松嫩平原贝加尔针茅的资源利用对策及其对co2浓度倍增的生理响应

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1、第48分会场学术沙龙——以科学发展观推动科技的创新639松嫩平原贝加尔针茅的资源利用对策及其对c02浓度倍增的生理响应王立杨允菲孙伟王德利东北师范大学草地研究所，植被生态科学教育部重点实验室，长春，130024摘要贝加尔针茅营养分株叶片的资源利用效率高于生殖分株。生殖分株不同叶位叶片的资源利用能力垂直变化明显：旗叶光舍能力强。光饱和点高．阳生叶特征；旗叶背面水分利用效率明显高于表面；基叶表观量子效率高，呼吸旺盛而光补偿点高，具阴生叶和老叶双重特征。oa浓度倍增。不同功能叶在光合能力和光能利用范围两方面受到促进。旗叶水分利用效率升高源于蒸腾减弱i生殖分株基叶和营养分株叶片水分利用效率升高源

2、于光合加强。关键词植物生理生态学贝加尔针茅叶构件C02浓度倍增高等植物对于环境的适应表现在个体和构件两个水平。组成植株个体的构件为了最大限度地截获和利用资源，在空间格局上表现出特定的建筑学结构，在生理过程中表现出不同的资源获取、利用和分配的效率及方式，完成特定的功能，并最终实现个体的适应。植被对全球变化的响应体现在由微观到宏观的构件、个体、群落到生态系统水平等各个尺度和层次上，其中构件是植物接受环境压力和自然选择的基本单位，是大尺度研究的基础，隐含着重要的微观生物学机制。已有研究结果表明，同种植物的不同构件因其功能类型、发育阶段、空间位置和微环境条件的不同而可能具有不同的解剖结构、外貌特

3、征和生理特性，从而具有不同的资源利用效率和模式。并且对环境条件变化的响应存在差异。这种差异是植物适应和竞争对策的重要组成部分，影响到个体的生存和种群的发展，最终决定植被的组成和演替。贝加尔针茅是欧亚大陆温带草甸草原的地带性植被，群落结构简单，对环境变化敏感，目前退化极其严重，同时干旱化趋势明显。从不同功能和叶位叶片的构件水平分析贝加尔针茅对光、水资源利用的特征及其对C02浓度倍增的响应，将有助于我们更为准确、细致和全面地了解并揭示中国东北松嫩平原典型植被的生产特性、生存策略、适应过程以及对全球变化的响应机制和演替趣势。一、研究方法(一)研究地概况本项研究在松嫩平原东北师范大学草地生态系统

4、研究站(44。30’～44。45’N；123’31’～124’10’E)内进行。该地区属温带半湿润的大陆季风性气候，年均温491C，年温差大，达39．6"C，≥10℃积温在2546～3374℃之间变动，年降雨量350～450mm之间．多集中在6--9月份，占全年降雨量的86％，年蒸发量达1600mm，年日照平均值为2882h，属草甸草原。土壤类型为沙质淡黑钙土。640毗科学发展观促进科技创新(中)(二)研究方法1．生理指标的测定试验选择在贝加尔针茅的抽穗期进行，利用美国LI—COR公司生产的LI一6400便携式光合仪的红蓝光源控制系统和C02控制系统分别对贝加尔针茅生殖分拣的旗叶表面(R

5、TFF)、旗叶背面(RTFB)和基部叶片(RTL)进行不同梯度光照强度和CO：浓度的模拟控制实验。C02浓度范围为350～1400(／zmol／m01)，其中以cq浓度为350(ttmol／m01)代表目前自然状态下的大气组成；模拟光辐射强度(PAR)为02000p．mol／(m2·s)，每次控制条件改变后，最少稳定60s，测量结果总变异率小于1％时、由仪器自动记录读数。受试叶片活株不离体、健康并完全伸展，3株重复。净光合速率(P，)对PAR的响应曲线依据Bassman和Zwier的方法进行拟合。P。=P一[1一CoEXP(一aPAR胪一](1)其中，P。。为最大净光合速率(P一)；n为

6、曲线的初始斜率，生物学意义是植物的表观光量子效率(AQY)。光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)分别由P。为0pmog(m2·S)时和P。达到最大净光合能力的99％时拟合曲线所对应的PAR求得。暗呼吸速率(R。)为PAR为0Ftmol／(m2·s)时植物释放CO：的速率。水分利用效率(wuE)由净光合速率与蒸腾速率(E)的比值求得：WUE=P。／E(2)2．生长及微环境指标的测定贝加尔针茅匀质种群中随机选取50株生殖分株分别测量旗叶和基部叶片的基点高度。自清晨7：00开始自午后19：00．每2h测量一次不同叶片的微环境指标，14株重复。取一天内的平均值做方差比较环境条件的异质性。同步利

7、用LI—COR公司生产的LAI一2000植物冠层分析仪，测定受试植物种群的叶面积指数(LAI)。二、结果与分析(一)不同叶片的资源利用特征1．光资源利用特征贝加尔针茅生殖分株稀疏高大，旗叶明显位于上层(height=6604±1001cm，”=50)，受光条件良好【PAR2859±23tlmol／(m2。s)．”=14)，大气相对湿润(RH=40．06±0．26％，”=14)；基部叶片密集(height21752±4．27cm，"=