【目的】未来大气CO_2浓度显著升高将引起降雨格局的变化,必将对荒漠生态系统产生严重影响。研究CO_2浓度及降水变化对荒漠优势植物光合特性及生长的影响有助于预测荒漠生态系统对全球气候变化的响应。【方法】以荒漠优势植物红砂2年生苗木为试材,采用开顶式CO_2控制气室模拟CO_2浓度(350和700μmol·mol~(-1))变化,研究降水变化减少30%(-30%)、自然降水0、增加30%(+30%)及其与CO_2的协同作用对红砂光合速率、蒸腾速率等光合生理参数以及株高、生物量和根茎比等生长特性的影响。【结果】1)CO_2浓度倍增可显著提高红砂的光合速率,降低蒸腾速率和气孔导度(P<0.05),降水增加30%对高浓度CO_2下红砂叶片的光合速率有显著促进作用,对蒸腾速率和气孔导度的降低有一定补偿效应。2)长期高浓度CO_2处理使红砂存在光合适应现象,光合能力下调。3)CO_2浓度倍增和降雨量增加可显著增加红砂的株高、地上生物量和总生物量,且CO_2浓度增加可以减缓因降雨量减少而引起的红砂生长量减小。4)降雨减少,红砂的根生物量增长,导致根茎比增加;CO_2浓度升高则显著促进地上部分生长,导致根茎比减小。【结论】未来CO_2浓度升高条件下,降雨量增加地区红砂因充足的碳源和水分而得以恢复;降雨减少地区,CO_2浓度升高对降雨减少有一定的补偿作用,红砂以较高的根茎比来维持其在荒漠生态系统中地位。

【目的】研究宁夏枸杞对大气CO_2浓度升高的生理生态响应机制,为探究枸杞及其他木本经济林植物在气候变化背景下优质高效栽培与育种提供理论依据。【方法】以‘宁杞1号’扦插苗为材料,采用开顶气室(open-top chamber,OTC)及自动监控系统模拟控制CO_2浓度,测定宁夏枸杞在升高CO_2浓度环境下植株营养生长指标与果实糖分含量、主要活性物质含量和蔗糖代谢相关酶活性的变化。【结果】1) CO_2浓度升高,促进宁夏枸杞植株生长发育,苗高增长量较对照分别高11.67%和18.65%,地径分别高55.09%和62.58%,新梢加长和加粗生长均呈增加趋势。2) 2种CO_2浓度升高处理下,宁夏枸杞果实横径较对照分别增加4.56%和7.71%,单果质量分别增加15.05%和34.53%,果实更加饱满。3) CO_2浓度升高处理下,夏果(处理90天左右)果实中果糖含量较对照略高,秋果(处理120天后)含量比对照分别低1.39%和3.98%。试验处理期间,果实中葡萄糖和总糖含量均低于对照,且CO_2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol~(-1)]处理下降最为明显。夏果果实蔗糖含量均低于对照,秋果在CO_2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol~(-1)]下较对照略高。4)果实中枸杞多糖含量低于对照,黄酮含量在秋果期比对照分别低16.62%和18.35%,且CO_2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol~(-1)]处理对果实活性物质含量影响较大。5) CO_2浓度升高增加了酸性转化酶和中性转化酶活性;夏果蔗糖磷酸合成酶较对照明显增加,但秋果酶活性低于对照;蔗糖合成酶分解方向与合成方向酶活性变化趋势相同,夏果均高于对照,秋果酶活性低于对照,CO_2浓度升高1倍[(760±20)μmol·mol~(-1)]处理下差异极显著。【结论】长期高CO_2浓度处理促进宁夏枸杞植株营养生长,果实单果质量与纵横径增大,有利于改善果实外观品质;但果实中糖分含量和枸杞多糖、黄酮等生物活性物质的含量明显降低,相关酶活性发生变化,影响果实营养品质。

根据年均降水量,分别在乌兰布和沙漠东北缘(内蒙古磴口,年均降水145 mm)和巴丹吉林沙漠东南缘(甘肃民勤,年均降水115 mm)对天然白刺灌丛进行不同梯度的增雨实验(年均降水量的0%、25%、50%、75%、100%)。结果表明:增雨的比例越大,白刺形态特征的变化越明显;100%增雨对磴口和民勤白刺形态特征的影响最明显,能够显著增加白刺标记枝的长度、直径和干质量,但是对成熟叶片和新叶片数的影响不显著;增雨还显著增加了9月磴口和民勤白刺枝叶的干质量和鲜质量;在较干旱的民勤地区,较大的增雨量才能促进白刺枝条生长;50%增雨即可促进夏末磴口白刺枝条生物量增加,75%增雨才能促进夏末民勤白刺枝条生物...

为明确西藏冬青稞生长发育及产量对增温和CO_2浓度升高的实际响应,以西藏冬青稞主栽品种‘冬青18’为试验材料,设置开放式气室(OTC)内无增温且无增施CO_2为对照(CK)、增温(T)和增温+增施CO_2(T+CO_2)3个处理,经连续2个生长季全生育期增温控制试验,观察记录冬青稞生育时期、旗叶叶绿素含量和产量及其构成因素。结果表明:1)T和T+CO_2处理使‘冬青18’全生育期显著缩短,缩短12～20d,主要集中于播种-出苗期和抽穗-成熟期。2)灌浆期旗叶叶绿素含量总体呈先增加后降低趋势,各处理之间无显著差异。3)T处理降低‘冬青18’产量,同时增加CO_2有弥补产量的效果,主要是因为T处理的主穗粒数、穗粒重及千粒重均降低,增温同时增加CO_2使千粒重和穗粒数有所增加。因此,全球气候变暖对于冬青稞生长整体表现为穗粒数、粒重和千粒重均降低等减产效应,而增加CO_2可在一定程度上缓解减产趋势,未来该地区冬青稞生产栽培可通过调整播期及筛选耐高温品种来应对全球气候变暖。

以东北玉米模拟模型为基础,对其中的生长子模型进行改进,将CO2浓度作为整个模型的输入变量,综合考虑气候变化和CO2肥效作用对东北玉米生长发育和产量的影响。通过对原模型适用性的调整和验证,得出模型模拟的叶面积指数及其他器官干重均有较好的结果,模拟值与实测值基本符合,说明模型适用于东北地区;利用改进的模型分别模拟了仅考虑CO2对光合作用直接影响、仅考虑CO2对蒸腾作用直接影响及综合考虑CO2对光合和蒸腾作用直接影响3种方案下玉米产量形成状况。通过对比分析发现,随着CO2浓度的上升,3种情况下模拟出的玉米产量都呈上升趋势。但玉米蒸腾作用对CO2浓度升高的响应更为显著,产量提高明显多于仅考虑CO2对光...

【目的】研究不同增雨条件下白刺叶片的光合作用和叶绿素荧光特性,从光合生理角度探讨白刺对增雨的响应机制。【方法】以乌兰布和沙漠东缘地区典型荒漠植物白刺为研究对象,设置不同的增雨梯度(增加年均降水量的0,25%,50%,75%和100%),对自然生长的白刺沙包进行人工模拟增雨,利用Li-6400xt便携式光合测定系统分析仪(USA,LI-COR)测定不同增雨条件下白刺叶片净光合速率(Pn)日动态变化、光响应曲线、CO2响应曲线以及叶绿素荧光参数,并根据Pn日变化曲线和响应曲线计算叶片日光合总量(∑Pn)以及各光合生理参数。【结果】1)75%和100%增雨对日均Pn和∑Pn影响显著,日均Pn比CK分...

利用开顶式气室(OTC)组成的CO_2浓度自动调控平台,以冬小麦为试验材料,设置CK(对照,环境大气CO_2浓度)、T_1(CO_2浓度比CK增加40μmol/mol)和T_2(CO_2浓度比CK增加200μmol/mol)3个CO_2浓度水平;在每个OTC内设置不施氮(N_0,0 kgN/hm~2)、中氮(N_1,220 kgN/hm~2)和高氮(N_2,400 kgN/hm~2)3个氮肥处理水平,分析冬小麦光合作用、生物量和产量结构变化,探讨CO_2浓度升高和施氮水平对冬小麦光合与生长的影响。结果表明,在较低光强(PAR≤200μmol/(m~2·s))和CO_2浓度(C_i≤300μmol/mol)水平下,各处理的净光合速率(P_n)值均呈直线上升,随后趋于平缓。与CK相比,T_2处理下P_n增加了19.93%(P=0.013),但对最大净光合速率(P_(nmax))、暗呼吸速率(R_(day))、光呼吸速率(R_p)等无显著影响。在拔节—开花期,不同CO_2浓度处理下N_1、N_2与N_0相比显著增加了株高、叶片和茎鞘干重;在抽穗—开花期,T_2N_1与CKN_1相比显著增加了茎鞘干重,增幅为37.4%(P=0.035)。与T_1N_0相比,T_1N_1、T_1N_2显著增加了籽粒数,增幅分别为29.69%(P=0.006)和42.27%(P=0.001);与T_2N_0相比,T_2N_1、T_2N_2显著增加了籽粒数,增幅分别为16.66%(P=0.011)和19.19%(P=0.005)。与T_2N_0相比,T_2N_1、T_2N_2显著增加了千粒重,增幅分别为7.79%(P=0.004)和6.23%(P=0.015)。T_1N_2与CKN_2相比显著增加了小麦经济系数,增幅为3.70%(P=0.025)。研究表明,CO_2浓度升高显著增加了冬小麦光响应曲线的P_n;CO_2浓度升高与施氮处理促进了冬小麦干物质的积累,其中施氮对生长前期物质积累的促进作用相对更大;CO_2浓度升高与施氮处理主要通过增加籽粒数和千粒重共同影响小麦产量结构,其中T_1N_2处理对籽粒数的促进作用最大。

了解模拟CO_2浓度升高背景下湿地土壤动物的响应特征是研究湿地生物多样性保护的基础。本研究以三江平原中小型土壤动物为研究对象,采用开顶式CO_2气室(OTC)模拟CO_2浓度升高(370、550和700μmol·mol~(–1)),利用干、湿漏斗分离法分离中小型土壤动物,研究中小型土壤动物对CO_2浓度升高的响应规律。结果表明,1)共获得中小型土壤动物4 985只,隶属于7纲13目62个类群(除妧目外统计到科,幼虫和成虫分开统计),在不同CO_2浓度处理下的中小型土壤动物群落组成差异显著(P 0.05)。3)随CO_2浓度升高,杂食性动物和腐食性动物多度显著增加(P 0.05)。4)冗余分析(RDA)显示,中小型土壤动物总个体数与植物生物量、有机质以及土壤全磷相关性达到显著水平(P 0.05)。研究表明,在CO_2浓度升高背景下,三江平原小叶章植物生物量、土壤有机质以及土壤全磷水平影响中小型土壤动物多度分布,并影响到中小型土壤动物功能群结构分布特征。

［目的］探究大气ＣＯ＿２浓度与温度升高对茶树光合系统及品质成分的影响，为未来气候变化条件下茶树栽培管理和茶叶加工提供科学依据。［方法］以‘龙井长叶’茶苗为材料，通过开顶式气室模拟高ＣＯ＿２浓度（６４８～６５８μｍＯｌ·ｍＯｌ－１）和温度升高（＋０．５７℃），测定不同处理下茶树叶片光合参数、叶绿素荧光参数、叶绿素含量和品质成分含量，研究茶树光合系统及品质成分的变化情况。［结果］ＣＯ＿２浓度升高、温度升高、ＣＯ＿２浓度和温度共同升高，茶树叶片光合参数、叶绿素荧光参数与对照相比有显著变化。ＣＯ＿２浓度升高、温度升高能促进茶树叶片叶绿素ａ、叶绿素ｂ合成，但与对照相比无显著变化，ＣＯ＿２浓度和温度共同升．．．

CO2浓度和温度升高对植物产生了深刻的影响,为从多角度对这种影响进行研究,该文利用封闭式生长室系统控制CO2浓度和温度,以红桦幼苗为材料,研究了CO2浓度升高、温度升高以及二者同时升高对川西亚高山红桦幼苗根系结构的影响。结果显示:①与对照相比,CO2浓度升高处理显著增加了红桦细根的生物量(最大增幅达152%)、根幅(增幅为10%～22%)、0～10cm土壤层根系总长度、5～10cm层根夹角。②温度升高处理使红桦细根生物量2004年6、10月增加,8月减少,但只有0～5cm土壤层与对照相比差异显著;根幅6、8、10月分别减少16%、7%、30%;5～15cm土壤层根系总长度、0～10cm土壤层根...

为探究大气CO_2浓度升高背景下不同形态氮肥对小麦的光合性能及产量的影响，利用开顶式气室（OTC），采用二因素完全区组试验设计，设置400μmol/mol（正常大气浓度，C）、600μmol/mol（高于正常大气浓度，E)2个CO_2浓度和硝态氮（NO_3~--N,A）、铵态氮（NH_4~+-N,N) 2种氮肥形态处理，测定不同处理组合下小麦花后不同时间旗叶净光合速率（P_n）、胞间CO_2浓度（C_i）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、株高、地上部生物量及产量。2年结果表明，高浓度CO_2处理（E）可显著提高小麦旗叶P_n、C_i，而对旗叶G_s、T_r均有显著抑制作用，小麦的株高、地上部生物量及产量显著升高。高浓度CO_2条件下，2种氮形态处理的小麦光合参数和产量指标均具有显著差异。高浓度CO_2处理（E）中，施用NH_4~+-N(A）的小麦地上部生物量、株高、产量比施用NO_3~--N处理（N）分别增加5.00%～11.95%、1.92%～3.59%、7.17%～8.26%，穗粒数增加4.41%～5.43%。NH_4~+-N处理（A）的小麦旗叶P_n、T_r分别比NO_3~--N处理升高7.91%～27.48%、4.91%～27.48%。综上，高浓度CO_2条件下施用NH_4~+-N可有效提升小麦旗叶的光合能力，使植株地上部生物量和产量升高。

为揭示未来降水增加对荒漠地区植物生长的影响,以甘肃民勤的典型荒漠优势植物白刺为对象,研究白刺枝叶形态在2010年和2011年不同人工模拟降雨处理(增雨量分别为多年平均降水量的+0%、+25%、+50%、+75%、+100%)的变化规律。结果表明:100%增雨处理能够显著促进2010年和2011年白刺当年生枝叶生长;75%增雨处理显著促进2011年白刺当年生枝叶生长,75%增雨处理对6月花枝长度、基部直径、新生叶片和营养枝长度、新生叶片,以及9月花枝成熟叶片和营养枝基部直径、成熟叶片增长量的影响均显著,其值分别为(1.20±0.35)cm、(0.012±0.004)cm、(4.35±2.51)片...

为了研究长期放牧效应和短期降雨改变对草原生态系统植被特征的影响,以长期控制载畜率(禁牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧)试验为基础,分析模拟不同降雨梯度(减少环境降雨50%、环境降雨、增加环境降雨50%和100%)下植物群落个体数量特征、物种多样性以及地上生物量对水分变化的响应。结果表明:1)长期放牧和短期降雨改变均显著影响群落盖度(P<0.05),群落盖度随放牧强度的增加而减少,却随降雨的增加而增大;2)短期降雨改变对物种多样性影响显著(P<0.05),中度放牧后在增加环境降雨100%处理下,最多出现22种物种;3)长期放牧和短期降雨改变对地上生物量均有显著影响(P<0.05),禁牧样地在环境降雨处理下地上生物量最高,为408.3g·m-2,重度放牧样地在减少环境降雨50%处理下地上生物量最低,为118.2g·m-2。

比较了低ＣＯ＿２浓度（充无ＣＯ＿２空气，ｌＯｗ ＣＯ＿２，简称ｌＣ）、正常ＣＯ＿２浓度（充正常空气，ｎＯｒｍａｌ ＣＯ＿２，简称ｎＣ）、高ＣＯ＿２浓度（充正常空气＋０．２％ＣＯ＿２，ｈｉｇｈ ＣＯ＿２，简称ｈＣ）３种条件下细基江蓠繁枝变型（ｇｒａＣｉｌａｒｉａ ｔｅｎｕｉｓｔｉｐｉｔａｔａ ｖａｒ．ｌｉｕｉ Ｚｈａｎｇ ｅｔ Ｘｉａ）的特定生长率、光合色素含量、光合放氧速率和叶绿素荧光参数。结果表明：培养６ ｄ后，与ｎＣ组相比，ｌＣ组细基江蓠繁枝变型特定生长率（ｓｇｒ）、１００μｍＯｌ·（ｍ～２·ｓ）～（－１）光强净光合放氧速率及ｐｓｉｉ最大光量子产率（Ｆｖ／Ｆｍ）均显著降低（ｐ＜０．０５）；．．．