环境因子对沟金针虫呼吸代谢的影响

为了探讨沟金针虫Pleonomus canaliculatus对不同环境条件的适应性, 应用多通道昆虫呼吸仪测定了不同温度、O₂浓度、光照强度和湿度条件下沟金针虫的呼吸率。结果显示: 沟金针虫的呼吸模式为不规则波动型。温度和光照强度对沟金针虫的CO₂释放率影响突出, 不同处理间差异显著; 不同温度条件下, CO₂释放率最小和最大值分别为5℃时的7.22 μL/h和35℃时的180.74 μL/h, 两者间存在极显著差异（P<0.01）; 强光条件下的沟金针虫呼吸代谢强度大约是无光条件下的2倍（P<0.05）。不同的O₂浓度和空气相对湿度对沟金针虫的CO₂释放率无明显影响。同时确定了沟金针虫呼吸速率对温度的敏感性——Q₁₀值。结果表明沟金针虫在呼吸代谢过程中对温度和光照反应敏感, 对低氧和湿度环境的适应性较强。     

盐度和CO2倍增环境下碱蓬幼苗呼吸酶活性的变化

研究了生长在正常大气CO₂和CO₂倍增环境中的盐生植物碱蓬(Suaedasalsa)幼苗呼吸酶活性对KCl和NaCl的反应。结果表明,在CO₂倍增(700μl·L^-1)和正常大气CO₂(350μl·L^-1)下,300mmol·L^-1KCl和NaCl均能抑制琥珀酸脱氢酶(SDH)和苹果酸脱氢酶(MDH)活性,而异柠檬酸脱氢酶(IDH)活性为NaCl抑制、KCl促进; NaCl和KCl明显抑制细胞色素氧化酶(CO)和光呼吸中乙醇酸氧化酶(GO)、羟基丙酮酸还原酶(HPR)活性; 并指出在KCl胁迫下,CO₂使三羧酸循环(TCAC)的运行变慢,NaCl胁迫下使其加快,TCAC运行限速步骤与MDH无关,CO为盐对呼吸代谢影响的重要位点。另外,K⁺、Na⁺对蛋白表达的影响有差异,CO₂可使盐胁迫下的碱蓬幼苗蛋白表达降低。     

CO2浓度升高和施氮条件下小麦根际呼吸对土壤呼吸的贡献

依托FACE技术平台, 采用稳定¹³C同位素技术, 通过将小麦(C₃作物)种植于长期单作玉米(C₄作物)的土壤上, 研究了大气CO₂浓度升高和不同氮肥水平对土壤排放CO₂的δ¹³C值及根际呼吸的影响. 结果表明: 种植小麦后土壤排放CO₂的δ¹³C值随作物生长逐渐降低, CO₂浓度升高200 μmol·mol^-1显著降低了孕穗、抽穗期(施氮量为250 kg·hm^-2, HN)与拔节、孕穗期(施氮量为150 kg·hm^-2, LN)土壤排放CO₂的δ¹³C值, 显著提高了孕穗、抽穗期的根际呼吸比例. 拔节至成熟期, 根际呼吸占土壤呼吸的比例在高CO₂浓度下为24%～48%(HN)和21%～48%(LN), 在正常CO₂浓度下为20%～36% (HN)和19%～32%(LN). 不同CO₂浓度下土壤排放CO₂的δ¹³C值和根际呼吸对氮肥增加的响应不同, CO₂浓度与氮肥用量在拔节期对根际呼吸的交互效应显著.     

植物光合CO2响应模型对光下(暗)呼吸速率拟合的探讨

运用LI-6400便携式光合作用系统测定了不同光强(2000、1500、1000和500 μmol·m^-2·s^-1)和两种O₂浓度(21%和2%的O₂)下冬小麦(Triticum aestivum)灌浆期旗叶的CO₂响应曲线, 比较了现有CO₂响应模型(生化模型、直角双曲线模型和直角双曲线修正模型)拟合给出光下(暗)呼吸与测量值之间的差异。结果显示, 直角双曲线修正模型所给出的光下呼吸速率拟合值与测量值最为接近。植物光合作用对大气CO₂响应(A/C_a)的拟合结果优于光合作用对胞间CO₂浓度(A/C_i)的拟合。然而, 所有模型基于A/C_a拟合的光下(暗)呼吸在整体上与测量值存在显著差异(p < 0.05), 推测与现有模型没有考虑CO₂浓度对光呼吸和光下暗呼吸速率的影响有关。对小麦的试验结果表明, CO₂浓度对光呼吸和光下暗呼吸均有显著影响: 随着CO₂浓度的增加(0-1400 μmol·mol^-1), 不同光强下的表观光呼吸变化范围分别为5.035-11.670、4.222-11.650、4.330-10.999和3.263-9.094 μmol CO_2·m^-2·s^-1; 光下暗呼吸的变化范围分别为0.491-2.987、0.457-2.955、0.545-3.139和0.448-3.139 μmol CO₂·m^-2·s^-1。回归分析发现, 表观光呼吸和光下暗呼吸与CO₂浓度之间均存在较好的相关性。然而, 将该回归关系整合到现有模型中, 是否会优化模型, 从而提高模型对相关光合参数估算的准确性尚有待于进一步研究。     

大气CO2浓度和供氮水平对油菜中微量元素吸收及转运的影响

在温室大棚中模拟大气CO₂浓度升高（780 μmol·mol ^-1）,研究了抽薹期油菜各器官对钙、镁、硫、铁、锰、锌、钼、硼离子吸收与运输的影响.结果表明： 与自然CO₂浓度（对照）相比,高CO₂浓度不施氮条件下,茎的中、微量元素含量除锌增加外,其他均减少,施氮条件（0.2 g N·kg^-1土）下钙、硫、硼、锌增加,镁、锰、钼、铁减少;叶的中、微量元素两个氮水平下都表现为除钼含量增加外,其他均下降.CO₂浓度升高条件下,茎中钙和硫占中量元素总和的比值及硼和锌占微量元素总和的比值增加,镁、铁、锰、钼相应比值减少,两个氮水平下表现一致;CO₂浓度升高条件不施氮处理增加了钙在叶中的分配比例,而正常供氮处理则增加了镁的分配比例,两个氮水平下均促进了锰、锌、钼在叶中的分配比例.不施氮条件下,高CO₂浓度处理的运输系数S_Fe,_Mo和S_S,B高于自然CO₂浓度处理,而S_Mg,Fe、S_Mg,Mn和S_S,Fe低于自然CO₂浓度处理,表明CO₂浓度升高条件下油菜向上运输的钼和硫高于铁,硼高于硫,镁高于铁和锰;正常供氮条件下,高CO₂浓度处理的S_Mg,Fe、S_Mg,Mn、S_S,B高于自然CO₂浓度处理,而S_Ca,Mg、S_Fe,Mo、S_S,Fe相反,表明CO₂浓度升高条件下油菜向上运输的钙、铁和锰高于镁,硼高于硫,铁高于钼,硫高于铁.     

气候变化对不同水分条件下柿幼树光合作用的影响

以两年生柿树为试材,研究了高浓度CO₂处理（700 μmol·mol^-1）、高温处理（日平均温度高于正常日平均温度约5 ℃）、高温和高浓度CO₂复合处理及对照（温度为外界环境温度,CO₂浓度380 μmol·mol^-1）对不同水分条件下柿树净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、水分利用效率(WUE)、叶绿素含量和叶绿素荧光参数F_v/F_m、F_v/F_o的影响.结果表明:高温和高浓度CO₂复合处理使处于各水分条件下的柿树T_r、G_s减小,WUE增大;在高、中水分条件(分别为田间持水量的75%～85%和55%～65%)下高温和高浓度CO₂复合处理使柿树P_n增大,在低水分条件(为田间持水量的35%～45%)下使柿树P_n减小.高浓度CO₂处理使处于各水分条件下的柿树P_n、WUE增大,G_s、T减小.高温及高温和高浓度CO₂复合处理下WUE均受土壤水分状况的影响,并随土壤含水量的升高而升高.与对照相比,高浓度CO₂处理还提高了各水分条件下植株叶片水平的水分利用效率、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素（a+b）、类胡萝卜素含量及F_v/F_m和F_v/F_o,缓解了水分胁迫,提高了柿树的抗逆能力.     

大气CO2浓度和供氮水平对油菜中微量元素吸收及转运的影响

在温室大棚中模拟大气CO₂浓度升高（780 μmol·mol ^-1）,研究了抽薹期油菜各器官对钙、镁、硫、铁、锰、锌、钼、硼离子吸收与运输的影响.结果表明： 与自然CO₂浓度（对照）相比,高CO₂浓度不施氮条件下,茎的中、微量元素含量除锌增加外,其他均减少,施氮条件（0.2 g N·kg^-1土）下钙、硫、硼、锌增加,镁、锰、钼、铁减少;叶的中、微量元素两个氮水平下都表现为除钼含量增加外,其他均下降.CO₂浓度升高条件下,茎中钙和硫占中量元素总和的比值及硼和锌占微量元素总和的比值增加,镁、铁、锰、钼相应比值减少,两个氮水平下表现一致;CO₂浓度升高条件不施氮处理增加了钙在叶中的分配比例,而正常供氮处理则增加了镁的分配比例,两个氮水平下均促进了锰、锌、钼在叶中的分配比例.不施氮条件下,高CO₂浓度处理的运输系数S_Fe,_Mo和S_S,B高于自然CO₂浓度处理,而S_Mg,Fe、S_Mg,Mn和S_S,Fe低于自然CO₂浓度处理,表明CO₂浓度升高条件下油菜向上运输的钼和硫高于铁,硼高于硫,镁高于铁和锰;正常供氮条件下,高CO₂浓度处理的S_Mg,Fe、S_Mg,Mn、S_S,B高于自然CO₂浓度处理,而S_Ca,Mg、S_Fe,Mo、S_S,Fe相反,表明CO₂浓度升高条件下油菜向上运输的钙、铁和锰高于镁,硼高于硫,铁高于钼,硫高于铁.     

土壤CO2浓度的动态观测、模拟和应用

土壤CO₂浓度不仅是地上、地下生物活动的反映,其变化对未来大气CO₂浓度和气候变化也有重要影响.本文综述了国内外土壤CO₂浓度的原位测定方法及其优缺点,分析了不同时(昼夜、几天、季节、年际)空(剖面、立地、景观)尺度上土壤CO₂浓度的变化规律和影响因素,概括了现有土壤CO₂浓度的模拟模型和发展态势,并总结了土壤CO₂浓度梯度法在土壤呼吸研究中的应用和限制因素.最后展望了未来有待研究的4个领域：1)研发适于恶劣土壤环境(如淹水、石质土)的土壤CO₂气体采集、测定技术;2)探讨土壤CO₂浓度对天气变化的响应及其调控机理;3)加强土壤CO₂浓度空间异质性的研究;4)扩大通量梯度法在热带、亚热带土壤呼吸测定中的应用.     

低氧条件下奥巴克拉联合吉西他滨对乳腺癌细胞的作用

目的: 研究在低氧条件下,奥巴克拉(OBX)联合吉西他滨(GEM)对乳腺癌细胞MCF-7、BT-20的细胞活性、迁移、侵袭及凋亡的影响。方法: 选取乳腺癌细胞MCF-7与BT-20细胞,分组为正常氧组,低氧组,GEM组,OBX+GEM组。正常氧组:37℃,5% CO₂培养箱培养24 h与48 h;低氧组:37℃,1%O₂,5% CO₂ ,94% N₂条件下培养24 h与48 h; GEM组:37℃,1%O₂,5% CO₂ , 94% N₂,加入终浓度为10 μmol/L的GEM培养24 h与48 h;OBX+ GEM组:7℃,1%O₂,5% CO₂ ,94% N₂,加入终浓度为10 μmol/L的GEM与终浓度为50 nmol/L的OBX培养24 h与48 h。利用Western blot检测正常氧及低氧条件下MCF-7与BT-20细胞中低氧诱导因子(HIF-1α)的表达;利用CCK-8实验检测各组中MCF-7与BT-20细胞活性,每组设置15个复孔;利用划痕实验检测各组MCF-7与BT-20细胞迁移能力,每组设置6个复孔;利用Western blot检测各组MCF-7细胞中vimentin、E-Cadherin及p53蛋白的表达。结果: HIF-1α在低氧条件下培养的细胞中的表达远远高于其在正常氧条件下培养的细胞中的表达(P＜0.05),说明低氧条件成功;与低氧组相比较,GEM可降低MCF-7与BT-20细胞迁移能力和细胞活性(P＜0.05),减少细胞中vimentin的表达(P＜0.01),促进E-Cadherin和p53的表达(P＜0.01);与GEM组相比较,OBX联合GEM组可明显降低细胞活性和MCF-7与BT-20细胞的迁移能力(P＜0.01),显著降低细胞中vimentin的表达(P＜0.01),显著升高E-Cadherin和p53的表达(P＜0.01)。 结论:在低氧条件下,OBX联合小剂量GEM可显著抑制乳腺癌细胞的生长、迁移、侵袭,增强GEM对乳腺癌细胞的促凋亡作用,具体机制尚需要进一步研究。     

二氧化碳储存通量对森林生态系统碳收支的影响

涡度相关系统观测高度以下的CO₂储存通量对准确评价森林生态系统与大气间净CO₂交换量（NEE）有着重要的影响.本研究以长白山阔叶红松林为研究对象,利用2003年的涡度相关观测数据以及CO₂浓度廓线数据,分析了CO₂储存通量的变化规律及其对碳收支过程的影响.结果表明：涡度相关观测高度以下的CO₂储存通量具有典型的日变化特征,其最大变化量出现在大气稳定与不稳定层结转换期.利用涡度相关系统观测的单点CO₂浓度变化方法与利用CO₂浓度廓线方法计算的CO₂储存通量差异不显著.忽略CO₂储存通量,在半小时尺度上会造成对夜间和白天的NEE分别低估25%和19%,在日和年尺度上,会对NEE低估10%和25%;忽略CO₂储存通量,会低估Michaelis-Menten光响应方程及Lloyd-Taylor呼吸方程的参数,并且对表观初始量子效率α和参考呼吸R_ref的低估最大;忽略CO₂储存通量,在半小时、日及年尺度上,均会对总光合作用（GPP）和生态系统呼吸（R_e）低估约20%.     

CO2加富与两种供N水平对非洲菊光合生理及生长发育的影响

CO₂加富会促进植物的光合作用和生长发育,但长期的CO₂加富常因植物较低的氮（N）含量而降低这种促进作用。本文在大气CO₂浓度（40 0μmol·mol-1）和CO₂加富（800μmol·mol-1）条件下,研究不同N水平（15 mmol·L-1和30 mmol·L-1）对非洲菊光合生理和生长发育的影响。结果表明,CO₂加富显著提高非洲菊叶片的净光合速率,在整个试验期间CO₂800+N15比CO2400+N 1 5平均增加3 5%;CO₂800+N 3 0平均比CO2400+N 3 0增加了6 5%;在试验末期,CO₂800+N 3 0显著大于CO₂800+N15。非洲菊叶片中可溶性糖和淀粉含量在CO₂加富条件下显著增加,但随着试验处理时间的延长,CO₂800+N30的增加趋势小于CO₂800+N15;CO₂加富降低了非洲菊叶片中蛋白质和N含量,N的增加则缓解了这一下降趋势;在生长发育方面,CO₂加富不但促进了非洲菊的生长,而且提前了非洲菊的花期,增加了非洲菊的花朵数目,增大了花朵直径,增粗了花梗,增加了花朵花色素苷含量,显著提高了非洲菊的观赏品质。同时,增加的N与CO₂互作对非洲菊花部品质也有显著促进作用。以上数据表明,在非洲菊的栽培中,增加CO₂浓度的同时,提高N肥的供给是非常必要的。     

空气CO2增高条件下荔枝叶片光合作用和超氧自由基产率

研究结果表明,生长在77±5PaCO₂分压下30d的荔枝幼树,其光合速率较大气CO₂分压(39.3Pa)下的低23%,光下线粒体呼吸速率和不包含光下呼吸的CO₂补偿点亦略有降低.空气CO₂增高使叶片最大羧化速率(V_cmax)和最大电子传递速率(J_max)降低,表明大气增高CO₂分压下叶片的光系统I(PSI)能量水平较低,叶片超氧自由基产率亦降低39%,叶片感染荔枝霜疫霉病率则从生长在大气CO₂分压下的1.8%增至9.5%.可能较低光合和呼吸代谢诱致较低的超氧自由基产率,而使叶片易受病害侵染.叶片受病害侵染后表现为超氧自由基的激增.在全球大气CO₂分压增高趋势下须加强对荔枝霜疫霉病的控制.     

大气二氧化碳倍增对短葶飞蓬生长和有效成分积累的影响

通过对人工倍增CO₂浓度（800±100） μmol·mol^-1与正常CO₂浓度（400±25） μmol·mol^-1条件下短葶飞蓬植株生物量、体内灯盏乙素和总咖啡酸酯含量及产量的比较,探讨了CO₂浓度升高对药用植物短葶飞蓬生物量、有效成分含量及产量的影响.结果表明：CO₂浓度倍增条件下,短葶飞蓬植株生物量增加了22%;总咖啡酸酯及灯盏乙素含量分别增加23%和26%,产量分别增加37.6%和45.3%.不同器官的生物量及有效成分含量对CO₂浓度升高的响应不同.在CO₂浓度倍增条件下,短葶飞蓬植株含氮量减少47.2%,与次生代谢有效成分含量的变化呈反比,符合“碳素/营养平衡假说”;植株生物量与次生代谢产物含量的变化呈正相关,植株生长与次生代谢产物积累之间没有表现出权衡关系.说明合理施用CO₂是可实现短葶飞蓬的优质高产.     

日光温室CO2浓度变化规律研究

研究了日光温室内CO₂浓度的时空变化规律.结果表明,日光温室CO₂浓度日变化曲线通常呈不规则“U”形,有时呈不规则“W”形.冬春栽培过程中日最高CO₂浓度逐渐减小,日最低浓度和昼平均浓度先降后升,CO₂亏缺时间逐渐延长.温室内CO₂空间分布特点通常是早晨和傍晚为前部>中部>后部,近地面层>作物冠层>顶层;中午前后为前部<中部<后部,近地面层>顶层>作物冠层.影响日光温室CO₂浓度变化的主要环境因素是光照度,通风不能阻止温室内高浓度CO₂外逸和避免CO₂亏缺.幼苗期群体光合较弱、土壤呼吸旺盛,温室CO₂浓度较高;结果期群体光合旺盛、土壤呼吸衰竭,CO₂亏缺严重.     

四种作物光下暗呼吸速率降低的原因

以C₃作物(小麦, Triticum aestivum和大豆, Glycine max)和C₄作物(玉米, Zea mays和千穗谷, Amaranthus hypochondriacus)为例, 探讨了其光下暗呼吸速率降低的原因。结果表明, 2% O₂条件下, CO₂浓度为0时, 叶室CO₂浓度维持在0左右, 而胞间CO₂浓度(C_i)显著高于叶室CO₂浓度。分析认为这是由于此时植物的暗呼吸仍在正常进行。因此, 该测量条件下的表观光合速率应为CO₂浓度为0时的光下暗呼吸速率(R_d)。CO₂浓度为0时, 不同光强下的R_d均随光强的升高而降低, 且在低光强(50 μmol·m^-2·s^-1)和高光强(2000 μmol·m^-2·s^-1)之间存在显著差异, 说明光强对R_d具有较大影响。在2% O₂条件下, 经饱和光强充分活化而断光后, 以上4种作物叶片的暗呼吸速率(R_n)均随着时间的推移而下降, 说明光强并未抑制暗呼吸速率。试验结果表明, R_d的降低是由于CO₂被重新回收利用所导致, CO₂回收利用率随光强的升高而增大, 从低光强(50 μmol·m^-2·s^-1)到高光强(2000 μmol·m^-2·s^-1), 小麦、大豆、玉米和千穗谷的回收利用率范围变动分别为22.65%-52.91%、22.40%-55.31%、54.24%-87.59%和72.43%-90.07%。     

川中丘陵区水稻田土壤呼吸及其影响因素

基于川中丘陵区2003年4~9月水稻田土壤呼吸、土壤温度和水稻(Oryza sativa)生物量的测定,研究了水稻田土壤呼吸日变化和季节变化特征以及影响稻田土壤呼吸的主要因素。结果表明,水稻田土壤CO₂排放通量的日变化为单峰型,其最小值和最大值分别出现在当地时间7∶00和15∶00;在水稻生长期内,稻田土壤CO₂排放通量在18.00~269.69 mg·m^-2·h^-1之间波动,平均排放通量为121.76 mg·m^-2·h^-1。在日的时间尺度上,水稻田土壤CO₂排放通量与5 cm土壤温度存在显著的指数函数关系;而从整个生长期时间尺度上看,水稻田土壤CO₂的排放通量主要受到5 cm土壤温度和水稻地下生物量的影响。在水稻生长初期,水稻地下生物量与稻田土壤CO₂排放通量之间存在着显著的相关关系;水稻拔节中后期到成熟期,土壤温度则是制约稻田土壤CO₂排放的关键因素。CO₂排放通量与稻田地表水层深度的相关关系不显著。     

亚热带天然阔叶林转换为杉木人工林对土壤呼吸的影响

采用静态箱-气相色谱法对浙江省临安市玲珑山风景区天然阔叶林和由天然阔叶林改造的杉木人工林的土壤呼吸进行1年的定位监测.结果表明：天然阔叶林和杉木人工林土壤CO₂排放速率均呈现一致的季节性变化规律即夏秋季高、冬春季低;天然阔叶林和杉木人工林土壤CO₂排放速率分别为20.0～111.3和4.1～118.6 mg C·m^-2·h^-1;天然阔叶林土壤CO₂年累积排放通量（16.46 t CO₂·hm^-2·a^-1）显著高于杉木人工林（11.99 t CO₂·hm^-2·a^-1）.天然阔叶林和杉木人工林土壤CO₂排放速率与土壤含水量均没有显著相关性,而与5 cm处土壤温度呈显著指数相关,Q₁₀值分别为1.44和2.97;天然阔叶林土壤CO₂排放速率与土壤水溶性碳（WSOC）含量无显著相关性,杉木人工林土壤CO₂排放速率与WSOC含量呈显著相关.天然阔叶林转换为杉木人工林显著降低了土壤CO₂排放,提高了土壤呼吸对环境因子的敏感性.
     

大气CO2浓度增加与氮肥对棉花生物量、氮吸收量及土壤脲酶活性的影响

试验设置半开顶式CO₂人工气候室,研究了不同CO₂浓度处理(360、540 μmol·mol^-1)与施氮(N)量(0、150、300 和450 kg·hm^-2)对棉花干物质的积累与分配、氮素吸收量及土壤脲酶活性的影响.多样性指数和主成分分析表明: 各施N水平下,CO₂浓度增加下棉花蕾、茎、叶和整株的总干物质积累量显著增加;2个CO₂浓度下,300 kg·hm^-2-N (N₃₀₀)处理棉花蕾、茎、叶、根及整株干物质量显著高于其他3个N肥处理,合理的氮肥施用可显著提高棉花干物质积累量.棉花蕾和茎的氮素吸收量受CO₂浓度影响显著,与360 μmol·mol^-1CO₂浓度相比,CO₂浓度为540 μmol·mol^-1条件下蕾和茎的氮含量显著增加,其中N₃₀₀处理下蕾的氮含量最高,N₁₅₀和N₃₀₀处理茎的氮含量高于N₀和N₄₅₀处理;叶的氮素吸收量受CO₂和N的交互作用影响显著,在N₀、N₁₅₀、N₃₀₀处理下,540 μmol·mol^-1CO₂浓度下叶的氮含量增加;棉花根的氮素吸收量受施N的影响显著,540 μmol·mol^-1CO₂浓度下根的氮含量随着施N量的增加显著增加.总体上,540 μmol·mol^-1CO₂浓度下棉花的氮素吸收量高于360 μmol·mol^-1 CO₂浓度,各CO₂和N组合处理下,棉花各器官的氮素积累量蕾铃最高,叶片居中,其次是茎秆,根系最低.各施N水平下,两个土层的土壤脲酶活性随着CO₂浓度升高而显著增加;不同CO₂浓度处理下,0~20 cm土层土壤脲酶活性随着施N量的增加而增加,20～40 cm土层N₃₀₀处理下的土壤脲酶活性高于其他N肥处理;CO₂和N互作下,0~20 cm土层土壤脲酶活性的平均值显著高于20~40 cm土层.大气CO₂浓度为540 μmol·mol^-1、氮肥施用量为300 kg·hm^-2可显著提高棉花干物质积累量和氮素吸收量.     

马占相思人工林净二氧化碳交换和碳同位素通量

应用稳定碳同位素技术,对马占相思人工林冠层受光和遮荫叶片的碳同化率(A_net)和叶面积指数(L)进行加权,将叶片水平的¹³C甄别率(Δ_i)扩展至冠层光合甄别率(Δ_canopy),测定光合固定和呼吸释放的碳同位素通量及其净交换通量.结果表明：Δ_canopy的日变化明显,日出前和中午出现较低值(18.47‰和19.87‰),而日落前达到最大(21.21‰);秋季末期(11月)至翌年夏季,Δ_canopy逐步升高,年平均为(20.37±0.29)‰.不同季节自养呼吸(日间叶片呼吸除外)和异养呼吸释放CO₂的碳同位素比率(δ¹³C)平均值分别为(-28.70±0.75)‰和(-26.75±1.3)‰,春季林冠夜间呼吸CO₂的δ¹³C最低(-30.14‰),秋季末期最高(-28.01‰).马占相思林与大气的CO₂碳同位素通量在春季和夏季中午时峰值分别为178.5和217 μmol·m^-2 ·s^-1·‰,日均值分别为638.4 和873.2 μmol·m^-2·s^-1·‰.冠层叶片吸收CO₂的碳同位素通量较呼吸释出CO₂的碳同位素通量高1.6～2.5倍,表明马占相思林日间吸收大量CO₂,降低空气CO₂浓度,具有改善环境的良好生态服务功能.     

大气CO2浓度升高对香蕉光合作用及光合碳循环过程中叶氮分配的影响

生长在高CO₂浓度(700±5μl·L^-1)1周的香蕉叶片,其光合速率(Pn,μmol·m^-2·s^-1)为5.14±0.32,较生长在大气CO₂浓度(356±301μl·L^-1)的高22.1%,而生长在较高CO₂浓度下8周,叶片Pn较生长在大气CO₂浓度的低18.1%,表现香蕉叶片对较长期高CO₂浓度的驯化和光合作用抑制.生长在高CO₂浓度的香蕉叶片有较低光下呼吸速率(R_d),而不包括光下呼吸的CO₂补偿点则变幅较小.最大羧化速率(Vcmax)和电子传递速率(J)分别较生长在大气CO₂浓度的低30.5%和14.8%,根据气体交换速率计算的表观量子产率(α,mol CO₂·mol^-1光量子),生长在较高CO₂浓度下8周的叶片为0.014±0.01,而生长在大气CO₂浓度下的为0.025±0.005.较高CO₂浓度下叶片的表观量子产率降低44%.光能转换效率electrons·quanta^-1)亦从0.203降低至0.136.生长在较高CO₂浓度下香蕉叶片的叶氮在Rubicos分配系数(PR)、叶氮在生物力能学组分分配系数(P_B)和叶氮在光捕组分的分配系数(P_L)均较生长在大气CO₂浓度低,表明在高CO₂浓度下较长期生长(8周)的香蕉叶片多个光合过程受抑制,光合活性明显降低.