油茶光合作用光响应曲线的拟合

为探讨不同光响应模型对油茶光合特性的适用性,利用非直角双曲线模型、直角双曲线模型和改进的直角双曲线模型拟合了油茶的光响应曲线,通过分析光合参数模拟值与实测值的接近度,在3个模型中筛选最佳油茶光响应模型。结果表明,非直角双曲线和直角双曲线模型都无法直接估算光饱和点,也不能解释光饱和区域的光抑制现象;而改进的直角双曲线模型能较好地描述油茶在不同生境下的光响应曲线,其光合参数均接近实测值。因此,可将改进的直角双曲线模型作为研究油茶光响应曲线的首选模型。     

DPS软件在中绥12杨光响应曲线拟合中的应用

采用Li-6400光合仪测定了中绥12杨的光响应数据。分别采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型及指数模型对光响应曲线进行拟合,以探讨几种模型对中绥12杨的适用性并介绍在DPS数据处理系统中的操作步骤。结果表明,直角双曲线、非直角双曲线及指数模型得到的最大净光合速率大于实测值;直角双曲线和非直角双曲线模型得到的光饱和点远小于实测值;应用指数模型时(假设0.9Pn max或0.99Pn max所对应的光强为Isat)则无法求解光饱和点;直角双曲线修正模型拟合得到的各项光合参数均与实际相符,是中绥12杨光合光响应的最适宜模型。     

5种光响应模型对小叶杨的适用性分析

采用Li-6400光合仪测定CO2400μmol·mol-1条件下小叶杨的光响应数据。分别采用直角双曲线修正模型、二次多项式模型、直角双曲线模型、非直角双曲线模型及指数模型对光响应曲线进行拟合,探讨5种模型对小叶杨的适用性。结果表明:直角双曲线、非直角双曲线及指数模型不能处理光抑制部分的光响应数据,且得到的最大净光合速率大于实测值,光饱和点远小于实测值;二次多项式虽能处理光抑制部分的光响应数据,但得到的光合参数有悖常识;直角双曲线修正模型不仅能处理光抑制部分的光响应数据,且拟合得到的各项光合参数均与实际相符,是拟合小叶杨光响应曲线的最适宜模型。     

短梗大参光合作用光响应曲线及模型拟合

为了探讨不同光合作用光响应模型对短梗大参光合特性的适用性,采用LI-6400便携式光合仪分别观测了全光照和荫蔽环境下的5年生短梗大参叶片的光响应曲线;并应用二次多项式模型、分段函数、直角双曲线模型、非直角双曲线模型和修正的直角双曲线模型拟合短梗大参的光响应曲线,根据拟合效果筛选不同光照环境下短梗大参合适的光响应模型。结果表明:1在全光照环境下,短梗大参光合作用的光响应曲线属于饱和趋近型;直角双曲线模型、非直角双曲线模型和修正的直角双曲线模型无法直接求取其最大净光合速率和光饱和点的解析解;二次多项式回归模型拟合的光合参数值与实测值相差很大;分段函数为全光照下短梗大参光响应曲线最适用的分析模型,其拟合的初始量子效率为0.047,最大净光合速率为10.70μmol·m-2s-1,光饱和点为1 333.33μmol·m-2s-1,光补偿点为10.43μmol·m-2s-1,暗呼吸速率为0.48μmol·m-2s-1。2在荫蔽环境下,短梗大参光合作用的光响应曲线为中度抑制型;二次多项式拟合的光合参数值与实测值差异明显;分段函数拟合的光合参数值则比实测值要低;直角双曲线模型和非直角双曲线模型拟合的光饱和点均明显低于实测值;修正的直角双曲线模型为荫蔽环境下短梗大参光响应曲线分析的最适用模型,其拟合的初始量子效率为0.076,最大净光合速率为5.07μmol·m-2s-1,光饱和点为449.60μmol·m-2s-1,光补偿点为2.79μmol·m-2s-1,暗呼吸速率为0.21μmol·m-2s-1。     

光合-光响应模型的研究进展

综述了当前常见的光合速率对光响应模型的研究进展和存在的问题,在此基础上对比了这些模型的适用范围并探讨其未来发展趋势,结果表明:早期提出的直角双曲线模型、非直角双曲线模型和指数模型对最大净光合速率和光饱和点的估计均存在偏高的现象,且由于模型本身限制无法拟合光抑制现象,随后陆续提出的修正直角双曲线模型、分段函数模型和修正指数模型则很好的解决了这个问题。通过对比各个模型在不同数据中的适用性发现,非直角双曲线模型和修正直角双曲线模型对不同类型数据的拟合效果优于其他模型,但非直角双曲线模型随着数据类型的变化产生了较大波动,而修正直角双曲线模型针对不同类型数据的拟合结果比非直角双曲线模型更稳定,因此修正直角双曲线模型可以作为拟合各类光合光响应曲线的优选模型。本文根据当前林业领域对树木生理的关注度提出光合光响应曲线的未来发展趋势将逐渐从单叶水平扩展到单木水平甚至林分水平。     

干热河谷主要植被恢复树种干季光合光响应生理参数

探讨金沙江干热河谷元谋段13种野外生长树种在干季的光合光响应曲线特征参数,得出结论:1)以光合光响应曲线上光能利用效率的下降位点来界定植物表观光合速率随光强呈线性增长的弱光区域是科学可行的;2)分段函数对供试树种光合光响应曲线具有良好的拟合性能;3)弱光区域的界定与否对表观量子效率α和暗呼吸速率Rd均产生明显影响,而对光补偿点LCP、光饱和点LSP及最大表观光合速率Pmax等3个特征参数影响不明显;4)元谋干热河谷13个树种在干季3月的表观光合量子效率、暗呼吸速率、光补偿点、光饱和点、最大净光合速率大小范围分别为0.0207～0.0592μ molCO2·m-2s-1/μ molphotons·m-2s-1,-2.07～-0.31μ molCO2·m-2s-1,14～37μ molphotons·m-2s-1,1015～1648μ molphotons·m-2s-1,3.09～19.32μmolCO2·m-2s-1;5)最大净光合速率Pmax、表观量子效率α、饱和光能利用效率SLUE3者间的树种排序十分相似,这表明树种在弱光区域及饱和光强下的光能利用效率愈高,其最大净光合效率一般亦越高。     

小叶杨的光响应曲线及其模型拟合

分别采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型、二次多项式模型及直角双曲线修正模型对小叶杨的光合光响应数据进行拟合,以确定小叶杨光响应曲线拟合的最适宜模型。结果表明:通过直角双曲线模型、非直角双曲线模型及指数模型拟合得到的最大净光合速率均大于实测值,光饱和点则远小于实测值,且不能处理光抑制部分的光响应数据;二次多项式模型能够较好的处理光抑制部分的光响应数据,但拟合得到的光合参数值与实测值不相符,甚至有悖常识;直角双曲线修正模型拟合的各项光合参数值均与实测值最相符,同时亦能很好处理光抑制部分的光响应数据,是小叶杨光响应研究的最适宜模型;利用直角双曲线修正模型拟合得到的小叶杨最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(Is)、光补偿点(Ic)、暗呼吸速率(Rd)和初始量子效率(α)分别为19.93μmol·m~(-2)s~(-1),1 680.60μmol·m~(-2)s~(-1),28.97μmol·m~(-2)s~(-1)、-1.97μmol·m~(-2)s~(-1)和0.073。     

薄壳山核桃不同品种光响应过程及模型拟合

为了探讨不同光响应模型对于薄壳山核桃光合作用的适用性,以‘Mahan’、‘Stuart’、和‘Kanza’3个薄壳山核桃品种为研究对象,建立了5种光响应模型(直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型、指数模型和指数修正模型),分别对各薄壳山核桃品种的光响应过程进行了拟合。结果表明:1)5种光响应模型对薄壳山核桃的光响应拟合效果突出,决定系数均在0.9以上,其中非直角双曲线模型拟合效果最优,R^2达到了0.99,并且AIC值最低,直角双曲线模型σ及AIC最高,表现最差。2)通过与实测值相比较,直角双曲线修正模型对于光响应特征参数的求解效果最好,求解出的AQY、R_d、LSP和Pn_max最准确,非直角双曲线模型求解LCP最佳。3)‘Mahan’在3个品种中光照生态幅最宽,利用光能能力最强;‘Stuart’在各模型中的R^2均达到0.99,运用光响应模型拟合效果最好。     

石漠化区6种退耕树种光响应曲线研究

以桂西南石漠化山地6种退耕林为对象,采用修正直角双曲线光响应曲线模型比较不同林分光响应曲线及最大净光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(Lcp)、光饱和点(Lsp)等光合生理指标的差异。结果表明:任豆Zenia insignis、柚木Tectona grandis、樟树Cinnamomum camphora光响应曲线存在光抑制现象,其他树种则无该现象。修正直角双曲线模型对6种树种光响应曲线拥有良好的拟合效果,对主要生理指标的预测与实测值相近。弱光下净光合速率与叶片中叶绿素含量间存在显著相关性,但与树木胸径、树高间无显著相关性。     

5种异裂菊属植物光响应模型拟合及光合特性研究

为阐明喀斯特地区特有属异裂菊属（Heteroplexis）植物的光合特性及适应喀斯特逆境的机制,以异裂菊属5种植物为材料,采用4种模型拟合光响应曲线,并对其关键光合参数进行分析。结果表明,直角双曲线模型的曲线与实测值曲线偏差较大或不能反映光抑制现象,不宜用于异裂菊属植物光响应拟合;直角双曲线修正模型的曲线与实测值曲线相似,最适合用于异裂菊属植物光响应拟合。异裂菊属植物对强光适应性最好的是绢叶异裂菊（Heteroplexis sericophylla）,耐荫能力最好的是柳州异裂菊（Heteroplexis incana）,光合潜能最强的是小花异裂菊（Heteroplexis microcephala）。应调整相应的环境因子使异裂菊属植物更好生长。     

干旱处理对毛竹光响应的影响:基于4种模型比较分析

[目的]采用4种模型对干旱处理下毛竹叶片光响应曲线进行拟合比较,分析各模型的优缺点,以选出适合毛竹光响应曲线拟合的最佳模型,并量化干旱处理对毛竹光合光响应的影响。[方法]主要采用Li-6400便携式光合仪测定干旱处理下毛竹的光响应曲线,并通过4种模型对其进行拟合。[结果]研究表明:(1)在干旱和对照处理下各模型的决定系数R~2均大于0.995,说明拟合精度较高。综合各参数可以看出,直角双曲线修正模型拟合效果最佳,相对误差RE平均值为0.07,而指数模型参数拟合效果最差,RE平均值为0.767;(2)通过直角双曲线修正模型拟合各光合参数,在干旱环境下,暗呼吸速率R_d、光补偿点LCP和水分利用效率WUE较高,分别为对照环境的1.57倍、1.66倍和1.06倍,而净光合速率P_(nmax)、光饱和点LSP和表观量子效率AQY分别比对照环境降低3.6%、17.6%和4.8%。[结论]从整体拟合效果来看,这4种模型拟合顺序为:直角双曲线修正模型直角双曲线模型非直角双曲线模型指数模型。通过在干旱和对照间毛竹各光合参数的比较发现,毛竹对干旱环境有一定的适应能力。     

紫花含笑和苦梓含笑光合生理特性的研究

采用Li-6400便携式光合测定系统（Li—Cor Inc．,USA）对常绿灌木紫花含笑和常绿乔木苦梓含笑的光合生理特性进行了测定。结果表明：（1）两种含笑叶片的光响应曲线符合非直角双曲线模型,表观光量子效率接近,但灌木紫花含笑的光饱和点、光补偿点、最大净光合速率、暗呼吸速率均比乔木苦梓含笑低。（2）光照强度对两种含笑的气孔行为、蒸腾速率和水分利用率的影响效果近似,光照强度诱导气孔导度变大,蒸腾速率加强。当达到光饱和后,随着光强的增强,净光合速率增加缓慢,气孔导度和蒸腾速率持续增大,水分利用率下降。     

中辽1号杨光合特性研究

以1年生中辽1号杨为试验材料,测定其光合因子日变化、光响应曲线和CO2响应曲线,其目的是了解中辽1号杨的光合生理特性,为中辽1号杨高效稳产栽培提供科学依据。结果表明:中辽1号杨净光合速率、蒸腾速率和气孔导度的日变化曲线均为“高峰—低谷—高峰”的双峰曲线,存在明显的“光合午休”现象;全天净光合速率最大值为20.34μmol·m^-2s^-1,出现在上午10:00。相关性分析表明光合有效辐射和大气CO2浓度是影响净光合速率日变化的主要因子。采用直角双曲线修正模型对中辽1号杨光响应曲线及CO2响应曲线进行拟合,得到中辽1号杨各项光合参数,其中光饱和点为1713.53μmol·m^-2s^-1,光补偿点为28.99μmol·m^-2s^-1,最大净光合速率为19.89μmol·m^-2s^-1,暗呼吸速率为-1.99μmol·m^-2s^-1,初始量子效率为0.073,CO2饱和点为1266.09μmol·mol^-1,CO2补偿点为68.81μmol·mol^-1。     

乳源木莲光合特性研究

运用Li-6400便携式光合作用测定系统对自然条件下乳源木莲的光响应特性、CO2响应特性及光合作用日变化进行了研究。结果表明：乳源木莲的光补偿点为98μmol·m^-1·s^-1,光饱和点为1123μmol·m^-1·s^-1,表观量子效率为0．021μmol·m^-1·s^-1;乳源木莲的C02补偿点为108μmol·mol^-1,CO2饱和．最为2132tμmol·mol^-1。,羧化速率为0．022p．mol·mol～;乳源木莲的光合作用的日变化为双峰曲线,有明显的光合“午休”现象,其峰值出现在10：00和14：00。主要的生理生态影响因子为气孔导度、大气温度和光合有效辐射等。     

4个四川桤木品系的光合生理特性研究

采用LI—6400便携式光合仪对4个四川桤木品系的光合生理特性研究结果表明:①H12与J10在光合特性上相对于H1、J5具有明显优势。H12、J10保持有较高的净光合速率,净光合速率(Pn)日变化4月份呈单峰、6月份是双峰曲线类型;②表观量子效率J5最大,但都在0.32~0.57之间,表明四川桤木对弱光的利用能力比较强,植物吸收与转换光能的色素蛋白复合体可能较多,具有较大的光合潜力,模拟光曲线的最大净光合速率J10最高,且实验表明光饱和点(LSP)与最大净光合速率(Pnmax)正相关系;③羧化效率(CE)J10最大,H1最小,羧化效率与最大净光合速率也呈一定的正相关系。     

西南高海拔区域苹果光合作用与光和CO_2响应模型的筛选

【目的】为了阐明我国西南高海拔区域苹果光合作用对光强度和CO_2浓度变化的响应机制,为后续深入开展该区域苹果光合特性研究提供参考,筛选适合该区域苹果光合-光响应和光合-CO_2响应的模型。【方法】以‘黔选2号’‘黔选3号’‘嘎拉’‘蜜脆’‘红星’5个品种苹果叶片为试材,进行光合-光响应和光合-CO_2响应的测定,并利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数方程模型和直角双曲线修正模型进行光合-光响应曲线的拟合,运用直角双曲线模型、Michaelis-Menten模型(M-M模型)、直角双曲线修正模型进行光合-CO_2响应曲线拟合。【结果】光合-光响应中,气孔导度的变化影响蒸腾速率的变化,5个品种苹果叶片的光合速率均对强光有较好的适应性,在其他影响因子相同的情况下,CO_2浓度可能是生产中的实际限制因子。光合-CO_2响应中,5个品种苹果叶片气孔导度与蒸腾速率表现为同步变化,但气孔导度的变化并未影响胞间CO_2浓度的值,胞间CO_2浓度的值呈线性增加。在CO_2浓度满足光合作用底物消耗的情况下,光合有效辐射是苹果叶片发挥光合能力的主要限制因子。【结论】在拟合不同品种苹果叶片光合-光响应曲线和光合-CO_2响应曲线的模型中,直角双曲线修正模型拟合效果均表现最好。     

潮间带消浪林海滨木槿光合作用的初步研究

以慈溪杭州湾滨海绿地试验林场的海滨木槿为对照,对比分析了杭州湾南岸潮间带消浪林海滨木槿的光合作用日变化、光合作用光响应曲线以及叶绿素含量特征。结果表明,消浪林海滨木槿净光合速率Pn日变化与对照相同,均呈双峰曲线,但其平均值显著下降,仅为对照的76.02%;光响应曲线经非直角双曲线拟合得到,潮间带海滨木槿最大净光合速率Amax为(22.36±3.22)μmol.m-2.s-1,是对照的91.75%,而光补偿点LCP为(28.57±1.51)μmol.m-2.s-1和暗呼吸速率Rd(1.98±0.31)μmol.m-2.s-1却是对照的1.44倍和1.33倍,表观量子效率AQ Y与对照相差不大;消浪林海滨木槿叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量分别为(0.82±0.04)g.kg-1(、0.12±0.00)g.kg-1和(0.94±0.04)g.kg-1,分别是对照的65.08%、100.00%和68.12%。方差分析结果表明,消浪林海滨木槿的Pn、Amax、LCP、Rd、叶绿素a含量、叶绿素总含量与对照间存在显著差异,其他指标差异不显著。     

分区交替水分胁迫对草乌光合特性的影响

应用田间根系分区供水方法,研究根系分区交替水分胁迫(APRD)、固定单侧水分胁迫(FPRD)与对照两侧同时供水(BPRI)对2年生草乌光合特性的影响。结果表明:1)各水分条件下,叶片蒸腾速率(Tr)随着周期的进行逐渐减小,后期随着处理水分亏缺的加重,峰值减小,峰出现时间前移;2)APRD处理下,草乌通过维持相对较低的气孔导度(Gs),在Tr降低30%的前提下,Pn比对照BPRI与FPRD处理分别提高4.16%,37.43%,反映出APRD处理对气孔的优化调节;3)各水分条件下,草乌的水分利用效率(WUE)日变化均呈双峰曲线,APRD处理可显著提高草乌的WUE,分别比对照BPRI和FPRD处理提高20.39%和10.53%,对草乌在干旱地区栽培意义重大;4)各水分条件下草乌的光合-光响应曲线变化趋势基本一致,表观量子效率(AQY)差异不显著,光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)协同变化表明APRD处理在一定程度上增强了草乌对光环境的适应能力;最大净光合速率(Pmax)表现为APRD处理下最高,FPRD处理略低于对照BPRI;APRD处理下,草乌叶片暗呼吸速率(Rd)最低,有利于干物质积累。根系分区交替水分胁迫通过供水调控挖掘了草乌本身的生物学节水潜力。     

5种红山茶叶绿素荧光特性的比较研究

在大四条件下，通过对五种红山茶的叶绿素荧光特性研究，结果表明，不同亚组、同一亚组不同系之间的叶绿素荧光参数值存在差异．且亚组间大于亚组内。初始荧光(FO)、最大荧光(Fm)、RSⅡ最大光化学效率(Fv／Fm)、PSⅡ实际光化学效率(Yield／ΦPSⅡ)、表观电子传递速率(ETR)的日变化与光强有关．其中，Fm、Fv／Fm、Yield随光强的变化呈相同的变化趋势，呈单谷曲线；而ETR则相反呈单峰曲线；FO呈双峰曲线。不同树种的荧光参数日变化幅度存在差异。