树种配置和叶元素含量的空气负离子浓度效应

【目的】在人工气候室控制试验条件下,分析不同树种配置的空气负离子(NAI)效应以及叶片养分元素和NAI效应的关系,旨在探究森林的NAI作用机理,为未来康养森林的树种配置选择提供理论参考。【方法】于2018年6—9月在浙江钱江源森林生态站杭州虎山实验基地人工气候室内控制相同环境的条件下,对6种亚热带典型树种及其配置的NAI浓度进行连续监测。同时,测定叶元素含量。采用单因素和LSD法进行方差分析和多重比较(α=0.05),利用Person分析法对NAI浓度与叶养分含量进行相关分析。【结果】树叶中锰离子和钾离子含量与NAI浓度均呈显著正相关(P<0.05),阔叶树叶中铁离子含量与NAI浓度呈极显著正相关(P<0.01),针叶树叶中氮和铜离子含量与NAI浓度呈极显著正相关(P<0.01)。不同树木组成会导致NAI浓度差异显著,存在树种混合的交互作用。在混合树种为2种和4种时交互作用表现为正效应,且NAI的交互效应随叶面积和单种平均NAI浓度增加而增大。在混合树种为5种和6种时交互作用表现为负效应。在混合树种为2~6种时,交互效应与各树种混合处理的叶量呈紧密的非线性递增关系,回归方程y=-0.0631x^(2)+78.322x-23783。【结论】对提升植物周围的NAI浓度而言,树叶中锰离子和钾离子含量具有积极作用,阔叶树叶中铁离子含量和针叶树叶中氮和铜离子含量的作用更显著。不同树种的数量组成会导致NAI浓度的差异,交互作用效应受到叶生物量、叶面积、树高配置和单个树种NAI效应的影响。总体来说,树种配置的NAI浓度效应取决于它们之间的交互作用,有针叶树种时更利于提升NAI浓度,具有高NAI效应的树种处于配置最上层空间时更利于NAI浓度提升。开展树种配置和叶元素含量的NAI浓度效应研究将为高效康养森林的树种选择和结构配置提供科学依据。

施氮和短时光辐射变化条件下毛竹幼苗光合限速因子分析

为了解析施氮和短时光辐射变化下毛竹幼苗的光合限速因子,该文对毛竹幼苗进行施氮处理,并在不同光照辐射条件下(高光:1200μmol·m^(-2)·s^(-1),低光:200μmol·m^(-2)·s^(-1))测定其光响应曲线和CO_(2)响应曲线,并利用改进的FvCB模型研究了毛竹幼苗的光合特性。结果表明:(1)经过施氮处理的毛竹幼苗生物量显著高于对照,且光饱和最大净光合速率(P_(Lmax))、表观羧化速率(CE)、最大羧化速率(V_(cmax))和最大电子传递速率(J_(max))均显著高于对照。(2)短时的高光照条件下,毛竹幼苗的CO_(2)饱和最大净光合速率(P_(Cmax))、CE、叶肉细胞导度(g_(m))、磷酸丙糖利用率(T_(p))、CO_(2)饱和点(CSP)均显著大于低光照水平的植株。(3)施氮处理并未改变毛竹幼苗的g_(m)大小,而短时光辐射的降低则使得植株的g_(m)减少了60.31%。因此,氮素处理可以通过较高的V_(cmax)和J_(max)使得毛竹幼苗在光合作用过程中催化1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/氧化酶(Rubisco)蛋白酶的数量和活性较高,促进了光合磷酸化和NADPH的合成,提高了1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)的再生速率,促使毛竹幼苗能够充分进行光合碳同化,促进毛竹的高生长以及生物量积累。可以推断对未添加氮素的植株来说,Rubisco的含量、活性和RuBP的再生能力是其光合限速因子。综上所述,光照异质性影响了毛竹叶片内部的光合生理生化变化,光照强度的降低能够有效地调控g_(m)和T_(p)的变化,毛竹幼苗的光合作用主要受到g_(m)和T_(p)的限制。该研究表明,施氮和短时光辐射的改变影响了毛竹幼苗的光合作用和碳获取,同时对毛竹幼苗的生长和更新造成了影响。

植物挥发性有机物释放对气象因子的响应研究

植物挥发性有机物(biogenic volatile organic compounds,BVOCs)是植物次生代谢产物之一,可以抵御生物和非生物胁迫,具有重要的生理和生态学意义。本文概述了水分、温度、二氧化碳和臭氧浓度及光照变化对BVOCs释放的影响作用以及影响机理。BVOCs总量及其特定组分的释放对水分、温度、二氧化碳和臭氧浓度及光照的响应并不一致,可能呈现出增加、降低、先增加后降低、没有明显变化等不同的响应趋势。针对当前我国在环境胁迫条件下的植物BVOCs释放组分和释放规律等方面的研究现状,对今后的研究方向进行了展望,建议加强探究BVOCs释放的主导因子以及对多个气象因子的综合响应。