大气CO2浓度增加对植物的生理生态影响
大气二氧化碳浓度升高对植被变化与碳循环影响考察

大气二氧化碳浓度升高对植被变化与碳循环影响考察近年来,大气中二氧化碳浓度的升高成为全球关注的焦点之一。
二氧化碳是一种温室气体,其增加被认为是全球气候变暖的主要原因之一。
然而,与气候变化相关的二氧化碳浓度升高对植被的影响以及与碳循环的关系仍存在许多争议。
本文将深入探讨大气二氧化碳浓度升高对植被变化与碳循环的影响,并总结相关研究结果。
首先,二氧化碳浓度的升高对植被的影响是复杂的。
一方面,高浓度二氧化碳可以促进光合作用,提供了植物所需的碳源,从而增加了植物生长速率和产量。
一些实验研究表明,二氧化碳浓度的升高可以增加作物的生长速度和产量,如小麦、水稻等。
此外,一些草原植物也表现出对高浓度二氧化碳的积极响应。
这种正向影响通常被称为“CO2肥效”。
然而,许多研究也发现,植物的生长响应在不同植物种类和生境条件下存在差异。
有些植物甚至对高浓度二氧化碳不敏感或者逆向响应,这引发了对植物适应能力和生态系统稳定性的担忧。
另一方面,二氧化碳浓度升高也可能对植被的生态系统功能产生负面影响。
高浓度二氧化碳下,植物可能在地下生物活动和养分循环方面遇到一些困扰。
例如,高浓度二氧化碳可能导致植物根系呼吸增加、土壤碳库分解加快等。
此外,由于植物物理结构和光合作用受到限制,高浓度二氧化碳可能导致植物的光合能力下降,进而对光合成效率产生负面影响。
大气二氧化碳浓度升高对碳循环的影响也备受关注。
目前,地球上约有三分之二的碳储存在陆地生态系统中。
二氧化碳通过植物的光合作用吸收,进而作为有机碳固定在植物体内。
然而,随着二氧化碳浓度升高,植物的固碳能力是否会增强仍存在争议。
有研究表明,大气二氧化碳浓度升高可以增加陆地生态系统中的碳吸收能力,促进植物对二氧化碳的吸收与固定,进而将更多的碳储存在植物和土壤中。
然而,也有研究指出,鉴于植物的生态适应能力和环境因素的综合作用,大气二氧化碳浓度升高并不一定能够促进陆地生态系统的碳吸收能力的增强。
此外,大气二氧化碳浓度升高对碳循环的影响还与土壤质地和微生物活动密切相关。
大气CO2浓度升高对植物生理生态过程的影响

大气CO2浓度升高对植物生理生态过程的影响随着人类工业化进程的不断加速,大气中CO2的浓度不断升高,这对植物的生理生态过程造成了一定的影响。
本文将从植物的呼吸、光合作用、水分利用和逆境响应四个方面介绍大气CO2浓度升高对植物的影响。
一、大气CO2浓度升高对植物呼吸的影响CO2是植物进行呼吸的原料,大气CO2浓度升高会增加植物可得到的CO2浓度,因此植物的呼吸也会随之增强。
同时,大气中温度的升高也会导致植物呼吸加快。
呼吸增加会消耗更多的能量,导致植物生长速度减缓,但同时也可以提高植物对环境的适应能力。
二、大气CO2浓度升高对植物光合作用的影响大气CO2浓度升高可以促进植物光合作用的进行,提高光合作用速率。
在一定程度上,这些增加的CO2会抵消一些热量,减少光合作用过程中的蒸腾量。
因此,植物的水分利用效率也会得到提高。
同时,由于光合作用产生的碳水化合物量大幅增加,植物的生物量和生长速度也会增加。
三、大气CO2浓度升高影响植物水分利用的方式植物叶片的气孔是进行气体交换、水分利用的主要通道。
由于大气CO2浓度的增加,植物可能降低气孔通量来减少水分蒸发,提高水分利用效率。
这种变化会导致植物的含水率上升,使得植物对干旱等水分限制的适应能力得到提高。
然而,产生这类变化的代价是降低CO2的吸收速率,因此植物的生长速度仍然可能下降。
四、大气CO2浓度升高影响植物逆境响应植物生长环境的改变可能会引起逆境响应。
研究表明,大气CO2浓度升高可能使一些植物逆境响应能力提高,特别是在干旱、指数和高温等环境下。
这种逆境响应能力提高与植物内部的一系列生理变化有关。
然而,植物也可能会出现逆境响应能力下降的情况,比如在土壤盐度过高时。
总体而言,大气CO2浓度升高对植物逆境响应的影响是相对复杂的。
结论:大气CO2浓度升高对植物生理生态过程的影响是复杂的,取决于植物自身的特性以及环境的变化。
一方面,大气CO2浓度升高会促进光合作用和提高水分利用效率,从而增强植物的适应能力和生长速度;但另一方面,它也会消耗更多的能量,降低植物生长速度。
大气CO2浓度升高对生物的生理生态影响

大气CO2浓度升高对生物的生理生态影响首先,大气CO2浓度的升高会对植物的生长和光合作用产生直接影响。
CO2是植物进行光合作用时所需的原料之一,因此,CO2浓度的增加可以促进植物的光合作用速率。
这也意味着,随着CO2浓度的升高,植物的生长速度可能会加快,产量也会增加。
然而,一些研究表明,虽然大气CO2浓度的升高可以提高植物的生长速率,但同时也可能导致植物的营养价值降低,因为植物在高CO2浓度下可能会减少蓄积一些重要的营养元素,如蛋白质和矿物质。
此外,大气CO2浓度的升高还可能导致气候变化,并对生物的生活环境造成影响。
CO2是温室气体之一,其浓度的升高可能导致地球气温的上升。
气候变化可能导致降水模式的改变、气温的升高以及海平面上升等问题,这些都将对生物的生态系统产生深远的影响。
一些研究表明,气候变化可能导致栖息地的丧失或变化,使一些物种面临生存威胁。
此外,这种变化还可能打破生态系统中不同物种之间的平衡关系,影响食物链的稳定性。
在应对大气CO2浓度升高的挑战时,我们可以采取一系列措施来减缓其对生物的影响。
首先,减少人类活动产生的温室气体排放至关重要。
这包括减少化石燃料的使用,促进可再生能源的发展,以及采取更加环保的交通方式。
此外,改善土壤管理和森林保护也可以帮助增加植物吸收二氧化碳的能力,并减少其对大气CO2浓度的贡献。
总之,大气CO2浓度的升高对生物的生态产生了诸多影响。
它可能改变植物的生长和光合作用速率,影响动物的生态系统结构和功能,以及导致气候变化和生态系统的不稳定性。
在应对这一挑战时,采取减少温室气体排放、改善土壤管理和森林保护等措施对于减缓其影响具有重要意义。
大气二氧化碳浓度升高对植物生长的影响

大气二氧化碳浓度升高对植物生长的影响大气二氧化碳浓度升高对植物生长有着显著的影响。
二氧化碳(CO2)是植物进行光合作用所必需的气体之一,它是植物在阳光的照射下将光能转化为化学能的重要原料。
然而,由于人类活动造成的大气CO2浓度的上升,对于植物生态系统和生态平衡产生了一系列的影响。
本文将从植物生长促进效应、生态系统变化和种间竞争等方面,对大气二氧化碳浓度升高对植物生长的影响进行探讨。
首先,大气二氧化碳浓度的升高对植物生长有促进作用。
由于CO2是植物进行光合作用的重要原料,其浓度的升高意味着植物在光合作用中能够更有效地吸收二氧化碳,并将其转化为有机物质。
研究表明,当大气CO2浓度升高到一定程度时,植物的生物量、叶面积和根长等生长指标均会显著增加。
此外,大气CO2浓度升高还可以促进植物根系的生长,增加植物对氮、磷等营养元素的吸收能力。
这些促进效应使得植物能够更好地适应环境,并且提高了其生长速率和生产力。
然而,大气二氧化碳浓度升高对植物生长也产生了一些负面影响。
随着大气CO2浓度的升高,植物光合作用中二氧化碳的固定速率将增加,但相应的水分蒸腾速率也会增加。
这意味着植物在保持水分平衡的过程中需要更多的水分,如果水分供应不足,植物可能面临水分胁迫的问题。
此外,大气CO2浓度升高还可能影响植物与其他生物的相互作用。
例如,一些研究表明,大气CO2浓度升高可能导致植物对昆虫和病原菌的抵抗力降低,从而增加了植物受到害虫和病害侵袭的风险。
此外,大气CO2浓度升高还对生态系统的结构和功能产生了一定的影响。
由于植物是生态系统的关键组成部分,其数量和生长状况的变化将直接影响到整个生态系统的稳定性和功能。
例如,大气CO2浓度升高可能导致一些植物物种数量的增加和分布范围的扩大,从而改变了生态系统的物种组成和相互作用关系。
此外,大气CO2浓度升高还可能通过改变植物的生长状况和养分循环等方面,影响到生态系统的土壤碳储存和氮循环等关键过程。
大气CO2浓度升高对植物生长的影响

大气CO2浓度升高对植物生长的影响随着人类的活动量增加,大气CO2浓度也不断升高。
随之带来的便是对地球生态的影响。
在众多影响因子中,CO2的浓度升高对植物生长的影响也是不容忽视的。
植物生长是受许多因素影响的复杂过程。
其中,光、水和CO2是植物生长不可或缺的要素。
CO2的代谢作用是植物生成产物的前提。
当CO2浓度升高时,它就成为影响植物生长的重要因素之一,可促进植物生长、增加作物产量,这种现象被称为CO2肥料效应。
但是,CO2浓度升高对植物生长造成的影响并不单一。
浓度升高导致气孔减少,这会妨碍植物吸取水分,而缺水则会影响光合作用和代谢。
因此,当CO2浓度太高时,会对植物造成各种负面影响。
研究显示:在CO2浓度从现有浓度分别升高到300ppm、500ppm、800ppm、1000ppm时,农作物作物的干物质生产、蒸腾和整体水分利用的变化不同[1]。
因此,在实际生产中,应根据作物习性、栽培环境等特点进行科学合理地控制CO2浓度。
然而在自然环境下,CO2升高的情况仍在加剧。
2019-2020年期间,全球的CO2浓度达到了407ppm,这是过去2百万年来最高的一次浓度。
该浓度被认为是地球变暖、极端气候等问题的原因之一[2]。
这也意味着,在未来的生产过程中,面对气候变化等全球问题,我们应当尤其关注CO2浓度对植物生长的影响。
在对农作物进行科学育种的同时,应尽可能将CO2浓度控制在合理范围内,并且不断探索新的种植技术与方法,以适应变化的生态环境。
总之,CO2浓度升高对植物生长的影响是两面性的,它既促进了植物生长,又对植物造成了负面影响,需要注意在实际生产中进行科学合理地控制。
未来的挑战是探索新的种植技术与方法,以适应全球变化的环境。
这并不是简单的问题,但在全球范围内,人们的努力可以共同应对它。
全球气候变化对植物群落分布的影响

全球气候变化对植物群落分布的影响随着气候变暖和环境污染的加剧,全球气候变化已经引起了广泛的关注。
全球气候变化对于地球上的各种生态系统都有着深刻的影响,而植物群落分布则是其中一个十分重要的方面。
本文就从三个方面阐述气候变化对植物群落分布的影响。
一、气候变化对植物生长的影响气候变化具有季节性、地域性、年际变异性等特征。
在不同的气候条件下,植物的生长情况也会有所不同。
比如,在高纬度区域,随着气温的升高和降雨量的增加,会导致植物栖息地向北方扩展。
而在低纬度地区,随着气温升高和降雨量减少,森林和草原的生产力会降低,这也会影响到植物的生长状况。
二、大气二氧化碳浓度对植物的影响随着全球气候变化的不断加剧和人类活动的不断发展,大气中CO2浓度的不断升高也成为了一个焦点。
而大气中CO2浓度的升高对于植物的生长也有着深刻的影响。
研究发现,CO2的升高可以促进植物光合作用的反应速率,从而促进光合产物的形成,提高植物的生产力。
此外,CO2升高还会促进植物的水分利用效率,提高其对于干旱环境的适应能力。
三、全球气候变化对植物群落的分布也有着深刻的影响。
随着气温升高和降雨量变化,不同地域的植物群落分布也会有所变化。
一方面,气候变化会使得某些区域不再适宜生长某些植被,导致其逐渐消失。
另一方面,气候变化也会使得某些植被的栖息地面积扩大,如北极地区的芦苇草原和北美洲的常绿树林。
此外,随着全球气候变化的加剧和人类活动的不断发展,生物多样性的丧失也成为了一个十分严重的问题。
如果生物多样性不断下降,最终会对人类的生存造成严重的威胁。
综上所述,全球气候变化对植物群落的分布、生长以及生态系统的稳定都有着深刻的影响。
在未来的发展过程中,需要采取更加积极的应对措施,以保护植物的生长发育和生态系统的稳定。
28种园林植物对大气CO2浓度增加的生理生态反应

负相关关系。当 c 0 浓度倍增 (5 70 i o ・ o ) ,8种 园林植物 净光合速 率平均 提高 3 . % , 3 0~ 0 m l t l 时 2 x o 12 气孔导 度
降低 1 .% , 6 5 蒸腾速率下降 1. % , 17 而水分利用效率则提高 了 4 . % 。不同光合途径的植物 净光合速率 和水分利 92 用效 率受 C O 浓度增加 的影 响程度 为 : C 植物较大 , C 植物较小 , A C M植 物介于 两者之 间。对 不 同生 活型 植物而 言, 影响程度则 为草本 C 植物较大 , 乔木 C 植物较小 , 灌木 C 植物居于两者之 间。 关键 词 :园林植物 ; O 增加 ;光合 作用 ; C 气孔反应 ;水分利用效率
Y el Z A G Q n ・u Y N h ・u Z A G S i ig ,wU J n ( .C l g fR sucs u ・n , H N igg o , A G S uy n , H N h— n i d i 1 o eeo eo re a l
a d E v r n n a ce c n n i me tlS i n e,A h i r u t r l ie st ,He e 2 0 3 o n u i l a v r i Ag c u Un y fi 3 0 6,C i a 2 C n e rP y is h n ; 。 e t r o h sc f
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大气CO2浓度升高对生物的生理生态影响解析

CO2浓度升高对植物光合作用机理的影响
❖已有研究表明,一定范围内大气CO2浓度升 高与植物光合CO2同化速率呈正相关。一般 认为,光合速率增加主要是因为叶绿体内 CO2分压增加,增加了对Rubisco竞争力所 致,即所谓底物浓度效应。
CO2浓度升高对植物光合作用机理的影响
光合速率已 经达到原来 的两倍
CO2浓度升高对动植物关系的影响
参考文献
(1)戈峰,陈法军,大气CO2浓度增加对昆虫的影 响,生态学报,2006年,3月,26卷,第3期
(2)何平,大气CO2浓度升高对植物光合机理影响 的分析,中南林学院学报,2001年3月,第21卷 ,第1期
(3)马永亮,王开运,孙卿,张超,邹春静,孔正 红,大气CO2浓度升高对植物根系的影响,生态 学杂志,2007,26(10):1640—1645
CO2浓度升高对动植物关系的影响
❖CO2浓度升高对刺吸式口器昆虫的影响
❖ 研究表明,植物在高浓度CO2环境下,组织内碳 /氮比的改变对刺吸韧皮部汁液的昆虫有较大的 影响,对刺吸木质部汁液的昆虫无显著影响。迄 今,大多数研究并未发现对蚜虫有不良影响,少 数有促进作用,极少数研究发现不良影响。
❖ 例如,Benzemer等综述发现,吸食韧皮部汁液 的昆虫的发育历期缩短17%;Docherty等对桦 树和无花果树上的3种蚜虫和2种叶蝉的研究,未 发现高浓度CO2对其取食和个体表现有明显的影 响。
CO2浓度升高对动植物关系的影响
❖CO2浓度升高对咀嚼式口器昆虫的影响
❖ 高浓度CO2条件下生长的植物对咀嚼式口器昆虫 的影响尚未得到一致结论。但多数研究认为,咀 嚼式口器昆虫为了获得足够的氮素营养而增加取 食,但这些昆虫的生长率、繁殖和生存力有下降 的趋势。如有研究报道,增加CO2浓度促使鳞翅 目昆虫和蝗虫取食增加,但昆虫的生长发育减缓 ,鳞翅目幼虫死亡率提高。
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大气CO: 浓度增加对植物的生理生态影响大气co:浓度变化对植物生长的影响是非常明显的。
co:浓度增加会促进植物叶及叶面积较早并迅速地生长发育(俞满源,2003; 康绍忠,1996),增大叶面积指数(LAl)或单株叶面积,提高单位叶面积干重,增加叶的厚度、维管组织和输导组织的数量,以及栅栏层的数量(林金星等,1996)。
水分胁迫下CO:浓度增加可改善和补偿环境胁迫对植物生长的不利影响(CentrittoM. , 1999)。
CO:浓度增加还可以提高茎长度、直径和木材密度,使管胞壁增厚,减小管胞腔直径。
CO:浓度增加还能促进植物的根系生长,提高生根频率,增加根量和根长(stuianl 等,1993;王为民等,2000),这种变化有利于植物在水分胁迫下吸收水分而保持水合作用。
随着大气CO: 浓度的增加,植物叶片的气孔密度会逐渐减少(欧志英等,2003;蒋高明等,1997)。
气孔密度减少的一种直接的生理影响可能是导致气孔导度长期而不可逆的下降。
因此,植物对C02 浓度增加在长期的解剖构造上调整可能是通过改变气孔密度来刺激光合作用对C02 的吸收,降低蒸腾失水,从而提高水分利用效率。
同时,CO:浓度增加也会引起气孔部分关闭而导致气孔导度下降,从而降低蒸腾作用,减少水分丧失。
研究表明,CO: 浓度加增加加会导致植物蒸腾速率减少34%,水分利用效率提高30 一60%(高素华,郭建平,2004;张小全,2000;林舜华等,1997;王森等,2000;杨金艳,2004;田大伦等,2004)。
可以说,提高水分利用效率是大气COZ 浓度增加对植物生长最有利的影响之一。
大气CO:浓度增加对植物生长的影响1.1.1.1 大气COZ 浓度增加对叶生长的影响大气C02 浓度增加会促进植物叶及叶面积较早并迅速地生长发育,增大叶面积指数(LAI)或单株叶面积(陈平平,2002),提高单位叶面积干重,增加叶的厚度、维管组织和输导组织的数量,以及栅栏层的数量。
康绍忠(19%)在人工控制CO:条件下进行春小麦试验发现,CO:浓度增加1倍则春小麦叶面积增加17.6%,株高增加20.8%。
林金星等(19%)证明CO:浓度增加使大豆叶下表面覆盖大量星状角质蜡层,叶肉增加栅栏组织且叶片厚度增厚。
osbomeC.P.(2000)等对地中海地区气候变暖下灌木植物研究发现,CO:浓度增加其叶面积指数增加7%,净原初产量增加25%。
Morison和Gifford(1984)在研究16种农作物和园艺植物时发现,CO:浓度增加使所有植物(水稻和棉花除外)的叶面积平均增加了40%。
Jones等(1984)观察到C02 浓度增加使大豆的LAI 提高30%。
这种总叶面积的增大可能是叶或枝条总数量的增加,也可能是单个叶面积的增大所致,而这种单个叶面积的增大可能是细胞数量增多的结果,或是通过改变细胞壁特性提高细胞伸长速率的结果。
例如,在CO:浓度增加条件下3Od 时植株鲜重、株高和单叶面积分别增加了292%、12.8%和 2.39%(李永华,2005);高CO:浓度下生长的凤梨植株的株高、叶面积、鲜重和干重均高于对照,处理90d 时分别为对照的120.19%、119.22%、177.91%和161.04%(王精明, 2004)。
由于CO:浓度增加可以使植物固定更多的COZ,因而为其叶肉组织提供了更多的建造材料,特别是更大的细胞膨压(平Pt),使叶细胞在较长时期内有较高的伸长速率,提高了叶面积生长。
人们发现CO:浓度增加不仅可以增大叶面积、LAI,也可以增加叶的厚度、维管组织和输导组织的数量,以及栅栏层的数量。
这种叶肉层的增加可以提高植物对光合活性辐射(队R)的吸收而提高净光合速率。
但是,也有人发现美国白栋(Quercusalba)的叶面积对co:浓度增加并没有反应,甚至有人发现一种北极的常绿灌木(Ledumpalustre)、北美鹅掌揪(LiriodendrontutiP 沙ra)和欧洲栗(Casta neasativa)的总叶面积减少了,认为可能是光抑制的结果。
在所有情况下,CO:浓度增加可以提高单位叶面积干重,这可能是由于淀粉含量或额外细胞层增多的缘故。
CO:浓度增加不仅影响叶的生长,同时也影响叶的发育(李吉跃,1997)。
1.1.1.2 大气CO: 浓度增加对茎生长的影响CO:浓度增加还可以提高茎长度、直径和木材密度,使管胞壁增厚,减小管胞腔直径。
CO:浓度增加还能促进植物的根系生长,提高生根频率,增加根量和根长,这种变化有利于植物在水分胁迫下吸收水分而保持水合作用。
有研究表明,CO: 增加可以提高温带树种的木材体积,包括火炬松(Pinustaeda)的茎长度、辐射松(Pinusradiata)的茎直径和西黄松(ws) 及辐射松的木材密度。
在美国枫香(Liquidambars 如rac沪ua)中也观察到增加CO:浓度可以提高茎长度、直径和木材密度。
Conroy等(1990)发现在CO:浓度增加时,由于光合产物从叶中的转移,使木材密度增加了44%,这主要是管胞壁的增厚,而管胞腔直径稍有减小。
植物茎形态的这些变化是非常重要的,因为植物木质部导管或管胞直径的减小可以减少或避免空穴和栓塞的发生,提高植物的水力传导和耐旱能力。
1.1.2 大气CO: 浓度增加对气孔导度和气孔密度的影响研究表明,随着大气CO:浓度的增加,植物叶片的气孔密度会逐渐减少。
气孔密度减少的一种直接的生理影响可能是导致气孔导度长期而不可逆的下降。
因此,植物对CO:浓度增加在长期的解剖构造上调整可能是通过改变气孔密度来刺激光合作用对CO:的吸收,降低蒸腾失水,从而提高水分利用效率。
同时,CO:浓度增加也会引起气孔部分关闭而导致气孔导度下降,从而降低蒸腾作用,减少水分丧失。
气孔对Ci(胞间CO:浓度)敏感,Ci的增加伴随有气孔的关闭和气孔导度的降低。
原因:大量的实验表明,高CO:浓度可降低植物叶气孔导度,如在CO:增加时,大豆、白桦下降200, 0以上。
通过比较发现,在eo:增加时(360林mol • mol 一,提高到720林mol • mol 一,), e:农作物叶气孔导度下降340, 0, saxe等总结1993 一1997的文献,发现COZ 增加可以使落叶阔叶树导度平均下降18%,针叶树叶气孔导度平均下降13%。
所以,植物气孔导度对高CO:浓度的敏感性如下:C3农作物>落叶阔叶树>针叶树。
气孔密度短期的研究结果并不一致。
有学者认为高CO:浓度下气孔密度下降,大气Co:浓度从400林mol • mol 一,提高到1000卿01 • mol 一,时,菜豆从250.2个mm 一2 降到225.7个mm —2, eo:浓度从350脚01 • mol 一’提高到715卿01 • mol 一,时,大豆从330个~一2降到114个~一2。
也有人认为高co:浓度下气孔密度增加,比如车前草上下表皮气孔密度都增加。
还有人认为高CO:浓度下气孔密度不变,如对黑麦草的研究等。
中国科学院植物研究所标本馆研究了1920 一1990 年中国特有的杜仲、辽东栋、短柄抱栋、青钱柳、异叶榕的蜡叶标本。
用印迹法监测标本的气孔密度,结果表明随着大气COZ 浓度的不断提高,杜仲、辽东栋、短柄袍栋三种树木气孔密度明显下降, 其中青钱柳气孔密度下降不是很明显,异叶榕气孔密度无明显变化。
W6odward 利用馆藏标本研究6种温带木本植物,证明在过去的200年,气孔密度随着大气CO:浓度的不断提高而明显下降。
W60dward 分析了己经发表的100余种植物在大气COZ 浓度的不断提高的情况下气孔密度的变化,有74%的植物气孔密度下降。
但是,有人提出,气孔密度对大气CO:浓度的变化因物种而异。
有些植物对大气COZ 浓度的变化敏感,有的则不然。
.3大气CO:浓度增加对光合效率的影响大多数学者认为co:是自然森林生态系统的植物生长和生产力的限制因子。
大气CO: 浓度的上升对森林乔木最直接最迅速的影响是植物的光合作用。
理论上,正常的大气co:浓度对植物光合作用而言还是处于一种未饱和状态,co:浓度的增加自然会刺激植物增加光合速率,提高光合产量。
这己被许多短期的实验多证实。
至于长期的co:浓度增加的影响,有关的研究则不多。
光合速率作为植物在高co :浓度环境中反应最迅速、最直接的生理因子,也是在这一研究领域中被研究最多的一个指标。
几乎所有的实验中都证明,在实验初始阶段,高co:浓度下光合速率是增加的,但许多实验又表明,随实验时间的延长,它又会回落到现有co:浓度时的水平,这种下调适应引起了许多生态学家的兴趣(郑凤英,彭少麟,2001)。
光合速率在39 一100d 分组中达到最大,以后随时间的延长有下调现象,但其下调幅度并不大,为期 1 年以上的研究中,增加率仍达到29.69%,只比光合速率增加最大的39一100d 分组小10.76%。
许多研究发现,适应下调的可能原因是在高CO:浓度下,光合速率增加,导致光合产物(TNC)在叶内积累,不能及时运输,最终导致产物抑制,引起光合速率的下降,也即源库关系不协调所致。
但是王精明(2004)等研究发现凤梨叶片的净光合速率也增加了136%一259%,且促进了叶片中可溶性糖和淀粉的积累,但是高CO:浓度下随着时间的延长凤梨叶片的光合速率持续增加并且始终高于对照,并没有观察到一些试验中所出现的光合下调现象,这可能是因为我们的处理时间较短,尽量叶片内淀粉及可溶性糖的含量有所增加,但还没有达到能够对光合作用进行反馈抑制的程度,当然这种现象也可能与试验材料、肥料中N 的供应、叶龄有关,还有待于进一步研究;杨金艳(2004)等的研究表明红松净光合速率表现出单峰曲线的日变化格局,随coZ 浓度增大,净光合速率增大且差异显著,没有明显的“午休”现象,在不同CO:浓度处理下,对于净光合速率的主要影响因子有所变化,在对照试验中,蒸腾速率是主要因子;在处理中,主要影响因子为气孔导度。
短期实验中,植物光合能力随着CO:浓度的提高而增加。
但幅度不同:C:植物在eo:加倍下光合作用提高10 一500, 0;但值得注意的是,e3植物从150脚01 • mol 一,提高到350脚01 • mol 一’时光合作用提高700, 0, e3植物从350娜01 • mo 一’提高到700 四ol • mol 一’时光合作用提高27%。
c;植物光合作用提高<10%或不增加;理论上,如果水分、养分、光照、植物生长空间等不受限制的条件下,植物的光合作用在高C02浓度下得到促进。
有两方面的原因:一是增加了COZ对Rublsco酶结合位点的竞争从而提高了梭化速率;二是抑制光呼吸提高净光合速率。
根据Sharkey 的光合作用模型,在光合作用曲线(刀Ci)的低CO:浓度部分,光合速率受Rublsco活性限制,在曲线的拐点之后,光合速率受无机磷(Pi)和RuBp再生能力的限制。