大气co2浓度增加对植物的生理生态影响

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1、大气CO:浓度增加对植物的生理生态影响大气CO:浓度变化对植物生长的影响是非常明显的。CO:浓度增加会促进植物叶及叶面积较早并迅速地生长发育(俞满源，2003;康绍忠，1996)，增大叶面积指数(LAl)或单株叶面积，提高单位叶面积干重，增加叶的厚度、维管组织和输导组织的数量，以及栅栏层的数量(林金星等，1996)。水分胁迫下CO:浓度增加可改善和补偿环境胁迫对植物生长的不利影响(CentrittoM.，1999)。CO:浓度增加还可以提高茎长度、直径和木材密度，使管胞壁增厚，减小管胞腔直径。CO:浓度增加还能促进植物的根系生长，提高生根频率，增加根量和根长(stuianl等，19

2、93;王为民等，2000)，这种变化有利于植物在水分胁迫下吸收水分而保持水合作用。随着大气CO:浓度的增加，植物叶片的气孔密度会逐渐减少(欧志英等，2003;蒋高明等，1997)。气孔密度减少的一种直接的生理影响可能是导致气孔导度长期而不可逆的下降。因此，植物对C02浓度增加在长期的解剖构造上调整可能是通过改变气孔密度来刺激光合作用对C02的吸收，降低蒸腾失水，从而提高水分利用效率。同时，CO:浓度增加也会引起气孔部分关闭而导致气孔导度下降，从而降低蒸腾作用，减少水分丧失。研究表明，CO:浓度加增加加会导致植物蒸腾速率减少34%，水分利用效率提高30一60%(高素华，郭建平，200

3、4;张小全，2000;林舜华等，1997;王森等，2000;杨金艳，2004;田大伦等，2004)。可以说，提高水分利用效率是大气COZ浓度增加对植物生长最有利的影响之一。大气CO:浓度增加对植物生长的影响1.1.1.1大气COZ浓度增加对叶生长的影响大气C02浓度增加会促进植物叶及叶面积较早并迅速地生长发育，增大叶面积指数(LAI)或单株叶面积(陈平平，2002)，提高单位叶面积干重，增加叶的厚度、维管组织和输导组织的数量，以及栅栏层的数量。康绍忠(19%)在人工控制CO:条件下进行春小麦试验发现，CO:浓度增加1倍则春小麦叶面积增加17.6%，株高增加20.8%。林金星等(19

4、%)证明CO:浓度增加使大豆叶下表面覆盖大量星状角质蜡层，叶肉增加栅栏组织且叶片厚度增厚。osbomeC.P.(2000)等对地中海地区气候变暖下灌木植物研究发现，CO:浓度增加其叶面积指数增加7%，净原初产量增加25%。Morison和Gifford(1984)在研究16种农作物和园艺植物时发现，CO:浓度增加使所有植物(水稻和棉花除外)的叶面积平均增加了40%。Jones等(1984)观察到C02浓度增加使大豆的LAI提高30%。这种总叶面积的增大可能是叶或枝条总数量的增加，也可能是单个叶面积的增大所致，而这种单个叶面积的增大可能是细胞数量增多的结果，或是通过改变细胞壁特性提高

5、细胞伸长速率的结果。例如，在CO:浓度增加条件下3Od时植株鲜重、株高和单叶面积分别增加了292%、12.8%和2.39%(李永华，2005);高CO:浓度下生长的凤梨植株的株高、叶面积、鲜重和干重均高于对照，处理90d时分别为对照的120.19%、119.22%、177.91%和161.04%(王精明，2004)。由于CO:浓度增加可以使植物固定更多的COZ，因而为其叶肉组织提供了更多的建造材料，特别是更大的细胞膨压(平Pt)，使叶细胞在较长时期内有较高的伸长速率，提高了叶面积生长。人们发现CO:浓度增加不仅可以增大叶面积、LAI，也可以增加叶的厚度、维管组织和输导组织的数量，以

6、及栅栏层的数量。这种叶肉层的增加可以提高植物对光合活性辐射(队R)的吸收而提高净光合速率。但是，也有人发现美国白栋(Quercusalba)的叶面积对co:浓度增加并没有反应，甚至有人发现一种北极的常绿灌木(Ledumpalustre)、北美鹅掌揪(LiriodendrontutiP沙ra)和欧洲栗(Castaneasativa)的总叶面积减少了，认为可能是光抑制的结果。在所有情况下，CO:浓度增加可以提高单位叶面积干重，这可能是由于淀粉含量或额外细胞层增多的缘故。CO:浓度增加不仅影响叶的生长，同时也影响叶的发育(李吉跃，1997)。1.1.1.2大气CO:浓度增加对茎生长的影响

7、CO:浓度增加还可以提高茎长度、直径和木材密度，使管胞壁增厚，减小管胞腔直径。CO:浓度增加还能促进植物的根系生长，提高生根频率，增加根量和根长，这种变化有利于植物在水分胁迫下吸收水分而保持水合作用。有研究表明，CO:增加可以提高温带树种的木材体积，包括火炬松(Pinustaeda)的茎长度、辐射松(Pinusradiata)的茎直径和西黄松(PinusponderosaDougl.ex.laws)及辐射松的木材密度。在美国枫香(Liquidambars如rac沪ua