不同土壤水分条件下油松幼苗光合作用的气孔和非气孔限制--试验和模拟结果(英文)

作     者：郭文霞 赵志江 郑娇 李俊清 Guo Wenxia;Zhao Zhijiang;Zheng Jiao;Li Junqing

作者机构：北京林业大学森林培育与保护省部共建教育部重点实验室北京100083 中国林学会北京100091 悉尼科技大学植物功能生物学和气候变化研究组新南威尔士2007 福建中咨工程咨询有限公司福州350003 

出 版 物：《林业科学》 (Scientia Silvae Sinicae)

年 卷 期：2017年第53卷第7期

页      面：18-36页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：Beijing to Build Key Discipline“Ecology”Project(20140801) High Level University Construction Project of China Scholarship Council(2012) 

主　　题：油松 叶片气体交换 气孔导度 气孔经验模型 气孔优化模型 

摘      要：【目的】了解不同土壤水分条件下油松幼苗叶片的气体交换特性及光合作用的气孔和非气孔限制,Ball-Berry模型、Leuning模型和Medlyn模型模拟的光合速率与气孔导度之间的关系,以及土壤水分含量和CO_2供需对气孔模型的影响。【方法】测定4种不同土壤水分条件8%(W_0)、12%(W_1)、16%(W_2)、20%(W3)下油松幼苗叶片的气体交换数据,并将实测数据与气孔模型的模拟数据进行对比。【结果】在4种土壤水分条件下都有明显的光合午休现象,中午净光合速率(A)和气孔导度(gs)都会下降;在中、低土壤水分条件下(W_0、W_1和W_2),中午净光合速率和气孔导度的下降还伴随着胞间CO_2浓度(Ci)的下降;然而,在高土壤水分条件(W3),中午净光合速率和气孔导度的下降却伴随着胞间CO_2浓度的升高;在W_0、W_1和W_2土壤水分条件下,气孔导度降幅比净光合速率大;相反,在W3土壤水分条件下,气孔导度降幅要比净光合速率小。在4个土壤水分条件下,净光合速率和气孔导度之间都具有高度相关性;在W_0、W_1和W_2土壤水分条件下,Ci和gs之间也具有负相关,Ci随着gs的下降而降低,但在W3水分条件下,A和gs之间具正相关;而Ci和gs之间的变化不规律。【结论】在W_0、W_1和W_2土壤水分条件下,光合午休是由气孔关闭主导,而不是由叶肉细胞光合能力的下降主导;与此相反,在W3土壤水分条件下,光合午休是由非气孔限制,即叶肉细胞的光合能力降低主导。3个气孔模型的模拟结果表明,无论是采用全天数据还是采用上午和下午的数据,在4个土壤水分条件下,Medlyn模型的模拟效果都是最好的,而Medlyn模型的模拟效果,在不同土壤水分条件下,以及上午和下午存在明显差异。这说明Medlyn模型可以通过引入能够反映土壤水分条件对气孔行为影响的函数来得到改善;对于具有光合午休现象的植物来说,运用气孔模型进行模拟时应该将上午和下午的数据分开,分别模拟。当气孔限制和非气孔限制同时存在时,应该分别模拟光合速率与气孔导度之间的关系,并且可以给模型引入一个函数来提高模型的模拟效果。