东北春大豆品种东生1号对臭氧胁迫的响应

采用开顶式气室(OTCs)方法,研究了不同臭氧(O3)浓度处理对春大豆品种"东生1号"的影响,主要包括产量与产量构成因子,叶片与籽粒碳、氮元素与碳氮比、盛花期叶片气体交换速率、叶绿素荧光参数与光合色素含量变化.试验设置3个臭氧水平:过滤大气(CFA,10 nL·L-1)、自然大气(NFA)与自然大气添加40 nL·L-1(NFA+O3).结果表明,经过一个生长季处理(AOT40值累积为10.6μL·L-1·h),与CFA相比,NFA处理东生1号大豆单株产量与百粒重降低4.5%、4%,而NFA+O3处理分别显著降低34%、18%(P<0.05),而处理间株高、主茎节数、单株荚数与每荚粒数均无显著变化.鼓粒期NFA+O3处理叶片C、N元素含量分别显著增加3%、26%,碳氮比则显著降低18%.CFA与NFA相比,NFA+O3显著降低盛花期大豆叶片净光合速率(Asat)、气孔导度(gs)、水分利用效率(WUE)、开放的光系统反应中心激发能捕获效率(F’v/F’m)和作用光下光系统Ⅱ的实际量子效率(ΦPSⅡ),而胞间CO2浓度(ci)、光化学猝灭系数(qP)和光合色素含量则无显著变化.结果表明,O3浓度升高导致东生1号单株产量下降的主要原因是其显著降低百粒重、净光合速率和电子传递效率.     

亚热带典型岩溶区地表溪流水文地球化学昼夜变化及其影响因素研究

为了解岩溶区地表溪流水文地球化学的昼夜变化过程及其影响因素,于2013-07-09～2013-07-14期间,在广西壮族自治区融安县官村地下河出口(G1)和下游雷崖村(G2)设置两个监测点同时展开了为期5 d的高分辨率昼夜监测工作,每15min监测水温(T)、pH、溶解氧(DO)和电导率(Spc),每2 h进行人工采样工作,样品测试Ca2+、HCO-3和NO-3等主要离子以及δ13CDIC.结果发现:1 G1和G2点都是HCO3-Ca型水,但是两个监测点表现出不同的水文地球化学昼夜变化过程;2监测期间官村地下河出口(G1)的物理化学参数和主要离子(Ca2+、HCO-3和NO-3等)基本上保持稳定,而雷崖监测点(G2)的物理化学参数(T、pH、DO、Spc)和Ca2+、HCO-3和NO-3离子表现出有规律的昼夜变化特征;3 G2监测点的溶解无机碳(DIC)和δ13C值表现出相反的昼夜变化特征,DIC在白天下降晚上升高而δ13C值白天上升晚上下降,并表现出较好的负相关关系(相关系数为-0.87,P<0.01).结果表明,水生植物的光合作用和呼吸作用、水温以及脱气作用共同影响岩溶区地表溪流水文地球化学的昼夜变化,控制了岩溶地表溪流内部物质循环过程.     

臭氧对几种楠木气体交换参数的影响

为研究不同臭氧处理对刨花楠(Machilus pauhoi)、桢楠(Lindera setchuenensis)、闽楠(Phoebe bournei)、宜昌楠(Phoebe chekiangensis)和红楠(Machilus thunbergii)光合特性的影响,在中国科学院千烟洲生态试验站开展开顶式气室(open-top chambers,OTCs)熏气实验,测定了4种臭氧环境下不同楠木的气体交换参数:净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Cond)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr),并对结果进行统计分析.结果表明,臭氧胁迫改变了所有供试植物的Pn、Cond变化趋势,不同楠木表现出不同的反应.臭氧对光合作用的影响随着臭氧浓度、处理时间、季节因素的不同呈现动态变化,且并非只有抑制效果,短期内臭氧暴露甚至可以促进多数实验植物Pn达到峰值,且该值高于对照组,而且低、中浓度的臭氧处理使红楠和宜昌楠的光合作用明显增强;此外臭氧还使Pn峰值时间提前,破坏了Pn和Cond之间的正相关关系;从光合特性角度发现抗性最强的是红楠,其次闽楠,比较敏感的是宜昌楠、刨花楠和桢楠.     

喀斯特不同坡位圆果化香的生理与形态特征比较

以喀斯特不同坡位的圆果化香为研究对象,测定上坡和中坡的土壤理化性质、圆果化香叶片的生理生化以及形态指标,研究不同坡位下圆果化香种群的水分调控、光合能力和形态特征的适应性差异。结果表明:(1)土壤含水量中坡比上坡高出94.73%,土壤有机质含量高出81.96%;土壤有效磷含量中坡高于上坡,全氮和全钾含量在两个坡位相差不大。(2)叶片净光合速率(Pn)日变化在上午9:00~11:00和下午13:00~16:00时中坡高于上坡,在"光合午休"时略低于上坡;Pn在中坡10时达到全天最高值7.53μmol·m~(-2)·s~(-1),而上坡在11时达到全天最大值7.03μmol·m~(-2)·s~(-1);叶片蒸腾速率(Tr)日变化在9:00~12:00中坡高于上坡,在12:00~15:00低于上坡。(3)圆果化香在中坡的叶片叶绿素a、b和总叶绿素含量分别比上坡高74.35%、80.89%、76.57%,丙二醛含量中坡小于上坡。(4)圆果化香叶片的平均长、宽、叶面积、叶片干重均为中坡大于上坡,而比叶面积上坡大于中坡;球果直径在中坡为2.65±0.16cm,比上坡大31.84%,球果的平均种子数量比上坡多27个。综合而言:由于坡位的差异,上坡土壤养分比中坡低得多,不能很好地供给植物生长;上坡圆果化香在水分输入方面不及中坡,而在水分输出方面高于中坡且调控不及时和不合理;在一天的光合作用中,中坡能积累更多的光合产物。     

富里酸存在条件下铜对普通小球藻光合作用与细胞生理的影响

为探究富里酸存在条件下,铜对普通小球藻光合作用与细胞生理的影响,对普通小球藻进行富里酸及铜的复合暴露,检测相关的光合作用及细胞生理指标,并与单独暴露富里酸的普通小球藻指标水平进行比较分析.结果表明,铜的加入会影响藻细胞的光合作用,增加细胞膜通透性,使藻细胞体积增大,并导致藻细胞的死亡.富里酸可以明显减弱铜的毒性,减少藻细胞的死亡.随富里酸浓度升高,藻细胞死亡率呈下降趋势;高浓度的富里酸(74.5 mg·L~(-1)和119.2 mg·L~(-1))可以明显减弱铜对藻细胞体积增大的作用,低浓度的富里酸(20 mg·L~(-1)和54 mg·L~(-1))无明显影响.富里酸单独作用能够增强普通小球藻的光合作用,增加藻细胞的细胞膜通透性,但不具有致死性.     

EDTA对波士顿蕨吸收Hg的影响及其光合响应

采用水培实验方法研究EDTA对波士顿蕨吸收和转移Hg的影响,以及波士顿蕨对Hg及Hg和EDTA胁迫下光合系统II(PSII)的响应.结果显示:波斯顿蕨的根部能富集Hg,加入EDTA可以提高Hg从其根部转移到地上部分.单独Hg处理略微抑制了叶绿素的合成,Hg或Hg与EDTA处理对叶绿素的合成没有明显的影响.Hg或Hg与EDTA对植物的光合作用产生一定程度的胁迫作用.Hg单独处理或Hg与EDTA一起处理都导致了植物光合效能指数下降,干扰光系统II中的能量转移,将部分反应中心被转化为能耗中心,在一定程度上抑制了光系统II中的电子传递.     

广州南沙海岸防护林群落的生态效应初步研究

采用群落生态学和植物化学监测的研究方法,对广州市南沙海岸滩头近6 a生防护林群落的生物量、高温胁迫光合特征、NPP及吸储C、N、S、Pb、Cd、Cu、Hg的生态效应进行了定位观测研究,结果表明：海岸6种防护林群落的生物量的平均达到10.7 t.hm-2、NPP达到2.5 t·hm-2·a-1、生长要素表现为速生性生长特征。各种海防林群落的年均吸储空间CO2、NO2、SO2质量分别为4.2 t.hm-2、27.1 kg·hm-2和3.4 kg·hm-2,吸储Pb、Cd、Cu分别为13.2、4.4、0.1 g·hm-2,其生态环境功能已经初步凸显,可有效地减少这些元素在地表和土壤积累、迁移或随地表径流输出至生活环境的危害,对于海岸环境区域是非常有益的。雨季高温（气温t≥35.5℃）胁迫下,海岸路网林群落的优势种群净光合速率日均达到9.8μmol·m-2·s-1且乡土树种高于引进树种,高山榕（Ficus altissima）的日最高净光合速率达到14.3μmol·m-2·s-1,较羊蹄甲（Bauhinia blakeana）高0.4μmol·m-2·s-1、较塞楝（Kaya senegaiensis）高2.2μmol·m-2·s-1,优势树种适宜海岸滩头立地、高温胁迫的光合生理特点,是其速生长的原因之一。     

纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响

使用硼氢化钠还原硝酸银,聚乙烯醇(PVA)作为分散剂,制备出粒径为(7 ± 3)nm的纳米银,分别使用计数法和溶解氧法,研究了纳米银对小球藻(Chlorella vulgaris)生长、光合作用和呼吸作用的影响,并调查了对叶绿素a的抑制状况.结果显示,黑暗条件下加入3mg/L的纳米银,基本抑制了小球藻的呼吸作用,当暴露于4mg/L的纳米银时,小球藻生长的抑制率为93%;而光照条件下加入10mg/L纳米银时,才能抑制其光合作用,此时对小球藻生长的抑制率达到90%.光照时,叶绿素a在10mg/L纳米银的作用下,抑制率达到77%.研究表明了纳米银对小球藻呼吸作用有很强的抑制作用,对光合作用的影响可能通过抑制叶绿素a的合成或破坏叶绿体的结构来完成;光照能够明显减弱纳米银的毒性.     

Metabolic responses of Azolla pinnata to cadmium stress: photosynthesis,antioxidative system and phytoremediation

This present study deals with the growth, photosynthesis, oxidative stress and phytoremediation character of Azolla pinnata L. exposed to different levels (0.05, 0.1, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 mg·L^?1) of cadmium (Cd). Significant accumulation of Cd in Azolla fronds was noticed after 24 and 96 h of exposure and the accumulation rate was dose and time dependent. Growth of A. pinnata increased significantly after both exposure times with and without metal. At lower Cd doses (0.05 and 0.1 mg·L^?1), growth and photosynthesis of A. pinnata showed a marginal increase over the respective control, however, at higher Cd doses (0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 mg·L^?1), a decreasing trend was noticed. At lower doses, Azolla fronds could counterbalance the negative effect of enhanced levels of superoxide radicals (SOR) and hydrogen peroxide (H₂O₂) through the greater activity of antioxidative enzymes. The decaresing trends in catalase and peroxidase activity at higher Cd doses suggest that Azolla fronds were not able to mitigate the negative effects of H₂O₂, hence an increase in malondialdehyde content was noticed. The study concludes that up to 0.1 ,mg·L^?1 Cd, A. pinnata can flourish and be used as biofertiliser and for phytoremedial purposes in Cd-contaminated fields; beyond this concentration poor growth may restrict its application.     

附着物对菹草光合作用速率的抑制效应

年5月对白洋淀不同营养水平的8个区域进行现场调查,研究了菹草(Potamogeton crispus)附着物的生物量(以w计)与营养盐水平的关系及其对菹草光合作用速率的影响. 结果表明,随着ρ(TN)、ρ(TP)的增加,菹草上附着物的生物量、w(Chla)和净初级生产力逐渐升高,在营养盐水平较高的王家寨〔ρ(TN)为6.074mg/L,ρ(TP)为0.161mg/L〕达到高峰,附着物的生物量为0.073~0.384mg/g,w(Chla)为0.019~0.112 mg/g,净初级生产力为0.007~0.154mg/(g·h). 附着物对菹草的光合作用速率产生明显的抑制作用,并且随着附着物生物量的增加,抑制作用明显增强,在营养水平较高的王家寨,抑制率可达72%;南刘庄和端村次之,抑制率分别为64%和55%;而在营养水平较低的光淀,抑制率仅为11%. 初步推测附着物对菹草的光合作用的影响可能源于附着物的遮荫作用.