油茶叶片捕光色素分子内禀特性和光能利用效率对光照强度的响应北大核心CSCD

以油茶品种‘长林4号’2年生幼苗为材料,在人工气候箱内设置盆栽实验,研究不同光照强度(10%、40%、70%光照和全光照)对油茶光能利用特性的影响。结果显示:(1)油茶叶片净光合速率(P_(n))、电子传递效率(ETR)、光补偿点(I_(c))、CO_(2)补偿点(Γ)、饱和光强(I_(sat))、饱和胞间CO_(2)浓度(C_(isat))、光呼吸速率(R_(p))、暗呼吸速率(R_(d))以及在叶片水平与植株水平上的光能利用效率均随光照强度的增强而提高。(2)在弱光条件下,油茶叶片光化学淬灭系数(qP)提高,非光化学淬灭系数(NPQ)降低,所吸收的光能被更多地分配向光化学耗散和过剩激发能,使_(PSⅡ)光化学效率(F_(v)/F_(m)、Φ_(PSⅡ))提高。(3)油茶通过提高叶片叶绿素含量、捕光色素分子数(N_(0))和本征光能吸收截面(σ_(ik))来增强对光的捕获能力,但随光照强度降低,其捕光色素分子的有效光能吸收截面(σ_(ik)')减小,捕光色素分子处于最低激发态的最小平均寿命(τ_(min))变长,累积在最低激发态的天线色素分子数(N_(k))增多。研究表明,在低光照强度环境下,电子在捕光色素分子之间的传递和光合电子流的产生受到限制,油茶叶片光能捕获与光合电子传递效率无法同时提高,最终导致其光合碳同化能力和光能利用效率下降。     

氮肥运筹对小麦产量、氮素利用效率和光能利用率的影响

连续2年在西南冬麦区的重庆、仁寿、广汉、西昌4个地点,开展3种施氮水平(每公顷纯氮0、120、180 kg,简写为N₀、N₁₂₀、N₁₈₀)和3种氮肥分配模式(N_A:底肥100%;N_B:底肥70%+苗肥30%;N_C:底肥60%+拔节肥40%)的田间试验,监测小麦花后冠层叶片SPAD值、群体光合速率(CAP)、光能利用等生理参数和籽粒产量,计算氮素利用效率、光能利用率等.结果表明: 随施氮水平增加,小麦上三叶SPAD值、CAP、光合有效辐射(PAR)截获率和产量均呈增加趋势,而氮肥农学利用效率、生产效率、吸收效率和利用效率呈降低趋势.氮肥后移的增效作用因施氮水平而异,SPAD于N₁₈₀增效明显,而CAP于N₁₂₀增效明显,不同氮肥管理模式的光能利用率因地点而异.氮肥后移能明显提高小麦氮肥农学效率、生产效率、吸收效率和氮素表观回收率,但氮肥利用效率则略有减少.氮肥后移效果N_C总体优于N_B处理.不同地点比较,广汉的SPAD值、CAP、PAR截获率、氮肥利用参数较高,其产量也相应最高;西昌的产量、SPAD值及氮素利用效率较高,但其光能利用率和CAP较低;重庆和仁寿的SPAD值、光能利用率及氮素利用效率均较低,其产量也最低.小麦生物产量与各地点的籽粒产量、CAP、SPAD值和PAR累积截获量均呈显著或极显著的正相关关系.表明不同生态区域增施氮肥都能促进小麦增产,氮肥后移可进一步优化产量结构、改善氮肥和光能利用效率,但存在年份和地点差异,各地需要制定有针对性的氮肥管理模式.     

地理信息系统与模型集成技术在林地林木产量和光能利用率估测中的应用

利用福建省气象要素观测及山地土壤调查资料,探讨地理信息系统和数学模型集成技术在区域林地栅格空间林木产量和光能利用率估测中的应用.结果表明,区域年均温、降水量和太阳总辐射能与经度、纬度及海拔的2次趋势面分析模型相关性均达极显著水平,复相关系数为0.692～0.981.采用地理信息系统与2次趋势面分析及1、2和4次反距离权重插值模型集成技术可分别较准确推算区域太阳总辐射能、年均温和降水量的空间数据,验证气象站点相应气象要素观测值与模型推算值之间的差异均未达显著水平,t值仅分别为1.29、0.12和0.06.借助地理信息系统与相关模型集成技术可实现区域林地栅格空间林木产量和光能利用率的估测,研究区林地林木产量和光能利用率分别为2.32～18.61 m³·hm^-2·yr^-1和0.11%～0.91%.     

嗜热蓝藻层理鞭枝藻（Mastigocladus laminosus）藻胆体在解离过程中荧光发射光谱和光能传递的研究

研究了层理鞭枝藻藻胆体在不同浓度磷酸缓冲溶液中解离过程中荧光发射光谱的变化和光能传递。完整藻胆体的７７Ｋ荧光光谱中只有一个峰,位于６８５ｎｍ它是末端发射体（核心－膜连接多肽和别藻蓝蛋白－Ｂ）的荧光峰。部分解离藻胆体的荧光光谱的主峰位移至６５２ｎｍ：次峰位于６８５ｎｍ;６６０ｎｍ为一弱荧光发射肩。它们依次为Ｃ－藻蓝蛋白,末端发射体和别藻蓝蛋白的荧光。严重解离藻胆体的荧光主峰移６４４ｎｍ;次峰由６８５ｎｍ移至６８２ｎｍ;６６０ｎｍ荧光发射肩消失。这表明Ｃ－藻蓝蛋白所捕获的光能已不能传递给别藻蓝蛋白,但可传递给末端发射体洞时又表明Ｃ－藻蓝蛋白不仅与别藻蓝蛋白相连接而且还与末端发射体相连接。提出该藻胆体光能传递链如下：核心－膜连接多肽藻红蓝蛋白→Ｃ－藻蓝蛋白→别藻蓝蛋白别藻蓝蛋白－Ｂ     

依赖叶黄素循环的非辐射能量耗散在防御珊瑚树叶片光抑制破坏中的作用

使用脉冲调制荧光仪观测了珊瑚树叶片光合作用的光抑制发生与恢复过程中几个主要荧光参数(初始荧光F_0,可变荧光与最大荧光之比F_v/F_M和非光化学荧光猝灭q_E及其快组分 q_(E—fast)、慢组分 q(E—slow))的变化,以探讨非光化学荧光猝灭不同组分的作用。 强光(约 1500μmol photons m~(-2) s~(-1))照射叶片使F_0、F_V/F_M和q_(E—fast)降低.q_(E—slow)和q_E增高。NH_4Cl处理使 F_V/F_M降低的幅度和q_E提高的幅度都增加。DTT处理使q_E水平和q_(E—slow)增加的幅度降低,而F_0和稳态荧光水平增加,强光下降低了的F_V/F_M在弱光下不易恢复。NaF处理对这些荧光参数都没有明显的影响。     

遥感在植被净第一性生产力研究中的应用

植被净第一性生产力 (简称ＮＰＰ)是指绿色植物在单位面积、单位时间内所累计的有机物数量 ,是由光合作用所产生的有机质总量中扣除自养呼吸后的剩余部分。它直接反映了植物群落在自然环境条件下的生产能力。据研究 ,在假使生态系统的呼吸作用保持恒定的条件下 ,植被ＮＰＰ每增长 2 %就会净吸收 1Ｇｔ(10 15ｔ)的Ｃ(碳物质 ) [3 8] 。所以 ,近几年来各国学者对ＮＰＰ的研究倍受重视 ,尤其在国际生物学计划 (ＩＢＰ)期间进行了大量的植物ＮＰＰ的测定 ,并以测定资料为基础联系环境因子建立模型对植被ＮＰＰ的区域分布进行评估 ,极大地促进了…     

森林植物耐荫性及其形态和生理适应性研究进展

耐荫性是植物在低光环境下的生存和生长能力,对森林植物群落演替起重要作用,植物对遮荫的适应机制已成为生态学的研究热点.本文综述了森林植物的耐荫性及其在形态和生理方面的适应性,分析了森林植物在生长性状、生物量分配、树冠结构、叶片形态生理、叶片解剖结构、光合参数、碳水化合物分配、水分和养分的利用等方面对遮荫产生的可塑性响应,最后对目前研究存在的问题进行了分析,展望了未来的研究内容和方向.     

基于耦合模型的干旱区植被净初级生产力估算

净初级生产力是陆地生态系统物质与能量运转研究的基础, 在干旱区生态环境演变及其与气候相互作用和影响方面极为敏感,是揭示干旱区生态环境特征的重要指标.本研究基于RS和GIS技术,利用地面气象数据、涡度相关数据、Landsat 8数据和MODIS数据,通过SEBAL模型和光能利用率模型的耦合,估算了新疆玛纳斯河流域植被净初级生产力(NPP),分析了其空间格局及与高程和坡度的关系.结果表明: SEBAL模型与光能利用率模型的耦合对玛纳斯河流域山地-绿洲-荒漠生态系统植被NPP的模拟效果较合理,能较好地反映植被净初级生产力的实际情况;2013年,玛纳斯河流域植被NPP总量为7066.72 Tg C·a^-1,平均值为278.06 g C·m^-2·a^-1,总体分布趋势是自南向北先增加后减少再增加最后减少,随着地貌和土地利用类型的变化呈现明显的分布规律,且其月变化比较明显,7—8月达到最大值,占总量NPP的52.2%;植被净初级生产力随海拔和坡度的增加整体呈下降趋势,但随海拔增加植被NPP出现3次波动.这些波动主要由地表植被覆盖类型和环境因素所引起.     

北京山区黄栌叶片水分和光能利用效率季节变化及影响因子

未来气候变化将影响光合环境资源供给,尤其是水分和光能。为深入了解植物对气候变化的适应性,使用LI-6800便携式光合仪,于2021年5—10月份(完全展叶期)测定了北京山区广布灌木黄栌(Cotinus coggygria)叶片的光响应曲线,分析其水分利用效率(WUE=最大净光合速率[P_nmax]/气孔导度[g_s])和光能利用效率(LUE)的季节变化特征及影响因子。结果显示：黄栌叶片WUE在5—6月份呈下降趋势,7—10月份比较稳定;LUE在5—7月份呈上升趋势,8—10月份比较稳定。WUE和LUE的生长季平均值分别为98.25μmol/mol和0.06 mol/mol,变异系数分别为22%和17%,两者呈负相关(R²=0.86;P<0.01)。环境因子中,WUE和LUE主要受土壤含水量(SWC)影响,WUE随SWC增加呈线性降低趋势,而LUE随SWC增加呈线性增加趋势。SWC每增加0.1 m³/m³,P_nmax和g_s分别线性增加...     

不同聚集态LHCⅡ的组成及其光谱性质分析

不同聚集态的LHCⅡ在调节植物光能的吸收和传递上有重要意义. 用蔗糖密度梯度离心的方法从菠菜类囊体膜中分离出了LHCⅡ三聚体、二聚体和单体, 并分析了三者的多肽和色素组成, 以及吸收和荧光光谱特性. 结果表明, 它们都由分子量分别为29, 28和26 kD的3种多肽组成, 且结合有叶绿素a, 叶绿素b, 黄体素, 新黄素和紫黄素等5种色素, 但色素的含量各不相同. 三聚体中各色素的含量最多, 二聚体和单体中依次减少. 结构和组成的不同导致了功能的差异. 吸收及荧光光谱的分析结果显示, 三者在光能的吸收和传递效率上存在明显不同, 表现为三聚体 > 二聚体 > 单体, 推测植物体内3种聚集态LHCⅡ处在相互转换的动态平衡中, 并以此调节植物光能的吸收和传递, 从而适应光环境的变化.