长白山阔叶—红松林主要树种对高浓度CO_2的响应

以长白山阔叶—红松林主要树种为材料 ,盆栽于模拟自然光照和人工调节CO2 浓度4 0 0 μmol/mol、 70 0 μmol/mol下两个生长季节 ,高浓度CO2 下生长的 8种供试树种光合速度比对照组的幼树提高 2 9 4 0 %～ 58 39%。通过对高浓度CO2 下幼树光合作用动态变化的研究 ,发现经长期在高浓度CO2 下生长的供试 8个树种均表现出随时间的延长树木叶片光合速度失去原有在高浓度CO2 下出现的光合优势     

大气CO2倍增对长白山不同树种的苗木的影响

组成长白山阔叶红松林的主要树种红松、云杉、落叶松、大青杨、白桦、椴树、水曲柳和色木的幼树,盆栽于模拟自然光照和人工调节CO2浓度为700祄olmol-1、400祄olmol-1的气室内两个生长季(1998-1999),以生长在400祄olmol-1下的幼树为对照组。研究结果表明:高CO2浓度下生长的红松、云杉、落叶松、大青杨、白桦、椴树、水曲柳和色木的高生长比对照组的幼树提高10%~40%。水分利用效率均有不同程度的提高,但不同树种叶绿素含量和蒸腾速率对高CO2浓度反应不一。长期高CO2浓度环境下生长的阔叶树对大气CO2浓度升高反应较针叶树敏感,供试8个树种对CO2浓度的升高均发生光合驯化现象。图2表2参24。     

四个生长季高浓度CO_2处理长白松的气孔响应(英文)

在长白山站以开顶箱方式对4 年生长白松连续4 个生长季进行CO2 处理,包括700 和500 μmolmol-1 高浓度CO2,以及接受空气CO2的对照箱和不扣箱的裸露地条件(约350 μmolmol-1 CO2),通过测定气孔导度(gs),ci/ca比及气孔数量等指标评价气孔对高浓度CO2的响应。气孔导度及ci/ca比的转换实验表明,在各自生长CO2下和在相同测定CO2 下进行比较时,生长在高浓度CO2 下植株的气孔导度要高于空气CO2 下对照组植株的气孔导度(除700 μmol mol-1 CO2 下的植株在生长CO2 浓度下及在350 μmol mol-1 CO2 下测定时的气孔导度低于裸地植株外)。在各自生长CO2浓度下测定时,高浓度CO2下植株的ci/ca比低于对照组植株,但在相同测定CO2浓度下比较时,却是高浓度CO2下植株的ci/ca高于对照组植株的ci/ca比。高浓度CO2下植株与对照组植株在每单位长度气孔数量上无明显差异,但高浓度CO2通过降低气孔线数使长白松当年生针叶的总气孔数量降低,并且改变了气孔在针叶上、下表面的分配模式。表4 参18。     

几种乡土树种光合生理特性研究

采用美国LI—COR公司生产的LI—6400便携式光合测定系统对几种乡土树种的光合生理特性进行了研究。结果表明:①椿叶花椒、构树、臭椿和翅荚木的光补偿点分别为45.8、40.5、36.4和17.8μmol/(m2.s),光饱和点分别为607.3、624.9、573.4和373.8μmol/(m2.s),表观量子利用效率分别为0.055 7、0.046 6、0.044 1和0.047 0;②CO2补偿点分别为91.3、77.3、83.1和81.5μmol/mol,CO2饱和点分别为1 668.2、1 077.9、1 518.1和1 251.7μmol/mol,羧化效率分别为0.071 2、0.081 9、0.087 2和0.072 7;③4个树种的光合能力为椿叶花椒>构树>臭椿>翅荚木。     

3种珍贵用材树种1年生苗木光合特性研究

以桢楠、香樟、红椿3个珍贵树种的1年生苗木为研究对象,测定并分析了其光合生理特性。结果表明,（1）净光合速率（Pn）、水分利用率（WUE）均表现为桢楠＞香樟＞红椿,而气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（ Ci）、蒸腾速率（ Tr）则表现为桢楠＜香樟＜红椿,在影响光合作用的各因素中, Tr在树种间的差异相对显著,表明影响3个树种有效光合物质积累的主要因素为蒸腾作用;（2）3个树种叶片的Pn值表现出了相似的对光照强度（ PAR）与CO2浓度的响应趋势,即在低光照强度或CO2浓度下, Pn值随着PAR或CO2浓度的增加而迅速增加,而在高光照强度或CO2浓度下, Pn值增加的趋势变缓,其中香樟叶片光补偿点（ Lcp ）及光饱和点（Lsp）分别为67.50μmol/（m^2· s）与473.10μmol/（m^2· s）,其 CO2补偿点（Ccp）和饱和点（Csp）为111.30μmol/（ m^2· s）与1681.00μmol/（ m^2· s）,均较红椿和桢楠高,其最大净光合速率（ Pmax ）也高于红椿和桢楠;（3）3个树种的Pn、 Tr、 Ci、 Gs和WUE参数日变化趋势基本一致,而且均表现出明显的“午休”现象,其中, Pn参数日变化呈双峰型曲线,峰值出现在10：00和16：00,且午前明显高于午后。     

栓皮栎蒸腾速率的日变化、季节动态及其对遮荫的响应

用Licor-6400便携式光合作用测定系统研究了50年生天然次生栓皮栎林在不同季节和天气条件的蒸腾速率变化。结果表明:①栓皮栎光补偿点变动范围为40.0到42.21μmol/(m2.s),光饱和点(LSP)的变动范围为1000到1600μmol/(m2.s),表观光量子效率的变化范围为0.014到0.06μmol/mo1;②栓皮叶片的CO2补偿点的范围为57.54到72μmol/mo1;③栓皮栎叶片在生长末期光呼吸速率为0.952μmol/(m2.s)。     

在长白山生态系统中长期的高浓度CO2熏蒸对土壤酶的影响

从1999年到2006年在中科院长白山森林生态系统定位站（42°24＇N,128°28＇E,海拔738m）对长期高浓度CO2熏蒸对土壤酶活性的影响进行了研究.采用开顶箱（OTC）的方式对红松和长白松进行高浓度CO2处理, CO2浓度分别受控于高浓度CO2箱（500 μmol·mol^-1）、对照箱（370 μmol·mol^-1））和裸地（370 μmol·mol^-1）.经高浓度CO2（500 μmol·mol^-1）熏蒸8年后,土壤样品分别在2006年春季、夏季和秋季进行采集和分析.结果表明：在高CO2浓度（500 μmol mol^-1）条件下,转化酶活性除了红松夏季样品之外都是显著降低的;而脱氢酶活性却是增加的,但只有部分结果显著;长白松的多酚氧化酶活性都显著降低;过氧化氢酶活性在春季增加,而在其他季节均降低.总而言之,在高CO2浓度条件下,土壤酶的活性与树种有关.     

次生林栽针保阔效果及影响因子探讨

通过红松净光合速率测定建立红松净光合速率回归复合模型，红松幼树的净光合速率与光合有效辐射强度呈非线性正相关、与相对湿度呈线性正相关；叶片温度对净光合速率的影响较大，与净光合速率呈非线性负相关。以该模型依据自然环境因子估算的红松幼树光补偿点的变动范围为0～108μmol/m²·s。次生林主林层的树种组成、树冠分布及郁闭度，影响林内灌木层和草本层的盖度和光辐射强度，光合有效辐射大于100.0μmol/m²·s适合红松幼树生长的地段仅占林地面积的14.0%～22.0%。造林5年后红松幼树仍未摆脱灌木和草本层的影响，缺乏后续透光抚育使红松幼林在造林13年后的保存率仅有8.0%～26.8%。同时，狍、鹿啃食红松嫩枝反复形成28.4%～38.1%的断头率，影响红松幼树的生长演替进程也是造成保存率降低的重要因素。     

川滇高山栎的光合作用特征

采用光合测定仪Li-6400,对西藏川滇高山栎生长季节(5~10月份)的光合作用进行了测定。结果表明:在自然环境条件下生长季节光合速率呈增长趋势,8月份最大,是生长最旺盛的月份;光合速率日变化呈现单峰型,仅在6月的中午14:00时出现"午休"现象;根据双曲线修正模型得出,川滇高山栎光饱和点和光补偿点分别为1 444.19μmol/(m2·s)和37.78μmol/(m2·s);CO2浓度的增加有助于川滇高山栎叶片净光合速率的提高,CO2浓度达到1 800μmol/mol时,净光合速率有下降的趋势,产生光抑制现象。     

高CO2浓度和干旱胁迫对4种树苗光合特性的影响

在不同CO2浓度(380、720 μmol·mol-1)的密闭式生长箱内,对5年生油松和侧柏苗、3年生元宝枫和刺槐苗进行培养,研究CO2浓度升高与干旱胁迫对4种树苗光合特性和水分利用效率的影响.结果表明:高CO2浓度均能增加正常水分和重度干旱胁迫下4个树苗的光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)和瞬时水分利用效率(WUE;),而降低蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Cord);在轻度干旱和重度干旱条件下,Pn、Ci、Tr、Cond和WUEi增加,刺槐的WUEi却减少.CO2浓度增加,4个树种在同一干旱时期的碳稳定同位素比值(δ13C)减少.随着干旱胁迫加剧,不同CO2浓度下4个树种的Pn、Tr和Cond减少,而720 μmol·mol-1 CO2浓度下4个树种和380 μmol·mol-1CO2浓度下刺槐和元宝枫的WUEi和δ13C增加,而380μmol·mol-1CO2浓度下油松和侧柏的WUEi和δ13C先增加,到重度干旱时又下降.CO2浓度增加与干旱胁迫的交互作用减弱了干旱胁迫或者CO2浓度增加中的某一因子对气孔变化的敏感性,使得气孔变化缓慢,延迟了水分胁迫的发生.     

湘酿1号刺葡萄光合特性的研究

采用LI-6400XT光合仪对湘酿1号刺葡萄进行光合特性研究,结果表明：湘酿1号光饱和点为1264.00μmol/m2·s,光补偿点为28.35μmol/m2·s,暗呼吸速率为1.878μmol/m2·s,CO2饱和点1583.72μmol/m2·s,CO2补偿点为91.22μmol/m2·s,光呼吸速率为-3.224μmol/m2·s,净光合速率为22.98μmol/m2·s。晴朗天气条件下,湘酿1号刺葡萄叶片净光合速率日变化趋势为单峰曲线,且无光合“午休”现象。湘酿1号刺葡萄净光合速率与光合有效辐射呈显著正相关,与蒸腾速率、气孔导度呈极显著正相关,而与胞间CO2浓度呈显著负相关,暗呼吸速率与胞间CO2浓度呈显著负相关,与空气温度呈显著正相关。     

黄柏幼树光合特性研究

在雅安市荥经县"川黄柏规范化种植(GAP)基地",采用Li-6400光合测定系统,以2 a生黄柏为研究对象,探讨了黄柏幼树的光合生理特性.结果表明:黄柏叶片净光合速率日变化在生长季后期呈单峰曲线,无明显光合午休现象,峰值出现在10:00左右,峰值持续时间较长;光能利用效率和水分利用效率较高;光补偿点为29 μmol/(m2·s),光饱和点为1491 μmol/(m2·s),表观量子效率为0.0417,CO2补偿点为52 μmol/mol,CO2饱和点在800 μmol/mol左右;羧化效率为0.087 5,暗呼吸速率为1.861 4 μmol/(m2·s),表明黄柏属典型阳性的C3植物.     

浙江楠引种育苗试验及苗期光合作用研究初报

在合肥地区播种浙江楠,施基肥并以稻草覆盖,出苗率可达到80%以上。以Li-6400XT型光合作用仪测得浙江楠的光饱和点约为1 000μmol·m-2·s-1,光补偿点为20μmol·m-2·s-1。当光强值为1 000μmol·m-2·s-1时,浙江楠的CO2饱和点为1 300μmolCO2·mol-1,CO2补偿点为90μmolCO2·mol-1。浙江楠虽然苗期生长缓慢,但是其播种繁殖幼苗方法简单,抗寒性强,建议可作为园林绿化树种在相应地区引种栽培。     

不同光环境下水曲柳幼树光合指标的生理反应

应用Li-640002B型光合仪对生长在不同光环境下的水曲柳幼树的光合特性进行了测定。统计分析结果表明,幼树对低光环境具有较强的适应能力,能够在0.512μmol·m-2·s-1的条件下正常生活。幼树光合速率最高可达13.0μmol·m-2·s-1,光饱和点(LSP)1000μmol·m-2·s-1左右,适生光环境为800～1000μmol·m-2·s-1。     

辽东山区落叶松人工纯林下云杉更新研究

通过对辽宁东部山区落叶松人工纯林进行透光伐,并在采伐迹地进行云杉幼树更新,经试验结果发现:PAR在0～1000μmol/m2.s范围内,云杉幼树净光合速率基本呈直线上升趋势,以伐3栽1型的净光合速率最大,10.32μmol/m2.s。不同行数的云杉幼树年均高量、冠幅和地径生长量及总生物量大小变化明显,伐2栽1型与全光对比,分别减少了27.4%、12.7%、21.7%、4.1%,而伐3栽2型分别增加了3.6%、0.8%、4.3%、15.8%。     

红榉光合及水分生理生态特性

研究了红榉在不同光合有效辐射(PAR)强度及不同CO2浓度(CCO2)范围内叶片光合及水分生理生态参数的变化特征。结果表明:①当大气CO2浓度为400μmol/mol时,红榉叶片净光合速率(Pn)与光合有效辐射(PAR)之间回归方程为Pn=-9×10-6PAR2+0.021 2PAR+0.592,光饱和点、补偿点及表观量子效率分别为1 177.8μmol/(m2.s)、20.0μmol/(m2.s)、0.034 5 mol/mol;叶片蒸腾速率(Tr)与PAR间回归方程:Tr=0.002 5PAR+4.535(R2=0.816 9,n=48);叶片水分利用效率(WUE)和PAR之间的回归方程:WUE=-2×10-6PAR2+0.003 3PAR+0.193 9(R2=0.822 2,n=48);②1 200μmol/(m2.s)PAR条件下,Pn与CCO2之间回归方程为Pn=-2×10-5C2CO2+0.062 1CCO2-5.501 8(R2=0.936,n=48),CO2饱和点、补偿点、羧化速率分别为1 552.5μmol/mol、84.8μmol/mol、0.040 3 mol/(m2.s);Tr随CCO2增强基本保持稳定不变;WUE与CCO2之间回归方程为:WUE=-3×10-6C2CO2+0.010 5 CCO2-0.944 2(R2=0.894 1,n=48)。     

深山含笑等18个景观树种光合生理特性研究

以深山含笑(Michelia maudiae)等18个景观树种为研究材料,采用Li-6400光合作用测定系统测定光合、蒸腾、水分利用效率等生理参数及其光响应过程,探讨景观树种在自然生境下的光合生理特征。结果表明:18个景观树种光响应曲线符合非直角双曲线模型(R2>0.99),最大净光合速率为8.15～22.02μmol.m-2.s-1,表观量子效率为0.045～0.234,光饱和点为878.7～1 949.3μmol.m-2.s-1,光补偿点为1.3～18.7μmol.m-2.s-1,18个景观树种光适应性介于典型阴生植物和阳生植物之间。红花羊蹄甲(Bauhinia blakeana)、红花荷(Rhodoleia championii)、木棉(Bombax ceiba)、紫薇(Lagerstroemia indica)和穗花棋盘脚(Barringtonia racemosa)具有较高的净光合速率和水分利用效率。水分利用效率以火焰木最大,大花紫薇最小,与蒸腾速率恰好相反,而净光合速率并未表现出一致性,表明该地区景观树种的水分利用效率受蒸腾速率的影响可能更大。     

天童山常绿阔叶林优势树种光合生理特性在其群落演替中的生态意义研究

对浙江天童山常绿阔叶林组成亚顶级群落的4个优势树种:栲树、木荷、石栎、苦槠的光合生理特性进行了研究。对此4个优势树种幼苗、幼树、成年树等生长阶段的光合响应曲线及其光补偿点和光饱和点、CO2补偿点、光合作用日变化曲线、蒸腾作用和水分利用率等进行了测定,对比分析了优势树种光合生理生态特性及其在天童山常绿阔叶林群落演替过程中的重要作用。结果发现栲树具有最低的光和CO2补偿点、优良的水分利用性能,完善的光抑制自我保护机制,幼苗适应弱光环境且代谢旺盛而利于更新,在4个优势树种中最适应于顶级群落的特殊生境,因此成为了天童山常绿阔叶林自然演替顶级群落中重要值最大的优势种。     

土壤水分胁迫对胡杨、灰叶胡杨光合作用-光响应特性的影响

采用盆栽试验研究正常供水(土壤相对含水量70%～80%)、中度水分胁迫(50%～60%)和重度水分胁迫(30%～40%)条件下,胡杨和灰叶胡杨2年生幼苗光合作用-光响应特性.结果表明:胡杨、灰叶胡杨光合作用-光响应曲线符合非直角双曲线函数.在正常供水条件下,胡杨、灰叶胡杨的最大光合速率(Pn max)分别为24.59、16.68 μmol CO2· m-2s-1,表观光合量子效率(AQY)分别为0.059、0.036 μmol CO2·μmol-1photons,光饱和点(LSP)分别为603、517 μmol photons·m-2s-1,光补偿点(LCP)分别为42、41 μmol photons·m-2s-1、暗呼吸速率(Rd)分别为2.99、1.45 μmol CO2·m-2s-1.土壤水分胁迫能显著降低胡杨、灰叶胡杨Pn max、AQY、LSP,而对LCP及Rd无显著影响.无论在正常供水还是在土壤水分胁迫条件下,胡杨均表现出更高的光合活性,其Pn、Pn max、LSP、AQY及Rd值均比灰叶胡杨高,而LCP值,二者之间无显著差异.表明生长在同一生境中的胡杨对光照、土壤水分的生态适应能力高于灰叶胡杨.     

苦楝叶片的光合特性研究

利用LI-6400便携式光合作用测定仪对苦楝叶片光合特性进行研究。结果表明:苦楝净光合速率日变化呈双峰曲线,有明显的光合午休现象,最高峰出现在12:00,最大净光合速率为5.63μmol/m2.s,光饱和点为1300μmol/m2.s,光补偿点为34.9μmol/m2.s,表观量子效率为0.1031,CO2补偿点为78.5μmol/mol,羧化效率为0.0332。其光饱和点较高、光补偿点低,表明它是一种既有一定的耐荫能力,又能适应较强的阳光辐射,对光适应幅度较宽的植物。