地区高山植物普遍具有的形态和结构特征。高山植物形成上述结构的特异性是高山特殊综合生态环境长期作用的结果。同时,也是高山植物对高山环境的高度适应。最后,对这一领域存在的问题以及未来研究的重点和方向进行了探讨。目的是引起国内研究者的关注,促进我国高山植物功能生态学的研究与发展。     

两种杂交杨叶绿素荧光特性及光能利用

比较研究了伊犁地区两种杂交杨伊犁杨1号(Populus deltaids‘cv-64’ (P64))和伊犁杨小叶杨(P. simonii canaden×P. russkii-9(Jia))对太阳辐射光能的利用和耗散特性。两种杂交杨光合速率(P_n)的日变化均呈现双峰型, 高光量子通量密度(PFD)阶段P_n达到20.1%的差距; 实际最大光化学猝灭ΦPSII日变化均呈“U”型, 于16:30时, P64的ΦPSII达到最低值, 而Jia的值于14:30时达到最低(Jia>P64); 光合系统的闭合程度(L)在14:30时均出现一个短暂回落, 全天平均闭合程度无显著差异(p>0.05)。非光化学猝灭系数(NPQ)在16:30同时达到最大值(Jia>P64), 两者NPQ全天相差31.7%。叶片转化吸收太阳能热能耗散(E.D)和光化学反应转化的光能量(E.P)进行估算表明: 在PFD较低的环境条件下, 两种杂交杨将吸收的光能50%以上用于光化学猝灭; 在PFD较高的环境条件下, P64的E.P值比例大于Jia, 两者全天的E.P值没有太大的差异, P64的E.D值显著大于Jia的E.D值(p>0.01), 而P64的E.D值占全天转化能量的比例小于Jia。P64和Jia的E.P达到最大的估算值时, 其E.D也达到了最大。分析结果表明: 两种杂交杨对高光能形成不同的适应机制, P64利用更多的太阳能进行光化学猝灭反应, 而Jia利用更多的太阳能进行非光化学猝灭反应, 减缓强太阳辐射伤害; 两种杂交杨用于光化学能量分配的比例P64大于Jia, 而P_n值在强辐射阶段和全天平均值、累积值均出现Jia>P64。结果证明, 仅通过杂交杨本身叶绿体对光的荧光特性反应计算接收到的光能中有多少能量被利用与实际植物光合速率的转化的干物质存在一定的差异, 两种杂交杨光化学实际固定碳和转化光能的多少的内在关系需进一步的研究。     

青海高原不同海拔地带生长的珠芽蓼光合特性的比较

对生长于青海高原不同海拔的珠芽蓼（Ｐｏｌｉｇｏｎｕｍｖｉｖｉｐａｒｕｍ）叶片的光合特性进行比较研究发现：随海拔升高叶绿素含量有降低趋势,叶绿素ａ／ｂ比值及类胡萝卜素含量有增大趋势。不同海拔的珠芽蓼叶片和叶绿体的Ｆｖ／Ｆｏ、Ｆｖ／Ｆｍ和Ｒｆｄ值随海拔升高而增大,表明随海拔升高,其潜在光合活力增加。低温荧光测定显示,随海拔升高叶绿体中ＰＳＩ和ＰＳＩ的相对荧光产量比值（ＰＳＩ／ＰＳＩＩ）减小。叶绿体蛋白质ＳＤＳ－ＰＡＧＥ结果表明,在２８－３２ＫＤ附近电泳谱带的变化显著。     

膜荚黄芪与蒙古黄芪幼苗的光能利用及其耐光性研究

以盆栽膜荚黄芪和蒙古黄芪幼苗为试验材料,测量2种黄芪叶片的光合速率、叶绿素荧光参数、光能利用率及耐光性等指标的日变化,以探讨它们的光能利用、热耗散以及耐光性差异.结果表明:(1)随着太阳光合有效辐射的日变化进程推进,2种黄芪的初始荧光(F0)、非光化学淬灭(NPQ)、PSⅡ调节性能量耗散量子产最(YNPQ)先升高后降低...     

适度高温下亚热带阔叶树种叶片的光合速率和吸收光能的分配

 利用光合作用测定系统（Li-COR 6400和叶室荧光仪）,测定了亚热带阔叶树种的光合速率和荧光参数,分析了38 ℃适度高温对叶片光合作用 和吸收光能分配的影响。测试树种包括华南亚热带地区常见的阳生性树种木荷（Schima superba）、耐荫树种黄果厚壳桂（Cryptocarya concinna）和中生性树种红锥（Castanopsis hystrix）。适度高温处理均引起 所有树种的光合能力下降,而且木荷和红锥下降的程度比黄果 厚壳桂明显。与25 ℃的对照温度相比,适度高温处理的木荷叶片用于光化学反应所消耗的光能下降,红锥和黄果厚壳桂也有相似的反应,表明 适度高温限制叶片用于光化学反应的吸收光能。无论哪个树种,38 ℃适度高温处理的植物,叶片总吸收光能中额外多余的那部分和处于非活化 状态PSⅡ所吸收的那部分光能都增加,而且黄果厚壳桂比木荷和红锥显著,因此,亚热带阔叶森林的树种对适度高温的响应因种类而异。研究 结果意味着将来气候变化导致温度的上升对演替后期树种黄果厚壳桂的光合过程的限制比演替早期的树种木荷和中生性树种红锥会更严重。     

16种高山植物叶片内的异细胞及其生态学意义

报道了１６种高山植物叶片内异细胞的分布和特征,其中８种植物叶肉的栅栏组织靠近上表皮的一层或两层细胞为民细胞,有些种的海绵组织中含有异细胞;有此种的上表皮中含有异细胞。另外绝大多数的植物的维管组织之中有异细胞存在。     

广州市大气污染对两种绿化植物叶绿素荧光特性的影响

研究了广州市工业生产区 (CS)、交通枢纽区 (GC)、居民生活区 (GP)和清洁对照区 (BY)等 4个大气采样点栽种的两种绿化植物大叶紫薇 (Lagerstroemiaspeciosa)和白兰 (Micheliaalba)叶绿素荧光特性的差别。综合污染指数表明 4个研究地点的污染程度由大到小的顺序为交通枢纽区 (GC) >工业生产区 (CS) >居民生活区 (GP) >清洁对照区 (BY)。不同污染地点大叶紫薇和白兰叶片的叶绿素含量、Fv/Fm、Fv/Fo,ΦPSⅡ和qP随污染程度的加剧而减少 ,细胞膜渗漏率和qN则上升。白兰这些参数的减少或增加的幅度大于大叶紫薇。用外源NaHSO3 或MV处理这两种植物时 ,细胞渗漏率的增加量和叶绿素含量下降量都是白兰大于大叶紫薇。结果表明绿化植物叶绿体光系统II活性和膜系统完整度的下降与其生长地点污染程度的加剧是一致的 ,大叶紫薇的抗污染能力大于白兰     

ECOTYPIC DIVERGENCE IN ALPINE POLEMONIUM VISCOSUM: GENETIC STRUCTURE,QUANTITATIVE VARIATION,AND LOCAL ADAPTATION

Polemonium viscosum has a continuous distribution from 3,500 m in the krummholz to 4,025 m on the summit ridges of Pennsylvania Mountain, Colorado. Seeds produced by plants at opposite ends of this cline, 1.5 km apart, differed significantly at allozyme loci in two consecutive breeding seasons. Mean multilocus F_st values for both years (0.015 and 0.069) were significantly different from zero, indicating restricted gene exchange between subpopulations. Average allele frequencies at two individual loci also differed significantly between families comprising krummholz and summit subpopulations. Progeny of plants growing on the summit had higher leaf production rates, more densely packed leaflets, and lower resistance to aphids than progeny of plants growing in the krummholz site, when tested under greenhouse conditions. These differences probably reflect the restricted opportunities for growth and severe exposure at high elevations, and the increased risk from herbivores near timberline. The two subpopulations did not differ in leaf length (stature), leaf width, or pubescence. Reciprocal transplanting of seedlings between krummholz and summit sites confirmed that the differences were adaptive, since progeny from each subpopulation performed significantly better in their parent's habitat. Coordinated studies of genetic structure, quantitative variation, and local adaptation across the elevational range of P. viscosum provide a comprehensive view of ecotypic divergence in this widespread alpine plant.     

甘肃天祝主要高山草地的生物量及光能转化率

 本文报道了天祝高山草地的杜鹃+柳-苔藓草地、珠芽蓼草地、线叶嵩草草地及其改良的禾草—杂类草半人工草地、多年生禾草人工草地和一年生燕麦人工草地的生物量特征,净第一性生产力和光能转化率。位于阴坡的天然杜鹃+柳—苔藓草地和珠芽蓼草地的地上和地下生物量都较大。灌溉、施肥、翻耕和播种措施,可提高培育的草地的地上生物量和现存量,并降低地下生物量和现存量(活根量)。天然草地中珠芽蓼草地的地上、地下和地上+地下的净第一性生产力均最高,杜鹃+柳—苔藓草地最小。三类培育的草地的地上部分净第一性生产力显著较其原生草地——线叶嵩草草地为高,并依培育强度而递增;但地下部分显著较低,并依培育强度而递减。杜鹃+柳—苔藓草地、珠芽蓼草地和线叶嵩草草地的地上部分光能转化率分别为0.074、0.155和0.110%。三类培育的草地地上部分的光能转化率大于天然草地,地下部分小于天然草地,全群落的光能转化率只有燕麦草地大于天然草地。     

光强对砂仁叶片光合作用光抑制及热耗散的影响

通过测定不同光照条件下砂仁 (AmomumvillosumLour.)叶片气体交换和叶绿素荧光参数 ,探讨了光对其光合机构及其光破坏防御的影响。试验期间 ,上午 11:0 0之前有雾 ,光强较弱。上午砂仁阳生叶净光合速率 (Pn)与下午 (6 .5 3μmol·m-2 ·s-1)相似 ,高于阴生叶 (5 .94μmol·m-2 ·s-1) ,下午阴生叶Pn 高于上午 ,与阳生叶相似。下午砂仁叶片表观量子效率低于上午。其初始荧光 (Fo)、最大荧光 (Fm)、光系统Ⅱ (PSⅡ )最大光能转换效率 (Fv/Fm)、Fm/Fo 及PSⅡ的潜在效率 (Fv/Fo)随日光增强而降低 ,15 :0 0降至最低 ,表明光抑制逐渐加剧。之后随光强减弱这些叶绿素荧光参数升高 ,光抑制得到缓解。与此相反 ,非光化学猝灭系数 (qN)随光强的增加而升高 ,并一直维持在较高水平 ,表明依赖叶黄素循环的保护性反应逐渐增强。阳生叶的光抑制比阴生叶强烈 ,当日遮荫处理使光抑制缓解 ,但各处理间qN 差异不大 ,表明热耗散未受显著影响。结论 :弱光下砂仁叶片即发生光抑制 ,在不同光照下其光抑制的普遍发生 ,是依赖叶黄素循环的保护性反应 ,而非光破坏的结果 ;砂仁叶片叶黄素循环的启动不需过剩光能 ,不同光处理对其影响不大 ;砂仁对光的适应能力较强。     

藏药的历史及研究进展

藏族是分布于我国青藏高原的一个古老民族。藏医药学的文字记载始于1300多年前。八世纪以后流传下来的藏医药文献很多,本文就其中6种进行论述,着重指出：①对藏药正品的考证来说,十七八世纪之交时桑杰嘉措主编的《蓝琉璃》和与之配套的彩色药物挂图是很好的资料。②丹增彭措著的《晶珠本草》成书年代宜暂作1743士9年,而不是目前一些文献流行的1840年或1800年。③丹增再传弟子蒙古人绛贝多杰著藏文本草《正确认药图鉴》,约半数附图注汉文药名,此书能反映当时蒙医使用藏药名的实际情况。但不是全部藏药,且导致后世汉译与英译古藏医药文献时对藏药名的误译,但其正文中引用许多藏医药名著对该药的生境、形态等描述而为《晶珠本草》未记载的,对考证藏药仍有重要作用。本文还就七十年代两种藏药方剂405个,统计出现20次以上的最常用藏药50种,列表供参考。此外还介绍近30年来对藏药的调查开发情况。文末附参考文献121篇。     

高寒草原优势种叶片结构变化与生态因子的关系

 为了揭示青藏高原高寒草原优势物种青藏苔草（Carex moorcroftii）和紫花针茅（Stipa purpurea）对高原特殊环境的适应性,该文研究了 它们的叶片结构在自然环境梯度下的变化以及这些变化与生态因子之间的关系。结果表明：这两个物种叶片的大多数结构特征在各个样地间变 化显著,其结构特征与环境因子间存在显著的相关关系。紫花针茅叶肉细胞大小随土壤有效K含量的增高而减小,下表皮细胞厚度和韧皮部面积 随生长季云盖度的增高而增加,单一导管半径和导管平均面积随生长季月均湿度的增加而增大;青藏苔草上表皮细胞厚度随生长季月均最低温 的降低而增厚,泡状细胞厚度（径向直径）随大陆度的增强而增加,上表皮细胞大小随土壤pH值的增大而增大,导管总数和韧皮部面积随土壤 速效P含量的增高而增加。青藏苔草的保护组织、光合组织以及综合指标变异系数明显大于紫花针茅,仅维管组织指标变异系数小于紫花针茅。     

PHOTOINHIBITION: ALGAL RESPONSES TO BRIGHT LIGHT DURING DIEL STRATIFICATION AND MIXING IN A TROPICAL ALPINE LAKE1

Near surface thermoclines form each day in the limnetic waters of Lake Titicaca (Peru-Bolivia) and thereby retain phytoplankton under extreme irradiances. This bright light exposure results in strongly depressed chlorophyll fluorescence and photosynthesis which both decay (bright light) and recover (dim light) by first order rate kinetics. During each afternoon the phytoplankton are redistributed by wind-induced mixing, and full recovery is accomplished soon after nightfall. In vivo fluorescence was measured over this diet cycle both with (F_b) and without (F_a 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethyl urea. Strongest bright light effects were on the parameter (F_a– F_a), a crude measure of operational photosystem II reaction centers (RC IIs). On dates of strong thermocline development, surface (FF_a– F_a) was reduced to 5% or less of that for the mixed layer maximum. Fluorescence depression was greater in the lake than in Pyrex bottles incubated at fixed depths for 4 h. Ultraviolet light intensified the photoinhibitory response, but strong (F_b– F_a) depression could be induced by photosynthetically available radiation alone. In Lake Titicaca, photoinhibition apparently operates by reversible in-activation of RC IIs. It occurs in the natural water column and is not simply an artifact affixed bottle incubations.     

两种杂交杨品系光合系统Ⅱ叶绿素荧光特征

比较研究伊犁地区两种典型杨树苗大叶杨（大叶钻天杨P.balsanifera Linn（Da））和伊犁杨5号（P.euramerieana cv（I-467））对太阳辐射光能的利用和耗散特性。光照条件下光合系统Ⅱ反应中心（PSⅡ）的最大光化学效率（Fv′/Fm′）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）和光合功能的相对限制（L（PDF））的分析表明,高的光合有效辐射强度（PAR）会导致光合作用的光抑制,但并不造成PSⅡ反应中心的不可逆破坏。淬灭分析表明,Da的光化学淬灭系数（qP）大于I-467,非光化学淬灭（NPQ）则相反（p〈0.05）。Da的NPQ显著小于I-467的,意味着I-467将PSⅡ反应中心吸收的过剩光能以热耗散等非光化学过程消耗的能力大于Da,因而相应降低了用于qP的份额。两种杨树的NPQ日变化趋势很相似;Fv′/Fm′和ΦPSⅡ的日变化趋势相似。Da的PSⅡ天线色素吸收光能中分配于光化学反应平均的相对份额（P）高于I-467,在较低的PAR环境中Da比I-467能更好的利用光能;Da用于天线热能耗散的相对份额（D）则小于I-467,两者具有极显著差异（p〈0.01）。Da的ΦPSⅡ比I-467大,是因为PSⅡ天线色素吸收的光能中分配于P或光化学淬灭的比例较大,而分配于D或非光化学过程的比例较小的缘故,反应中心的ΦPSⅡ也较Da小。在有效的利用光能方面,Da比I-467更适宜在新疆伊犁地区大面积推广栽植。