第 2 2卷 第 1期

    2 0 0 2年 3月

    西 南 林 学 院 学 报

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    V o 1.2 2 No .1

    Ma r .2 O O 2

    栓皮栎对 C O 2 增长 的生理生态 响应

    谢会成 ， 姜志林

    ( 南 京林业大学 资源与环境 学院 ， 江苏 南京 . 2 1 0 0 3 7 )

    摘要 ： 通过对 5 0年 生栓皮栎天然次生林叶片的活体测 定， 研 究 了 C O 浓度 增长对栓 皮栎林光

    合生理生态特性的影响. 结果如下： c 0 2 浓度为8 0 0 t o o l c o 2 · t oo l 时栓皮栎叶片的净光合速

    率比在正常大气 c O ， 条件下提 高4 2 . 5 3 %， 同时光补偿点降低， 光饱和点提高， 光量子效率提

    高； C O 2浓度为8 0 0 m o l C O 2 · m o l 时， 栓皮栎净光合速率的日变化为单峰曲线， 而c O 2 浓度为

    4 0 O肚m o l C O 2 m o l 时， 净光合作用的日变化为双峰曲线； C O 2浓度倍增， 栓皮栎叶片的气孔导

    度 ， 蒸腾速率和暗呼吸速率降低 ， 水分利用效率显著提 高. 栓皮栎叶片对 C O ， 增长的反应 ， 对其

    生长是有利的， 对全球 c O 浓度增长起到反馈调节作用.

    关键词 ： C 0 2 增长 ； 栓皮栎 ； 净光合速率 ； 气孔导度 ； 蒸腾速率； 暗呼吸

    中图分类号 ： 7 9 2 . 1 8 . 0 l 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 3—7 1 7 9 ( 2 0 0 2 ) 0 1 —0 0 0 1 —0 4

    来 自冰芯的数据表 明： 自工业革命 ， 尤其是 2 0

    世纪 5 0年代后期以来， 由于化石燃料的大量使用

    以及大面积森林的采伐使得碳排放量增加而吸收

    能力下降， 使大气中 c O 2 浓度呈不断升高的趋势，大气 C O 浓度 已由工业化前 1 8 6 0年 的 2 8 0, c t m o l ·

    m o l 增加到当前的 3 5 0肚m o l · t o o l 一 【 ～ . 短期 内，大气 C O 2 浓度上升的势头仍难以控制， 据估计， 在

    未来的 8 0年中， 大气中 c O 2 浓度将增加 1 倍【 . 已

    有的研究证实， 自工业革命以来 c O 浓度的升高

    已对生态系统及其生命成分产生了影响[ ] . 因为

    已预测到大气中 c 0 2 浓度的增加可能从分子水平

    到全球水 平上影 响生物 过程 ， 继续研 究 C O 浓度

    增加对生物特别是森林植物的直接影响具有重要

    的意义【 .

    栓皮栎 ( r c 淞 v a r i a b i l i s ) 属于壳 斗科 中 的栎

    属， 分布广泛 ， 是我 国重要的造林树种之一 . 栓皮栎

    林是我国北亚热带至暖温带过渡区域 中的地带性植

    被 . 有关栎林 的生产力和物质循 环， 已做过不少研

    究 8 j ， 但有关栓皮栎对 C 0 2 增长生理生态响应 的研

    究还未见报道 ， 为此 ， 笔者于 2 0 0 1 年进行 了这方面

    的研究 ， 以期对森林生态系统管理应对全球气候变

    化特别是 c o 2 增长的趋势提供决策依据 .

    1 试验地概况

    试验地设在江苏省句容县南京林业 大学下蜀

    实习林场 ( 北纬 3 l 。 5 9 ， 东经 1 1 9 o 1 4 ) 的空青 山， 海

    拔 3 3 4. 6 m， 平均坡度 2 0 。 ， 坡 向东南 ， 坡位中下坡 .

    林场所在地属北亚热带季风气候， 年均降水量

    1 0 5 5 . 6 m l T 1 . 土壤为石英砂岩坡积物上发育的石质

    山地黄棕壤， 土层厚度一般在 5 0 c m以上， 质地为

    中壤， p H为4 . 5～7 . 0 . 试验林是以栓皮栎为主要成

    分的次生落叶阔叶林 ， 乔木层树种有栓皮栎 、 麻栎

    ( Q. a c u t i s s i m a) 、 白栎 ( Q. f a b r i ) 、 锐 齿桷 斗栎 ( Q.

    a l i e n a v a r .a c t t t e . s e t ' r a t o t ) 、枫 香 ( L i p u ~ r f o r .

    m . o o t t . a) 等. 该林分为 5 0年代初经封山育林而成的

    天然萌生林 .

    2 研究方法

    在试验林内选择靠近气象观测塔的 1 株生长

    良好的 5 0年生栓皮栎 为研究对象 . 选取树冠南 向

    中上部枝条 上 的充 分展开 叶进行 活体 测定 . 所用

    仪器为 L i c o r 一6 4 0 0便携式光合作用测定系统 . 该

    收 稿 日期 ： 2 0 0 2—0 3—1 0

    基金项 目： 国家 自然科学 基金资助项 目( 3 9 8 9 9 3 7 0 )

    作者简 介： 谢 会成 ( 1 9 6 8 一) . 男 . 陕西勉 县人 . 讲师 . 博士 生 . 主要从事生态学 的教学与科研工 作

    维普资讯 http:www.cqvip.com 西 南 林 学 院 学 报 第 2 2卷

    仪器利用干燥剂( D e s i c c a n t ) 、 C O 2 混合器( C O 2 m i x .

    e l - ) 、 c o 2 吸收器 ( C O 2 s c r u b b e r ) 、 温控器及 内置 的红

    蓝光光源( L E D l i g h t S O l l r e e ) 能对叶室的湿度 、 温度、光照及 C O 2 浓度在一定范围内进行精确控制. 测

    定的项 目有 ： 饱 和光照条件下 的光合——C 0 2 浓度

    变化曲线 ； C O 2 浓度在 4 0 0 m o l C O 2 · m o l 和 8 0 0

    m o l C O 2 · m o l 条件下 的净光合——光响应 曲线 ；

    两种 C O 2 浓度条件下叶片的净光合速率， 蒸腾速

    率及暗呼吸速率 的 日变化 . 测定 时间为 2 0 0 1 年 4

    月中旬至 1 0月上旬 .

    3 结果与讨论

    3 . 1 C O 2 浓度升高对栓皮栎光合特性的影响

    为了研究栓皮栎叶片对 c o 2 浓度变化的光合

    响应而测定的净光合一c 0 2浓度曲线( 图 1 ) 表明：

    在 5 0～6 0 0 m o l C O 2 · m o l 范围内 ， 栓皮栎 叶片净

    光合速率( ) 随 c o 2浓度的增加而呈直线上升，c 0 2 浓度 >6 0 0 m o l C O 2 · m o l 后， 光合速率的增

    加趋于缓慢 ， C 0 2 浓度 >1 2 0 0 m o l C O 2 · m o l 后 ，光合速率不再增加 ， 栓皮栎叶片 C 0 2 补偿点为 6 o

    m o l c o 2 · m o l ～， 饱和点为 1 2 0 0 m o l C O 2 · m o l ～.

    测定的叶片在大气正常 c o 2浓度 ( 4 0 0 m o l

    C O 2 · m o l ) 和 C 0 2 倍增 ( 8 0 0 m o l C O 2 · m o l ) 条件

    下的净光合——光合响应曲线见图2 .

    图2表明： C O 2 浓度增加可明显提高叶片的净

    光合速率( ) . c o 2浓度倍增条件下测定的 比

    在正常 C O 2 浓度下提高 4 2 . 5 3 %. 据图 2估算出栓

    皮栎叶片在正常 C O 2 浓度 条件下 ......