CO2浓度升高对木荷幼苗光合特征的影响

IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)报告预测,到2100年CO₂浓度会出现430～480、580～720、720～1000和>1000μmol·mol^-1 4种不同情景,而目前同时探究所有CO₂情景下植物响应情况的研究很少。本试验利用开顶式气室分别探究自然大气浓度(约400μmol·mol^-1)、550、750和1000μmol·mol^-1 4个CO₂水平在生长季内对一年生木荷(Schima superba)幼苗气体交换参数、光合色素含量及生物量的影响。结果表明：熏气期间,550、750和1000μmol·mol^-1浓度下木荷幼苗净光合速率分别平均提升32.7%、66.7%、82.7%,胞间CO₂浓度分别平均增加60.3%、126.2%、223.9%,而高浓度CO₂对净光合速率的提升作用随着熏气时间延长,可能受叶片氮含量减少等非...     

豚草叶片和果实气体交换特性与11种土壤重金属相关性

对10个样地中Cu、Pb、Zn、Mn、Cr、Co、Ni、Cd、As、Sb和Hg11种土壤重金属含量及样地内豚草叶片和果实气体交换特性进行测定.结果表明,样地内豚草叶片的净光合速率在1·88~9·41μmol·m-2·s-1,而果实的净光合速率最高可达2·81μmol·m-2·s-1.叶片的呼吸速率、气孔导度、光合速率和水分利用效率的平均值分别为1·81μmol·m-2·s-1、75·7mmol·m-2·s-1、6·05μmol·m-2·s-1和4·72μmol·mmol-1,分别是果实的5·26、0·64、1·31和1·69倍,说明非同化器官幼嫩果实具有与叶片相当,甚至更强的呼吸、光合能力和水分利用效率;研究地点重金属Ni达到轻微污染水平,其它重金属含量都接近或者显著低于重金属污染的阈值.相关分析和多元回归分析显示,大部分土壤重金属(如Cu、Pb、Zn、Cd、As、Sb和Hg)含量的高低对豚草气体交换特性没有显著影响,仅部分重金属含量与豚草的叶片、果实气体交换特性密切相关,如Ni和Cr对豚草叶片、果实的气孔导度及水分利用效率显著相关;Cr与豚草叶片饱和光合速率显著相关;而As与豚草果实的气孔导度显著相关.表明大部分土壤重金属对叶片和球果的气体交换没有直接影响,而Ni、Cr和As可以在轻微污染甚至没有达到污染水平时影响豚草的气体交换特性.     

NaCl处理下两种引进红树的光合及抗氧化防御能力

在长期盐胁迫(28天, NaCl浓度从100 mmol·L^-1升至400 mmol·L^-1)下, 比较研究了引进的无瓣海桑(Sonneratia apetala)和拉关木(Laguncularia racemosa)幼苗叶片的气体交换、叶绿素含量、最大光化学效率(F_v/F_m)、O₂^-_· 产生速率以及抗氧化酶的活性, 探讨了两种红树幼苗光合、抗氧化防御能力的差异与耐盐性的关系。结果显示: NaCl处理没有明显地影响两种红树幼苗的生长, 表明盐生植物对盐环境的适应性, 但两种红树的生理反应对NaCl处理存在较大的差异。在实验的第28天(苗木的NaCl累计处理浓度递增到400 mmol·L^-1)时, 与对照相比, 无瓣海桑叶片的净光合速率、水分利用效率增加, 气孔导度、蒸腾速率和胞间CO₂浓度/大气CO₂浓度(C_i/C_a)相应降低; 然而, 拉关木叶的净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均回落到对照的水平, 而气孔导度和C_i/C_a均增加, 表明同样的NaCl浓度处理对拉关木叶的净光合速率影响大于无瓣海桑。在NaCl处理期间, 无瓣海桑F_v/F_m一直保持在0.8以上, 而拉关木的F_v/F_m为0.75以下, 说明无瓣海桑具有高于拉关木的潜在最大光合能力。在实验的第7天(NaCl浓度为100 mmol·L^-1)和14天(苗木的NaCl累计处理浓度递增到200 mmol·L^-1)时, 两种红树O₂^-_· 产生速率迅速增加, 在实验的第28天(苗木的NaCl累计处理浓度递增到400 mmol·L^-1)时, 无瓣海桑O₂^-_· 产生速率是对照的5.3倍, 差异极显著, 此时, 拉关木叶中O₂^-_· 产生速率已降低到低于对照的水平。盐处理诱导了两种红树叶中抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化物酶(POD))活性增加, 但拉关木增加的幅度大于无瓣海桑, 表明拉关木能响应盐胁迫并上调抗氧化酶活性, 降低盐诱导的膜脂过氧化, 提高耐盐的能力, 无瓣海桑通过提高水分利用效率来保持体内的水分, 同时, 保持PSII的最大光化学量子产量, 使得无瓣海桑在高盐处理时仍能保持高于对照水平的光合速率。     

模拟酸雨对白簕叶片抗氧化酶活性及叶绿素荧光参数的影响

采用棚内盆栽方法,设置pH值5.6(对照)、4.0、3.0和2.0的模拟酸雨胁迫试验,探讨其对白簕幼苗叶片MDA含量、保护酶活性、叶绿素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,随着模拟酸雨pH值的降低,MDA含量呈先降低后升高的趋势;SOD活性逐渐降低,POD活性逐渐升高,APX活性呈先升高后降低的变化。叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均比对照高,在pH 4.0时达最大值。气孔限制值(Ls)、PSII实际光化学量子产量(ΦPSII)、光化学淬灭系数(qP)均随pH值的降低而下降,净光速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)、非光化学淬灭系数(qN)呈先升高后降低趋势,且也都在pH 4.0时达最大值。由此推测,pH 4.0的酸雨处理有利于白簕幼苗的生长,表明白簕幼苗可能喜欢生活在微酸环境中,但是随着酸度加强,反而起到抑制作用。     

大气CO2浓度升高对植物的直接影响-国外十余年来模拟实验研究主要手段及基本结论

 本文针对国外近十几年来在CO2浓度升高对植物的直接影响方面所开展的生理生态学研究方法、动态、基本结论、存在问题等内容做了简要的介绍。大气CO2浓度在过去200年内已增加了80μmol·mol-1,生长在高CO2环境下的植物,其生理生态、形态及化学成分等方面将会发生相应的变化。表现在光合作用速率出现不同程度的提高;呼吸作用受抑制;气孔密度减少,水分利用效率增加;生物量及产量增加;一些关键蛋白质及酶、非结构性碳水化合物含量增加;组织中的氮、硫等元素含量降低;根系及花的发育也随CO2浓度的升高而提前等。不同光合途径(C3、C4及CAM)及不同植被类型(自然植被、栽培植被)的植物随CO2浓度发生的上述指标的变化在长期反应与短期反应方面具有很大的差异。另外,实验控制条件如温度、光照、水分、养分甚至实验装置(如花盆)的大小对预测结果也有很大的影响。     

10个园林绿化树苗对SO2的反应特性

用开顶式熏气装置对10种2年生园林绿化树苗进行不同浓度的SO2胁迫,并对其叶片气体交换特征参数进行了测定,研究了参试树种对SO2的生理反应及其在绿化中的应用.结果表明:在SO2胁迫条件下,大多数树种的净光合速率(P n)、蒸腾速率(T r)和气孔导度(G s)均出现下降趋势,下降幅度因树种和SO2浓度不同而有较大差异.树种P n与G s、T r与G s之间存在显著线性正相关关系,但是随SO2浓度增加,P n与G s以及T r与G s线性相关的显著程度被削弱,表现出SO2胁迫下不同树种P n变化与G s变化、T r变化与G s变化的复杂性.根据P n下降幅度将树种分为3种类型:轻度敏感(3种)、中度敏感(4种)和高度敏感树种(3种).     

多枝柽柳气体交换特性研究

在美国柽柳（Tamarix L.）被列为臭名昭著的十大我来杂草之一,而在中国,它则作为一种濒危物种生存状况堪忧。对多枝柽柳（Tamarix ramosissima L bd.）气体交换进行研究,探讨其蒸汽压差（VPD）、叶水势、气孔导度（g）和水分利用效率（WUE）之间的联系,结果表明,柽柳之所以能在沙漠生存又能在美国河岸地带疯狂扩展,主要原因可能是：①柽柳属地下水湿生植物,发达的根系能直达地下水。②柽柳适应性生境很广,作为一种阳性树种,柽柳非常耐旱,能够在很低的叶水势（φ）条件下（-4.59Mpa）进行光合作用,而较低的光补偿点和暗呼吸速率又反映出其耐阴湿的特点。③灵敏的气孔适应性调整：其g对VPD的灵敏性随着干湿季其体内的水分状况变化而变化,调整蒸腾速率,从而影响其WUE;gs与φ成显著正相关（P≤0.05）;gs与WUE显著相关（P≤0.05）,但只有当gs处于正在下降的时候,光合作用和蒸腾作用两个交换过程受轻微限制时,可得到水消耗和CO2吸收的最优协调,WUE达到最大值。这些适应性调整可能是柽柳能在美国河岸地带疯狂扩展的主要原因。实验结果表明,柽柳完全能够适应荒漠生长环境,因而导致柽柳在我国处于濒危状况的根本原因不是传统认为的干旱的自然环境,而主要是人为因素造成地下水位下降以及过度砍伐所致。     

土壤镉胁迫对檫木光合特性的影响

采用盆栽控制土培试验的方法,探讨不同浓度Cd胁迫对檫木(Sassafras tzumu Hemsl.)光合特性的影响。试验共设置5个镉处理水平(CK:0 mg·kg^-1,T1:5 mg·kg^-1,T2:20 mg·kg^-1,T3:50 mg·kg^-1,T4:100 mg·kg^-1)。分别测定每个处理下檫木叶片叶绿素含量、光合气体交换参数及光合—光响应曲线。结果表明:①随着处理Cd浓度的升高,檫木叶片叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量先增加后下降,T2处理下取达到最大值;②随着Cd浓度处理升高,叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)均呈现下降趋势,各处理间胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)差异不显著,檫木叶片光合速率主要受非气孔因素限制;③随着Cd浓度升高,檫木叶片的Pnmax(最大净光合速率)呈现显著下降趋势;T1处理条件下,檫木叶片的初始量子效率(α)值最大;檫木叶片的暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)总体呈现下降趋势。综上表明,在不同浓度Cd胁迫条件下,檫木叶绿素含量先增后减,在T1、T2处理下高于CK,体现了Cd胁迫“低促高抑”的效应;随着Cd浓度处理升高,光合气体交换参数及光合—光响应参数较CK总体上均呈现下降趋势,表明Cd胁迫对檫木光合作用产生了明显的抑制作用。     

等渗NaCL和KCL胁迫对高梁幼苗生长和气体交换的影响

本文比较研究了等渗NaCl和KCl胁迫下,高粱幼苗生长及叶片离子含量、质膜相对透性和有关气体交换参数的变化。结果表明,在低浓度NaCl和KCl胁迫7天时,高粱生长、含水量和质膜相对透性与对照相比没有明显变化,而净光合速率、蒸腾速率和气孔导度已明显下降,叶肉细胞间隙CO2浓度明显增加。NaCl胁迫下叶片Na+含量成倍增加,而K+和Ca2+含量无明显变化。KCl胁迫时叶片K+含量明显增加,Ca2+含量明显下降,而Na+含量没有明显变化。随着NaCl或KCl浓度的增加,幼苗生长和叶片含水量明显下降,质膜透性和细胞间隙CO2浓度明显增加,净光合速率、蒸腾速率和气孔导度进一步下降。 NaCl胁迫下叶片Na+含量进一步增加,K+和Ca2+进一步下降,而KCl胁迫下叶片K+含量进一步 增加,Na+和Ca2+含量进一步下降。KCl对高粱生长抑制、质膜透性、Ca2+含量下降及光合气体交换参数的影响均明显大于等渗的NaCl。