基于粗糙集的林木水分生理和冠层结构对净光合速率的影响研究

对广东省中山市30个乡土树种的冠层结构、水分生理及光合作用3种生态特性指标进行测定分析,结果表明:自然饱和亏、净光合速率、蒸腾速率、瞬时水分利用率、叶面积指数和林下透光率均在各树种间存在显著差异(P0.01)。自然饱和亏上升幅度为21.23%;蒸腾速率、瞬时水分利用率和净光合速率三者的变化幅度分别为2.35 g·m-2·h-1、15.10 g·kg-1和7.96μmol·m-2·s-1;叶面积指数和透光率二者的变化幅度分别为3.57 mol·m2·s-1·d-1和30.69%。自然饱和亏、蒸腾速率、瞬时水分利用率、叶面积指数和林下透光率都对树种净光合速率有较大影响,重要性分别为0.23、0.20、0.13、0.06、0.06。基于粗糙集的林木水分生理和冠层结构特性指标对净光合速率的综合影响力得分排序为合果木(Paramichelia baillonii)铁刀木(Cassia siamea)黄桐(Endospermum chinense)观光木(Michelia odora)山杜英(Elaeocarpus sylvestris)大叶木莲(Manglietia megphylla)双翼豆(Peltophorum pterocarpum)黄樟(Cinnamomum porrectum)苦梓含笑(Michelia balansae)宝华玉兰(Magnolia zenii)红花玉兰(Magnolia wufengensis)铁冬青(Ilex rotunda)竹节树(Carallia brachiata)云南拟单性木兰(Parakmeria yunnanensis)火力楠(Michelia macclurei)五月茶(Antidesma bunius)显脉杜英(Elaeocarpus dubius)白兰(Michelia alba)天竺桂(Cinnamomum japonicum)乐昌含笑(Michelia chapensis)黄兰(Michelia champaca)红花玉蕊(Barringtonia racemosa)亮叶含笑(Michelia fulgens)鱼木(Crateva formosensis)二乔木兰(Magnolia soulangeana)水翁(Cleistocalyx perculatus)海南木莲(Manglietia hainanensis)灰绒含笑(Michelia foveolata)深山含笑(Michelia maudiae)乐东拟单性木兰(Parakmeria lotungensis)。     

高温和干旱对银杏光合作用、叶片中黄酮苷和萜类内酯含量的影响

为了探讨高温和干旱的相互作用对银杏(Ginkgo biloba)生长及叶内次生代谢物的影响，设干旱、高温(夜间30℃)和干旱 高温3个处理，测定了2年生银杏幼苗的生长指标、光合特性、叶片水势、气孔导度以及叶内黄酮苷和萜类内酯的含量。与对照(未经干旱或高温处理)相比，高温引起银杏叶片最大净光合速率降低，气孔导度和光补偿点增加；干旱处理后，银杏最大净光合速率、气孔导度和叶片水势均降低，但光补偿点以及叶片黄酮苷和萜类内酯含量增加，表观量子产量变化不明显。高温和干旱共同作用下，银杏光补偿点和呼吸速率增高，光饱和点显著降低，根冠干重比无统计学上显著变化，但总干重降低。上述结果说明干旱和高温降低了银杏对光的适应范围，银杏光能利用效率变低，气孔导度下降，最大净光合速率降低，呼吸作用增强，抑制了生长；干旱引起黄酮苷和萜类内酯含量增加的幅度大于高温。     

CO2和O3体积分数升高对银杏希尔反应活力和叶绿体ATP酶活性的影响

近年来,随着温室气体体积分数不断上升,研究CO2和O3体积分数升高对植物的影响已取得一定进展,但二者对植物的复合作用及生理研究不够深入。文章利用开顶式气室研究了大气CO2和O3体积分数升高对银杏(Ginkgo biloba L.)光合特性的影响。结果表明,在整个生长季内,与对照相比,在大气CO2体积分数为700×10-6条件下,银杏叶片净光合速率显著增加(P<0.05),希尔反应活力增大,Ca2 /Mg2 -ATPase活性增强,光合产物可溶性糖和淀粉含量增多;而在O3体积分数为80×10-9的情况下,银杏叶片净光合速率下降,希尔反应活力减小,Ca2 /Mg2 -ATPase活性减弱,光合产物可溶性糖和淀粉含量减少;在CO2和O3复合作用(700×10-6 80×10-9)条件下,银杏叶片净光合速率、希尔反应活力、可溶性糖和淀粉均有所增加,且淀粉含量增加极显著(P<0.01),而Ca2 -ATPase活性先增强后减弱,Mg2 -ATPase活性先减弱后增强。说明CO2可缓解O3对银杏的负效应,而O3亦对CO2的正效应有削弱作用。     

四川小麦品种的旗叶光合特性

四川小麦品种光合特性优势材料筛选及研究对于提高我国弱光照地区的小麦产量具有重要意义.以41个四川小麦地方品种和2个高产推广品种(川育16和川麦42)作为材料,分3个时期(抽穗期、扬花期、灌浆期)测定各品种小麦旗叶的光合特性参数和叶面积.结果表明:四川小麦地方品种旗叶光合特性在不同生育期存在明显差异,3个时期净光合速率(NPn)高低依次为:抽穗期>扬花期>灌浆期;根据NPn、旗叶面积(FLA)和3个时期净光合速率平均值与旗叶面积乘积(mNPn×FLA)筛选出了2个光合特性优良的地方品种——ZM4846、ZM4711和1个育成品种——川育16,可作为西南弱光照地区小麦高光效育种的亲本资源.其中灌浆期水分利用率(WUE)最大的3个品种为川育16、ZM4787、ZM4679,水分利用率具有随光合速率的升高而升高的趋势.本研究明确了在3个时期各相关性状对NPn的影响,并提出在四川地区小麦高光效品种选育上应选择在灌浆期具有低胞间CO2浓度、低蒸腾速率、高水分利用率的品种.     

外源氮输入对互花米草生长及叶特征的影响

入侵种互花米草（Spartina alterniflora）是滨海盐沼湿地的多年生草本植物,研究人类活动引起的外源氮输入对其生长的影响有助于了解滨海湿地生态系统结构和功能的未来变化趋势。运用随机区组试验设计方法,模拟海滩水分条件（间歇淹水和持续淹水）,研究了互花米草的地上部生物量、叶片光合特征以及形态特征对外源氮输入的响应。结果表明：互花米草地上部生物量在施氮条件下显著增加,且在土壤处于间歇淹水状态时表现更为明显;施氮条件下植株分蘖数比对照处理分别增加了60.0%和60.2%,是引起地上部生物量增加的主要原因。施加氮素促进了互花米草叶片的生长,叶面积、叶数、叶长和叶宽均显著增加,而叶数的变化是导致植物叶面积增加的主要因素。外源氮输入促进了互花米草叶绿素含量的增加,而对净光合速率的季节变化特征无明显影响。持续淹水处理的植物地上部生物量、生长速率、分蘖数、净光合速率和叶面积均低于间歇淹水处理,说明持续淹水状态对互花米草生长造成了一定的抑制作用。     

能源甘蔗不同叶位叶片形态、光合气体交换及其与产量关系

利用CI-203叶面积分析仪和CI-301CO2气体分析仪分析4个能源甘蔗品种分蘖期和伸长初期不同叶位层叶片的形态特征和光合气体交换特征参数.结果表明,不同基因型不同叶位层间叶片形态、光合气体交换特征参数存在显著差异.分蘖期和伸长初期蔗叶的叶长、叶宽、叶面积、长宽比等叶片形态参数和净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用率等光合气体交换特征参数均表现为随着叶位的下降,自上而下逐渐变小.逐步回归分析结果表明,分蘖期第3叶的叶宽和水分利用率及第5叶的叶宽对产量形成影响较大;而伸长初期第1叶和第3叶的叶面积对产量形成影响较大.图8表4参15     

SO_2和NO_2胁迫对红花荷等植物光合生理影响及抗性评价

为探讨红花荷（Rhodoleia championii）等12种园林植物抗SO2和NO2污染能力,以1～2年生实生苗为材料,通过人工气候室的盆栽实验,研究不同SO2和NO2混合气体胁迫对园林植物苗木光合参数和相对叶绿素含量的影响,并利用隶属函数法及系统聚类分析法对其抗SO2和NO2污染能力进行了综合评价。结果表明,植物叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和相对叶绿素含量基本上随着SO2和NO2胁迫的加剧而逐渐降低,但水分利用效率受净光合速率和蒸腾速率变化的影响规律不明显。综合隶属函数和聚类分析可知,红花荷和红千层（Callistemon rigidus）抗污染能力强,杜鹃红山茶（Camellia azalea）和粉红羊蹄甲（Bauhinia blakeana）抗污染能力较强,红花银桦（Grevillea robusta）和无忧树（Saraca divespierre）抗污染能力中等,大叶紫薇（Lagerstroemia speciosa）、金花风铃木（Tabebuia chrysantha）和腊肠树（Cassia fistula）抗污染能力较弱,而本地火焰木（Spathodea nilotica）、复羽叶栾树（Koelreuteria bipinnata）和樱花（Prunus serrulata）抗污染能力弱。研究结果为火电厂、陶瓷厂、钢铁厂、石化厂等重度酸污染地区植物选择提供参考。     

拉瑞尔Larrea tridentata光合特性对CO2摩尔分数和干旱的响应

利用Li-6400光合测定系统测定拉瑞尔L.tridentata的光合生理特性及其对CO2摩尔分数升高和干旱的响应。结果表明：土壤水势在-0.884 5 MPa以上,L.tridentata的光合器没有任何损害,抵御干旱的能力很强;适当的增加CO2摩尔分数有利于提高光饱和点、光量子利用效率和最大净光合速率,且CO2摩尔分数升高的正效应要大于土壤水分胁迫的负效应,因而在一定程度上CO2摩尔分数的增加,提高了L.tridentata的抗旱能力;随着光合有效辐射的增强和CO2摩尔分数的升高,叶片净光合速率、CO2饱和点和羧化速率都有增大趋势,叶片对高摩尔分数CO2利用效率提高;不同土壤水分条件下,叶片气孔导度和蒸腾速率都随着CO2摩尔分数的升高而降低,水分利用效率随着CO2摩尔分数的升高而升高;既能饱和叶片的RubisCO,又不至于造成气孔大量关闭的CO2摩尔分数在700~800μmol.mol-1左右,说明目前的CO2摩尔分数还不足以饱和拉瑞尔的RubisCO酶。未来CO2摩尔分数升高,将对拉瑞尔的光合作用有所促进,并可能提高拉瑞尔对干旱的适应能力。     

水体氮浓度、形态对黑藻和狐尾藻光合特征的影响

利用黑藻和狐尾藻研究了水体氮浓度和形态对沉水植物光合特征的影响.结果表明,狐尾藻在TN≤3mg/L、黑藻在TN≤4mg/L范围内其净光合速率、最大净光合速率和暗呼吸速率均随水体总氮浓度的增加而增大,对光合作用有利,超过这个范围时,这两种供试植物的光合作用受到抑制,净光合速率和最大净光合速率降低,暗呼吸速率急剧上升;在本实验条件下,这两种供试植物的光合补偿点和光合饱和点随氮浓度的变化没有表现出规律性.在总氮一定的条件下黑藻和狐尾藻的净光合速率和最大净光合速率均随水中铵氮的增加而降低,暗呼吸速率和光合补偿点随铵氮增加而升高,说明水体铵氮的增加对黑藻和狐尾藻具有一定的毒害作用,抑制了光合作用;在本研究条件下光合饱和点对氮形态比例的变化没有明显的响应.结合我国湖泊N营养现状,可初步推断我国大部分湖泊氮浓度不会对黑藻和狐尾藻的光合作用产生直接的危害,但在水生生态系统的恢复过程中,要根据水生植物对不同氮形态的喜好特性和水质情况选择先锋物种.图2表3参27     

不同年龄人工林尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)叶片光合特性及水分利用效率

利用Li-6400便携式光合作用测定系统,研究自然条件下不同年龄人工林尾巨桉(2年生、4年生和6年生)叶片光合特性及水分利用效率.结果表明:一年中桉树人工林叶片净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率的月动态呈现单峰曲线,以8月份为最高,1月份为最低;从9月到第2年1月逐渐减低,从2月到8月缓慢增加;胞间CO_2浓度的月动态与其相反.不同林龄桉树人工林叶片净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率从2013年9月到2014年4月大小顺序为4年2年6年,而从2014年5月到8月大小顺序为2年4年6年;净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率的年平均值大小顺序为2年4年6年,2年、4年、6年的年水分利用效率平均值为2.33μmol/mmol、2.28μmol/mmol、2.17μmol/mmol,且净光合速率与胸径增长量呈显著正相关(P0.05).桉树人工林叶片净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率与气孔导度、大气温度、光合有效辐射呈极显著(P0.01)或显著(P0.05)正相关,与胞间CO_2浓度呈负相关.随着林龄的增加,净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率逐渐降低,因此桉树人工林早期对水分及养分需求大,进行合理地养分管理和定向培育,可实现桉树的可持续经营.     

砖厂废气污染对橡胶树光合生理特性的影响

选取砖厂废气排放方向种植的橡胶树（Hevea brasiliensis）品系＂云研77-2＂为研究对象,在距离砖厂200、400、600 m处设置3个研究点,研究分析砖厂排放废气污染对橡胶树光合参数的影响。结果表明：砖厂废气排放对3个不同距离处橡胶树叶片光合参数有显著影响（P〈0.05）。随着橡胶树与砖厂距离的缩近,即污染加剧,橡胶树叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2（Ci）、蒸腾速率（Tr）、最大光合速率（Pmax）、光饱和点（LSP）、暗呼吸速率（Rd）和叶绿素含量（Chl）均呈下降趋势;最大荧光（Fm）、可变荧光（Fv）和最大荧光比（Fv/Fm）也下降,初始荧光（Fo）升高。该研究结果证明,砖厂废气污染对橡胶树光合生理特性有显著影响：相距砖厂600 m范围内,越靠近砖厂,橡胶树叶片光合特性越低。     

自然条件下植物叶片CO2同化率昼夜变化的生理生态特性

本文利用二氧化碳分析仪及开放式叶室，分别于旱、温季节在野外观测１３种乔木树种的叶片ＣＯ２同化速率的全天变化，分析各种植物白天净光合速率曲线类型的特点和夜间呼吸与气温的回归关系．结果：７月份植物白天光合时间相对较长，中午，植物光合曲线的午休现象表现不一，曲线特征取决于种的生物特性及环境因子．在气温较高的范围内（２５～３０℃）夜间阔叶树种的呼吸与气温呈负相关，但在１月份却不明显，针叶树种的夜间呼吸无论在高温、潮湿的７月份还是低温、干旱的１月份都不与温度呈现线性关系．     

东江中上游主要造林树种光合生理特征

在东江中上游,以6年生造林树种木荷Schima superba、红锥Castanopsis hystrix、火力楠Michelia macclurei和藜蒴Castanopsis fissa为材料,利用Li-6400光合作用测定系统,对东江中上游水源林主要造林树种木荷、红锥、火力楠和藜蒴叶片光合日变化和光响应进行了测定,探讨了4种树种在当地自然生境下的光合生理特征。结果表明：木荷和藜蒴净光合速率（Pn）日变化呈＂单峰＂曲线,火力楠和红锥净光合速率（Pn）日变化呈＂双峰＂曲线,4种树种净光合速率（Pn）最大值均出现在10：00左右,分别为8.73、6.00、6.68和7.91μmol.m-1.s-1;4种树种净光合速率（Pn）日均值表现为木荷〉火力楠〉红锥〉藜蒴,蒸腾速率（Tr）日均值表现为红锥〉木荷〉火力楠〉藜蒴,水分利用效率（WUE）日均值表现为木荷〉藜蒴〉火力楠〉红锥,木荷具有高光合、高水分利用效率的生理特性,对环境适应能力强。4种树种光响应曲线均符合非直角双曲线模型（R2〉0.98）和指数模型（R2〉0.98）,采用非直角双曲线模型拟合的4种树种最大净光合速率（P,max）、暗呼吸速率（Rd）和表观量子效率（a）基本高于指数模型相应拟合值,且接近实测值,但2种模型拟合的光饱和点低于实际观测值。在中幼龄阶段,木荷、红锥、火力楠和藜蒴表现出较高的光饱和点（LSP）、较低的光补偿点（LCP）和较低表观量子效率,具有较强的耐阴喜光特性,对光照强度表现出一定的适应性和可塑性,对弱光与强光的利用能力较高。这些研究结果为东江流域水源林造林设计、树种筛选和抚育提供理论参考。     

果树光合作用研究进展

综述了果树光合作用的研究方法，观测仪器，日变化和季节变化，以及内在因素(种类、品种、年龄、叶位、叶绿素含量、酶系统)和外部因素(光照、CO2、温度、湿度、土壤、外用药剂)对果树光合作用的影响。     

京杭运河淮安段水利防护林群落护堤防蚀效应

对京杭运河淮安段水利防护林群落的护堤防蚀效应进行了研究.结果表明,防护林植被可以明显改善地表土壤物理性能,明显增加土壤总孔隙度和毛管孔隙度,降低土壤容重.不同植物群落对地表土壤的护堤防蚀效应明显不同.早熟禾群落和女贞群落可以有效提高土壤有机质含量和土壤通气蓄水效应.有植被分布的地表土壤抗蚀性比裸地显著增强（P＜0.05）.相对而言,早熟禾群落土壤水稳性指数最大（0.892）,其余依次为女贞群落（0.835）、梨树群落（0.791）、桃树群落（0.530）、水杉群落（0.397）和裸地（0.341）.植物群落土壤的抗蚀性与植物根系生物量、根数和土壤有机质含量分别呈显著正相关（P＜0.01）.     

SO2和NO2胁迫对红花荷等植物光合生理影响及抗性评价

为探讨红花荷(Rhodoleia championii)等12种园林植物抗SO2和NO2污染能力,以1～2年生实生苗为材料,通过人工气候室的盆栽实验,研究不同SO2和NO2混合气体胁迫对园林植物苗木光合参数和相对叶绿素含量的影响,并利用隶属函数法及系统聚类分析法对其抗SO2和NO2污染能力进行了综合评价。结果表明,植物叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和相对叶绿素含量基本上随着SO2和NO2胁迫的加剧而逐渐降低,但水分利用效率受净光合速率和蒸腾速率变化的影响规律不明显。综合隶属函数和聚类分析可知,红花荷和红千层(Callistemon rigidus)抗污染能力强,杜鹃红山茶(Camellia azalea)和粉红羊蹄甲(Bauhinia blakeana)抗污染能力较强,红花银桦(Grevillea robusta)和无忧树(Saraca divespierre)抗污染能力中等,大叶紫薇(Lagerstroemia speciosa)、金花风铃木(Tabebuia chrysantha)和腊肠树(Cassia fistula)抗污染能力较弱,而本地火焰木(Spathodea nilotica)、复羽叶栾树(Koelreuteria bipinnata)和樱花(Prunus serrulata)抗污染能力弱。研究结果为火电厂、陶瓷厂、钢铁厂、石化厂等重度酸污染地区植物选择提供参考。     

Canopy structure versus physiology effects on net photosynthesis of mountain grasslands differing in land use

The present paper aims at investigating how changes in canopy structure and species physiology associated with the abandonment of mountain meadows and pastures affect their net photosynthesis. For this purpose, a multi-layer vegetation–atmosphere transfer (VAT) model is employed, which explicitly takes into account the structural and functional properties of the various canopy components and species. Three sites differing in land use are investigated, a meadow, a pasture and an abandoned area. Model simulations agree reasonably with measured canopy net photosynthetic rates, the meadow featuring the highest daily net photosynthesis, followed by the pasture and, finally, the abandoned area. A detailed process analysis suggests this ranking to be mainly due to bulk canopy physiology, which decreases from the meadow to the pasture and the abandoned area, reflecting species composition and species-specific photosynthetic capacities. Differences between the canopies with regard to canopy structure are found to be of minor importance. The amounts of green, photosynthetically active plant matter are too similar at the three sites to be a major source of variation in net photosynthesis. Large differences exist between the canopies with regard to the amount of photosynthetically inactive phytoelements. Even though a model analysis showed them to be potentially important, most of them are accumulated close to the ground surface, where they exert little influence on canopy net photosynthesis.     

垃圾填埋场周边桉树光合生理特性研究

为了解垃圾填埋场环境下植物的光合适应性,利用LI-6400便携式光合测定仪,以呼马山森林公园为对照,对位于昆明市东郊垃圾填埋场和对照区的直杆桉Eucalyptus maideni进行了光响应与光合日进程的测定。结果表明:填埋场直杆桉的净光合速率随光强的增加先增加后稍有下降并趋于稳定,光抑制不明显;对照的净光合速率随光强的增加先增加后缓慢下降;在相同光照强度下,填埋场直杆桉的净光合速率、蒸腾速率始终高于呼马山对照的,说明直杆桉可通过提高自身的光合能力和蒸腾速率来适应填埋场的特定环境。胞间CO2浓度随光强的增加先下降后上升,与净光合速率大体呈相反变化;蒸腾速率随光强变化的趋势与气孔导度变化相一致。另外,填埋场直杆桉净光合速率日变化呈单峰曲线,无明显"午休"现象,其变化趋势与蒸腾速率、气孔导度的大体相同。对照的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率与填埋场的变化趋势相似,但变化幅度较少。在自然条件下,填埋场直杆桉的净光合速率和蒸腾速率仍明显高于呼马山对照的。     

城市土壤压实对树木叶片叶绿素及光合生理特性的影响

由于机械碾压、人为践踏等原因,城市土壤压实严重。由于压实,土壤物理性状发生改变:土壤容重增大、孔隙度降低及结构性变差等。这些改变影响土壤性质的同时影响树木的生长。以乐昌含笑Michelia chapensis、深山含笑Michelia maudiae和大叶冬青Ilexlatifola为实验材料,参照南京市土壤压实现状模拟不同程度的土壤压实环境,研究了土壤压实下乐昌含笑、深山含笑和大叶冬青3种幼树叶片叶绿素含量、光合生理特性等的变化情况。采用乙醇萃取法测定树木叶片叶绿素含量,用美国Li-COR公司生产的Li-6400光合仪测定树木叶片光合生理特性,测定参数包括净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2摩尔分数(Ci)等。并分析树木叶绿素含量在不同土壤压实环境下变化差异性,及各光合生理参数之间相关性。结果表明,随着压实强度的增强,3种树种叶绿素含量逐渐降低;与对照相比,不同压实处理下,叶片叶绿素含量均不同程度下降,且在重度压实下各树种叶片叶绿素含量降低幅度均最大,分别达到41.87%、29.36%及27.66%;方差分析表明,各土壤压实处理下叶绿素含量与对照之间存在显著性差异;在压实环境下,光合生理特性参数值净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)与对照下各参数数值相比也呈下降趋势。皮尔森相关性分析发现,各光合生理特性参数之间相关性显著。但不同压实处理下,各树木胞间CO2浓度(Ci)变化趋势不一致。