土壤水分和氮素的交互作用对油松幼苗光合和生长的影响（英文）

【目的】了解土壤水分亏缺和氮沉降对油松生长和光合特性的影响,为造林和再造林树种选择提供依据。【方法】选取2年生油松幼苗,按照嵌套设计,设置4个土壤水分梯度(W1、W2、W3、W4)和4个施氮水平(N1、N2、N3、N4),调查土壤水分和施氮的交互作用对油松幼苗生长和光合特性的影响。【结果】土壤水分充足条件下(W3和W4),施氮能够显著促进油松幼苗的生长和生物量积累,但在水分亏缺条件下(W1和W2)却会加剧缺水,对幼苗生长产生负面影响;土壤水分充足条件下,施氮能够提高油松幼苗的光合能力,但在水分亏缺状态下却会降低幼苗的光合能力,这与光系统Ⅱ的实际量子效率和光化学猝灭系数的变化规律一致;W3N2处理对提高油松幼苗生长、生物量积累和光合作用能力最有利。【结论】在我国中部和东北部湿润地区,氮沉降对油松的光合作用和干物质生产是有利的,而在西北干旱半干旱地区氮沉降却是有害的,因此,在西北干旱半干旱地区实施生态恢复或水土保持工程时应该谨慎选择树种,尽量不再使用油松。

不同土壤水分条件下油松幼苗光合作用的气孔和非气孔限制--试验和模拟结果(英文)

【目的】了解不同土壤水分条件下油松幼苗叶片的气体交换特性及光合作用的气孔和非气孔限制,Ball-Berry模型、Leuning模型和Medlyn模型模拟的光合速率与气孔导度之间的关系,以及土壤水分含量和CO_2供需对气孔模型的影响。【方法】测定4种不同土壤水分条件8%(W_0)、12%(W_1)、16%(W_2)、20%(W3)下油松幼苗叶片的气体交换数据,并将实测数据与气孔模型的模拟数据进行对比。【结果】在4种土壤水分条件下都有明显的光合午休现象,中午净光合速率(A)和气孔导度(gs)都会下降;在中、低土壤水分条件下(W_0、W_1和W_2),中午净光合速率和气孔导度的下降还伴随着胞间CO_2浓度(Ci)的下降;然而,在高土壤水分条件(W3),中午净光合速率和气孔导度的下降却伴随着胞间CO_2浓度的升高;在W_0、W_1和W_2土壤水分条件下,气孔导度降幅比净光合速率大;相反,在W3土壤水分条件下,气孔导度降幅要比净光合速率小。在4个土壤水分条件下,净光合速率和气孔导度之间都具有高度相关性;在W_0、W_1和W_2土壤水分条件下,Ci和gs之间也具有负相关,Ci随着gs的下降而降低,但在W3水分条件下,A和gs之间具正相关;而Ci和gs之间的变化不规律。【结论】在W_0、W_1和W_2土壤水分条件下,光合午休是由气孔关闭主导,而不是由叶肉细胞光合能力的下降主导;与此相反,在W3土壤水分条件下,光合午休是由非气孔限制,即叶肉细胞的光合能力降低主导。3个气孔模型的模拟结果表明,无论是采用全天数据还是采用上午和下午的数据,在4个土壤水分条件下,Medlyn模型的模拟效果都是最好的,而Medlyn模型的模拟效果,在不同土壤水分条件下,以及上午和下午存在明显差异。这说明Medlyn模型可以通过引入能够反映土壤水分条件对气孔行为影响的函数来得到改善;对于具有光合午休现象的植物来说,运用气孔模型进行模拟时应该将上午和下午的数据分开,分别模拟。当气孔限制和非气孔限制同时存在时,应该分别模拟光合速率与气孔导度之间的关系,并且可以给模型引入一个函数来提高模型的模拟效果。