不同生育期美丽风毛菊PSⅡ光化学效率和色素含量对UV-B辐射的响应

以高山植物美丽风毛菊为材料,在矮嵩草草甸植物群落生长季的不同月份,采用短期滤除太阳辐射光谱中UV-B成分的方法,研究了UV-B辐射对PSⅡ光化学效率、光合色素和紫外吸收物质的影响。结果表明,1)与对照相比,low UV-B处理时3 min暗适应的PSⅡ最大光化学量子效率F_v/F_m呈升高的趋势,说明UV-B辐射能加剧PSⅡ反应中心的可逆失活或损伤程度。2)PSⅡ实际光化学效率Φ_PSⅡ和光化学猝灭系数qP在生长季内具有基本一致的变化趋势;low UV-B处理能引起Φ_PSⅡ和qP的升高和NPQ的降低,表明自然光谱中的UV-B成分能降低叶片的光能捕获效率,促进非光化学能量耗散过程。3)low UV-B处理时光合色素的降低与叶片变薄有关,强太阳UV-B辐射下光合色素的相对增加是一种表象。综上可知,青藏高原强太阳UV-B辐射对高山植物的光合生理过程具有潜在的负影响,叶片中高含量且相对稳定的UV-B吸收物质可有效屏蔽太阳UV-B光量子抵达光合机构等敏感部位,不同生育期叶片PSⅡ光化学效率的差异与环境因子和叶片发育状态有关。     

海北高寒草甸矮嵩草色素及抗氧化物质动态分析

对海北高寒草甸优势种矮嵩草色素以及多种抗氧化物质的含量分析研究,结果表明,矮嵩草（Kobresiahumilis）对其生存的环境有极其强的适应能力,对矮嵩草草甸的生产力的维持具有积极作用。矮嵩草的叶绿素a、b和总叶绿素含量6,7月份达到最大;Chlb／（a＋b）有微弱的下降趋势,Car／Chl（a＋b）有明显的下降趋势;O2-含量的变化呈现下降趋势,与抗坏血酸含量的变化是负相关;叶黄素循环组分玉米黄质于505nm波长处最大吸收峰在6月和7月达到最大,与叶绿素及光强的变化趋势相吻合;SOD的含量却呈现非规律变化。     

增补UV-B辐射对高山植物美丽风毛菊光合作用和光合色素的影响

强太阳紫外线-B(UV-B)辐射是青藏高原的主要环境胁迫因子,以高山植物美丽风毛菊(Saussurea superba)为材料,在2008和2009年植物生长盛期的7,8月份,采用选择性过滤膜和UV-B荧光灯管组合的方法研究了净光合速率(P_n)、稳态PSⅡ光化学效率、光合色素和紫外线吸收物质对强UV-B辐射的响应,探讨了典型高山植物的UV-B适应特性。结果表明:增补UV-B辐射能引起P_n和气孔导度(G_s)的增加;随处理时间的延长,第11和16天PSⅡ实际量子效率(Φ_PSⅡ)呈下降趋势,说明UV-B辐射对高山植物叶片光合机构仍具有负作用,PSⅡ光化学效率的降低反映了UV-B辐射效应的积累。增补初期光合色素有增加的趋势,但随处理时间的延长最终呈降低趋势,表明UV-B辐射对光合色素的光破坏是本质的,而基于叶片厚度增加导致的光合色素含量升高是一种表象。增补UV-B处理没有引起紫外线吸收物质含量的变化,表明高山植物叶表皮层丰富的黄酮类物质能有效保护光合机构,受环境UV-B辐射波动的影响较少。综上表明:增补UV-B后叶片G_s的增加以及单位叶片面积光合色素增加有利于P_n的提高,但青藏高原强太阳UV-B辐射对高山植物美丽风毛菊的光合生理过程仍具有潜在的负效应。     

海北高寒草甸矮嵩草光合日变化及与环境因子的关系

对海北高寒草甸矮嵩草光合放氧以及光照、温度和湿度等环境因子的测定结果表明,矮嵩草从早晨８：００便表现出明显的光合作用之后并缓慢上升。净光合速率至中午１２：００时达到最大,１４：００时有所下降,出现“午休”（Ｍｉｄｄａｙｄｅｐｒｅｓｉｏｎ）现象,而后又逐渐上升。表观光合量子效率在１４：００有所下降;暗呼吸速率在一天当中保持上升趋势,只是下午１８：００有所下降,与温度和相对湿度分别呈现正、负相关关系。净光合速率、表观光合量子效率和暗呼吸的速率日变化与环境因子（光照、空气温度和湿度等）有密切的关系。     

高寒草甸矮嵩草种群光合作用及群落生长季节变化

对海北高寒草甸矮嵩草种群生长季光合作用及群落生长参数的测定表明,矮嵩草种群 最大光合速率及表观量子效率的季节变化为6月＞7月＞8月＞9月;群落地上净生物量及叶面积指数在生长季内呈上升趋势,地上净生物量增长速率和叶面积指数增长速率为6月＞7月＞8月＞9月,其中9月份均为负增长。矮嵩草种群季节内的光合作用能力与群落的生产力密切相关。     

增补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

太阳紫外线-B(UV-B)辐射增强作为全球环境变化的一个方面,也是影响青藏高原植物生存的主要环境因子之一。以美丽风毛菊(Saussurea superba)为材料,分析增补UV-B辐射期间叶片PSⅡ运行效率(Ф_PSⅡ)、光化学和非光化学猝灭系数(qP和NPQ),及光合色素和UV-B吸收物质含量的变化,探讨高山植物的UV-B驯化适应过程。结果表明:增补UV-B辐射能抑制暗适应3 min后PSⅡ光化学量子效率F_(v)/F_(m)的恢复过程;尽管增补前期Ф_PSⅡ有升高趋势,但第7 d以后Ф_PSⅡ呈下降趋势,说明UV-B辐射对光合机构具有负影响,F_(v)/F_(m)的降低以及Ф_PSⅡ的变化反映了UV-B辐射效应的积累;qP与Ф_PSⅡ的变化趋势相同,NPQ在第9 d略有降低趋势,叶厚度的相对增加弥补了光合色素的光氧化损失并增强了对激发能的利用。增补UV-B处理对UV-B吸收物质含量的影响不明显,说明叶表皮层内丰富的黄酮类物质能有效保护光合机构,受UV-B辐射波动的影响较少。综上表明,高山植物美丽风毛菊对增补UV-B辐射有一个驯化适应过程,尽管单位叶面积光合色素的增加有益于光合速率的提高,但UV-B辐射增强对光合生理过程仍具有潜在的负效应。     

青藏高原3种主要植被类型的表观量子效率和最大光合速率的比较

以海北高寒草甸生态系统定位站的涡度相关系统连续观测的CO₂通量数据为基础,分析了青藏高原的高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸、高寒金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛草甸和高寒藏嵩草(Kobresia tibetica)沼泽化草甸等3种主要植被类型在2005年植物生长季(6-9月)的表观量子产额(a)、最大光合速率(P_max)和呼吸速率(R_eco)的变化特征。结果表明:3种植被类型白天的净生态系统CO₂交换量(NEE)和光量子通量密度(PPFD)存在明显的直角双曲线关系(P<0.05),其a、P_max和R_eco呈现出相似的季节变化趋势,在生长季初期(6月)最小,在7月或8月份达到最大;高寒矮嵩草草甸的a、P_max和R_eco大于灌丛草甸和沼泽化草甸,而后两者差别不大。     

不同光强对4种草坪草类胡萝卜素的影响

为明确不同光照强度对不同遗传背景的草种体内的色素比值的影响,设33%,66%,100%正常光强3个光强梯度处理沿阶草(Othiopogon japanicus)、高羊茅(Festuca arundinacea Shreb.cv.ruby)、崂峪苔草(Carex giraldiana)和紫羊茅(Festuca vubra L.cv.boreal)草坪草,采用高效液相色谱仪和Waters Spherisorb ODS-2 columns封口色谱柱,测定各草种色素的相对含量,并比较叶绿素a/b(Chla/Chlb)、黄体素/叶黄素库(L/V)、α-胡萝卜素及其衍生物/β-胡萝卜素及其衍生物(αC/βC)和类胡萝卜素/叶绿素(Car/Chl)。结果表明:随着光照强度的减弱,4种植物体内的Chla/Chlb比值在逐渐减少,αC/βC比值反而增加,Chla/Chlb,L/V,Car/Chl在4草种间差异不显著,αC/βC比值在不同遮荫强度下各草种间差异显著(P<0.05),沿阶草的比值最低,紫羊茅的最高,因此可将α-胡萝卜素及其衍生物/β-胡萝卜素及其衍生物的比值作为植物耐荫性的指标。     

放牧对高寒草地4种草光响应和荧光特性的影响

在祁连山东段天祝县南泥沟河谷地的披碱草-嵩草型草地设置禁牧(Non grazing grassland,NG)和放牧(Grazing grassland,G)两块样地,选取矮嵩草(Kobresia humilis)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、扁蓿豆(Melissitus rutenica)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)4种优势植物,测定了4种植物的光合-光响应曲线(Pn PAR curves)和叶绿素荧光特性。结果显示,4种植物在放牧后：1)对强光的适应能力增强而对弱光的利用能力降低。垂穗披碱草、矮嵩草、扁蓿豆的最大净光合速率(Pmax)显著降低,即光合潜力降低;而黄花棘豆的Pmax却显著升高,光合能力增强。2)叶绿素初始荧光(F0)成像颜色加深,说明叶绿素含量有所降低,尤以垂穗披碱草、矮嵩草最为明显。3)PSⅡ最大量子产量(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)值显著降低,而非光化学猝灭系数(NPQ)值升高。综合各项指标来看,放牧后黄花棘豆这种毒草的光合能力提高,而其他3种优质牧草的光合能力下降。     

不同栽培模式西番莲的光响应特性

以黄果西番莲Passiflora edulis f. flavicarpa Degener和紫果西番莲P. edulis Sims为实验材料,采用Li-6400便携式光合测定仪测定露地及设施栽培模式两种西番莲的光合参数,非直角双曲线模型进行拟合,分析不同栽培模式对两种西番莲叶绿素及光合参数的影响。结果表明,与露地栽培相比,设施栽培模式黄果西番莲的叶绿素含量、表观量子效率（AQY）、光补偿点（Ic）和暗呼吸速率（Rd）无显著变化,最大净光合速率（Pnmax）和光饱和点（Isat）显著降低。紫果西番莲叶绿素含量显著增加,AQY、Pnmax和Isat无显著变化,Ic与Rd降幅较大。两种西番莲叶绿素a/b（Chl a/b）值均显著降低。说明黄果西番莲和紫果西番莲分别在露地栽培模式和设施栽培模式的光合效率更高,能积累更多的光合产物。     

2种不同类型的尖叶胡枝子光合-光响应特性研究

以黄绿型和浓绿型2种不同类型的尖叶胡枝子Lespedeza hedysaroides为材料,对其叶绿素含量和光合-光响应特性进行了研究。结果表明,2种不同类型尖叶胡枝子的叶绿素含量存在显著差异。浓绿型尖叶胡枝子的最大净光合速率（Amax）、暗呼吸速率（Rd）、表观量子效率（AQY）均高于黄绿型尖叶胡枝子,而光补偿点（LCP）、光饱和点（LSP）低于黄绿型尖叶胡枝子。黄绿型尖叶胡枝子和浓绿型尖叶胡枝子净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci) 、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)及叶片温度（Tleaf）对不同光合有效辐射通量密度(PPFD)的响应均有一定程度的差异。     

青藏高原3种野豌豆光合生理特性的比较

为探讨青藏高原地区野豌豆属植物的光合生理特性及其对环境的适应性,本文采用常规生理指标测定方法对生长于该地区3种野豌豆的光合特性、光合色素含量及叶绿素荧光参数等进行测定,并对其变化规律作了比较研究。结果表明:叶片厚度为三齿萼野豌豆(Vicia bungei)山野豌豆(V.amoena)救荒野豌豆(V.sativa);在一定光强范围内,随PFD的增加,净光合速率P_n、表观量子效率AQY、暗呼吸速率R_d和光补偿点I_c增加;总叶绿素(Chlt)、类胡萝卜素(Car)和叶黄素/叶绿素(A505/A652)含量在救荒野豌豆、山野豌豆和三齿萼野豌豆中大都呈上升趋势,而叶绿素a/b含量呈下降趋势;光系统Ⅱ实际光化学速率(Ф_(PSⅡ))和光化学猝灭系数(q_p)随PFD增加而降低,而非光化学猝灭系数(NPQ)和电子传递速率(ETR)则随PFD增加而增加。因此,青藏高原地区3种野豌豆属植物光合生理指标存在差异。     

川西地区蜜桔林不同遮荫度对3种禾草生物特性和地上生物量的作用

通过对蜜桔林5个遮荫度(0,27%,50%,65%和70%)下3种禾草(扁穗牛鞭草Hemarthria compressal、高羊茅Festuca arundinecea和鸭茅Dactylis glomerata)的叶绿素含量、光合速率和地上生物量研究,结果表明,1)在林-草复合农林模式中,扁穗牛鞭草在全光照和低遮荫度(＜27%)下有最大的地上生物量,并随遮荫度的增加,其光合速率与地上生物量逐渐降低;2)高羊茅在中遮荫度(50%左右)下,有最大叶绿素总量(1.80 mg/g)和最大地上生物量,在低遮荫度和高遮荫度的处理下,其叶绿素总量和地上生物量都较低;3)鸭茅在中、高遮荫度下有最大的叶绿素b含量和最大地上生物量;4)3种禾草的光合速率都是在全光照下最大,随着遮荫度的增加,光合速率下降的程度不同.总之,3种禾草的耐荫性顺序是:扁穗牛鞭草＜高羊茅＜鸭茅,因此,在构建林-草复合种植模式过程中,应根据林木的覆盖度(遮荫度)来确定适宜种植的牧草.     

矮嵩草抗氧化物质含量的季节变化及与太阳辐射的关系

对移植西宁地区矮嵩草几种抗氧化物质含量的季节变化测定发现 ,矮嵩草叶片内紫外线吸收色素、抗坏血酸含量以及超氧化物歧化酶的活性在 5到 8月间呈“拱型”变化 ,6、 7月份最高。超氧阴离子自由基的相对含量呈现略微下降趋势。抗氧化物质含量和活性的变化动态与太阳辐射强度呈现一定的正相关关系     

春小麦光合作用和生长响应UV-B辐射和干旱胁迫的机制研究

在室外盆栽条件下研究了春小麦Triticum aestivum品种定西-24生长和光合作用对增强UV-B辐射和干旱胁迫的响应及机制。结果表明,干旱明显影响定西-24叶绿素b的含量,对叶绿素a和类胡萝卜素含量的影响不显著。UV-B辐射以及与干旱复合都降低叶片叶绿素a、b和类胡萝卜素的含量,且复合作用大于UV-B辐射单独作用,UV-B辐射以及与干旱的复合胁迫显著地影响到类黄酮含量的积累（P<0.05）。各处理间光合作用的大小顺序为：对照>复合>干旱>UV-B辐射。干旱和UV-B复合作用下较单独作用气孔阻力有所增加。胞间CO2浓度在干旱和复合作用下升高,而在UV-B辐射下下降。收获期春小麦的总生物量比对照明显减少,其中,干旱作用下致使总生物量下降的幅度大于UV-B辐射与复合作用。同时,小穗组成和产量特征也发生变化。UV-B辐射对产量的影响大于干旱和复合作用,复合作用的减产效应低于干旱。干旱和UV-B辐射使定西-24的收获指数增加10%,在两者复合作用时收获指数变化不大。干旱和复合作用下,植物根系的根冠比增大,而UV-B辐射胁迫下根冠比变化不大。这些结果说明,UV-B辐射和干旱之间存在相互作用,一种胁迫可以减缓（轻）另外一种胁迫对春小麦的抑制作用。