对一个气孔经验模型的电学类比分析和模拟检验

对Ｂａｌｌ等人提出的气孔经验模型进行了分析和模拟检验,分析是通过电学类比实现的,在引进叶片边界层导度很大等假设后可以从气孔内外ＣＯ２浓度之比保持恒定的实验事实推导出这个经验模型的表达式;在其它类似的实验事实的基础上已可作同样的推导。模拟检验中采用的是由我们建立的人为完整的气孔对环境响应的机理性定态数学模型。两种方法得出的结论是一致的：Ｂａｌｌ等人的经验模型有一定的局限性,因为它不能模拟边界层阻力和叶温对气孔导度的影响。由此我们指出叶片表面的风速是影响气孔导度的重要环境因子之一。一个完整的气孔模型必须包括它的影响。     

净光合速率与气孔导度相互关系的电学类比分析和模拟研究

对Ｂａｌｌ等的气孔模型所依据的实验事实之一（净光合速率与气孔导度呈线性关系）作了只考虑各阻力与总通量之间关系的电学类比分析和模拟检验。从电学类比分析得到的关系式可以看出,净光合速率与气孔导度的关系是非线性的,只有当叶片的边界层导度比较大时,两者的关系才接近线性。模拟得到的结论也是一样的。另外还模拟了气孔内外ＣＯ２ 浓度之比随光强的变化以及边界层导度的影响,模拟结果可以解释已有的实验结果     

一个气孔对环境因子响应的机理性数学模型

本文在已知的气孔运动机理的基础上,对现有的数学模型加以改进,建立了除ＶＰＤ、ＣＯ２和土壤水势的影响外,还能模拟光照和温度等因子对气孔影响的数学模型,在不同组合的环境因子下模拟得到的结果与公认的实验观测结果基本一致,它可以作为研究气孔整体行为的理论框架,也可用于检验多种关于气孔运动的假设。     

水分胁迫下植物叶片光合的气孔和非气孔限制

评述了水分胁迫下植物叶片光合的气孔和非气限制研究的进展,提出了一个判别水分胁迫下气孔和非气孔限制的方法。     

光合作用气孔限制分析中的一些问题

简要分析评论了光合作用气孔限制分析中的一些似是而非的观念及其作法的不可靠性。     

气孔不均匀关闭与光合作用的非气孔限制

简要评述气孔不均匀关闭现象的诱发因素和气孔不均匀关闭与光合作用的非气孔限制假象的关系以及几种检测气孔不均匀关闭的方法。     

一个气孔对环境因子响应的机理性教学模型

本文在已知的气孔运动机理的基础上，对现有的教学模型加以改进，建立了除ＶＰＤ、ＣＯ２和土壤水势的影响外，还能模拟光照和温度等因子对气孔影响的数学模型。在不同组合的环境因子下模拟得到的结果与公认的实验观测结果基本一致。它可以作为研究气孔整体行为的理论框架，也可用于检验多种关于气孔运动的假设。     

盐胁迫对枸杞光合作用的气孔与非气孔限制

NaCl胁迫后,枸杞叶片的Pn,gs,Tr随盐浓度的增加呈现下降趋势。在0．08％－0．6％的NaCl胁迫范围内,枸杞叶片的Ci降低,Ls升高,gs下降主要受气孔限制,这可能由于盐刺激根系产生的某些物理或化学信号运输到地上部所致;而在盐分浓度大于0．6％的胁迫条件下,枸杞叶片的Ci则升高,Ls降低,gs下降的原因是由于Na^ ,Cl^-的大量积累对光合酶活性产生直接的毒害作用,从而使非气孔限制因素成为主要限制因子。     

水分胁迫条件下气孔与非气孔因素对小麦光合的限制

较长时间、中度以上土壤干旱条件下,盆栽小麦叶片光合下降,气孔导度虽然降低,但叶内部CO_2浓度升高,叶肉CO_2导度下降,电子传递和羧化反应受到抑制,表明叶片光合的下降并非气孔部分关闭所致,叶肉细胞光合能力降低是干旱下小麦光合下降的原因。     

大豆光合日变化过程中气孔限制和非气孔限制的研究

研究了在典型高温低湿天气下大豆光合日变化过程中气孔限制和非气孔限制的效应。大豆叶片在中午表现出严重的气孔关闭伴随着光合速率的大幅度下降,但中午光合速率下降期间,大豆叶片细胞间隙的CO_2浓度不但没有下降反而有所增加,同时气孔限制值也在下降。实验结果表明,大豆叶片的光合午休现象主要是因为大豆叶片的羧化效率、光合能力,RUBP再生能力的下降以及CO_2补偿点升高造成的。大豆叶片在中午时气孔导度的下降不是造成光合午休的原因,而是在特定环境中实现水分利用最优的一种对策。     

脱落酸对植物气孔运动的调控作用

主要介绍脱落酸对气孔运动的调节作用及其调控气孔运动机制(包括对引起气孔关闭信号转导中第二信使、离子通道、酶活性、膜电压和肌动蛋白细胞合架的调控等)的研究进展。     

植物气孔导度对CO2响应模型的构建

构建一个普适性的植物叶片气孔导度(g_s)对CO₂浓度响应(g_s-C_a)的模型, 对定量研究植物叶片g_s对CO₂浓度的响应变化尤为必要。该研究运用便携式光合仪(LI-6400)测量了大豆(Glycine max)和小麦(Triticum aestivum)光合作用对CO₂的响应曲线(A_n-C_a), 在比较传统的Michaelis-Menten模型(M-M模型)和叶子飘构建的CO₂响应模型拟合大豆和小麦A_n-C_a效果的基础上, 构建了g_s-C_a响应新模型。然后用新构建的模型拟合大豆和小麦的g_s-C_a曲线, 并将拟合结果与传统模型的拟合结果, 以及与其对应的观测数据进行比较, 以判断所构建模型是否合理。结果显示: 叶子飘构建的A_n-C_a模型可较好地拟合大豆和小麦的A_n-C_a曲线, 确定系数(R²)均高达0.999。M-M模型拟合大豆和小麦的A_n-C_a曲线时的R²虽然也较高, 但在较高CO₂浓度时的拟合曲线偏离观测曲线。因此, 基于叶子飘的A_n-C_a模型构建g_s-C_a模型更为可行。新构建的g_s-C_a模型可较好地拟合大豆和小麦的g_s-C_a曲线, R²分别为0.995和0.994, 而且还可以直接给出最大气孔导度(g_s-max)、最小气孔导度(g_s-min), 以及与g_s-min相对应的CO₂浓度值(C_s-min)。拟合得到大豆和小麦的g_s-max分别为0.686和0.481 mol·m^-2·s^-1, 与其对应的观测值(分别为0.666和0.471 mol·m^-2·s^-1)之间均不存在显著差异; 同样, 拟合得到的大豆和小麦的g_s-min分别为0.271和0.297 mol·m^-2·s^-1, 与其对应的观测值(分别为0.279和0.293 mol·m^-2·s^-1)之间也均不存在显著差异; 此外, 新构建的g_s-C_a模型给出大豆和小麦的C_s-min值分别为741.45和1 112.43 μmol·mol ^-1, 与其对应的观测值(732.78和1 200.34 μmol·mol ^-1)也不存在显著差异。由此可见, 该研究新构建的g_s-C_a模型可作为定量研究植物叶片气孔导度对CO₂浓度变化的有效数学工具。     

外源钙离子对盐胁迫玉米气孔特征、光合作用和生物量的影响

探讨盐胁迫下玉米气孔特征、光合作用和生物量对外源钙离子的响应,有助于深入理解添加外源钙离子(Ca²⁺)缓解玉米盐胁迫的作用机理.以‘京科665’品种为试材,研究了NaCl胁迫下(100 mmol·L^-1)添加不同浓度外源Ca²⁺(0、5、10、20、40、80 mmol·L^-1)对玉米幼苗气孔特征、光合作用和生物量的影响.结果表明: 不同Ca²⁺浓度对盐胁迫下玉米的气孔密度影响不大,但显著减小了气孔形状指数、气孔面积、气孔长度、气孔宽度和气孔周长.同时,随着外源Ca²⁺浓度的逐渐提高,玉米叶片的净光合速率(P_n)呈先升高后降低的趋势,且气孔导度(g_s)和胞间CO₂浓度(C_i)均显著降低,表明不同浓度Ca²⁺通过改变玉米气孔结构特征进一步限制光合作用过程,最终导致P_n降低.另外,外源Ca²⁺促进盐胁迫下玉米幼苗生物量增加,但根冠比显著降低,表明盐胁迫下添加外源Ca²⁺对地上部分的缓解作用大于地下部分.     

羊草叶片气孔导度对环境因子的响应模拟

准确定量描述植物气孔对环境的响应是了解植物光合作用机理、预测植物生产力及其大气－植被－土壤系统中水分和热量交换的关键。利用松嫩平原盐碱化草地羊草光合生理特征的野外观测数据,分析了羊草叶片气孔导度对环境因子的反应,结果表明：羊草叶片气孔导度对环境因子变化敏感,尤其对瞬时光合有效辐射（ＰＡＲ）、叶片与空气间的水汽压亏损（ＶＰＤ）和空气温度（Ｔａ）反应十分明显。依据野外实测资料对国际上两类代表性气孔导度     

“钾离子对气孔开度的影响”实验的改进

“钾离子对气孔开度的影响”这一实验,多年来,我们按照实验教材《植物生理学实验指导》（华东师范大学生物系植物生理教研组主编,高等教育出版社出版。现该书修改再版后改为张志良主编）中“实验13”的步骤进行操作,未能得到满意结果。此实验设置了蒸馏水、0．5％KNO3、0．5％NaNO33个处理,以蚕豆叶片表皮为试材。根据实验原理及实验设计可推断,其结果应是用0．5％KNQ处理的气孔开度最大,而蒸馏水和0．5％NaNO3处理的气孔开度都应较小,且开度大小应一致。但由于没有注意到取材问题以及光照时间不够（按教材上只用30min）的因素…     

烤烟旺长期气孔和非气孔限制对水分胁迫的反应

烤烟NC89、LJ851、LJ911在旺长期生长迅速,耗水量大。烟株生长的最适宜土壤相对含水量应保持在75%~85%,此土壤水分条件下的中午光合速率的下降是气孔限制所致。当土壤相对含水量低于75%,光合非气孔限制因素开始出现。当土壤相对含水量低于65%时,非气孔限制逐渐成为光合下降主导因子,并可能导致光合器官受到损伤。     

交通尾气污染对城市绿化乡土树种的影响:气孔、光合生理的响应

以生长在交通繁忙的东莞大道沿线的4种常见乡土绿化树种山杜英(Elaeocarpus sylvestris)、海南蒲桃(Syzygium hainanense)、小叶榕(Ficus microcarpa var. pusillifolia)和樟树(Cinnamomum philippinense)为材料,研究了城市交通尾气污染对植物的影响以及乡土植物在城市绿化中的适应特征。结果表明,4种植物的气孔形态没有明显差异,但污染环境中的气孔密度均显著增加,其中山杜英增加幅度最大。各树种的叶绿素和类胡萝卜素含量均发生了不同的适应性变化,但变化规律不一致。除樟树外,其它3种植物的最大净光合速率均提高,但气孔导度和胞间二氧化碳浓度的变化不一致。植物对大气污染的响应程度和方式存在种间差异。因此,4种植物通过形态和生理可塑性的改变以适应交通尾气污染环境。     

幼龄胡杨气孔行为对土壤质地和地下水埋深变化的响应

气孔调节是植物适应水分条件变化的关键途径,研究多变生境中植物气孔行为对认识植物的适应具有重要意义。洪水漫溢新形成的河漫滩是胡杨更新的自然生境,其土壤质地和地下水埋深具高度时空异质性。已有研究主要集中于胡杨对地下水埋深变化的生理生态响应,而对土壤质地与地下水变化交互作用影响植物水分关系的认识不足。通过设置土壤质地(砂土(S₁)、砂壤土(S₂)、黏壤土(S₃)与地下水埋深(W₁(30 cm)、W₂(60 cm)、W₃(90 cm))交互试验模拟幼龄胡杨自然生境,观测分析了不同条件下胡杨气孔导度(G_s)、气孔导度斜率(g₁)、光合的气孔限制(L_s)的变化。研究结果表明：(1)胡杨气孔行为对地下水变化的响应受土壤质地影响;(2)相同地下水埋深时不同土质间G_s具显著差异,W₁时S₂与S₃的G_s...     

光合作用—蒸腾作用—气孔导度的耦合模型及C3植物叶片对环境因子的生理 …

以叶片的气体传输过程为基础,将蒸腾作用包括在以往光合作用－气孔导度的耦合模型中,建立了光合作用－蒸腾作用－气孔导度的耦合模型。该模型可以模拟边界层导度对生理过程的影响。模拟了Ｃ３植物叶片对环境因子,如光照、温度、湿度、边界层导度和ＣＯ２浓度等的生理响应（光合作用、蒸腾作用、气孔导度）以及Ｃｉ和水分利用效率的变化。在环境因子变化于较大范围的情况下,模拟结果符合许多实验结论。