贵州玉舍国家森林公园三种造林植物光合生理特征研究

该研究以贵州省玉舍国家森林公园三种造林植物水榆花楸(Sorbus alnifolia)、近轮叶木姜子(Litsea elongata var.subverticillata)、山杨(Populus davidiana)为对象,测定其光合作用日变化和叶绿素荧光、叶片碳酸酐酶活力以及叶绿素含量和稳定碳同位素组成,并测定了植物生长地土壤理化性质,综合分析了三种植物的喀斯特生态适生能力。结果表明:水榆花楸和山杨的净光合速率明显高于近轮叶木姜子,这与其较高的气孔导度和光化学效率有关;而山杨因具有较高碳酸酐酶活力和叶绿素含量,表现出较高的水分利用效率。水榆花楸和山杨的光合生产能力较高,且受光强和温度限制,可在光照较好的地区大范围种植,作为速生植物来加快经济收入并改造当地脆弱生境的优选植物;近轮叶木姜子作为中药型植物,且在低光强下能够保持最大生长能力,可在光照条件不好的地区优先种植,既增加植被覆盖率又增加经济收入。该研究结果为山地森林资源的保护和开发利用提供了科学依据。

贵州喀斯特森林三种植物对不同坡位环境的光合生理响应

该研究以贵州普定喀斯特森林中、下坡位生长的构树(Broussonetia papyrifera)、朴树(Celtis sinensis)和光滑悬钩子(Rubus tsangii)为材料,通过对碳酸酐酶(CA)活性、光合作用日变化、净光合速率对CO_2与光的响应曲线、叶绿素荧光特性以及稳定碳同位素组成等指标的测定,进而对比分析三种植物不同的光合生理响应特性。结果表明:构树光合作用过程的无机碳源既可来自大气中的CO_2,也可以在气孔部分闭合的情况下利用细胞内的HCO_3^-,下坡位的构树较高的CA活性使其利用HCO_3^-的效率会更高,并能在较低光强下具有较高的光能利用效率。这可能与下坡位的构树具有较高的CA活性有关,对下坡位具有更好的适应性。朴树光合无机碳的同化能力最低,且光合无机碳源较单一,主要利用大气CO_2,其较慢的生长速率使其对无机碳的需求最低,且能保持较稳定的无机碳同化速率。相对来说,中坡位的朴树具有相对较高的净光合速率和光能利用效率,对中坡位表现出较好的适应性。光滑悬钩子主要利用大气中的CO_2进行光合作用。中坡位的光滑悬钩子具有较强的光能利用效率,并表现出较高的净光合速率,光滑悬钩子对中坡位同样表现出较好的适应性。该研究结果为喀斯特生态脆弱区植被重建过程中树种的选择及合理配置提供了科学依据。

麻疯树和枫杨幼苗对5种模拟喀斯特逆境的光合生理响应

通过测定麻疯树和枫杨幼苗在5种模拟喀斯特逆境下的光合以及δ^(13) C值的变化,分析其光合响应特征。结果表明,第15天,麻疯树幼苗在偏碱性、干旱、低磷、高重碳酸盐和低营养下的净光合速率(P_n)分别为4.39、0.27、2.58、3.08和6.26μmol·m^(-2)·s^(-1),第25天则分别变为4.09、0.66、4.57、3.83和4.04μmol·m^(-2)·s^(-1);枫杨幼苗的P_n和水分利用效率均低于麻疯树,枫杨幼苗在第25天的P_n有所升高。干旱下枫杨幼苗的初始荧光(F_o)显著升高,光系统II原初光能转化效率(F_v/F_m)显著下降,与麻疯树幼苗相比,其光合结构受到更为严重的损害。第25天各逆境下麻疯树幼苗的δ^(13) C值与对照相比显得更为偏正,其对胞内HCO-3的利用能力较强。因此,在山坡缺水环境适宜种植麻疯树,而在沿溪涧河滩阴湿环境则适宜种植枫杨。

贵州山区3种木本植物无机碳利用特性的比较

以生长在喀斯特高原地区玉舍国家森林公园内的成熟银鹊树（Tapiscia sinensis）、白栎（Quercus fabri）和亮叶桦（Betula luminifera）为实验材料,通过对光合作用、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、羧化效率（CE）、呼吸速率（Resp）、碳酸酐酶活性（WA）以及稳定碳同位素组成（δ13 C）等指标的测定,分析3种植物不同的无机碳利用特性,为该区生态环境修复选择合适的建群植物种提供依据。结果显示：（1）银鹊树、白栎和亮叶桦分布都较为广泛,银鹊树生长的最佳土壤pH是4.5~5.5,而白栎更倾向于中性到弱酸性土壤,肥沃的酸性土壤则更有益亮叶桦生长;白栎和亮叶桦都能忍受干旱和贫瘠,但是银鹊树不能忍受干旱和高温。（2）银鹊树叶片的Pn、Tr和Gs显著大于白栎和亮叶桦,亮叶桦和白栎的Pn、Tr和Gs分别是银鹊树的69.5%、48.2%、66.7%和28.6%、21.7%、22.2%;亮叶桦叶绿素含量均为银鹊树和白栎的2倍,但3种植物间的WUE则无显著差异。（3）3个树种叶片净光合速率均随着CO2浓度升高呈持续上升的趋势,但它们之间的CO2补偿点和饱和点明显不同。其中,银鹊树和亮叶桦的CO2补偿点均低于50μmol·mol-1,而白栎的则在250~300μmol·mol-1之间;银鹊树的CO2饱和点在1 200μmol·mol-1左右,亮叶桦则在2 300μmol·mol-1左右,而白栎的CO2饱和点明显高于2 300μmol·mol-1。（4）3个树种的CE、Resp和WA均为银鹊树〉亮叶桦〉白栎;而δ13 C值则以银鹊树最低,亮叶桦和白栎较高。其中,白栎和亮叶桦的CE、Resp、WA分别为银鹊树的5.1%、25.7%、4.0%和45.3%、54.6%、6.8%,且树种间差异显著;白栎和亮叶桦的δ13 C值显著高于银鹊树。研究表明,银鹊树能够吸收大气中的CO2或者在高活性碳酸酐酶作用下转化利用细胞内的HCO3-,它拥有较高的CO2利用能力及无机碳同化效率,因而能够拥有较高的产能;亮叶桦只能获取大气中的CO2作为无机碳源,但它对CO2的利用能力也较高,其产能仅次于银鹊树;白栎同样只能获取大气中的CO2作为无机碳源,同时它对大气中CO2的捕获、利用能力均低于银鹊树和亮叶桦,因而白栎生长非常缓慢,造成其本身对无机碳的需求也最低,所以其产能最低。