CO2浓度增强对沿阶草光合生理特性的影响

实验在人工控制CO2浓度梯度条件下。分别测量了沿阶草于两个生长季——11月份和3月份的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶面饱和蒸气压亏缺(Vpdl)对连续CO2浓度增大的响应。结果表明：CO2浓度升高的整个过程中．Pn和水分利用率(WUE)随CO2浓度的升高而增大，CO2浓度从350μmol．mol^-1增至1600μmol．mol^-1。11月Pn增幅达327．8％，3月Pn增幅达895．9％；水分利用率11月增幅达255．1％，3月增幅达995．7％。两个生长季的Ci、Tr、Gs则刚随CO2浓度的增加表现出不同的变化趋势，且Gs与Tr的变化趋势基本一致。沿阶草的光合作用和水分利用效率的提高对CO2浓度升高的响应极显著。CO2浓度升高对沿阶草光合作用的直接促进作用很大。并能从提高现有水分利用效率途径促进植物的第一性生产。     

CO2浓度增强对沿阶草光合生理特性的影响

实验在人工控制CO2浓度梯度条件下,分别测量了沿阶草于两个生长季--11月份和3月份的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶面饱和蒸气压亏缺(Vpdl)对连续CO2浓度增大的响应.结果表明CO2浓度升高的整个过程中,Pn和水分利用率(WUE)随CO2浓度的升高而增大,CO2浓度从350μmol.mol-1增至1600μmol.mol-1,11月Pn增幅达327.8%,3月Pn增幅达895.9%;水分利用率11月增幅达255.1%,3月增幅达995.7%.两个生长季的Ci、Tr、Gs则随CO2浓度的增加表现出不同的变化趋势,且Gs与Tr的变化趋势基本一致.沿阶草的光合作用和水分利用效率的提高对CO2浓度升高的响应极显著.CO2浓度升高对沿阶草光合作用的直接促进作用很大,并能从提高现有水分利用效率途径促进植物的第一性生产.     

模拟降雨量变化与CO2浓度升高对羊草光合特性和生物量的影响

羊草作为欧亚大陆草原东缘干旱半干旱区域的优势种,现生产力已逐年降低。为明确未来降雨量变化和CO₂浓度升高对羊草草地变化的影响,我们模拟3个降雨量梯度(正常降雨量 40%)和两个CO₂浓度 (380±20,760±20 μmol/mol)进行了光合特性与生物量的研究。结果表明,降雨量变化和CO₂浓度的交互作用显著影响羊草的净光合速率等光合特性,地下生物量和根冠比,而不影响地上生物量。在目前CO₂浓度时随着降雨量的增加,以及在CO₂浓度升高时的降雨量由低降雨量增至正常降雨量,羊草的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和地上、地下及总生物量均显著增加,但在CO₂浓度升高,降雨量由正常降雨量增至高降雨量时上述指标无显著变化。根冠比在目前CO₂浓度时差异不显著,在CO₂浓度升高下低降雨量时显著增加。在降雨量相同条件下,CO₂浓度的升高使胞间CO₂浓度、水分利用效率显著增加,气孔导度和蒸腾速率显著降低。低降雨量时CO₂浓度升高对羊草净光合速率和生物量的促进作用显著高于正常降雨量和高降雨量,而高降雨量时CO₂浓度升高对羊草生物量没有促进作用。以上结果暗示着在目前CO₂浓度下,随着降雨量的增加,羊草生物量随之增加,在未来CO₂浓度升高的背景下,高降雨量年份对生物量的积累并无显著的促进作用,CO₂浓度升高可以补偿低水分条件对多年生根茎型禾草——羊草生长发育所造成的不利影响。     

基于模拟光辐射和CO2浓度升高的山野豌豆光合特性研究

利用LI-6400便携式光合测定仪,对模拟光照强度和CO2浓度条件下山野豌豆(Vicia amoena Fisch.ex DC.)的光合作用及水分生理生态特性进行了研究.结果表明:山野豌豆的CO2饱和点为1017μmol/mol,光饱和点为800μtmol/m2·s,其水分利用效率(WUE)随模拟光辐射(SPR)增强略有升高,当SPR在100～2000μmol/m2·s内变化时,WUE维持在2.14～4.69mmol/mol之间,说明山野豌豆具有利用高浓度CO2的能力,受强光限制较小,为喜阳性植物.     

CO2浓度变化下燕麦对干旱胁迫的生理响应

利用步入式CO2生长室模拟研究了CO2浓度变化和土壤含水量的交互作用对燕麦（Avena sativa）的光合、生长及水分利用效率的影响。结果表明,低CO2浓度对燕麦的光合作用和生物量产生极大的抑制作用,而高CO2浓度产生一定的促进作用。在低CO2浓度下,燕麦的净光合速率和水分利用效率随着水分含量的降低没有发生显著变化,生物量和叶氮含量有少量降低,根冠比增加。在高CO2浓度下,燕麦的净光合速率、根冠比、水分利用效率随着水分含量的降低而有升高趋势,叶氮含量变化不显著,但生物量显著下降。研究认为过去低CO2浓度没有加剧干旱对燕麦的负面影响,将来高CO2浓度也未能减缓干旱对燕麦的负面影响。燕麦对过去低CO2浓度的适应可能限制了自身对将来高CO2浓度的响应。     

两个生态型羊草对CO2浓度倍增的光合生理响应

对松嫩草原黄绿型和灰绿型两个生态型羊草,进行光合生理特性测定。结果表明,在高CO₂浓度条件下灰绿型羊草的光量子利用率高于黄绿型,光合能力较强。在弱光条件下,前者光合速率高于后者,在强光下二者相差不大。随着CO₂浓度的升高,二者光补偿点和饱和点均升高。与灰绿型相比,黄绿型羊草呼吸较弱而光饱和点和水分利用率高,因此比前者更适应向阳、干旱的生境条件。二者气孔导度差异显著,灰绿型羊草的气孔导度起点较高,对光钝感,黄绿型起点较低,随着光照强度的增加,气孔导度随之增加,甚至在CO₂浓度等于700μmolmol^-1时的强光条件下高于前者。气孔导度和光量子利用率的差异是导致二者光合作用曲线不同的原因。酶系统活性是导致高CO2浓度时光合速率降低的主要因素。     

不同CO2浓度对苜蓿分枝期光合性能的影响

以苜蓿（Medicago sativa）‘Maverick’为试验材料,研究不同CO₂浓度下苜蓿分枝期的光合能力日变化情况,探索未来大气CO₂浓度上升过程中苜蓿的生产潜力,为未来牧草种植产业提供指导。结果表明：当开顶式生长室中CO₂浓度为550和700 μmol·mol^-1时,‘Maverick’的叶绿素含量对比室外对照组分别提高了2.4%和3.6%,但差异不显著。净光合速率（Pn）日平均值分别提高了114.69%和116.54%。此外,CO₂浓度升高提高了苜蓿的光系统Ⅱ（PSII）的原初光能转换效率（Fv/Fm）、潜在活性（Fv/Fo）、实际光化学量子产量（Yield）,并显著增加了光化学淬灭（qP）,降低非光化学淬灭（NPQ）。研究结果表明在高CO₂浓度条件下更利于‘Maverick’叶绿素捕获光能,PSII反应中心比例大,光合作用增强。     

温度和CO2浓度变化对主要饲料作物功能叶光合参数的影响研究——以玉米和水稻的差异为例

玉米和稻谷是南方地区重要的饲料原料来源.本研究采用LI-6800便携式光合作用测定系统观测了温度和CO2浓度对长江中游平原水稻和玉米扬花期功能叶片光合参数的影响.结果表明:玉米扬花期功能叶片净光合速率对温度升高的敏感性高于水稻.温度升高提高了水稻功能叶片的光合速率.CO2浓度增加提高了扬花期水稻和玉米的最大光合速率.当...     

CO2浓度和土壤湿度对羊草光合特性影响机理的初探

CO2浓度升高、辐射强度增大对羊草Leymus chinensis生长和生理过程的影响为正效应,土壤湿度下降发生干旱对羊草生长和生理过程为负效应;CO2浓度升高使光合补偿点降低是"CO2施肥效应"的重要生理因素之一.在干旱条件下,CO2浓度升高提高了水分利用率.     

野古草居群光合作用对光强和CO2浓度的响应特征

以移植于同一环境的辽宁地区4个野古草居群为对象,比较了它们的光合作用对光强和CO₂浓度的响应差异,为研究其居群表型性状多样性的生理基础提供参考。结果表明,野古草光合速率对光强和CO₂浓度的光合响应特征参数在居群间多数存在显著差异,居群P₁(本溪)、居群P₂(北镇)具较高的光饱和点(分别为1782和1690 μmol/m²·s)、表观量子效率(分别为0.0553和0.0564)及表观羧化效率(分别为0.0568和0.0783),较低的CO₂补偿点(分别为14和12 μmol/mol),具有较高的光能生产潜力。居群P₃(建平)、居群P₄(彰武)的气孔导度低(分别为0.1227和0.1176 mol/m²·s),蒸腾速率低(分别为2.67和2.68 mmol/m²·s),持水能力强。     

不同温度和CO2浓度生长环境下小麦麦秸的消化率研究

本试验以优良中筋小麦“扬麦14”为试验材料,在小麦整个生育期提高CO₂浓度和温度,分为4组:空白组,升温组,CO₂组,升温和CO₂混合组,空白组小麦生长平均温度10.5 ℃,CO₂浓度413 μmol/mol,升温组温度高于空白组2 ℃,CO₂组浓度500 μmol/mol,升温和CO₂混合组同时提高温度与CO₂浓度,收割时采集麦秸用于体内消化试验。用3头装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛,采用尼龙袋法评定温度和CO₂浓度升高环境下小麦秸瘤胃的降解特性。结果显示,与空白组相比,升温组DM快速降解部分显著升高(P<0.05),ADF降解率与ADF慢速降解部分显著降低(P<0.05);CO₂组DM,OM,NDF及ADF降解率均显著降低(P<0.05),且DM,OM与NDF有效降解率显著降低(P<0.05);混合组DM,OM,NDF及ADF降解率均显著降低(P<0.05),DM,OM及ADF慢速降解部分显著降低(P<0.05),DM,OM与NDF有效降解率显著降低(P<0.05)。不同处理后麦秸DM,OM,NDF与ADF瘤胃内降解率从高到低为空白组、升温组、CO₂组和混合组。综合以上结果表明,温度和CO₂浓度升高降低了麦秸DM,OM,NDF及ADF瘤胃内降解率,导致麦秸营养价值降低,温度升高对降解率影响最小,其次为CO₂浓度升高,温度和CO₂浓度同时升高对麦秸营养价值的影响最为显著。     

模拟CO2升高及降水变化对红砂碳氮特征的影响

为探讨荒漠植物红砂根、茎、叶在CO₂升高与降水变化条件下的碳氮含量及分配特征,以当年生民勤红砂为试验材料,利用开顶式CO₂控制气室,研究了350、550及700 μmol·mol^-13种CO₂浓度和降水减少30%(-W₂)、减少15%(-W₁)、自然降水(W₀)、增加15%(+W₁)和增加30%(+W₂)5个降水变化下红砂根、茎、叶的有机碳、全氮含量、C/N及有机碳和全氮积累(吸收)量。结果表明:1)相同降水条件下,CO₂浓度升高使根、茎、叶有机碳含量显著增加,全氮含量显著减少;在-W₂降水量和700 μmol·mol^-1CO₂浓度时根有机碳含量增幅最大(13.33%),在+W₁降水量和700 μmol·mol^-1CO₂浓度时叶全氮含量降幅最大(56.31%);CO₂浓度升高使红砂根、茎、叶C/N显著升高,对有机碳、全氮积累(吸收)量影响显著。2)相同CO₂浓度条件下,降水增加对根、茎、叶有机碳含量及全氮含量影响显著;550 μmol·mol^-1CO₂浓度和+W₂降水量时叶有机碳含量增幅最大(11.56%),700 μmol·mol^-1CO₂浓度和+W₂降水量时叶全氮含量降幅最大(35.31%);降水量对红砂根、茎、叶的C/N及有机碳、全氮积累量影响显著。3)在CO₂浓度升高与降水变化下,红砂有机碳含量在根中最高,全氮含量在叶中最高,C/N在根中最大,红砂有机碳、全氮积累(吸收)量在叶中最高。综上所述,未来CO₂浓度升高及降水改变的情况下,红砂生长情况取决于CO₂浓度与降水量的协同作用对有机碳、全氮含量的影响,CO₂浓度升高会在一定程度上减缓干旱对红砂碳氮吸收及利用的抑制作用,在湿润条件下能有效地增强红砂对碳氮的吸收及利用能力。     

基于像元二分模型的艾比湖湿地NDVI指数对微气候的响应

本研究提取了艾比湖湿地不同年份(1998、2007、2011、2014年)的NDVI指数,并进行了实地考察,然后利用像元二分模型对研究区植被覆盖状况进行估算,并分析其在时空分布上的特征及形成原因,建立影响植被覆盖与微气候变化的线性回归模型。结果表明,1)在空间分布上,西南部冲积平原植被覆盖等级最高,东北部覆盖等级略低于西南部,无覆盖和低覆盖等级分布面积最为广泛;在时间分布上,无覆盖面积处于下降趋势,低覆盖和中覆盖面积有所增加,较高覆盖与高覆盖等级面积处于下降趋势;2)不同植被覆盖度对气候变化的响应存在一定的差异;植被覆盖对降水量变化的反应最为强烈,在时间上具有一定的滞后性,对湿度变化的响应不明显,气温与植被覆盖水平之间存在线性函数关系。     

内蒙古草原生长季节大气中CO2浓度及其变化特征研究

1999~2002年对内蒙古草原生长季节近地面层大气中的CO₂浓度及其变化进行观测研究。结果表明:CO₂浓度及CO₂在近地层的浓度梯度在生长季节均有明显的日变化和逐日变化;观测期间,大气中CO₂浓度四年平均日均值为361.6 μL/L,其年变化幅度约为13.5 μL/L;草原上空CO₂的日变化通常呈马鞍型,平均日变化幅度为27~37 μL/L,个别日期可达80 μL/L;生长季节草原上空近地大气层中CO₂浓度随着高度的增加而递减,平均递减率为0.94 (μL/L)/m。     

青藏高原高寒草甸生态系统CO2交换量的"转折气温"

为了理解青藏高原高寒草地生态系统的碳动态变化和环境因子对其的调控关系,分析2年(2002和2003年)的涡度相关数据.结果表明,高寒草地生态系统是"碳汇",2年分别从大气吸收了286.74和284.94 g CO2.相关分析表明,高寒草甸生态系统CO2交换量与日平均气温有十分明显的相关性,而与光量子通量密度和土壤含水量没有明显的相关性."转折气温",是生态系统光合通化增长速率开始大于生态系统的呼吸增长速率时的气温.通过线性指数模型,发现高寒草甸生态系统的"转折气温"是2.47 ℃.在降雨和光量子通量密度基本不变,生态系统比较稳定的条件下,如果增温效应发生在气温大于2.47 ℃,高寒草甸生态系统的"碳汇"功能将得以加强,反之,发生在气温小于2.47℃,"碳汇"功能将被削弱乃至转变为"碳源".     

红砂对大气CO_2浓度升高及降水变化的生长响应

以荒漠植物红砂(Reamuria soongorica)为试材,采用开顶式CO_2控制气室模拟CO_2浓度变化(350,550和700μmol·mol–1),研究了降水变化(-30%,-15%,0,+15%,+30%)及其与CO_2的协同作用对红砂生长特性的影响。结果表明:在6、7、8月份,CO_2浓度增加对5种降水下红砂的株高、地上生物量、根生物量和总生物量均有增肥效应,且降水增加时的增肥效应大于降水减少时的。6、7月份,红砂的根质量分数和根冠比在5种降水下均随CO_2浓度的升高而降低;而在8月份仅降水为-15%时,CO_2浓度增加可促进红砂的根质量分数和根冠比。综上所述,未来降水增多时,CO_2浓度升高可促进红砂地上生物量积累来获取更多资源;降水减少,CO_2浓度增加可促进地下生物量的分配来适应干旱环境,但这种调节作用与降水的多少及处理时间长短有关。     

基于APSIM模型光照与CO2对小麦的影响机制

为了探索光照强度与CO2浓度对小麦（Triticum aestivum）产量形成的影响,运用验证后的APSIM模型模拟不同光照强度与CO2浓度下的小麦产量,并采用多元回归分析法分析其对小麦产量的影响机制。结果表明,在相同的CO2浓度条件下,小麦产量随光照强度的增加而明显下降,日光照强度每升高0.5 MJm-2,最大减产幅度高达17.16%,平均减产9.40%。相同光照条件下,CO2浓度每升高100 molmol-1,平均增产11.27%,最大增产可达到22.08%。CO2浓度与光照强度之间存在负交互效应。表明在研究区光照已完全满足旱地春小麦产量的需求。