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

在北京東靈山暖溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)中,選擇常見灌叢土莊繡線菊(Spiraea pubescens),建立UV-B控制實驗.連續(xù)3個生長季每天增補9.4 kJ·m-2的輻射劑量,模擬臭氧衰減17%時近地表面UV-B輻射的增強.該實驗的目的是在野外環(huán)境下觀測,長時間人工增強UV-B輻射對土莊繡線菊葉片的氣孔導度、碳同位素比率(δ 13C)、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的影響.實驗結果表明,增強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,UV-B輻射還在一定程度上(盡管統(tǒng)計顯示不顯著)降低了氣孔導度(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%),從而導致WUE的增加(4.1%)和植物的抗旱能力增強.值得注意的是,深層土壤(30～40 cm)含水量變化會影響氣孔導度、δ13C和WUE對紫外輻射的響應程度:在土壤干旱的季節(jié)(6月和9月),氣孔導度、δ13C、WUE這些指標處理和對照的差異很小,但是當土壤水分充足時(7月和8月),處理和對照的差異就較為顯著.另外,隨著實驗處理時間的延長,UV-B的效應變得不顯著.相關分析表明,UV-B輻射降低了土壤含水量(30～40 cm)與土莊繡線菊葉含水量、δ13C、Ci/Ca和氣孔導度的相關系數(shù),增強了WUE與土壤含水量的相關性,這也許是由于UV-B輻射增強了WUE對土壤水分變化的敏感性.該研究的結果表明UV-B輻射對土莊繡線菊的形態(tài)和生長有顯著的影響,但對主要水分生理指標影響不顯著.

作 者： 陳蘭 張守仁 CHEN Lan ZHANG Shou-Ren   作者單位： 陳蘭,CHEN Lan(中國科學院植物研究所植被數(shù)量生態(tài)學重點實驗室,北京,100093;中國科學院研究生院,北京,100039)

張守仁,ZHANG Shou-Ren(中國科學院植物研究所植被數(shù)量生態(tài)學重點實驗室,北京,100093) 

刊 名： 植物生態(tài)學報  ISTIC PKU 英文刊名： JOURNAL OF PLANT ECOLOGY  年，卷(期)： 2006 30(1)  分類號： Q94  關鍵詞： 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   營養(yǎng)含量  

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