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不同生境对赤皮青冈光合特性的影响

张斌, 朱宁华, 曹基武

张斌, 朱宁华, 曹基武. 不同生境对赤皮青冈光合特性的影响[J]. 华南农业大学学报, 2017, 38(3): 70-78. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.2017.03.012
引用本文: 张斌, 朱宁华, 曹基武. 不同生境对赤皮青冈光合特性的影响[J]. 华南农业大学学报, 2017, 38(3): 70-78. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.2017.03.012
ZHANG Bin, ZHU Ninghua, CAO Jiwu. Effects of habitats on photosynthesis characteristics of Cyclobalanopsis gilva[J]. Journal of South China Agricultural University, 2017, 38(3): 70-78. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.2017.03.012
Citation: ZHANG Bin, ZHU Ninghua, CAO Jiwu. Effects of habitats on photosynthesis characteristics of Cyclobalanopsis gilva[J]. Journal of South China Agricultural University, 2017, 38(3): 70-78. DOI: 10.7671/j.issn.1001-411X.2017.03.012

不同生境对赤皮青冈光合特性的影响

基金项目: 

国家科技支撑项目 2012BAD21B03

详细信息
    作者简介:

    张斌(1980—), 男, 讲师, 博士研究生, E-mail: zhangbin@csuft.edu.cn

  • 中图分类号: Q945.11

Effects of habitats on photosynthesis characteristics of Cyclobalanopsis gilva

  • 摘要:
    目的 

    分析赤皮青冈Cyclobalanopsis gilva的光合作用对不同生境条件的适应特征, 为赤皮青冈的良种选育和科学栽培提供理论和数据支撑。

    方法 

    以3种不同生境条件下的赤皮青冈天然居群为研究对象, 用LI-6400便携式光合仪测定天然状态下赤皮青冈的光合生理指标日变化, 并得出其光响应曲线的变化规律。

    结果 

    不同生境条件下, 赤皮青冈的净光合速率与蒸腾速率变化趋势基本一致, 都在10:00和14:00出现峰值, 13:00出现谷值; 叶片温度、光合有效辐射、气孔导度与光合速率日变化均有很强的正相关关系。光响应曲线表明:赤皮青冈利用光能的能力受不同生境条件的影响(山间平地>山地阳坡>山地阴坡), 3种生境条件下的光补偿点(Lcp)都比较低, 山地阴坡条件下Lcp最低(2.257 mol·m-2·s-1), 山间平地和山地阳坡条件下Lcp较接近(51 mol·m-2·s-1左右); 光饱和点(Lsp)表现为山间平地>山地阳坡>山地阴坡。

    结论 

    3种生境下的赤皮青冈均具有较强的环境适应能力, 赤皮青冈适应了山间平地和山地阳坡生境下光照时间长、强度大的特点, 具有较强的光合能力和强光利用能力; 而山地阴坡生境下的赤皮青冈提高了弱光利用能力。对不同生境条件的长期适应是赤皮青冈的光合能力产生差异的主要原因。

    Abstract:
    Objective 

    To analyze the photosynthetic adaptations of Cyclobalanopsis gilva to different habitats, and provide theoretical and data supports for scientific breeding and cultivation.

    Method 

    Three natural populations of C. gilva in different habitats were studied. Diurnal changes in photosynthetic parameters of C. gilva under natural condition were measured using LI-6400 portable photosynthesis system. The light response curves were obtained.

    Result 

    Under different habitats, net photosynthetic rate(Pn) and transpiration rate(Tr) of C. gilva had similar changing patterns, both reached peak at 10:00 and 14:00, and were lowest at 13:00. Leaf temperature (θL), photosynthetically active radiation(PAR), and stomatal conductance(Gs) were all strongly positively correlated with Pn. The ability of using light for C. gilva was influenced by habitat as shown by the light response curves; C. gilva grown on flat between mountains had the best ability of using light, followed by C. gilva grown on southern slope of mountain, and then northern slope of mountain. Light compensation points (Lcp) were low in all three habitats. Lcp was the lowest (2.257 mol·m-2·s-1) for C. gilva grown on northern slope of mountain, and around 51 mol·m-2·s-1 for C. gilva grown on flat between mountains and southern slope of mountain. Light saturation point (Lsp) was the highest for C. gilva grown on flat between mountains, followed by C. gilva grown on southern slope of mountain, and then northern slope of mountain.

    Conclusion 

    C. gilva had strong adaptability to all three habitats. C. gilva grown on flat between mountains and southern slope of mountain have adapted to longer light duration and higher light intensity, and have strong photosynthetic capacity and ability of using hight light intensity. C. gilva grown on southern slope of mountain have the ability of using weak light intensity. Long adaptation to different habitats was the main cause of photosynthetic capacity differences of C. gilva.

  • 图  1   不同生境下赤皮青冈净光合速率(Pn)日变化和日均值

    图B中, 柱子上方凡有一个相同小写字母者,表示不同生境间在0.05水平差异不显著(LSD法)。

    Figure  1.   Daily changes and average values of net photosynthetic rates (Pn) of Cyclobalanopsis gilva in different habitats

    图  2   不同生境下赤皮青冈蒸腾速率(Tr)日变化和日均值

    图B中, 柱子上方凡有一个相同小写字母者,表示不同生境间在0.05水平差异不显著(LSD法)。

    Figure  2.   Daily changes and average values of transpiration rates (Tr) of Cyclobalanopsis gilva in different habitats

    图  3   不同生境下赤皮青冈气孔导度(Gs)日变化和日均值

    图B中, 柱子上方凡有一个相同小写字母者,表示不同生境间在0.05水平差异不显著(LSD法)。

    Figure  3.   Daily changes and average values of stomatal conductances (Gs) of Cyclobalanopsis gilva in different habitats

    图  4   不同生境下赤皮青冈叶片温度(θL)日变化和日均值

    图B中, 柱子上方凡有一个相同小写字母者,表示不同生境间在0.05水平差异不显著(LSD法)。

    Figure  4.   Daily changes and average values of leaf temperatures (θL) of Cyclobalanopsis gilva in different habitats

    图  5   不同生境下赤皮青冈胞间二氧化碳浓度(Ci)日变化和日均值

    图B中, 柱子上方凡有一个相同小写字母者,表示不同生境间在0.05水平差异不显著(LSD法)。

    Figure  5.   Daily changes and average values of intercellular CO2 concentrations (Ci) of Cyclobalanopsis gilva in different habitats

    图  6   不同生境下赤皮青冈气孔限制值(Ls)日变化和日均值

    图B中, 柱子上方凡有一个相同小写字母者,表示不同生境间在0.05水平差异不显著(LSD法)。

    Figure  6.   Daily changes and average values of stomatal limitation values (Ls) of Cyclobalanopsis gilva in different habitats

    图  7   不同生境下赤皮青冈瞬时羧化效率(Ce)日变化和日均值

    图B中, 柱子上方凡有一个相同小写字母者,表示不同生境间在0.05水平差异不显著(LSD法)。

    Figure  7.   Daily changes and average values of carboxylation efficiencies (Ce) of Cyclobalanopsis gilva in different habitats

    图  8   不同生境下赤皮青冈光能利用效率(SUE)日变化和日均值

    图B中, 柱子上方凡有一个相同小写字母者,表示不同生境间在0.05水平差异不显著(LSD法)。

    Figure  8.   Daily changes and average values of solar energy use efficiencies (SUE) of Cyclobalanopsis gilva in different habitats

    图  9   不同生境下赤皮青冈水分利用效率(WUE)日变化和日均值

    图B中, 柱子上方凡有一个相同小写字母者,表示不同生境间在0.05水平差异不显著(LSD法)。

    Figure  9.   Daily changes and average values of water use efficiencies (WUE) of Cyclobalanopsis gilva in different habitats

    图  10   不同生境条件下赤皮青冈的光响应曲线

    Figure  10.   Light response curves of Cyclobalanopsis gilva in different habitats

    表  1   试验地生境特征

    Table  1   Characteristics of different habitats in experiment

    生境 树龄/年 海拔/m 坡向 坡度/(°) 坡位 土层厚/cm 林下主要灌木1)
    山间平地 45~50 493 0 >120 檵木, 冬青, 构树
    山地阳坡 42~46 610 阳坡南 21 80~100 冬青, 杜鹃, 山茶
    山地阴坡 42~45 572 阴坡北 25 80~100 杜鹃, 三尖杉, 山矾, 木姜子
    1) 檵木Loropetalum chinense, 冬青Ilex chinensis, 构树Broussonetia papyrifera, 杜鹃Rhododendron simsii, 山茶Camellia japonica, 三尖杉Cephalotaxus fortunei, 山矾Symplocos sumuntia, 木姜子Litsea pungens
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    表  2   不同生境下赤皮青冈光合指标与净光合速率相关系数1)

    Table  2   Correlation coefficients of photosynthetic indexes and net photosynthetic rates (Pn) of Cyclobalanopsis gilva in different habitats

    参数 山间平地 山地阳坡 山地阴坡
    光合有效辐射(PAR) 0.680* 0.798** 0.729*
    蒸腾速率(Tr) 0.191 0.152 0.402
    气孔导度(Gs) 0.631* 0.845** 0.634*
    叶片温度(θL 0.793** 0.822** 0.861**
    胞间CO2浓度(Ci) -0.469 -0.231 -0.219
    气孔限制值(Ls) 0.455 0.209 0.198
    瞬时羧化效率(Ce) 0.329 0.106 0.393
    1)*和**分别表示0.05和0.01水平显著相关(Pearson法)。
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    表  3   不同生境下赤皮青冈的光响应曲线特征参数1)

    Table  3   Parameters of light response curves of Cyclobalanopsis gilva in different habitats

    生境 光补偿点(Lcp)/(μmol·m-2·s-1 光饱和点(Lsp)/(μmol·m-2·s-1 最大净光合速率(Pnmax)/(μmol·m-2·s-1 表观量子效率(AQY) 呼吸速率(RD)/(μmol·mol-1
    山间平地 51.400a 462.859a 10.664a 0.145a 6.621a
    山地阳坡 51.100a 375.106b 9.445a 0.009c 4.024b
    山地阴坡 2.257b 216.367c 5.822b 0.082b 0.179c
    1)同列数据后凡是有一个相同小写字母者,表示不同生境间在0.05水平差异不显著(LSD法)。
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  • [1] 郑元, 唐军荣, 王连春, 等.干热河谷牛角瓜苗期光合生理特性的种源间差异[J].浙江农林大学学报, 2016, 33(3): 440-448. doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.2016.03.010
    [2] 杜旭华, 丁兴萃, 陈岩, 等.不同纬度引种地马来甜龙竹(Dendrocalamus asper)光合特性的比较[J].南京林业大学学报(自然科学版), 2012, 36(6): 53-57.
    [3] 刘嘉君, 王志刚, 阎爱华, 等. 12种彩叶树种光合特性及固碳释氧功能[J].东北林业大学学报, 2011, 39 (9): 23-25. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DBLY201109009.htm
    [4] 管铭, 金则新, 李月灵, 等.千岛湖次生林优势种植物光合生理生态特性[J].生态学报, 2015, 35(7):2057-2066. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-STXB201507004.htm
    [5] 谭晓红, 王爽, 马履一, 等.豫西刺槐能源林培育的光合生理生态理论基础[J].生态学报, 2010, 30(11): 2940-2948. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-STXB201011017.htm
    [6] 许怡玲, 遇文婧, 宋小双, 等. 6种玉簪耐阴性分析[J].东北林业大学学报, 2012, 40(11): 31-34. doi: 10.3969/j.issn.1000-5382.2012.11.008
    [7] 王旭军, 吴际友, 廖德志, 等.长沙市8种常见绿化树种的耐阴性[J].东北林业大学学报, 2010, 38(3): 14-16. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DBLY201003005.htm
    [8] 蒋冬月, 钱永强, 费英杰, 等.柳属植物光合-光响应曲线模型拟合[J].核农学报, 2015, 29(1): 169-177. doi: 10.11869/j.issn.100-8551.2015.01.0169
    [9] 韩刚, 赵忠.不同土壤水分下4种沙生灌木的光合光响应特性[J].生态学报, 2010, 30(15): 4019-4026. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-STXB201015008.htm
    [10] 洪伟, 杨细明, 林勇明, 等.不同光合光响应模型在雷公藤研究中的应用[J].福建农林大学学报(自然科学版), 2012, 41(1): 29-33. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FJND201201005.htm
    [11] 祁承经, 林亲众.湖南树木志[M].长沙:湖南科学技术出版社, 2000:376.
    [12] 吴小林, 张东北, 楚秀丽, 等.赤皮青冈容器苗不同基质配比和缓释肥施用量的生长效应[J].林业科学研究, 2014, 27(6): 794-800. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LYKX201406014.htm
    [13] 赵嫦妮, 徐德禄, 李志辉.配方施肥对赤皮青冈容器苗生长的影响[J].中南林业科技大学学报, 2013, 33(5): 22-25. http://zkxb.csuft.edu.cn/oa/DArticle.aspx?type=view&id=201305005
    [14] 吴丽君, 李志辉, 杨模华, 等.赤皮青冈幼苗叶片解剖结构对干旱胁迫的响应[J].应用生态学报, 2015, 26(12): 3619-3626. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYSB201512007.htm
    [15] 朱品红, 李志辉, 杨模华, 等.赤皮青冈ISSR-PCR反应体系的建立与优化[J].中南林业科技大学学报, 2014, 34(6): 61-65. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNLB201406012.htm
    [16] 吴丽君, 李志辉, 赵嫦妮.赤皮青冈光合作用的日变化研究[J].江西林业科技, 2011, 39(5): 1-3. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JXLI201105001.htm
    [17] 吴丽君, 李志辉, 邹峰.水分胁迫对珍贵树种赤皮青冈幼苗生理特性的影响[J].中南林业科技大学学报, 2012, 32(7): 10-13. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZNLB201207003.htm
    [18] 李金华, 赵嫦妮, 徐德禄, 等.浙江宁波赤皮青冈不同家系幼苗光合特性差异分析[J].中国农学通报, 2013, 29(22):6-9. doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.2013-0725
    [19] 王明怀, 许秀玉, 魏龙, 等.木麻黄无性系光响应特性研究[J].华南农业大学学报, 2011, 32(2):76-79. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HNNB201102019.htm
    [20]

    FARQUHAR G D, SHARKEY T D. Stomatal conductance and photosynthesis[J]. Plant Biol, 1982, 33(33):317-345. http://www.doc88.com/p-481421724869.html

    [21]

    HERRERA A, TEZARA W, MARíN O, et al. Stomatal and non-stomatal limitations of photosynthesis in trees of a tropical seasonally flooded fores[J]. Physiol Plant, 2008, 134(1):41-48. doi: 10.1111/ppl.2008.134.issue-1

    [22] 薛雪, 李娟娟, 郑云峰, 等. 5个常绿园林树种的夏季光合蒸腾特性[J].林业科学, 2015, 51(9):150-155. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LYKE201509019.htm
    [23] 胡启鹏, 孙玲玲, 郭志华, 等.常绿阔叶林中几个不同功能组树种叶形态、光合及光诱导对不同光环境的响应[J].华南农业大学学报, 2013, 34(2):207-212. doi: 10.7671/j.issn.1001-411X.2013.02.016
    [24] 全先奎, 王传宽.兴安落叶松对环境变化的物候驯化和光合能力适应[J].生态学报, 2015, 35(13):4538-4546. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-STXB201513031.htm
    [25] 周祥斌, 周玮, 邓丽婷, 等. 14个香椿种源光合特性的比较研究[J].华南农业大学学报, 2016, 37(4):51-56. doi: 10.7671/j.issn.1001-411X.2016.04.009
    [26] 段爱国, 张建国, 何彩云, 等.干热河谷主要造林树种气体交换特性的坡位效应[J].生态学报, 2013, 33(12): 3630-3638. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-STXB201312009.htm
    [27]

    JI D H, MAO Q Z, WATANABE Y, et al. Effect of nitrogen loading on the growth and photosynthetic responses of Japanese larch seedlings grown under different light regimes[J]. J Agric Meteorol, 2015, 71(3):232-238. doi: 10.2480/agrmet.D-14-00027

    [28] 赵秀莲, 夏新莉, 尹伟伦, 等.不同苗龄沙地柏抗旱生理特性比较研究[J].西北植物学报, 2013, 33(12): 2513-2520. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DNYX201312023.htm
    [29] 李泽, 谭晓风, 卢锟, 等.供镁水平对油桐幼苗生长及光合特性的影响[J].生态学杂志, 2015, 34(9): 2440-2447. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-STXZ201509008.htm
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-20
  • 网络出版日期:  2023-05-17
  • 刊出日期:  2017-05-09

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    CAO Jiwu

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