降雨量和溫度變化對植物光合作用的影響
降雨量和溫度變化對植物光合作用的影響
氣候變化是當前人類面臨的重大環(huán)境問題,系統(tǒng)分析降雨量和溫度變化對植物光合作用及相關生理參數(shù)影響,對科學認識氣候變化及陸地生態(tài)系統(tǒng)的響應具有重要意義。降雨量和溫度變化對植物光合作用及其相關參數(shù)的影響在世界范圍內受到廣泛關注,如分析溫度增加對C4草本植物光合作用的影響、氣候變化對挪威云杉光合作用、呼吸作用和蒸騰作用的長期影響等。研究表明，溫度和降雨量對植物光合作用的影響較大，下面我們主要從降雨量與溫度對植物的影響來分析。其中降雨量我們可以通過雨量記錄儀進行及時測定。
降雨量和溫度變化對植物光合作用及相關生理參數(shù)影響較大。如以毛烏素沙地優(yōu)勢灌木沙柳幼苗為對象,研究氣體交換及其PSⅡ光化學效率對4種澆水量響應。結果表明,不同澆水量明顯影響沙柳幼苗凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、胞間CO2濃度,除幼苗葉片溫度隨著澆水量增加而降低外,其它因素均隨澆水量增加而增大,澆水量少時,幼苗凈光合速率明顯有“午睡”現(xiàn)象,充足澆水有效消除幼苗凈光合速率的“午睡”現(xiàn)象;澆水量增加降低了沙柳幼苗光補償點,提高了飽和光強和表觀量子效率,并且在不同施水量處理下,環(huán)境因子光合有效輻射（可以通過光合有效輻射記錄儀進行測定）、大氣溫度、大氣飽和水汽壓差及其生理變量氣孔導度、葉片溫度、胞間CO2濃度均顯著影響幼苗凈光合速率。控制土壤濕度處理下,模擬大氣中CO2濃度升高和輻射增強對檸條光合作用的影響,結果表明,CO2濃度飽和點以下,檸條光合速率對CO2濃度響應表現(xiàn)為線性關系,對輻射響應表現(xiàn)為對數(shù)函數(shù)關系。檸條光合速率隨輻射強度增加和CO2濃度升高而增大,土壤濕度較大時,檸條光合速率變化率隨輻射強度增大而增大;土壤濕度較小時,光合速率在輻射強度為500μmol·m-2·s-1時對CO2濃度響應最敏感,檸條暗呼吸隨CO2濃度的升高而增大,土壤濕度越小,檸條暗呼吸對CO2濃度響應越敏感。本研究表明,麻花艽葉片凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率在降雨量增加下較高、自然降雨量下次之、降雨量減少處理下較低,在25℃下與15℃下差異不大。說明高寒草甸植物光合作用及相關生理參數(shù)對光合輻射響應受降雨量變化影響,如果未來降雨量減少,將使高寒草甸植物光合作用受到限制,生產力降低。溫度變化影響不大,也許因為本研究設定的溫度在高寒草甸正常的溫度范圍內。
