不同光环境下栓皮栎和刺槐叶片光合光响应模拟

植物的光合作用在一定程度上能够体现其对生境的响应情况.采用Li-6400XT光合测定系统,测定了黄河小浪底森林生态系统定位研究站栓皮栎和刺槐人工林林内、林缘叶片气体交换的光响应曲线,利用叶子飘模型对光合作用-光响应进行了拟合,分析了林内和林缘光合参数的差异,将气孔导度机理模型与光合作用-光响应修正模型进行耦合,研究了气孔导度(g_s)的光响应特征.结果表明:7—8月,当光强小于200μmol·m^(-2)·s^(-1)时,林内栓皮栎叶片净光合速率(P_n)高于林缘叶片,初始量子效率(α)高于林缘叶片12.4%,林内栓皮栎叶片对弱光的捕获和利用能力明显高于林缘叶片;当光强大于200μmol·m^(-2)·s^(-1)时,林缘栓皮栎叶片光合能力P_n高于林内.低光强下(0~200μmol·m^(-2)·s^(-1)),林内刺槐叶片P_n高于林缘;当光强大于200μmol·m^(-2)·s^(-1)时,林内刺槐叶片P_n低于林缘,且暗呼吸速率(R_d)和光补偿点(I_c)分别低于林缘50.0%和42.8%,以此来减少碳损耗,适应较低的光合速率.林内和林缘刺槐g_s随光强的变化差异显著.栓皮栎和刺槐叶片对不同光环境具有较强的适应能力.栓皮栎叶片的最大净光合速率(P_(n max))和α主要受气孔导度控制,R_d和I_c主要受气温影响.刺槐叶片的P_(n max)和α均与气温呈显著正相关,I_c、光饱和点(I_s)与叶片饱和水汽压差呈显著正相关.

黄河小浪底栓皮栎、刺槐叶片电子传递速率-光响应的模拟

为了比较直角双曲线模型、非直角双曲线模型与叶子飘模型的优缺点,研究阴生叶和阳生叶电子传递速率的差异,探讨环境/生物因素对电子传递速率等参数的影响,该文采用LI-6400XT荧光测定系统对黄河小浪底栓皮栎(Quercusvariabilis)、刺槐(Robinia pseudoacacia)叶片电子传递速率-光响应(J-I)曲线进行了测定,利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和叶子飘模型对J-I曲线进行了拟合。结果表明,3种模型对叶片J-I曲线拟合的决定系数(R2)在0.96以上,叶子飘模型的R2最高(> 0.99)。直角双曲线模型和非直角双曲线模型无法模拟植物叶片光系统II动力学下调现象,且不能得出饱和光强(Isat);直角双曲线模型对最大电子传递速率(Jmax)的模拟明显大于实测值;叶子飘模型能很好地模拟光系统II动力学下调现象,得出的Jmax和Isat均最接近实测值。对阴生叶和阳生叶J-I曲线研究发现,栓皮栎、刺槐阴生叶的Jmax分别低于阳生叶25.0%和18.0%,阳生叶的Isat分别高于阴生叶26.0%和10.1%。栓皮栎和刺槐Jmax与气温显著正相关;刺槐Isat与气温、土壤水分含量和净光合速率具有显著的正相关关系;栓皮栎和刺槐J-I曲线初始斜率α均与净光合速率呈显著负相关关系。