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北京主要造林树种光合特性研究
北京主要造林树种光合特性研究
摘要:造林树种的光合特性及其与环境因子的关系,是比较不同树种生产力大小的重要前提。本文对油松、侧柏光合规律进行了研究和比较,以期为北京主要造林树种的选择、栽植管理提供科学依据和指导。
关键词:造林树种 净光合速率 油松 侧柏
造林树种的光合特性及其与环境因子的关系,是比较不同树种生产力大小的重要前提。大量研究表明,不同造林树种的净光合速率受光强、土壤含水量等因素的影响较大,然而光合作用是一个复杂的生理过程,受到树种、环境、时间、空间等多种因素的控制,难以准确、定量的得到结果。为了研究不同造林树种的净光合速率,本人对油松、侧柏光合规律进行了研究,以期为北京主要造林树种的选择、栽植管理提供科学依据。
一、不同树种生长季内净光合速率的变化规律
1.1油松净光合速率的变化规律
经试验数据可知油松的光合日变化呈“单峰形”曲线。净光合速率表现为早晚时较低,白天较高。夏季油松的净光合速率较高,油松叶片的净光合速率在上午9:00-12:00左右达到最高值,随后逐渐下降。春季,油松叶片的净光合速率较低。九月份,油松净光合速率的最大值达到了5.693μmol·m-2·s-1,是四月份最大净光合速率(1.321μmol·m-2·s-1)的4.3倍。这一结果与翟洪波(2004)等人的研究结果是一致的。春季四月份,早上6:00油松的净光合速率较小,仅为0.103μmol·m-2·s-1。到中午12:00油松的净光合速率达到峰值(1.806μmol·m-2·s-1),随后逐渐下降,到晚上18:00,油松的净光合速率仅为0.301μmol·m-2·s-1。春季四月份,油松净光合速率的日平均值为0.926μmol·m-2·s-1。夏季六月份,油松的净光合速率由早晨6:00的0.326μmol·m-2·s-1逐渐上升至中午12:00的3.211μmol·m-2·s-1,达到峰值,随后逐渐下降,到晚上18:00油松的净光合速率为1.022μmol·m-2·s-1。夏季六月份,油松的净光合速率日平均值为2.076μmol·m-2·s-1。秋季九月份,早晨6:00油松的净光合速率为0.402μmol·m-2·s-1,中午11:00油松的净光合速率达到峰值5.693μmol·m-2·s-1,随后逐渐下降,至晚上18:00油松的净光合速率仅为0.156μmol·m-2·s-1。秋季九月份,油松的净光合速率日平均值为2.375μmol·m-2·s-1。六月份至九月份,油松的净光合速率较高,说明这一时间段油松处于快速生长期,CO2同化能力较强。
1.2侧柏净光合速率的变化规律
经研究可知侧柏的光合日变化呈“双峰形”曲线,侧柏叶片的净光合速率在上午10:00-12:00左右达到最高值,随后逐渐下降,到14:00左右达到最低值,然后逐渐上升,至下午16:00左右到达另一个峰值。造成侧柏“午休现象”的主要原因是,由于午间气温高,光照强,叶片光合能力降低的等原因,造成Cond急速下降,气孔开度减少,进入叶肉细胞的CO2减少,诱导植物午间净光合速率下降,即“午休”。在不同的生长月份,侧柏的净光合速率同样相差较大。九月份,侧柏的最大净光合速率达到5.977μmol·m-2·s-1,是四月份最大净光合速率(2.214μmol·m-2·s-1)的2.7倍。侧柏“午休现象”的主要原因有两个方面:一方面是气孔因素,由于气孔导度降低引起的CO2供应不足;另一方面是由于非气孔限制因素,光合放氧速度的降低、电子传递能力降低等。根据Farquer等人(1984)的观点,只有净光合速率与胞间CO2浓度变化方向相同,才能够表明气孔限制因素是造成净光合速率下降的主要原因。而在本次试验中,净光合速率与胞间CO2浓度的变化方向并不一致。因此,作者认为,造成鹫峰森林公园侧柏“午休现象”的主要原因是非气孔因素,如叶肉细胞同化能力降低所造成的。春季四月份,早上6:00侧柏的净光合速率较小,仅为0.685μmol·m-2·s-1。到上午10:00侧柏的净光合速率达到第一个峰值(2.124μmol·m-2·s-1),随后逐渐下降,直至下午14:00开始上升,到下午16:00侧柏的净光合速率到达另一个峰值(2.214μmol·m-2·s-1),然后再次下降,至晚上18:00侧柏的净光合速率仅为0.623μmol·m-2·s-1。春季四月份,侧柏净光合速率的日平均值为1.431μmol·m-2·s-1。夏季六月份,侧柏的净光合速率由早晨6:00的2.324μmol·m-2·s-1逐渐上升至中午13:00的μmol·m-2·s-1,达到峰值,随后逐渐下降,到晚上18:00侧柏的净光合速率为1.024μmol·m-2·s-1。夏季六月份,侧柏净光合速率的日平均值为3.107μmol·m-2·s
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