增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)暖溫帶落葉闊葉林土莊繡線菊水分利用效率、氣孔導(dǎo)度、葉氮素含量及形態(tài)特性的影響

【摘要】：在北京東靈山暖溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)中,選擇常見(jiàn)灌叢土莊繡線菊(Spiraea pubescens),建立UV-B控制實(shí)驗(yàn)。連續(xù)3個(gè)生長(zhǎng)季每天增補(bǔ)9.4kJ.m-2的輻射劑量,模擬臭氧衰減17%時(shí)近地表面UV-B輻射的增強(qiáng)。該實(shí)驗(yàn)的目的是在野外環(huán)境下觀測(cè),長(zhǎng)時(shí)間人工增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)土莊繡線菊葉片的氣孔導(dǎo)度、碳同位素比率(δ13C)、葉含水量、葉面積、特別是水分利用效率(WUE)和葉片全氮含量等指標(biāo)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,增強(qiáng)UV-B輻射顯著減少了土莊繡線菊的葉面積(50.1%),提高了葉片全氮含量(102%)。同時(shí),UV-B輻射還在一定程度上(盡管統(tǒng)計(jì)顯示不顯著)降低了氣孔導(dǎo)度(16.1%)、胞間CO2濃度與大氣CO2濃度之比(Ci/Ca)(4.0%)、提高了碳同位素比率(δ13C)(20.5‰)、葉含水量(3.1%)及比葉重(SLW)(5.2%),從而導(dǎo)致WUE的增加(4.1%)和植物的抗旱能力增強(qiáng)。值得注意的是,深層土壤(30~40cm)含水量變化會(huì)影響氣孔導(dǎo)度、δ13C和WUE對(duì)紫外輻射的響應(yīng)程度在土壤干旱的季節(jié)(6月和9月),氣孔導(dǎo)度、δ13C、WUE這些指標(biāo)處理和對(duì)照的差異很小,但是當(dāng)土壤水分充足時(shí)(7月和8月),處理和對(duì)照的差異就較為顯著。另外,隨著實(shí)驗(yàn)處理時(shí)間的延長(zhǎng),UV-B的效應(yīng)變得不顯著。相關(guān)分析表明,UV-B輻射降低了土壤含水量(30~40cm)與土莊繡線菊葉含水量、δ13C、Ci/Ca和氣孔導(dǎo)度的相關(guān)系數(shù),增強(qiáng)了WUE與土壤含水量的相關(guān)性,這也許是由于UV-B輻射增強(qiáng)了WUE對(duì)土壤水分變化的敏感性。該研究的結(jié)果表明UV-B輻射對(duì)土莊繡線菊的形態(tài)和生長(zhǎng)有顯著的影響,但對(duì)主要水分生理指標(biāo)影響不顯著。 【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院植物研究所植被數(shù)量生態(tài)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國(guó)科學(xué)院植物研究所植被數(shù)量生態(tài)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
【關(guān)鍵詞】： 暖溫帶落葉闊葉林 土莊繡線菊 UV-B輻射 碳同位素分差 水分利用效率 營(yíng)養(yǎng)含量
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(30270237) 中國(guó)科學(xué)院“十五”預(yù)研項(xiàng)目
【分類號(hào)】：S718.43
【正文快照】： 大氣同溫層中的臭氧是太陽(yáng)紫外輻射的主要過(guò)濾器,由于近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)人類大量使用氯氟烴并過(guò)量地排放到大氣,這層保護(hù)膜卻正在被逐漸消耗1)2),從而增加了到達(dá)地球表面的UV-B(280~320nm)輻射強(qiáng)度。UV-B輻射將影響陸生植物,因此即使其少量的增加也會(huì)對(duì)許多物種產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響(Holm

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