温室效应与植物光合作用 ——大气CO2浓度升高对植物光合机理影响的分析

比较分析了植物光合同化CO     

大气温室效应与植物的光合性状──大气CO_2浓度升高对油桐和烟草光合气体交换及叶的脂类组成的影响

在大气ＣＯ２体积分数为７００×１０－６条件下，对油桐和烟草的光合ＣＯ２同化速率、光呼吸１８Ｏ２吸收速率、光合色素、叶的脂类和脂肪酸组成等进行了比较分析．结果表明：大气ＣＯ２体积分数为７００×１０－６时油桐和烟草的光合速率有所增加，并抑制光呼吸１８Ｏ２的吸收，但是，油桐对ＣＯ２浓度升高比烟草敏感，它的光合速率在７００×１０－６ＣＯ２时增加了２倍，而光呼吸１８Ｏ２吸收则完全消失；油桐在７００×１０－６ＣＯ２下生长，光合色素合成量增加较多，其中叶绿素ｂ及类胡罗卜素等属于捕光色素系统的色素增加尤其明显，叶绿素ａ／ｂ值显著下降，在同样条件下，烟草的叶绿素含量还略有减少，类胡罗卜素含量则明显减少；高浓度ＣＯ２影响这两种植物叶的脂类和脂肪酸的组成，７００×１０－６ＣＯ２下生长的这两种植物叶的饱和脂肪酸和磷脂含量有所增加，但油桐叶的糖脂含量有所下降，烟草的糖脂含量则不受ＣＯ２浓度升高的影响．     

大气CO2浓度升高对莴苣生长和物质分配的影响

对CO2浓度(550×10-6)下莴苣的生长、物质积累及其分配和光合性状进行了比较研究.结果表明,高浓度CO2(550×10-6)下莴苣具有高光合速率、高生长速度,其根和茎的干物质积累速度较快,叶面积增长快而且不积累过多的光合作用产物,高光合速率能够产生足够能量将光合作用产物从源转运到库,用于生长发育.生长在CO2浓度550×10-6下,莴苣能提早7d达到市场要求.     

樟树幼树光合特性及其对CO2浓度和温度升高的响应

用Li COR 6 4 0 0便携式光合作用测定系统对亚热带常绿阔叶树种樟树幼树的光合特性及其对CO2 升高的响应进行了研究。结果表明 :樟树叶片光合速率日变化呈双峰曲线 ,最高峰出现在 10 :0 0 ,次高峰出现在 14 :0 0 ,午间有明显的“午休”现象 ,气孔因素是导致午休的主要原因。中午光照强度大 ,叶片与空气之间的水汽压差达到最大值 ,相对湿度、气孔导度、胞间CO2 浓度达到最小值 ,诱导叶片光合午休。正常大气条件下 ,樟树叶片光饱和点为 12 5 0 μmol·m- 2 s- 1 ,光补偿点 4 0 6 μmol·m- 2 s- 1 ,在 10 0 0 μmol·m- 2 s- 1 光强下CO2 饱和点为 12 0 0 μmol·mol- 1 ,CO2 补偿点为 5 0 μmol·mol- 1 。水分利用效率、气孔导度、蒸腾速率在不同的CO2 浓度梯度下 ,随着光强的增加而增加。在 2 4～ 35℃时 ,随着光合有效辐射的增加 ,温度升高导致樟树光合速率降低。     

CO2浓度升高条件下不同氮素供应对闽楠幼苗光合特性及生长的影响

【目的】研究不同CO_2浓度、不同氮素形态及供应量条件下闽楠幼苗光合特性及生长的表现,探索氮肥施用调控闽楠幼苗光合下调现象的方式。【方法】以1年生闽楠实生苗为试验材料,采用开顶式气室进行CO_2浓度处理[自然浓度(350±70)μmol·mol~(-1),升高浓度(700±10)μmol·mol~(-1)],施用不同量硝态氮及铵态氮(中等用量每株0.8 g,增加用量每株1.2 g)培育闽楠幼苗。【结果】与自然CO_2浓度处理相比,长时间高浓度CO_2处理(88天)后施用中等量硝态氮闽楠幼苗净光合速率降低26.93%(P0.05),其核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)以及Rubisco活化酶(RCA)活性、可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量、苗高、地径净生长量均显著低于自然CO_2浓度处理(P0.05),说明闽楠幼苗出现光合下调现象并最终影响生长是因为光合关键酶活性降低而非光合产物积累抑制;长时间CO_2浓度升高条件下增施硝态氮或施用铵态氮闽楠幼苗净光合速率无显著变化(P0.05),其Rubisco以及RCA活性、可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量以及苗高、地径净生长量均提高或无显著变化,表明增施硝态氮或施用铵态氮可以缓解长期高浓度CO_2条件对闽楠幼苗光合及生长产生的不良表现。【结论】长期CO_2浓度升高条件下,增施硝态氮或铵态氮可提高闽楠幼苗光合关键酶活性,增加有机物含量,最终促进闽楠幼苗生长以缓解其对闽楠幼苗生长的负面影响。     

油桐属2个物种的光合特性

采用美国Licor公司生产的Li6400XT便携式光合作用测定系统对三年桐（Vernicia fordii）和千年桐（Vernicia montana）2个油桐物种的光合特性进行了研究。试验结果表明：千年桐的光合速率日变化呈单峰型,无“午休”现象,三年桐净光合速率日变化曲线为双峰型,出现“午休”现象。千年桐日平均净光合速率最高,达到5．67~mol／（m^2·s）,物质积累能力较强,三年桐的日平均净光合速率较小,仅为千年桐的55．6％,物质积累能力最弱;在模拟光辐射条件下测定2个物种的光响应曲线,千年桐最大净光合速率较高,三年桐较低,分别为24．24和17．23~mol／（m^2·s）。三年桐光补偿点较低,利用弱光的能力较千年桐强,千年桐光补偿点较高,利用弱光能力较三年桐弱。千年桐的光饱和点较高,利用强光的能力较三年桐强,三年桐光饱和点较低,利用强光的能力较千年桐弱。     

CO2浓度升高对植物生理生化影响的研究进展

随着现代工业化的发展,CO2浓度呈上升趋势,对生态环境及植物生长产生不可逆转的影响.本文从植物叶片对CO2的吸收和固定等生理响应的机理研究方面,综述了CO2浓度升高对不同类型植物关键生理生化指标的影响,主要从光合作用、呼吸作用、叶片气孔导度、抗氧化酶活性和膜脂过氧化能力等方面总结了近年来CO2浓度升高对植物生长及生理活...     

CO_2浓度升高对落叶松叶片抗氧化系统的影响

在CO_2浓度升高和对照处理的两个开顶式气室(OTC-Ⅰ型)内,研究分析了高浓度CO_2对落叶松针叶抗氧化系统酶活力的影响。结果表明:短期内(2个月左右)CO_2浓度升高条件下,超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸(ASA)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)含量上升,且SOD与O_2·~-产生速率之间呈极显著负相关;但长期高浓度CO_2处理下,ASA含量与SOD、APX、GR活性略有下降,可见,较长期高浓度CO_2处理可能使此效果发生逆转。在CO_2浓度升高条件下,植物可能通过抗氧化能力的增强来减轻胁迫造成的细胞损伤,从而增强植物的抗性。     

群众杨幼苗叶光合特性与碳氮分配对CO2浓度和气温升高的响应

【目的】研究杨树光合作用和碳氮分配对CO₂浓度和温度升高的响应,探讨气候变化下杨树的生理生态适应机制,以期为我国北方杨树人工林生产力和生态效益的长期提升提供理论依据。【方法】以盆栽群众杨当年生扦插幼苗为试验材料,在开顶式生长室内模拟研究了空气CO₂浓度和气温升高(分别比室外大气升高200μmol mol^-1和2℃)及其共同作用下的功能叶光合特性、叶解剖结构、器官间干物质和碳氮分配的响应,并探讨了苗期群众杨对CO₂浓度和气温升高的生理生态响应。【结果】1)在CO₂浓度升高处理下,群众杨叶片气孔密度降低,蒸腾速率减弱,瞬时水分利用效率显著提高;光合潜力和氮利用效率增加,并通过叶肉组织增厚、叶和根碳氮比增加、比叶重增大以及根冠比增加等途径维持单位叶面积氮含量、瞬时光合特性和叶绿素荧光特性不变,而单位质量暗呼吸速率降低,并使单株总干质量和总碳量显著增加。2)增温2℃下的群众杨叶气孔密度显著增加,但瞬时气体交换和荧光参数、光合特性变化不显著,株高和单株总氮量略低,器官间的干物质和碳氮分配...     

大气中O3与CO2浓度升高对植物影响研究进展

由于工业的快速发展,大气中的O₃和CO₂浓度有逐年上升的趋势,对植物产生了很大的影响。目前,植物对O₃和CO₂浓度变化的复合作用的响应机制研究已经成为生态学研究的热点问题。文中阐述了O₃和CO₂浓度升高及其复合作用对植物的形态特征、光合作用、抗氧化系统及生物量等生理生化机制的影响,指出目前研究中存在并有待进一步研究的问题,以期为进一步开展高浓度O₃和CO₂对植物生理生态学影响研究提供科学参考和理论依据。     

在CO2浓度加富条件下马尾松针叶的生理生态响应

研究了在3种不同CO2浓度(360 μmol·mol-1、800 μmol·mol-1、1 200 μmol·mol-1)下马尾松针叶的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率的变化.结果表明:在当前CO2(360 μmol·mol-1)浓度下,当光强为1 000 μmol·m-2·s-1时,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度分别为3.46 μmol·m-2·s-1、0.273 mmol·m-2·s-1、0.0254 mmol·m-2·s-1,针叶的光饱和点和光补偿点分别为:(1 800±2) μmol·m-2·s-1和(24±2) μmol·m-2·s-1.当CO2加富到1 200 μmol·mol-1时,针叶的光饱和点降低了200 μmol·m-2·s-1,而光补偿点增加了4 μmol·m-2·s-1.在光照强度为50～2 000 μmol·m-2·s-1的条件下,不同CO2浓度下的水分利用率平均值分别为:1 200 μmol·mol-1浓度下的19.163 μmol·mmol-1,800 μmol·mol-1浓度下的12.912 μmol·mmol-1,360 μmol·mol-1浓度下的11.192 μmol·mmol-1.短期的CO2加富降低了植物叶片的蒸腾速率、气孔导度,而植物的水分利用效率则上升.     

盐胁迫对桑树幼苗光合生理生态特性的影响

采用盆栽加盐的方式来人工模拟盐胁迫环境,通过设置0(不加盐),0.1%,0.3%,0.5%和0.7%5个盐分梯度,研究NaCl胁迫对桑树幼苗光合作用及其光响应和CO2响应的影响.结果表明:0.1%NaCl对桑树幼苗的光合生理生态特性没有明显影响;当NaCl浓度≥0.3%时,盐胁迫显著降低桑树幼苗的净光合速率(Pn),气孔导度(GB)、蒸腾速率(TT)、水分利用率(WUE)、光能利用效率(SUE)和羧化效率(CUE),增加胞间CO2浓度(Ci).造成桑树幼苗Pn降低的效应是由非气孔因素和气孔因素2者协同作用的结果;低盐浓度处理时,桑树幼苗Pn降低主要是气孔因素控制的,而高盐浓度处理时,则主要受非气孔因素控制.在光响应和CO2响应过程中,光强和CO2浓度对各种处理的桑树幼苗净光合速率具有显著影响,但其影响的程度和盐浓度密切相关,且盐处理浓度越大,其影响效果越低.此外,盐胁迫能显著降低桑树幼苗的表观量子效率(AQY)、表观羧化效率(ACE)和光饱和点(LSP),增加光补偿点(LCP)、CO2补偿点(CCP).     

蓝果树光合特性对倍增CO_2生长浓度的短期响应

选取蓝果树为研究对象,利用Li-6400-01注入系统的外置CO2钢瓶提供生长浓度(体积分数4.0×10-4)和倍增生长浓度(体积分数8.0×10-4)测定蓝果树的光合特性,探讨倍增生长浓度后蓝果树光合特性的短期响应状况。结果表明,倍增生长浓度对净光合速率的日变化趋势影响不明显,它们都表现出相似的日变化格局,均为单峰曲线且有明显峰值,无"午休"现象。倍增生长浓度明显促进净光合速率的增加,平均增加了47.22%。倍增生长浓度,气孔导度和蒸腾速率均表现为减少的趋势;而水分利用率和气孔限制值则表现为增加的趋势。     

水淹胁迫对植物光合生理生态的影响

水淹胁迫是河岸带和湿地植被遭受的常见逆境因子之一。植物为适应水淹环境会产生一系列复杂的生理代谢变化,这些变化对植物能否在水淹胁迫下具有正常的生理功能和进行生长发育至关重要。文中总结和评述了水淹胁迫下植物生理代谢的变化,包括植物光合生理（气体交换参数、光合色素、叶绿素荧光参数）和其他生理代谢（丙二醛、抗氧化酶系和根系碳水化合物）等变化,分析了目前研究中存在的问题,并提出展望。     

大气CO_2浓度倍增对宁夏枸杞生长的影响

以大气CO_2浓度和温度升高为主要特征的全球气候变化对农业生态系统、森林生态系统产生显著的影响。自20世纪90年代以来,气候变化,特别是大气CO_2浓度升高对植物的生理影响及植物的响应已成为一个重要的生理生态学研究热点问题(张晶晶等,2006;邓可洪等,2006;贾夏等,2005;     

Characteristics of Light Availability Under Forest Canopies and Its Influences on Photosynthesis of Understory Plants

Available light under forest canopies includes two components, diffuse light and direct light (sunflecks), and is characterized as low and highly dynamic. Understory habitats under different forest types experience different light conditions.Sunflecks as a critical resource for understory plants have great importance on carbon gain of understory plants. Under the light-limiting habitat, understory plants exhibit a high light utilization efficiency attributed by a post-illumination CO2 uptake. Although different species have different photosynthetic responses, shade plants appear to be acclimated to respond more quickly and efficiently to sunflecks. This acclimation includes a faster induction, relatively lower rate of induction loss, lower photosynthetic compensation point, and higher water use efficiency. The process that shade plants harvest light energy is not .well known. Studies of photosynthetic responses to sunflecks in natural conditions are rare. Little is known about constraints on sunfleck utilization, which may change seasonally. Extensive field studies in conjunction with laboratory investigations will be needed to further understand potential and actual constraints on sunfleck utilization. Most studies on photosynthetic responses to fluctuating light condition were done in the level of leaves. Fluctuating light utilization on the basis of whole plants and populations presents future challenges to ecologists.     

格木光合日变化及生理生态因子对光合作用的影响

对格木（Erythrophleum fordii）1年生营养杯苗的叶片光合作用和环境因子动态变化进行了测定,探索格木苗木光合日变化规律,分析光合作用与生理生态因子间的相互关系及影响光合作用的主要决策因子。结果表明：净光合速率（Pn）日变化呈现＂双峰＂曲线,有明显的光合＂午休＂现象;叶片温度（Tl）、蒸腾速率（Tr）、水汽饱和压亏缺（Vpdl）的日变化与光合有效辐射（PAR）一致,峰值在中午;空气相对湿度（RH）的谷值在中午;气孔导度（Gs）的日变化随时间的变化而变化,全天出现＂三峰＂值,最高峰值在16：00;胞间CO2浓度（Ci）的日变化呈＂双峰＂曲线;水分利用效率（WUE）、光能利用率（LUE）的日变化呈明显＂U＂型。影响格木苗木Pn的生理生态因子主要有PAR、Ca（大气CO2浓度）、Ta（空气温度）、RH、Gs、Tr、Tl和Vpdl,其中PAR、Ca、Tl和Vpdl为影响Pn日变化程度最高的因子,PAR为主要决策因素,Tl为主要限制性因素。由此可见,格木的光合日变化有一定的规律,同时生理生态因子对光合作用的影响及影响程度也各不相同。     

Effects of Culture Media and Light Intensity on in vitro Growth of Oncidium under CO2 Enrichment Condition

The effects of culture media and light intensity on in vitro growth of Oncidium ‘Aloha Iwanga‘ were investigated under CO2 enrichment condition. Height, fresh and dry weight of the Oncidium seedlings were measured, and the leaf number per plant, shoot number per plant, leaf width and leaf chlorophyll content were also investigated. The results were as follows: 1) The seedling height, fresh and dry weight, leaf number per plant, leaf width and leaf chlorophyll content of the shoots growing on MS complete culture medium were higher than those on 1/2MS, VW and 1/2VW media. The root number per plant and ratio of dry matter of the seedlings cultured on 1/2MS and 1/2VW media were higher than those on MS and VW; 2) The seedling height, flesh weight, dry weight, dry matter ratio and leaf chlorophyll content, leaf length, leaf width, root length, leaf number per plant, root number per plant of seedlings of Oncidium growing under 4 500 lx and 1 700 lx were higher than those under 750 lx. However, there was no significant difference in those growth parameters mentioned above while dealing with 4 500 lx and 1 700 lx except for the seedling height. Nevertheless, the leaf color of plants under 4 500 lx was lighter and the leaves of the lower parts became yellowish in comparison with those growing under 1 700 lx.