5种红树植物光合产量模型研究

以木榄、白骨壤、桐花树、秋茄和海漆为试材,以光合作用对环境因子的响应为主线,建立了叶片水平上的光合产量模型。就光合作用对环境因子(太阳辐射、温度及CO2浓度等)变化的响应特征及合理性进行了分析,使用整个生长季实测的叶片生理数据对所建模型进行了验证,结果表明,模型可以较好的模拟实测红树植物的光合速率,并确定了5种红树植物单叶片光合作用与环境因子之间的数量关系。     

热带森林树种光合作用生理生态研究进展

综述了当前国际上热带林树种光合生理生态研究主要进展。对热带林中光环境状况以及植物光合作用对光环境改变、浓度升高的光合响应进行了探讨．并分析了植物光合作用的改变与气孔导度间的互动关系。针对当前热带林中光合生理生态研究现状、重点及存在的问题．展望了未来热带林中光合生理生态研究的发展趋势．并提出了急需解决的问题。由于目前热带林树种对环境改变光合响应的大多数研究为叶片水平或是幼苗的响应研究,光合作用研究的叶片水平到整株植物甚至整个林冠的尺度转换研究亟待解决。     

一个光合作用光响应新模型与传统模型的比较

为了解决传统光合作用光响应模型(如直角双曲线和非直角双曲线模型)中光合速率虽沿着渐进曲线响应光照强度的增加,但拟合植物叶片的最大光合速率却远大于实测值,且无法给出光饱和点等问题。在对传统的光合作用光响应模型进行认真分析,发现其关键在于未考虑光呼吸的基础上,提出了一个新的光合作用光响应模型,详细讨论了该模型的主要特性,并与传统直角双曲线和非直角双曲线模型进行比较分析。用这3个模型拟合了不同试验条件下冬小麦光合作用光响应,结果表明:新模型较传统的模型更好地模拟不同温度及CO2浓度条件下冬小麦光合作用光响应,包括低光强条件下和光抑制条件下的光响应问题,且可求得最大光合速率、饱和光照强度、光补偿点和暗呼吸速率等。此外,新模型可以合理地描述植物叶片的光抑制,因此新模型具有普遍性。     

丹参羧化效率在其CO2补偿点附近的变化

【目的】植物光合作用对CO2的响应是光合作用研究的重要内容,当前应用广泛的Michaelis-Menten模型拟合所给出的植物光合能力远大于实测值,而所给出的饱和CO2浓度远小于实测值,欲引入新模型解决上述问题。【方法】用构建的光合作用对CO2浓度响应的新模型,拟合了丹参的CO2浓度响应测量数据,并研究了低CO2浓度条件下,丹参净光合速率对CO2浓度的响应及羧化效率在CO2补偿点附近的改变情况。【结果】用CO2响应新模型拟合丹参的实测数据,在不需作其他附加假设条件下就可以给出丹参的饱和CO2浓度、光合能力、光呼吸速率、CO2补偿点及在CO2补偿点的羧化效率,且拟合结果与实测结果符合很好(R2=0.999 6)。【结论】在低CO2浓度条件下,丹参植物叶片的净光合速率对CO2浓度的响应为非线性的;在CO2补偿点附近,羧化效率并非常数,而是随CO2浓度的增加而减小。     

白桦不同方向功能叶片对微环境因子的光合响应

研究了白桦(Betulaplatyphylla)不同方向功能叶片(东向和南向)以净光合速率(Pn)为主要特征的光合作用日进程响应及净光合速率对环境因子的强度响应。结果表明,白桦的净光合速率与光合有效辐射(PAR)极显著相关(P<0.01),与气温(Ta)显著相关(P<0.05),而与大气相对湿度(RH)不相关。并首次提出了植物功能叶片“微环境”的概念。     

果树叶片滞尘对其光合速率和耗水特性的影响

【目的】 研究果树叶片在滞尘和未滞尘两种状态下对光合速率变化特征及耗水特性的影响。【方法】 选取四种果树通过LI-6400XT光合仪在连续时间段内测定清洗和未清洗的叶片,分析其光合速率和水分利用效率变化特征。【结果】 单位叶面积滞尘量核桃最大,其次是苹果和杏,库尔勒香梨单位面积滞尘量最小;未清洗叶片光合速率变化:库尔勒香梨>核桃>苹果>杏,清洗叶片光合速率依次为库尔勒香梨>苹果>核桃>杏;杏、核桃、库尔勒香梨和苹果水分利用效率均存在显著差异。【结论】 叶面滞尘对植物的光合作用速率产生负面影响,植物滞尘与其叶片形态结构(叶表面沟槽等)有密切关系,植物叶片形态结构间接对光合作用产生影响。四种果树叶片清洗与未清洗对环境因子的变化有不同的反应,清洗后叶片对环境变化响应更快。表明叶片清洗后Pn、Gs、Ci、E与水分利用效率、光合速率相关性更弱,叶片滞尘状态下水分利用效率和光合速率受生理指标因子的影响更大。     

新疆博斯腾湖北岸芦苇叶片气孔导度特征及数值模拟

基于博斯腾湖北岸芦苇叶片气体交换的观测数据,分析芦苇叶片气孔导度特征与环境因子之间的关系,并验证植物叶片气孔导度模型。结果表明,芦苇叶片气孔导度日变化呈现双峰曲线。芦苇叶片气孔导度的变化与环境因子之间关系密切,当光合有效辐射较低时,气孔导度随光合有效辐射的增加而增加,当光合有效辐射大于1 200μmol·m-2·s-1时,气孔导度呈现下降趋势;气孔导度在一定范围内随水汽压亏损的增加而增加,在水汽压亏损接近1.8kPa时,气孔导度达到最大值,之后气孔导度随水汽压亏损的增加而降低;当温度达到27.75℃时,气孔导度达到最大,此后随着温度的增加,气孔导度逐渐降低。对2类气孔导度模型进行验证与对比,结合实测数据,建立适用于博斯腾湖芦苇叶片气孔导度对环境因子响应模型。     

环境因子耦合对温室番茄生长及光合作用的调控效应

为解析环境因子耦合对番茄光合作用及生长的驱动和调控作用,实现温室番茄生长环境精准管理。对温室内空气温度、相对湿度、光合有效辐射采用二次正交旋转设计组合,分析环境多因子耦合对结果期番茄生长及光合作用调控效应。以番茄相对生长速率和净光合速率综合最优为评价目标,建立生长光合复合评价指标对环境多因子的综合响应模型。结果表明:环境多因子对番茄相对生长速率、净光合速率的调控效应和路径不同。单因子效应分析表明空气温度、相对湿度与相对生长速率关系均为开口向上抛物线,但与净光合速率关系均为开口向下抛物线。边际效应分析表明,对相对生长速率,3种环境因子均为正效应;对净光合速率,空气温度、相对湿度为负效应,光合有效辐射为正效应。通径分析表明,相对生长速率的主控因子为叶绿素含量、净光合速率,受环境因子的间接调控;净光合速率的主控因子为植株含水量,叶绿素含量,受环境因子的直接调控。生长光合复合指标响应模型中,温度与湿度、温度与光照均存在显著负交互作用,表明光照强或湿度大时提高空气温度会抑制番茄生长。综合考虑番茄生长及光合作用,秋冬及早春季节温室结果期番茄最适生长环境为温度29.2℃,湿度75%,光照400μmo...     

柑桔光合作用对环境温度的适应

在年生长期中测定了温州蜜柑叶片光合作用对温度的响应，结果表明柑桔光合最适温和最适温下的光饱和光合速率均有明显的季节变化，光合最适温与植株前１０天所处的环境平均气温紧密相关，显示了柑桔光合机构所具有的对环境温度变化的适应能力，此外，还注意到柑桔光合作用对温度的响应在秋冬季比春夏季敏感．     

木麻黄林下青皮苗光合作用特性对光照度的响应

为了比较木麻黄林下不同光照处理的青皮苗叶片的光合作用特性,采用Li-6400便携式全自动光合测定仪对不同光照处理的青皮苗叶片光合作用参数及相关环境因子进行了日变化测定.结果表明,随着遮阴程度的增加,青皮苗叶片光合作用参数净光合速率、气孔导度、蒸腾速率逐渐降低;不加遮阳网的2特光照处理的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率比加遮阳网处理的大,而胞间CO2浓度低于加遮阳网处理的.3种光照处理下的青皮苗叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率与环境中光合有效辐射的日变化趋势相符,并且影响净光合速率的主要环境因子相似.建议在木麻黄林阴环境下无需进行青皮苗的人工遮阳处理,可选择光照适度的地方种植.     

柑桔光合作用对环境温度的适应

在年生长期中测定了温州蜜柑叶片光合作用对温度的响应，结果表明柑桔光合最适温和最适温下的光饱和光合速率均有明显的季节变化，光合最适温与植株前１０天所处的环境平均气温紧密相关，显示了柑桔光合机构所具有的对环境温度变化的适应能力，此外，还注意到柑桔光合作用对温度的响应在秋冬季比春夏季敏感。     

植物光合作用与群体蒸散模拟研究进展

植物的光合和蒸腾的模拟已经从经验模型发展到生理生态过程模型的时代。本文在概括地论述植物叶片和群体生理生态过程的基础上，分析了近年来几个有代表性的模拟光合作用及蒸腾作用的数理模型的建立过程以及对这些过程的参数处理方法。即在叶片水平上，以Farquhar的叶片光合作用的生化模型，Ball-Berry的气孔导度模型等为基础。群体模型是在Ross辐射传输理论的基础上，从叶片扩展而来。尺度扩展带来了生理和环境的相互作用的反馈机制的变化。寻求模型在简化和机理之间的平衡，是当前生理生态模拟研究的热点和难点。     

谈植物叶片结构对环境的响应

植物在生长过程中受到干旱、盐碱、低温(冷害、冻害)、高温等环境因子的影响,而叶片作为植物光合作用的主要器官和植物进行生命活动的主要部位,是对逆境反应最敏感的部位。综述了植物为了适应自身生长的不同环境,其叶片大小、表皮毛、气孔、角质层、表皮细胞、栅栏组织、海绵组织、维管束等结构的响应特征。     

不同叶位黄精叶片的光合日变化及其影响因子

【目的】研究不同叶位黄精叶片的光合生理指标日变化规律及环境因子的影响,揭示叶片光合能力的影响因素及其与叶位之间的关系,为黄精光合生产潜力的挖掘提供理论参考。【方法】以黄精为研究对象,采用LI-6400光合仪测定不同叶位叶片的光合日变化,采用相关分析、偏相关分析、逐步回归分析及通径分析,研究影响不同叶位叶片光合作用的主要环境因子。【结果】①黄精不同叶位间的净光合速率差异显著,表现为中位叶上位叶下位叶,即随叶位升高表现出"低-高-低"的规律。②黄精不同叶位叶片净光合速率日变化均呈"双峰型"曲线,且有较明显的光合"午休"现象。③气孔因素为影响不同时段光合作用的主要限制因素,非气孔因素为影响不同叶位叶片光合作用的主要限制因子。④由相关分析与偏相关分析可知,黄精Pn、Tr、Gs与不同环境因子(RH、VPD、Tl、PAR、Ca)之间均存在相关性。⑤由逐步多元回归分析和通径分析可知,影响黄精Pn、Gs、Tr的主要环境因子为RH和PAR,其中RH为Pn、Gs、Tr变化的主要决策因子,且环境因子对不同叶位叶片的影响有异。【结论】测定黄精植株光合指标时应选第10节位左右的中位叶。黄精栽培过程中应及时去顶,在炎热的正午,可适当提高大气相对湿度以提高净光合效率。     

复序橐吾的光合特性及其影响因子

采用C IRAS—2光合仪对1年生复序橐吾(Ligularia jaluensisKom.)的光合作用日变化、光响应曲线进行测定,光响应曲线采用叶子飘新模型进行拟合;对影响其光合作用的生理因子和环境因子进行相关分析。结果表明:复序橐吾净光合速率日变化在夏季呈双峰型,有光合"午休"现象,午休现象主要受非气孔因素限制。复序橐吾净光合速率与叶片温度呈极显著正相关,与外界CO2摩尔分数呈极显著负相关,与胞间CO2摩尔分数呈显著负相关。复序橐吾光饱和点为747.49μmol.m-2.s-1、光补偿点为19.06μmol.m-2.s-1、最大净光合速率为4.95μmol.m-2.s-1及表观量子效率为0.067 mol/mol,表现出阴生植物特性。     

主要环境因子对植物光合特性调控机制的影响研究

介绍了光照强度、温度、CO2浓度、水分等主要环境因子对植物光合特性调控机制的影响效应,探讨了未来光合特性的研究趋势,为更好地理解全球气候变化条件下植物的适应机制及模拟光合作用高效能量转换提供理论依据。     

5个常见绿化树种对极端高温的光合响应特征

光合作用对环境因子的响应高度敏感,同时也相应地受到环境因子不同程度的影响。利用LCPRO+便携式光合测定仪,在2013年8月高温夏季和2014年8月正常夏季气温下测定浙北地区5个常见绿化树种(银杏Ginkgo biloba,樟树Cinnamomam camphora,乐昌含笑Michelia chapensis,广玉兰Magnolia grandiflora,玉兰Magnolia denudata)气体交换特征,研究极端高温天气对其光合作用日变化特征的影响。结果表明:不同树种对极端高温天气的光合响应特征存在差异,但变化趋势相同,正常夏季在12:00左右出现光合"午休",极端高温天气在8:00左右出现光合"午休"之后净光合速率(Pn)保持较低水平并无午休恢复现象。2013年高温造成蒸腾速率(Tr)升高,气孔导度(Gs)迅速下降,5树种较低的Pn值以及较高的胞间二氧化碳摩尔分数(Ci)等说明高温降低了树种叶片光合作用酶促反应活性。分析2013年和2014年不同树种光合生理参数发现,不同树种间光合生理差异受到树种叶片Ci的影响显著(P0.05),环境因子对不同树种光合作用参数Pn(P0.01),Tr(P0.05),Gs(P0.02)造成的影响显著。水分利用效率(EWUE)变化幅度最小的是樟树(20.32%),达到35℃最适气温时樟树Pn值明显高于其他树种,结合Pn值光响应曲线认为樟树较其他试验树种更能够适应极端高温天气。     

大田栽培条件下铃铛子光合特性与主要环境因子的关系

【目的】研究大田条件下铃铛子叶片对光和CO2响应特性、光合参数日进程变化及其与主要环境因子的关系,探讨影响铃铛子光合作用的主要环境因子。【方法】以西藏林芝地区大田生长的当年生铃铛子为研究对象,在营养生长期(YYQ)、开花期(KHQ)和结果期(JGQ),利用Li-6400光合仪原位测定叶片光响应曲线和CO2响应曲线、光合参数的日进程及环境因子的变化;用叶子飘的模型拟合响应曲线光合参数,计算日进程光合参数、水分利用效率(WUE)、羧化效率(CE)和气孔限制值(Ls)的瞬时值;用多元回归和相关系数法分析铃铛子光合参数日进程特性及其与环境因子的关系。【结果】光响应曲线参数拟合结果显示,铃铛子净光合速率(Pn)在YYQ最大,暗呼吸速率(Rd)在KHQ最高,且对强光的利用率高;不同生长期光合参数日进程总体为单峰曲线,Pn在12:00左右达到最高,午后Pn下降是由非气孔限制造成的。在不同生长期的相同时刻,铃铛子Pn和WUE在YYQ最大而在JGQ最小,蒸腾速率(Tr)为KHQ最高而YYQ和JGQ均较小。环境因子中光合有效辐射(PAR)、空气温度(Ta)和土壤湿度(RHs)对Pn的影响较大。【结论】大田种植铃铛子应选择光照充足、方便灌溉的地块,在YYQ和KHQ做好田间水分管理,以保证其正常生长所需要的水分供给。     

龙眼光合作用对环境温度的效应

在年生长期中测定了龙眼叶片光合作用对温度的响应。结果发现，龙眼光合最适温和最适温下的光饱和光合速率都有一定的季节变化，但季节变幅不大。不同季节的光合最适温为２２￣２８℃，光合最适温与植株前５￣１０ｄ所处的环境平均气温密切相关。春、秋季光合最适温明显高于环境气温；夏季光合最适温明显低于环境气温，光合最适温随光合有效幅值的变化而变化。这些结果显示了龙眼光合作用对环境温度的特殊要求。     

龙眼光合作用对环境温度的响应

在年生长期中测定了龙眼叶片光合作用对温度的响应．结果发现，龙眼光合最适温和最适温下的光饱和光合速率都有一定的季节变化，但季节变幅不大．不同季节的光合最适温为２２～２８℃，光合最适温与植株前５～１０ｄ所处的环境平均气温密切相关．春、秋季光合最适温明显高于环境气温；夏季光合最适温明显低于环境气温，光合最适温随光合有效幅射的变化而变化．这些结果显示了龙眼光合作用对环境温度的特殊要求．