CO-,2-濃度升高對紅樺幼苗生理與生長的影響.pdf

1、大氣CO2濃度的增加已經(jīng)成為不可爭議的事實。預(yù)計本世紀(jì)末大氣CO2濃度將增加到約700μmol mol-1。森林年光合產(chǎn)量約占陸地生態(tài)系統(tǒng)年光合產(chǎn)量的70％。森林樹木是一個巨大的生物碳庫，約占全球陸地生物碳庫的85％。森林樹木對CO2的固定潛力是緩解由大氣CO2濃度升高引起的未來全球氣候變化問題的決定性因子之一。紅樺(Betula albosinensis Burk.)是川西亞高山采伐跡地自然或人工恢復(fù)的重要樹種。本研究以1a紅樺幼苗為

2、模式植物，采用人工模擬的方法，研究CO2濃度升高對不同種內(nèi)競爭強度(種群水平)下紅樺幼苗的生理特征、生長、干物質(zhì)積累及其分配的影響，探討在種內(nèi)競爭生長條件下紅樺幼苗的“光合適應(yīng)機理”與生長特征，為西南亞高山森林生產(chǎn)力對未來全球變化的預(yù)測提供重要參考。
　　 本研究的主要結(jié)果如下：
　　 1)在種內(nèi)競爭生長條件下紅樺幼苗經(jīng)過CO2濃度升高熏蒸4個月后，葉片出現(xiàn)“光合適應(yīng)”現(xiàn)象。與對照相比，低種植密度(28株m-2)和高種植

3、密度(84株m-2)條件下的紅樺幼苗凈光合速率(A)、氣孔導(dǎo)度(gs)、蒸騰速率(E)、表觀量子產(chǎn)量(AQY)和羧化速率(CE)顯著降低，而水分利用效率(WUE)則顯著提高。CO2濃度升高處理的紅樺幼苗葉片Rubisco活性、單位葉面積N濃度、葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素濃度都顯著降低。但CO2濃度對紅樺幼苗的葉綠素a與葉綠素b的比值沒有顯著影響。CO2濃度升高顯著增加紅樺幼苗單位葉面積的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(TNC)濃度，結(jié)果是紅樺幼

4、苗的比葉面積(SLA，cm2 g-1)顯著降低。
　　 2)與對照相比，CO2濃度升高處理的紅樺幼苗高、基徑、單葉面積和側(cè)枝的相對生長速率(R
　　 GR)顯著提高，尤其在試驗處理的早期。CO2濃度升高既增加單株紅樺幼苗總?cè)~片數(shù)量又增加單葉面積，結(jié)果是單株紅樺幼苗的總?cè)~面積比對照顯著增加。
　　 3)CO2濃度升高處理顯著增加紅樺幼苗干物質(zhì)積累(尤其是細根生物量)，改變了紅樺幼苗生物量的分配格局。與對照相比，CO

5、2濃度升高處理的紅樺幼苗葉重比(LWR)、葉面積比(LAR)、葉根重比(Wl/Wr)和源匯重比(leafweight to non-leafweight ratio，Wsource/Wsink)顯著下降(高種植密度的LWR除外)，而根冠比(R/S)則顯著增加。在兩種種植密度條件下，CO2濃度升高顯著增加紅樺幼苗根生物量的分配比率，顯著降低葉片的生物量分配比率，對主莖、側(cè)枝以及地上生物量的分配比率不變或約有下降。
　　 總之，長期

6、生長在CO2濃度升高條件下的紅樺幼苗光合能力下降，并伴隨Rubisco活性、葉N濃度、光合色素濃度的顯著降低以及TNC濃度的顯著增加。支持樹木光合速率下降與Rubisco活性、葉N濃度下降以及TNC濃度增加緊密相關(guān)的假設(shè)。CO2濃度升高處理紅樺幼苗的早期相對生長速率大大高于對照，而后期迅速下降，說明紅樺幼苗生物量的顯著增加主要歸功于CO2濃度升高的早期促進作用和葉面積的顯著增加。CO2濃度升高顯著增加紅樺幼苗根系生物量和根冠比，表明紅樺