林业科学

作者：王卫锋1,赵瑜琦1,高苗琴1,宗毓铮2,郝兴宇2

单位：1. 山西农业大学林学院　晋中 0308012. 山西农业大学农学院　晋中 030801

关键词：二氧化碳浓度,温度,杨树,光合特性,碳氮分配

基金：国家自然科学基金青年基金项目(31400527); 山西省应用基础研究项目(201701D221190); 山西农业大学青年拔尖创新人才支持计划(BJRC201602); 黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心基金项目(SBGJXTZX-27)

目的: 研究杨树光合作用和碳氮分配对CO2浓度和温度升高的响应，探讨气候变化下杨树的生理生态适应机制，以期为我国北方杨树人工林生产力和生态效益的长期提升提供理论依据。方法: 以盆栽群众杨当年生扦插幼苗为试验材料，在开顶式生长室内模拟研究了空气CO2浓度和气温升高(分别比室外大气升高200 μmol mol?1和2 ℃)及其共同作用下的功能叶光合特性、叶解剖结构、器官间干物质和碳氮分配的响应，并探讨了苗期群众杨对CO2浓度和气温升高的生理生态响应。结果: 1) 在CO2浓度升高处理下，群众杨叶片气孔密度降低，蒸腾速率减弱，瞬时水分利用效率显著提高；光合潜力和氮利用效率增加，并通过叶肉组织增厚、叶和根碳氮比增加、比叶重增大以及根冠比增加等途径维持单位叶面积氮含量、瞬时光合特性和叶绿素荧光特性不变，而单位质量暗呼吸速率降低，并使单株总干质量和总碳量显著增加。2) 增温2 ℃下的群众杨叶气孔密度显著增加，但瞬时气体交换和荧光参数、光合特性变化不显著，株高和单株总氮量略低，器官间的干物质和碳氮分配变化亦不明显。3) 在同时提高CO2浓度和气温处理下，根碳氮比显著低于CO2浓度升高处理，而光合氮利用效率显著增加，但整体而言CO2浓度升高和增温并未表现出明显的协同效应。4) 在CO2浓度升高、增温以及同时提高CO2浓度和气温处理下，群众杨茎干物质比例均显著降低，茎碳氮比不变，根干物质比例和碳氮比响应比茎和叶更敏感。结论: 群众杨幼苗可通过调控叶片形态结构和增大根系碳分配维持叶片光合固碳能力，以适应空气CO2浓度升高导致的氮浓度降低；增温2 ℃对群众杨光合特性、植株生长和碳氮分配影响不明显； CO2浓度升高和增温之间没有明显的协同作用。

来源：2023年第2期

《林业科学》期刊编辑部

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