絲栗栲和苦櫧幼苗生長狀況和氣體交換特征對增溫和施氮的響應(yīng).pdf

1、常綠闊葉林是亞熱帶地區(qū)的地帶性植被，其重要物種對全球變化的作用與響應(yīng)是常綠闊葉林植被動(dòng)態(tài)研究的重要內(nèi)容之一。絲栗栲（Castanopsis fargesii）和苦櫧（Castanopsis sclerophylla）是中亞熱帶典型常綠闊葉林的主要優(yōu)勢樹種。本論文首先測定了苦櫧、青岡櫟和細(xì)葉青岡盆栽幼苗的光合生理指標(biāo)以及絲栗栲和苦櫧當(dāng)年生葉片的光合日動(dòng)態(tài)特征，然后以中亞熱帶典型常綠闊葉林主要優(yōu)勢種絲栗栲和苦櫧幼苗為研究對象，以實(shí)驗(yàn)學(xué)手段為

2、主，利用MSR-2420紅外輻射增溫裝置，通過人工定期向土壤施加NH4NO3，實(shí)現(xiàn)絲栗栲和苦櫧自然生長環(huán)境條件中的增溫和施氮設(shè)置，采用植物生理生態(tài)學(xué)、生物化學(xué)、野外數(shù)據(jù)獲取與室內(nèi)模擬分析相結(jié)合的方法，利用LI-6400R便攜式光合儀、OS-30P便攜式熒光儀多個(gè)國際先進(jìn)儀器，應(yīng)用Farquhar光合作用生物化學(xué)機(jī)理模型，研究了絲栗栲和苦櫧幼苗葉片氣體交換相關(guān)指標(biāo)對增溫和施氮的響應(yīng)差異及其機(jī)理。結(jié)果表明，增溫、施氮及其交互作用對絲栗栲和苦

3、櫧生長狀況和氣體交換指標(biāo)的影響程度不同。通過綜合分析各項(xiàng)生理指標(biāo)，苦櫧幼苗對增溫、施氮及其交互作用的適應(yīng)能力更強(qiáng)。本研究結(jié)果可為認(rèn)識未來氣候變化情景下亞熱帶常綠闊葉林碳循環(huán)特征及其碳匯/源變化提供葉片水平的科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)果如下：
　?。?）總體上，在不同的光照強(qiáng)度下，光合能力強(qiáng)弱順序?yàn)榭鄼剑厩鄬鶛担炯?xì)葉青岡。CO2濃度的增加對三個(gè)樹種光合作用具有明顯的促進(jìn)作用，凈光合速率、水分利用率提高，光補(bǔ)償點(diǎn)、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率下降，葉片對

4、CO2增長的這種反應(yīng)對其生長是有利的，苦櫧光合促進(jìn)作用最明顯，其次是青岡櫟和細(xì)葉青岡。
　?。?）絲栗栲當(dāng)年生葉片的光合能力顯著高于苦櫧栲葉片。無論是絲栗栲葉片還是苦櫧栲葉片，空氣相對濕度（RH）低、葉片與空氣之間的水蒸氣壓差（VPD）大時(shí)，氣孔導(dǎo)度（Gs）減小，氣孔限制值（Ls）增大，胞間CO2濃度（Ci）降低，凈光合速率（Pn）下降；中午光合有效輻射（PAR）最大，水蒸氣壓差（VPD）、氣孔限制值（Ls）達(dá)到最大值，空氣相對濕

5、度（RH）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）達(dá)到最小值出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象。
　?。?）隨著施氮量的增加絲栗栲葉片和苦櫧栲葉片的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（E）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、表觀量子效率（AQY）、表觀CO2羧化效率（CCE）均有顯著升高，但施氮量的增加并未顯著影響葉片的水分利用率（WUE），而且同一施氮量絲栗栲葉片和苦櫧栲葉片的水分利用率（WUE）之間無顯著差別。隨著施氮量的增加，絲栗栲葉片還是苦櫧栲葉片的葉綠素a（

6、Chl a）、葉綠素b（Chl b）、Chl a+Chl b均顯著提高，這表明兩種植物均對外源氮肥有一定的自我適應(yīng)機(jī)制。
　?。?）與對照相比較，施低氮、施高氮、增溫、增溫和施低氮、增溫和施高氮均顯著提高了絲栗栲和苦櫧的地徑和樹高。同一測量時(shí)間、同一處理?xiàng)l件下，苦櫧的地徑和樹高均顯著高于絲栗栲（P＜0.01），無論對照、增溫、施氮與增溫和施氮處理。與對照相比較，增溫、施氮、增溫和施氮均顯著提高了苦櫧總生物量、地上部分生物量和地下部

7、分生物量。然而，與對照相比較，只有施氮引起了苦櫧地上部分生物量與地下部分生物量比值的顯著提高；而增溫、增溫和施氮與對照之間并無顯著差別。
　　（5）較對照，增溫、施氮、增溫和施氮均顯著提高了絲栗栲和苦櫧的最大凈光合速率和表觀量子效率。相同處理?xiàng)l件下，最大凈光合速率和表觀量子效率均表現(xiàn)為苦櫧＞絲栗栲，無論對照、增溫、施氮、增溫和施氮，絲栗栲和苦櫧的暗呼吸速率并未表現(xiàn)出明顯的大小順序。較對照，增溫、施氮、增溫和施氮均顯著提高了絲栗栲和