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北方针叶树CO2的刺激和响应机制随光强而变化

CO2 stimulation and response mechanisms vary with light supply in boreal conifers

摘要黑云杉(Piceamariana[Mill.]B.S.P.)和白云杉(Piceaglauca[Moench]Voss.)是同属物种,两者都是适度耐阴,并且在北美北方针叶林中广泛分布.为了了解光照对CO2浓度升高的生理生态反应的影响,在三种光照条件下(温室中光照设置为100％、50％和30％)将一年生的两种幼苗暴露在360和720μmolmol-1浓度的CO2环境中,测定了其中后期叶面气体交换量.研究结果表明,CO2的浓度升高提高了净光合速率(Pn)和光合水分利用效率,但降低了气孔导度和蒸腾作用.CO2对光合作用的刺激在50％光照下最大,在100％光照下最小.光合作用、最大羧化速率(Vcmax)和光饱和电子传递速率(Jmax)均随光照强度的降低而降低.升高的CO2在所有光照处理中显著降低了Vemax,在生长季节中期,两种云杉的Vcmax均显著降低,但在生长季节后期,当光照达到30％时,这一影响变得不明显,而且黑云杉的响应大于白云杉.CO2浓度升高也降低了白云杉的Jmax,但在生长季后期30％光照时,这种影响变得不显著.但CO2浓度升高对黑云杉的影响随时间而变化.在所有光照处理中,CO2浓度升高降低了黑云杉生长中期的Jmax,且在生长后期30％光照时影响不显著,但在100％和50％光照时,Jmax升高.这些研究结果表明,两个树种植物都受益于CO2浓度的升高,但它们的响应机制随着光照的增加而变化:即在100％和50％光照下,它们的响应主要是生理上的,而在30％光照下,它们的响应主要是形态上的.

作者 Qing-Lai Dang ^[1] Jacob Marfo ^[1] Fengguo Du ^[2] Rongzhou Man ^[3] Sahari Inoue ^[1] 学术成果认领

作者单位 Faculty of Natural Resources Management,Lakehead University,ON P7B 5E1,Canada ^[1] Forestry College,Beihua University,Jilin 132013,China ^[2] Ontario Ministry of Natural Resources and Forestry,Ontario Forest Research Institute,ON P6A 2E5,Canada ^[3]