玉米叶片气孔特征及气体交换过程对气候变暖的响应

气孔是植物叶片表面控制大气与植物间气体交换的孔状结构,对于生态系统碳、水循环过程的调节起着非常重要的作用。本文利用典型农田生态系统实验增温平台,研究了未来气候变暖对玉米叶片的气孔特征(包括气孔频度、气孔开口大小和形状以及气孔分布格局)和气体交换过程的影响。结果表明:(1)尽管增温并没有改变气孔密度(P>0.05),但却由于表皮细胞数目的减少导致气孔指数显著增加12%(P<0.05);(2)增温使气孔开口的长度显著减小18%(P<0.01),宽度增加26%(P<0.01),面积和周长分别增加31%(P<0.01)和13%(P<0.05);(3)实验增温还使单个气孔之间最近邻域的平均距离显著增加,表明气孔在玉米叶片上的分布变得更加均匀;(4)增温导致玉米叶片的净光合反应速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)分别增加52%(P<0.05)、163%(P<0.001)和81%(P<0.05);与此相反,玉米叶片的暗呼吸速率(Rd)却显著降低24%(P<0.01)。增温没有对细胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)产生显著的影响(P>0.05)。本研究结果表明,未来全球气候变暖可能通过改变玉米叶片的气孔频度、气孔开口大小和形状及其在叶片上的空间分布格局来改变其气体交换过程。

荒漠生物结皮中藻类和苔藓植物研究进展

藻类和苔藓植物是荒漠植被演替过程中常见的两类先锋植物,同时也是生物结皮中生物量最大的2个类群。该文综述了近年来干旱半干旱荒漠地区生物结皮中藻类和苔藓两大类植物区系及其生态作用的研究进展,重点介绍藻类结皮、苔藓结皮的生态作用以及二者之间存在的生态学关系。在此基础上对荒漠生物结皮中藻类与苔藓植物的研究前景进行了展望,指出荒漠生物结皮中藻类与苔藓共生机理的探讨是未来的研究重点,这对进一步探明生物结皮中藻类和苔藓植物之间的相互作用,揭示它们的生态学关系具有重要的理论意义和实践价值。

具鞘微鞘藻在荒漠藻结皮形成过程中的作用

具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)是荒漠藻结皮主要的优势物种,在藻结皮的形成和发育过程中发挥着非常重要的作用。为了探讨具鞘微鞘藻在荒漠藻结皮形成过程中的作用,通过实验室内模拟藻结皮不同发育阶段,研究了具鞘微鞘藻在结皮形成过程中对藻类生物量、结皮厚度及其抗压强度的影响;同时利用光学显微镜和扫描电镜对藻结皮微结构观察,分析了不同发育阶段沙粒和具鞘微鞘藻之间的胶结方式和作用机理。结果表明:(1)藻结皮形成的最初阶段,结皮状态主要由细菌及小型蓝绿藻分泌胞外多糖的黏结作用和结皮表面有机质层的保护作用维持,但该阶段的藻结皮比较脆弱,抗压强度仅为(12.21±1.58)Pa;当具鞘微鞘藻大量出现后,逐步占据了明显的优势地位,沙粒间的黏结作用被更高强度的具鞘微鞘藻机械束缚力所取代,成为该阶段藻类结皮硬度提高的重要贡献者;(2)随着具鞘微鞘藻接种比例的逐渐增加,藻结皮中的藻类生物量、结皮厚度及抗压强度均呈现出升高的趋势(P<0.01),当接种比例增加为80%时达到最高值;然而,当具鞘微鞘藻接种比例为100%时,各项指标却又有所下降。重点探讨藻结皮不同发育阶段沙粒间的胶结形式及微形态变化,深入揭示具鞘微鞘藻在藻结皮形成和发育过程中的作用机理,为旱生藻类广泛应用于荒漠植被恢复与重建过程提供重要的试验数据和理论依据。

气候变暖对华北平原玉米叶片形态结构和气体交换过程的影响

未来全球变暖对农田生态系统产生的影响不仅可能改变整个陆地生态系统的碳平衡状态,更重要的是还关系到全球的粮食安全问题。然而,目前有关农作物对全球变暖响应和适应性机理的研究还很少见,尤其是缺少通过农田原位增温实验探讨作物叶片形态结构及其气体交换过程对增温的响应和适应性机理的研究。利用典型农田生态系统的实验增温平台,研究了未来全球气候变暖对我国华北平原重要农作物玉米叶片的形态、结构特征(解剖及亚显微结构)以及气体交换参数所可能产生的影响。研究结果显示,实验增温分别使玉米叶片的宽度和厚度减少了4%(P=0.017)和10%(P<0.001)。然而,实验增温却导致叶绿体长度和宽度显著增加46%(P<0.001)和50%(P<0.001),从而使叶绿体的剖面面积显著增加了141%(P<0.001)。另外,研究结果还显示,实验增温分别增加了玉米叶片的净光合速率52%(P=0.019)、气孔导度163%(P=0.001)以及蒸腾速率81%(P=0.017);同时,实验增温使玉米叶片的暗呼吸速率显著降低了24%(P=0.006),但却并没有对细胞间CO2浓度和水分利用效率产生显著的影响。因此,研究结果表明,未来气候变暖不仅会直接改变玉米叶片的形态和结构特征,同时还可能对玉米叶片的功能(例如光合和呼吸等关键生理生化过程)产生显著的影响。

华北平原玉米叶片光合及呼吸过程对实验增温的适应性

利用典型农田生态系统的原位实验增温平台,探讨我国华北平原重要农作物玉米叶片光合及呼吸过程对实验增温的适应性,并深入分析其产生适应性的原因和机理。研究结果显示,实验增温使玉米叶片净光合速率(A_n)显著升高(P<0.001),同时增温也导致A_n的最适温度(T_(opt))升高1.56℃;相似地,实验增温也同样导致了光合作用过程中最大电子传递速率(J_(max))显著增加(P<0.001),并且其最适温度(T_(opt))升高了1.45℃,但并没有对最大羧化反应速率(V_(cmax))及其温度敏感性(Q_(10))产生显著的影响(P>0.05)。然而,实验增温却显著降低了玉米叶片的暗呼吸速率(R_d)及其Q_(10)值(P<0.05)。另外,研究结果还显示实验增温没有对R_d/A_g和J_(max)/V_(cmax)产生显著的影响(P>0.05)。此外,尽管实验增温显著提高了玉米叶片的蒸腾速率(T_r),但却并没有显著改变叶片的气孔导度(G_s)及水分利用效率(WUE)。研究结果表明,玉米可以通过调控叶片光合及呼吸等关键生理过程的最适温度对增温产生一定的适应性。然而,尽管玉米能够在叶片尺度上做出调整来适应增温环境,但这种适应能力却十分有限,以至于未来气候变暖仍可能会对华北平原玉米的生长发育过程和粮食产量造成一定的影响。

不同理化因子对荒漠生物结皮中三种蓝藻生长的影响

对实验室分离荒漠生物结皮中的具鞘微鞘藻〔Microcoleus vaginatus(Vauch.)Gom.〕、眼点伪枝藻(Scy-tonema ocellatum Lyngb)、地木耳(Nostoc commune Vauch.)3种蓝藻分别进行了培养,利用正交设计的方法研究了pH值、K+、Ca2+、Mg2+4种理化因子对其生长的影响,初步探讨了3种蓝藻在实验室内生长所需的最适生理条件。研究结果表明,具鞘微鞘藻的最适生理条件:pH值为8,Ca2+浓度为3.54×10-5mol/L,Mg2+浓度为5.1×10-5mol/L,K+浓度为1.345×10-5mol/L;眼点伪枝藻的最适生理条件为:pH值9,Ca2+浓度为1.77×10-5mol/L,Mg2+浓度为5.1×10-5mol/L,K+浓度为2.69×10-5mol/L;地木耳的最适生理条件为:pH值为10,K+浓度为5.38×10-5mol/L,Ca2+浓度为1.77×10-5mol/L,Mg2+浓度为1.02×10-4mol/L。

土壤水分亏缺和大气CO_(2)浓度升高对冬小麦光合特性的影响

为深入理解未来大气CO_(2)浓度([CO_(2)])升高背景下农田生态系统结构与功能对土壤水分亏缺的响应机制,利用可精准控制[CO_(2)]的大型环境生长箱,研究了土壤水分亏缺和大气[CO_(2)]升高对冬小麦气孔特征、净光合速率、水分利用效率、叶片碳氮含量、非结构性碳水化合物含量、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)活性及其基因表达量的影响。本研究结果表明,水分亏缺导致冬小麦的总生物量和净光合速率(P_(n))分别相比对照降低33%和29%,而[CO_(2)]升高可以在一定程度上缓解水分亏缺对冬小麦生长及生理过程造成的不利影响。同时,水分亏缺还使冬小麦气孔开度及其空间分布格局规则性的降低,但高[CO_(2)]可以通过增加气孔密度和提高气孔分布的规则程度,进一步优化冬小麦叶片的气体交换效率。另外,[CO_(2)]升高增加水分亏缺条件下冬小麦的P_(n),但同时却导致蒸腾速率(T_(r))降低25%,从而提高叶片的瞬时水分利用效率(WUEI)61%。此外,水分亏缺条件下[CO_(2)]升高不仅导致Rubisco酶初始活性、活化率以及可溶性蛋白含量分别增加66%、38%和15%,而且还分别提高Rubisco酶编码基因RbcL3和RbcS2的表达水平453%和417%。上述结果表明,水分亏缺条件下,[CO_(2)]升高可以通过调整气孔特征和Rubisco酶活性及其编码基因表达水平,进一步优化冬小麦的气体交换效率,从而提高植株生物量、净光合速率以及水分利用效率。研究结果将为深入理解未来气候变化背景下冬小麦响应[CO_(2)]升高和水分亏缺的生理及分子机制提供理论依据。

不同理化因子对分离于荒漠生物结皮中念珠藻生长的影响

通过对分离于生物结皮中的念珠藻(Nostoc sp.)进行室内培养,研究了K+浓度、Ca2+浓度、Mg2+浓度、pH值、温度、光照等理化因子对其生长的影响,初步探讨了念珠藻生长所需的最适生理条件.研究结果表明,K+浓度、Ca2+浓度对念珠藻生长的影响为显著水平,pH值、Mg2+浓度对念珠藻生长的影响为极显著水平,温度和光照强度对念珠藻的影响不显著.多因素方差分析结果进一步表明,pH值、Ca2+浓度、Mg2+浓度对念珠藻生长的影响呈极显著水平,K+浓度对念珠藻生长的影响不显著.念珠藻的最适生长条件为温度25℃,光照强度66μmol.m-2.s-1,pH=11,K+浓度为5.38×10-5mol/L,Ca2+浓度为1.77×10-5mol/L,Mg2+浓度为1.02×10-4mol/L.

新疆古尔班通古特沙漠生物结皮层藓类物种多样性及适应性研究

[目的]探讨生物结层皮中藓类植物的物种组成以及对荒漠生态环境的适应机制。[方法]分别对各种藓类植物的形态结构及适应性进行观察和分析。[结果]结果表明,荒漠地表生物结皮中的藓类植物群落均呈垫状丛生。优势种刺叶墙藓(Tortula desertorumBroth.)的叶片强烈背卷且具长毛尖,上下表面密被透明的马蹄形细疣,茎皮部细胞壁明显增厚;绿色流苏藓[Crossidium squamiferum(Vi-viani)Juratzka]的叶片强烈内凹且具有专门进行光合作用的绿色丝体;真藓(Bryum argenteumHedw.)的叶片上部无色透明,茎的外皮部细胞强烈加厚,内皮部细胞壁薄,中轴部细胞仅角隅处加厚;双色真藓(Bryum bicolorDicks.)的叶片覆瓦状排列,外皮部细胞壁强烈加厚,内皮部细胞壁稍有加厚,中轴部分不明显;泛生墙藓(Tortula muralisHedw.)与泛生墙藓无芒变种(Tortula muralilsHedw.var.aestiva Bird.exHedw.)的叶片均具马蹄形疣,无明显的中轴分化,细胞壁强烈增厚。[结论]该研究对古尔班通古特沙漠地区植被恢复与重建具有深远的理论价值和实践意义。

土壤呼吸温度敏感性的影响因素和不确定性

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节之一,其对温度升高的敏感程度在很大程度上决定着全球气候变化与碳循环之间的反馈关系。为了深刻理解地下生态过程对气候变化的响应和适应,综述了土壤呼吸温度敏感性(Q10)的影响因子及其内在机制,并分析了当前研究存在的不确定性。土壤生物、底物质量和底物供应显著调控着土壤呼吸的Q10值,但研究结论仍然有很大差异。温度和水分等环境因子则通过对土壤生物和底物的影响而作用于土壤呼吸的温度敏感性,一般情况下,随着温度的升高,土壤呼吸的Q10值下降;水分过高或过低时Q10值降低。从土壤温度测定深度、时空尺度、土壤呼吸不同组分温度敏感性差异、激发效应以及采用方法的不同等几方面分析了温度敏感性研究存在的不确定性。并在此基础上,提出了未来重点研究方向:(1)土壤呼吸不同组分温度敏感性差异的机理;(2)底物质量和底物供应对温度敏感性的交互影响;(3)生物因子对土壤呼吸温度敏感性的影响。

高温对蓝莓叶片气孔特征和气体交换参数的影响

为探讨不同强度高温对南高丛蓝莓叶片气孔特征及其气体交换参数的影响,利用人工气候箱设置4个温度处理:对照(25℃)、轻度高温(30℃)、中度高温(35℃)和重度高温(40℃)对两年生南高丛蓝莓(Vaccinium corymbosum L.)幼苗(海岸、奥尼尔及蓝脊)进行为期90 d的光照培养实验。研究结果表明:高温增加海岸和蓝脊叶片的气孔密度,但对奥尼尔的气孔密度无影响。中度高温增大奥尼尔和蓝脊叶片气孔的长度、宽度和面积,但海岸的气孔长度比轻度高温减小23.5%(P<0.05)。高温使奥尼尔的气孔空间分布更加规则,而对海岸和蓝脊的影响不大。3个品种的叶片净光合反应速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均随高温强度先升高后降低,但其最大值随品种发生变化。研究结果表明,南高丛蓝莓具有调整气孔结构特征和优化气孔空间分布格局提高其气体交换效率的功能,但在品种间存在较大的差异,最终导致气体交换参数对高温产生不同的响应,尤其表现在抵抗极端高温能力方面。结果有助于从叶片气孔特征变化角度深入理解不同高温强度对南高丛蓝莓气体交换产生影响的潜在机理,为蓝莓耐高温胁迫选育及引种栽培工作提供理论支持。

古尔班通古特沙漠生物结皮不同发育阶段中藻类的变化

通过在古尔班通古特沙漠南缘相同的地貌部位,选择裸沙、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮4种不同演替阶段中的生物结皮,研究了藻类的种类组成、优势种和生物量的变化。结果表明:(1)在结皮的不同演替阶段,藻类种类组成不同,其常见物种有一定的差异,如裸沙中藻类常见种是脆杆藻2(Fragilariasp.2)、威利颤藻(Oscillatoria willei)和奥克席藻(Phormidium okenii),藻结皮的常见种是小聚球藻(Synechococcus parvus)、颗粒常丝藻(Tychonema granulatum)、韧氏席藻(Phormidium retzli);同时在不同发育阶段亦存在一些特有种。(2)在裸沙发育到成熟生物结皮的过程中,藻类的优势物种也发生相应的变化。裸沙、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮的优势种分别是脆杆藻1(Fragilariasp.1)、具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)、具鞘微鞘藻、眼点伪枝藻(Scytonema ocellatum)或集球藻(Palmellococcus miniatus)。(3)藻类生物量在生物结皮不同演替阶段差异极显著(P<0.01),在裸沙中藻类生物量最低,随着生物结皮的逐渐发育,藻类生物量明显升高,地衣结皮最高,约是裸沙的8.3倍,当发育至苔藓结皮时,藻类生物量又有所下降。(4)在裸沙中基本为松散的沙粒,随着生物结皮的演替,丝状种类占明显的优势,尤其是具鞘微鞘藻,另外真菌菌丝和苔藓假根分别在地衣结皮和苔藓结皮中起着重要作用。

高温对高丛越橘叶片气孔特征和气体交换参数的影响

【目的】探讨不同程度的高温对高丛越橘叶片气孔特征及其气体交换参数的影响。【方法】以6个高丛越橘(Vaccinium corymbosum L.)品种的2 a生幼苗为试验材料(南高丛品种‘奥尼尔’‘海岸’和‘蓝脊’;北高丛品种‘公爵’‘布里吉他’和‘蓝丰’),利用人工气候箱控制生长温度的条件下,共设置4个温度处理,即对照(25℃)、轻度增温(30℃)、中度增温(35℃)和重度增温(40℃),利用印迹取样法及空间分析技术研究了6个越橘品种叶片气孔的结构特征和空间分布格局。利用Li-6400便携式光合测定系统测定了叶片的气体交换参数。【结果】研究发现叶片的气孔密度、气孔结构及其空间分布格局对增温产生的响应在南高丛和北高丛越橘2个类群之间没有明显的特异性区别。然而,高丛越橘叶片气孔特征对高温的响应在不同品种间却存在着较大的差异。高温改变了‘海岸’‘蓝脊’‘布里吉他’和‘蓝丰’的气孔结构特征,但没有对‘奥尼尔’和‘公爵’产生影响;同时,高温导致‘奥尼尔’和‘布里吉他’叶片气孔的空间分布变得更加规则。另外,高温处理导致高丛越橘品种叶片的净光合反应速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈先升高后降低的趋势,但其最大值随着品种的不同而发生变化。【结论】高温条件下高丛越橘通过调整气孔结构特征和优化气孔的空间分布格局来进一步提高气体交换效率。然而,气孔结构和功能进行调整和优化的能力在品种间存在较大的差异,最终导致了各品种叶片气体交换参数对高温响应的不同,特别是在抵抗极端高温方面表现得尤为突出。

CO_2浓度对大豆叶片气孔特征和气体交换参数的影响

利用可精准控制CO_2浓度的大型气候箱设置7个CO_2浓度处理(400、600、800、1000、1200、1400和1600μmol mol^(–1)),对大豆进行CO_2浓度富集的室内培养试验。结果表明,CO_2浓度升高显著减小大豆叶片近轴面的气孔密度和远/近轴面的气孔面积指数。当CO_2浓度为400μmol mol^(–1)时,远轴面气孔分布最规则,提高CO_2浓度导致远轴面气孔的不规则分布;与远轴面相反,CO_2浓度升高导致近轴面气孔的空间分布更加规则,即在较高CO_2浓度处理下的Lhat(d)最小值均低于对照组。不同叶面(远/近轴面)气孔特征对大气CO_2浓度变化的响应存在明显差异,但大豆可以通过调整气孔形态特征和气孔空间分布格局进一步改变叶片的气体交换参数。研究结果有助于从气孔特征响应的角度深入理解CO_2浓度对大豆叶片气体交换过程产生的影响。

水分和CO_2浓度对冬小麦气孔特征、气体交换参数和生物量的影响

利用可精准控制CO_2浓度([CO_2])的大型人工气候室,研究了水分亏缺和[CO_2]升高对冬小麦气孔特征、气体交换参数及生物量的影响。结果表明,水分亏缺导致冬小麦气孔开度减小和气孔空间分布的规则程度降低,提高[CO_2]能够减缓水分亏缺时气孔开度和气孔分布规则程度的下降幅度。与充分灌溉相比,不同水分亏缺条件下冬小麦的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著降低(P<0.05),[CO_2]仅可缓解轻度亏水对气体交换过程的影响,该缓解能力随水分亏缺程度的加剧而降低。水分亏缺降低冬小麦生物量,但[CO_2]升高对水分亏缺时生物量产生的影响不显著(P>0.05)。水分亏缺条件下,冬小麦通过调整气孔开度和气孔空间分布格局改变叶片的气体交换效率,[CO_2]升高对冬小麦产生的"施肥效应"受土壤水分条件的限制。

大气CO2倍增条件下冬小麦气体交换对高温干旱及复水过程的响应

探究大气CO2浓度倍增条件下冬小麦气体交换参数对高温干旱及复水过程的生理响应机制,有助于提高生态过程模型的模拟精度,更加准确地预测全球气候变化对农田生态系统初级生产力及其生态服务功能的影响。利用4个可精准控制CO2浓度和温度的大型人工气候室,研究了CO2浓度倍增条件下高温干旱及复水过程对冬小麦气孔特征和气体交换参数的影响。结果表明,CO2浓度倍增(E)导致冬小麦远轴面气孔密度增加、气孔宽度减小、气孔空间分布规则程度降低,但提高叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)。高温干旱(HD)使叶片气孔长度、密度、周长和面积减小,导致叶片气体交换参数均显著下降。然而,高CO2浓度及高温干旱(EHD)导致气体交换参数下降幅度相对较小,表明高CO2浓度对高温干旱具有一定的缓解作用。此外,干旱复水后,不同处理条件下冬小麦叶片气体交换参数均有所升高,但高温干旱下叶片的气体交换参数仍未能恢复到对照水平,暗示光合器官可能在高温干旱时遭到损伤和破坏。

不同氮素形态对蓝莓幼苗生长及光合参数的影响

利用营养液栽培,研究不同氮素形态处理对蓝莓主栽品种"蓝丰"幼苗生长及光合参数的影响。结果显示,随着硝态氮比例的增加和铵态氮比例的降低,植株的高度呈现出先增加后降低的趋势,当硝铵比为1∶1时植株的长势最好;同对照(即硝铵比为4∶1)相比,全铵态氮溶液(即不含硝态氮)培养下的叶片面积和周长分别增加了64.1%和30%;当硝铵比为1∶4时,叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均达到最大值,比对照溶液(硝铵比为4∶1)分别增加了17.56%、280.6%和315.2%;尽管向营养液中加入氨基酸可以促进苗木生长并同时增强其光合能力,但并没有高比例铵态氮处理条件下的效果好。本研究结果表明,在水培条件下,硝铵比为1∶4的硝铵态氮素配施可以增强蓝丰的光合能力,从而有利于其生长和发育。

缓释膜调酸改良土壤对蓝莓生长的影响

为了使土壤酸度和土壤营养能满足蓝莓正常生长的要求,本研究利用一种生态功能复合材料缓释膜(涂层纤维膜)包装稀硫酸和营养液,使其缓慢释放于土壤,探讨缓释膜对土壤的调酸改良效果及其对蓝莓生长的影响。试验设置7种处理和泥炭土栽培对照,对北高丛蓝莓进行一个生长季的试验。结果表明,通过使用缓释膜包装稀硫酸释放对降低土壤的pH值具有明显的效果,包装3%浓度H2SO4、6%浓度H2SO4调节的pH值均能满足盆栽蓝莓的生长需求,9%浓度的稀硫酸pH值下降略有偏低。使用缓释膜包装3种浓度稀H2SO4+营养液对蓝莓生长具有促进作用,与不加营养液处理相比,蓝莓苗木生长两个月后在地径和苗高方面具有生长优势且差异显著,与泥炭土对照差异不显著;光合速率反映出来的规律对此作出了验证。3种浓度缓释酸+营养液处理与泥炭土对照在叶绿素、脯氨酸、过氧化物酶等3个指标上差异不显著,与缓释酸处理差异显著。研究结果不仅有助于明确缓释膜对土壤的调酸改良作用及其对蓝莓生长的影响机理,还为蓝莓土壤改良方法提供理论支持。

水分和CO_(2)对玉米光合性能及水分利用率的影响

利用环境生长室探讨不同CO_(2)浓度和土壤水分亏缺处理下玉米植株生物量、气孔形态与分布特征、叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数等生长及生理指标的变化规律。以‘郑单958’玉米品种为试材,利用环境生长室设置2个CO_(2)浓度和4个土壤水分梯度对玉米进行CO_(2)浓度和水分处理。结果表明:1)不同程度土壤水分亏缺均显著降低玉米地上生物量(P<0.05),但CO_(2)浓度升高增加了轻度水分亏缺条件下玉米地上生物量(P<0.01)和总生物量(P<0.01)。2)大气CO_(2)浓度升高导致轻度和中度水分亏缺条件下玉米的净光合速率(Pn)分别提高15.8%(P<0.05)和25.7%(P=0.001),而CO_(2)浓度升高却降低了玉米叶片蒸腾速率(P<0.001)和气孔导度(P<0.001),最终导致玉米瞬时水分利用效率均显著提高(P<0.001)。3)不同水分处理对玉米叶片气孔密度和单个气孔形态特征均造成显著影响(P<0.01)。因此,大气CO_(2)浓度升高可以增加轻度水分亏缺条件下玉米叶片氮含量、叶片非结构性碳水化合物含量和光合电子传递速率,从而提高玉米植株的生物量累积以及叶片碳同化能力和水分利用效率。研究结果将为深入理解气候变化背景下玉米对大气CO_(2)浓度升高和土壤水分亏缺的生理生态响应机制提供科学依据。

不同光照条件对虎皮兰气孔特征及气体交换参数的影响

对虎皮兰(Sansevieria trifasciata Prain)进行不同遮阴处理(25%、50%、100%光照),研究不同光照条件对虎皮兰叶片气孔的结构特征、气孔空间分布格局、气体交换参数的影响。研究结果显示,随着光照度的减弱,气孔密度逐渐增加,在25%光照条件下的气孔密度显著高于100%光照。同时,25%光照时的气孔面积指数也显著高于50%、100%2个光照条件。而叶片气孔长度、气孔宽度、气孔周长、气孔面积、气孔形状指数在不同光照条件下的变化不显著。此外,不同光照处理间的净光合反应速率(P_n)差异不显著。随着光照度的减弱,叶片蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2浓度(C_i)先增加后减小,而气孔导度(G_s)没有发生变化。虎皮兰叶片气孔的空间分布格局随着光照的减弱逐渐变得不规则。说明尽管低光条件有利于增加虎皮兰叶片上气孔的个数和面积,但同时却在空间水平上使气孔分布不均匀,导致虎皮兰的A_n和G_s并未产生显著的变化。研究结果不仅有利于深入理解光照对虎皮兰气孔特征和气体交换参数之间关系的影响机理,并为栽培实践过程中虎皮兰最适光照条件提供理论依据。