珊瑚朴光合特性及固碳释氧效应
2020年8月27-29日和10月17-18日,选择晴朗天气,开展夏、秋季的光合实验(表4)。夏秋气温以及光照强度,从8:00开始升高,12:00达到峰值,之后持续下降。
试验期内,光照强度最大值出现在夏季,高达1200μmol·m-2s-1;温度的最大值35.2℃。不管哪个季节,光照强度均在12:00达到峰值,18:00降至最小值。研究结果表明,夏秋季试验日最低气温均在8:00,最高气温出现在12:00,并且夏季的温差较大,为10.7℃;秋季的温差较小,为9.5℃。
试验期内,光照强度最大值出现在夏季,高达1200μmol·m-2s-1;温度的最大值35.2℃。不管哪个季节,光照强度均在12:00达到峰值,18:00降至最小值。研究结果表明,夏秋季试验日最低气温均在8:00,最高气温出现在12:00,并且夏季的温差较大,为10.7℃;秋季的温差较小,为9.5℃。
1珊瑚朴夏秋两季光合速率
从图1可以看出,无论夏季或秋季,珊瑚朴的光合速率日曲线呈现出近似单峰分布,其日光合速率最大值产生在12:00附近。结果表明,对植株光合作用造成支配的大部分原因来自光照强度,在夏季常常强于秋季;因此,珊瑚朴夏季的光合作用强度明显强于秋季。
2珊瑚朴蒸腾速率
从图2可以看出,无论是夏季或秋季,珊瑚朴的蒸腾速率日变化曲线仍然呈现出近似单峰分布,最大值依然在12:00附近。可见,光照强度增加时,珊瑚朴的蒸腾速率随即上升,上升至最大值后随光强减小而降低。结合前人研究,可得出一定温度范围之内,植物蒸腾速率和光照强度的变化规律相一致,脱离温度区间时,则不符合这个规律;珊瑚朴夏季的蒸腾作用也要强于秋季。
试验结果表明,环境温度、光照强度等都会影响植物的蒸腾速率。根据珊瑚朴在夏、秋季的光响应曲线可知(图3),夏、秋季的净光合速率均随光照强度逐渐上升而达到光饱和,夏季在光照强度达1200μmol·m-2s-1后逐渐出现光合速率不再增加,此时最大光合速率为15.13μmolCO2·m-2s-1;秋季的光合速率明显低于夏季,秋季光照强度500μmol·m-2s-1附近即出现上述情况,此时最大光合速率为7.42μmolCO2·m-2s-1。
试验结果表明,环境温度、光照强度等都会影响植物的蒸腾速率。根据珊瑚朴在夏、秋季的光响应曲线可知(图3),夏、秋季的净光合速率均随光照强度逐渐上升而达到光饱和,夏季在光照强度达1200μmol·m-2s-1后逐渐出现光合速率不再增加,此时最大光合速率为15.13μmolCO2·m-2s-1;秋季的光合速率明显低于夏季,秋季光照强度500μmol·m-2s-1附近即出现上述情况,此时最大光合速率为7.42μmolCO2·m-2s-1。
3珊瑚朴夏、秋季气孔张开程度与胞间CO2情况
从图4可以看出,夏、秋季珊瑚朴的气孔导度日曲线均呈近似的单峰分布,12:00附近叶片气孔的开张程度最大。
图5表明,秋季的胞间CO2浓度随时间变化缓慢缓降低,并在16:00出现最小值后再次提高;夏季变化情况总体皆与秋季相似,但在12:00胞间CO2浓度略有提高,可能是强光、高温等导致。
图5表明,秋季的胞间CO2浓度随时间变化缓慢缓降低,并在16:00出现最小值后再次提高;夏季变化情况总体皆与秋季相似,但在12:00胞间CO2浓度略有提高,可能是强光、高温等导致。
4珊瑚朴固碳释氧和降温増湿
通过植物光合特性测定,可获得其固碳释氧量,亦可计算植物的降温增湿效应。由表5可以看出,珊瑚朴在夏季的日净同化量远高于秋季,达338mmol·m-2d-1;一般乔木在夏季的日同化量应当高于其他季节。
同时,植物单位叶面积的固碳释氧力度又由光合作用产生控制,夏季珊瑚朴的单位叶面积的平均固碳量为11.91g·m-2d-1,秋季6.66g·m-2d-1;夏季单位叶面积的平均释氧量为8.66g·m-2d-1,秋季4.85g·m-2d-1。其降温増湿量在夏季与秋季的表现也有较大差异,植物的降温增湿效应与气温的变化相关性较大,夏季珊瑚朴的降温下降量与单位叶面积日增湿量分别为0.43℃和约2200g·m-2d-1。夏季珊瑚朴的水分利用效率2.77,秋季9.8,明显高于夏季,具有较强的耐旱性[11]。
同时,植物单位叶面积的固碳释氧力度又由光合作用产生控制,夏季珊瑚朴的单位叶面积的平均固碳量为11.91g·m-2d-1,秋季6.66g·m-2d-1;夏季单位叶面积的平均释氧量为8.66g·m-2d-1,秋季4.85g·m-2d-1。其降温増湿量在夏季与秋季的表现也有较大差异,植物的降温增湿效应与气温的变化相关性较大,夏季珊瑚朴的降温下降量与单位叶面积日增湿量分别为0.43℃和约2200g·m-2d-1。夏季珊瑚朴的水分利用效率2.77,秋季9.8,明显高于夏季,具有较强的耐旱性[11]。
二乔玉兰、杂交鹅掌楸通常也会被用作行道树,本研究引用于雅鑫[9]实验数据比较,二乔玉兰和杂交鹅掌楸在夏季单位叶面积的平均固碳量分别为9.87g·m-2d-1和12.76g·m-2d-1,相比之下,珊瑚朴在夏季的固碳能力次于鹅掌楸,但远大于二乔玉兰;二乔玉兰和杂交鹅掌楸在秋季单位叶面积的平均固碳量分别为7.74g·m-2d-1和10.19g·m-2d-1,而珊瑚朴在秋季的固碳量仅6.66g·m-2d-1,属低水平指标。
二乔玉兰和杂交鹅掌楸在夏季释氧量分别为8.97g·m-2d-1和11.60g·m-2d-1[12],均高于珊瑚朴。但考虑环境、气候等诸多因素,三者之间的对比也存在着一定的局限性。
二乔玉兰和杂交鹅掌楸在夏季释氧量分别为8.97g·m-2d-1和11.60g·m-2d-1[12],均高于珊瑚朴。但考虑环境、气候等诸多因素,三者之间的对比也存在着一定的局限性。
3结语
珊瑚朴是我国南方的乡土树种,作为观赏树、行道树及各类场地的绿化树种,发展潜力极大。本研究通过对生长在陕西省咸阳市杨凌区(北方)的珊瑚朴进行物候期观测、光合特性测定以及温、湿度效应对比,发现珊瑚朴的绿期为3-12月,绿叶持续时间长,在北方常绿树种不多的情况下,可作为冬季行道树景观的补充;同时,其果期长(3-10月),成熟果实为红色,亦可作为观赏点。
在光合特性测定中,珊瑚朴的夏季光合速率呈现单峰型变化,12:00左右出现峰值,最大值可达15.13μmolCO2m-2s-1,夏季单位叶面积的净日固碳量约11.91g·m-2d-1,单位叶面积的日增湿量约2197.55g·m-2d-1,因蒸腾作用引起的气温下降0.43℃,水分利用效率约2.77μmol·mmol-1;秋季单位叶面积的净日固碳量约6.66g·m-2d-1,单位叶面积的日增湿量约347.58g·m-2d-1,水分利用效率约9.8μmol·mmol-1,具有较好的耐旱能力,相关数据可作为北方珊瑚朴引种及相关研究的参考。
此外,通过对比其与银杏、青桐等常见行道树的增湿降温效益,珊瑚朴相比银杏、臭椿、旱柳等具有较好的增湿降温效应,可作为行道树推荐种植。
此外,通过对比其与银杏、青桐等常见行道树的增湿降温效益,珊瑚朴相比银杏、臭椿、旱柳等具有较好的增湿降温效应,可作为行道树推荐种植。