收藏本站
《西北农林科技大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

刺槐光合生理特征与固碳能力研究

郑元  
【摘要】:当前,全球性环境问题,特别是气候变化与温室效应问题的形势已经十分严峻,受到国内外学者的广泛关注。森林能够通过光合作用吸收固定大气中的CO2,在减缓气候变暖过程中具有重要的独特作用。黄土高原生态环境脆弱,是全球变化响应的敏感区域之一。刺槐人工林在渭北黄土高原的植被恢复和光合固碳方面都起到了关键作用。开展刺槐光合生理特征与固碳能力的研究,可以为评估渭北地区林分光合生产力提供科学依据,同时,也对该区刺槐林的科学经营有重要的指导意义。 本研究以地处渭北地区的永寿县马莲滩流域刺槐林为研究对象,于2008年8月和2009年6月、8月、10月,采用LI-6400便携式光合作用系统和WinScanopy冠层分析仪,系统研究了冠层部位、环境参数、天气条件、坡向、林龄、林分密度和疏伐等因子对刺槐林光合生理特征和固碳能力的影响。主要研究结果如下: (1)刺槐树冠光合作用的空间异质性 刺槐树冠不同层次的光合作用差异性显著,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、羧化效率、光合有效辐射表现为:上中下;而水汽压亏缺、气孔限制值、空气温度表现为:下中上。对于阳坡刺槐,水汽压亏缺、空气温度、气孔导度、蒸腾速率是影响不同层次净光合速率的主要因子;对于阴坡刺槐,水汽压亏缺、蒸腾速率、光合有效辐射是影响不同层次净光合速率的主要因子。光合作用在刺槐树冠的不同方位没有显著差异,所有光合生理生态参数变化均很小,蒸腾速率、气孔限制值、光合有效辐射、空气温度是影响不同方位净光合速率的主要因子。阳坡刺槐树冠中层西方和阴坡中层东方的日总光合速率值,可以分别代表阳坡和阴坡刺槐整个冠层的日总光合速率。 (2)刺槐光合气体交换与环境因子的关系 刺槐净光合速率的日变化为单峰曲线,在10:00~14:00,刺槐净光合速率的降低主要由气孔限制引起,而14:00~18:00,净光合速率的降低由非气孔限制引起。蒸腾速率、气孔导度与净光合速率的日动态趋势相似。在刺槐叶片进行气体交换的日进程中,环境因子对刺槐不同光合生理参数的影响程度不尽相同。总体来看,光合有效辐射、空气温度和空气相对湿度是影响刺槐光合气体交换的主要环境因子。此外,分别建立了净光合速率、蒸腾速率、气孔导度与环境因子的最优回归方程。 (3)刺槐光合作用在晴天和阴天的差异 无论在6月还是8月,晴天刺槐的净光合速率和气孔导度在10:00以前高于阴天,而在12:00和14:00低于阴天。刺槐的胞间CO2浓度、空气CO2浓度、空气相对湿度、光能利用率在晴天的绝大多数时间显著低于阴天,而蒸腾速率、水汽压亏缺、光合有效辐射、空气温度在晴天的全天都显著高于阴天。在晴天条件下,虽然刺槐的气孔导度、胞间CO2浓度、空气CO2浓度、空气相对湿度、光能利用率的日均值比阴天低,但净光合速率、蒸腾速率、水汽压亏缺、光合有效辐射、空气温度的日均值比阴天高,从而能够积累更多的日均光合固碳量。在阴天条件下,刺槐的最大光合速率高于晴天,且暗呼吸速率和光补偿点显著低于晴天,表现出很强的光合适应能力。 (4)坡向和林龄对刺槐光合生理特征的影响 成熟刺槐(18 a)在阴坡(西北坡向)的最大光合速率、最大羧化效率、表观量子产率、表观羧化效率、暗呼吸速率、光呼吸速率、Rubisco含量、光饱和点显著高于阳坡(东南坡向),而最大电子传递速率与羧化效率的比值、光补偿点、CO2饱和点显著低于阳坡。刺槐的蒸腾速率和水分利用效率对光合有效辐射和CO2浓度的响应在不同坡向之间表现出很大的差异。幼龄刺槐(6 a)的最大光合速率、最大电子传递速率、最大电子传递速率与羧化效率的比值、暗呼吸速率、光补偿点、CO2补偿点、CO2饱和点、蒸腾速率显著高于成熟刺槐,而表观量子产率、水分利用效率显著低于成熟刺槐。分析认为,阳坡和阴坡上的成熟和幼龄刺槐都能对渭北地区脆弱的生境表现出有效的光合生理适应性。 (5)坡向和林龄对刺槐林光合固碳能力的影响 阳坡刺槐林比阴坡具有更低的日均蒸腾速率、水汽压亏缺、羧化效率、净光合速率、叶面积指数、光合固碳能力;幼龄林比成熟林具有更高的日均气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度与空气CO2浓度比值、羧化效率、净光合速率、光合固碳能力。阳坡刺槐林更低的日均净光合速率和光合固碳能力可能是由于阳坡与阴坡之间微气象条件的变化导致的。幼龄林更高的日均净光合速率和光合固碳能力可能受林龄相关的树体尺寸差异的影响。 (6)林分密度和疏伐对刺槐林光合固碳能力的影响 低密度刺槐林的光合固碳能力显著高于高密度林分,主要归因于前者林分内部更加适宜的营养空间和生态环境。在对刺槐林进行疏伐后的第1年,低强度的疏伐(伐除1/3林木)可以增强刺槐林的光合固碳能力,而高强度的疏伐(伐除1/2林木)反而降低了刺槐林的光合固碳能力,这可能与疏伐相关的叶面积指数和郁闭度的变化有关。研究认为,通过对黄土高原上的刺槐林进行合理的经营管理,它们将为中国的碳固定做出积极的贡献。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S792.27

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林平;李吉跃;陈崇;;银杏光合生理生态特性研究[J];北京林业大学学报;2008年06期
2 何明;翟明普;曹帮华;;水分胁迫下增施氮、磷对刺槐无性系苗木光合特性的影响[J];北京林业大学学报;2009年06期
3 杨秀芳;玉柱;徐妙云;孙启忠;李峰;;2种不同类型的尖叶胡枝子光合-光响应特性研究[J];草业科学;2009年07期
4 王广军;张彦妮;何叶;;不同情况复叶槭(Acer negundo L)叶片净光合速率的日变化[J];东北林业大学学报;2008年08期
5 陈利顶,傅伯杰,Ingmar Messing;黄土丘陵沟壑区典型小流域土地持续利用案例研究[J];地理研究;2001年06期
6 冯建灿,胡秀丽,苏金乐,毛训甲,杨文琪;保水剂对干旱胁迫下刺槐叶绿素a荧光动力学参数的影响[J];西北植物学报;2002年05期
7 付为国;李萍萍;卞新民;吴沿友;曹秋玉;;镇江北固山湿地芦苇光合日变化的研究[J];西北植物学报;2006年03期
8 张淑勇;周泽福;夏江宝;张光灿;;不同土壤水分条件下小叶扶芳藤叶片光合作用对光的响应[J];西北植物学报;2007年12期
9 刘遵春;包东娥;;‘金光杏梅’叶片净光合速率与生理生态因子的关系[J];西北植物学报;2008年03期
10 吴统贵;李艳红;吴明;萧江华;;芦苇光合生理特性动态变化及其影响因子分析[J];西北植物学报;2009年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李文华;陕北黄土区主要造林树种蒸腾耗水及光合特性研究[D];北京林业大学;2007年
2 赵成义;陆地不同生态系统土壤呼吸及土壤碳循环研究[D];中国农业科学院;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 李春明;抚育间伐对人工林分生长的影响研究[D];中国林业科学研究院;2003年
2 刘澄;林分密度对华北落叶松人工林林木生长及林下植物多样性影响的研究[D];河北农业大学;2008年
3 林栋;华北土石山区优势灌草植物光合生理生态特征的研究[D];甘肃农业大学;2008年
4 刘亮;小兴安岭阔叶红松林叶面积指数季节动态及特征[D];东北林业大学;2009年
5 韩炜;不同土壤水分含量对刺槐光合特性的影响[D];西北农林科技大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐伟红;郭卫华;徐飞;王仁卿;;三种枣树叶绿素荧光参数的日变化[J];山东农业科学;2007年02期
2 刘丽云;侯传本;王明友;郑延海;贺明荣;;外源钙离子对盐胁迫下小麦萌发的影响[J];山东农业科学;2007年05期
3 黄霄;杨秀梅;刘训言;孟庆伟;;转正义基因番茄类囊体膜脂不饱和度对抗旱性的影响[J];山东农业科学;2008年03期
4 周梅;赵炎;盖树鹏;郑国生;;三种不同衰老类型牡丹叶片叶绿素荧光特性的比较[J];山东农业科学;2008年03期
5 冯忠良;吕勐;;激素处理促进贴梗海棠扦插生根的初步研究[J];山东农业科学;2008年07期
6 张清霞;杨晓云;张淑霞;王媛;司朝光;;大白菜花药培养影响因素的研究[J];山东农业科学;2009年01期
7 邓仰勇;苗保河;;大豆生长发育对大气CO_2增加的响应[J];山东农业科学;2009年01期
8 隋学艳;朱振林;朱传宝;杨丽萍;姚慧敏;郭洪海;;基于MODIS数据的山东省小麦株高遥感估算研究[J];山东农业科学;2009年02期
9 黄金秋;王秀峰;宋述尧;张喜文;;不同供气条件对水培黄瓜幼苗生长的影响[J];山东农业科学;2009年05期
10 张自坤;刘世琦;张强;王忠全;孟凡鲁;于晓丽;;根结线虫对不同砧木黄瓜嫁接苗生理生化指标的影响[J];山东农业科学;2009年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蒋跃林;张庆国;张仕定;岳伟;姚玉刚;;大气CO_2浓度升高对小麦营养品质的影响[A];食品安全的理论与实践——安徽食品安全博士科技论坛论文集[C];2005年
2 邱波;彭尽晖;余文婷;;矿山废弃地生态恢复综述[A];园艺学文集5[C];2010年
3 张清霞;司朝光;王媛;张淑霞;吕享华;杨晓云;;抗根肿病大白菜的花药培养[A];山东园艺学会第七次会员代表大会暨学术研讨会论文集[C];2011年
4 高健洲;马丽茹;刘燕;;温室芍药生长发育及光合特性研究[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
5 邢震;姚霞珍;张启翔;刘灏;旦巴桑布;;白柳光合特性研究初报[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
6 刘瑞峰;贾桂霞;曹玲玲;;温室弱光条件下6个百合品种光合性能的比较研究[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
7 袁慧红;陈菁珏;吴昀;郑日如;常乐;夏宜平;;五种野生宿根花卉的耐阴性研究[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
8 李晓光;张建光;;梨叶片光合作用研究进展[A];梨科研与生产进展(五)[C];2011年
9 ;Design and Implementation of the Small Watershed Afforestation Site Management Information System(SWASMS) Based on GIS[A];Proceedings of Symposium from Cross-strait Environment & Resources and 2nd Representative Conference of Chinese Environmental Resources & Ecological Conservation Society[C];2010年
10 常馨方;郭小平;杜文利;;垃圾场边坡覆盖蚯蚓土对野花生长及光合特性的影响[A];矿化垃圾资源化利用与填埋场绿化技术研讨会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘刚;淮河流域峒柏大别山区植被退化机制与生态修复模式[D];山东农业大学;2010年
2 杨守军;根系调控对枣树(冬枣)生长及代谢影响的效应研究[D];山东农业大学;2010年
3 刘刚;淮河流域桐柏大别山区植被退化机制与生态修复模式[D];山东农业大学;2010年
4 王俊忠;施氮对高产夏玉米源库代谢特征的调控[D];甘肃农业大学;2010年
5 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
6 李瑛;延迟荧光信息处理技术在植物光合及逆境生理检测中的应用[D];大连海事大学;2010年
7 曹春晖;两种赤潮藻对锰的生理生态响应[D];中国海洋大学;2010年
8 杨凡;北极生态保护法律研究[D];中国海洋大学;2010年
9 解静;黄土高原半干旱区草地生态系统碳交换的观测研究[D];兰州大学;2010年
10 林志成;冀西滇西等地中新生代陆生植物与古大气CO_2浓度重建[D];兰州大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李召宝;冬小麦和夏玉米气孔阻力与冠层阻力监测与估算方法研究[D];华中农业大学;2010年
2 安俊珍;风化型土质金矿尾矿植被恢复研究[D];华中农业大学;2010年
3 舒丽娜;锌胁迫下CO_2浓度升高对三种不同光合途径植物生长发育和锌积累的影响[D];华中农业大学;2010年
4 贾炎;镉胁迫下黑麦草对二氧化碳升高的生理生化响应研究[D];华中农业大学;2010年
5 张燕;武汉市城市湖泊湿地退化特征及原因研究[D];华中农业大学;2010年
6 王俊;林荫银莲花离体快繁体系的优化及其有效成分的研究[D];华中农业大学;2010年
7 荣保华;藕带多酚氧化酶性质及藕带保鲜初步研究[D];华中农业大学;2010年
8 苏毅;兰陵溪小流域生态系统健康评价研究[D];华中农业大学;2010年
9 聂斌斌;水土保持生态修复区域差异研究[D];华中农业大学;2010年
10 潘妍宇;山地煤矿区土地复垦规划与设计研究[D];河南理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张明农,江力;水稻光合生态特性的初探[J];安徽大学学报(自然科学版);1996年01期
2 单长卷;土壤干旱对刺槐幼苗水分生理的影响[J];安徽农业科学;2005年10期
3 刘建;曾解放;项东云;周坚;;尾叶桉和邓恩桉的光合和蒸腾特性对光强的响应[J];安徽农业科学;2007年29期
4 万劲;方升佐;;能源林的发展概述[J];现代农业科技;2006年10期
5 徐六一,虞沐奎;湿地松人工林间伐效应的研究[J];安徽农业大学学报;2001年04期
6 朱永华,仵彦卿,吕海深,蒲锦春;植物生长条件下荒漠土壤水分预报的数学模型[J];冰川冻土;2001年03期
7 司建华,冯起,张小由;热脉冲技术在确定胡杨幼树干液流中的应用[J];冰川冻土;2004年04期
8 常学向;赵文智;赵爱芬;;黑河中游二白杨叶面积指数动态变化及其与耗水量的关系[J];冰川冻土;2006年01期
9 曾光辉,郭延平,刘辉,郑毅;果树光合作用的环境调控[J];北方园艺;2004年03期
10 蒲光兰,周兰英,胡学华,邓家林,刘永红;土壤干旱胁迫对杏树渗透调节物质的影响[J];北方园艺;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘金祥;王铭铭;丘明新;刘家琼;;水分胁迫条件下光照强度对香根草生理生态的影响[A];中国植物学会七十周年年会论文摘要汇编(1933—2003)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 戴万宏;农田土壤空气CO_2动态和土壤——大气界面CO_2释放的研究[D];西北农林科技大学;2002年
2 范晶;东北东部主要成林树种光合生理生态研究[D];东北林业大学;2002年
3 沈振西;宁夏南部柠条、沙棘和华北落叶松的液流与蒸腾耗水特性[D];中国林业科学研究院;2005年
4 白顺江;雾灵山森林生物多样性及生态服务功能价值仿真研究[D];北京林业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李帅英;大窝铺油松林山杨林林分密度与林下植物多样性研究[D];河北农业大学;2002年
2 乌吉斯古楞;大青山油松人工林密度对林木生长影响的研究[D];内蒙古农业大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙中峰;周玉喜;朱金兆;张学培;李玉琛;;晋西黄土丘陵区坡面刺槐林地土壤水分研究[J];中国水土保持科学;2007年05期
2 ;刘永如:豫西深山植绿人[J];农村.农业.农民(A版);2008年02期
3 李金朝;李钟汶;牟溥;葛剑平;;黄土高原地区刺槐生长模型概述[J];北京师范大学学报(自然科学版);2009年01期
4 Н.А.лохмотов;张廷桢;;乌克兰草原刺槐林的枯死和复壮意见[J];陕西林业科技;1976年06期
5 肖德富,沈朝武;辽宁西部地区营造刺槐林秋季比春季好[J];辽宁林业科技;1988年02期
6 秦永泉;对刺槐低产林更新复壮措施的探讨[J];辽宁林业科技;1988年03期
7 孟秦倩;王健;;黄土高原坡面刺槐林土壤水分有效性分析[J];灌溉排水学报;2008年04期
8 崔永;王维升;屈年华;;危害刺槐林的家茸天牛生物学特性观察及防治[J];吉林农业;2010年12期
9 吕海燕;李玉灵;孟平;张劲松;陆森;王平;;华北南部低丘山地刺槐林地非主要生长季土壤微生物的呼吸特征[J];中国农业气象;2011年02期
10 吴仲祥;周克梅;杨国富;;如东沿海营造刺槐丰产林技术研究[J];中国园艺文摘;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵忠;曹扬;成向荣;王迪海;;刺槐根系对深层土壤水分的影响[A];2005年全国学术年会农业分会场论文专集[C];2005年
2 沈芳;贺康宁;张光灿;;黄土半干旱区集水造林地刺槐的林木生产力和水分生产潜力[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
3 宋永芳;;发展速生刺槐林 培育林业新产业[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(下)[C];2003年
4 叶兵;管伟;王彦辉;柳立兵;;北京延庆县上辛庄流域人工林雨季水分输入与土壤水分研究[A];发展水土保持科技、实现人与自然和谐——中国水土保持学会第三次全国会员代表大会学术论文集[C];2006年
5 李安萍;高晋华;;太原森林公园的土壤动物多样性[A];中国动物学会北方七省市动物学会学术研讨会论文集[C];2005年
6 王力;卫三平;吴发启;;黄丘区农林草地土壤水热变化过程模拟研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
7 赵忠;李剑;袁志发;胡小宁;曹扬;王迪海;;黄土高原刺槐林地土壤水分垂直变化数学模型研究[A];全国水土保持与荒漠化防治及生态修复交流研讨会论文集[C];2009年
8 范凤云;陈尔学;李世明;;ALOS PALSAR极化数据对山区森林蓄积量的敏感性评价[A];第二届中国林业学术大会——S3 森林经理与林业信息化的新使命论文集[C];2009年
9 孙向阳;耿玉清;谭笑;查同刚;李素艳;阎海平;;北京西山地区人工林干扰状况和生态恢复机理的研究[A];全国水土保持生态修复研讨会论文汇编[C];2004年
10 张锋;陈志杰;张淑莲;赵惠燕;;陕西省纸房沟流域不同植被恢复区昆虫群落结构初步研究[A];农业生物灾害预防与控制研究[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘广金 王浩;密云水库上游刺槐林大面积枯死[N];中国绿色时报;2000年
2 石守礼 陈文考;黄河尾闾鱼水情深[N];东营日报;2010年
3 本报记者 姜兴民;实实在在为群众办实事[N];铜川日报;2009年
4 记者陈海 通讯员姚伟强;平泉林业打生态牌走产业路[N];河北日报;2003年
5 本报记者 李亮 雷汉发 宋美倩;在治沙中实现绿色崛起[N];经济日报;2011年
6 记者 李长青;近50年森林固碳量呈增加趋势[N];中国气象报;2009年
7 ;固碳,改变人类家园[N];第一财经日报;2008年
8 张金慧 郎志钦;一片绿来一片情[N];中国水利报;2003年
9 记者 熊建;中法签署云南固碳贷款协议[N];人民日报海外版;2010年
10 记者 吴清泉;我省生物固碳项目获法国开发署贷款[N];云南日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑元;刺槐光合生理特征与固碳能力研究[D];西北农林科技大学;2010年
2 张国君;饲料型刺槐优良无性系选育及其栽培利用研究[D];北京林业大学;2010年
3 吕海波;纸坊沟流域刺槐林土壤有机质演变特点及其累积机理研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2012年
4 丁文娟;氮沉降对麻栎和刺槐的生理生态特征及种间关系的影响[D];山东大学;2012年
5 叶兵;北京延庆小叶杨与刺槐林的蒸腾耗水特性与水量平衡研究[D];中国林业科学研究院;2007年
6 刘梦云;黄土台塬区植被恢复对土壤碳组分影响研究[D];西北农林科技大学;2011年
7 高艳鹏;半干旱黄土丘陵沟壑区主要树种人工林密度效应评价[D];北京林业大学;2011年
8 刘秀萍;林木根系固土有限元数值模拟[D];北京林业大学;2008年
9 史振华;晋西黄土区刺槐生长与降水量的关系[D];北京林业大学;2009年
10 张社奇;黄土高原油松、刺槐人工林地土壤生态系统的功能特征研究[D];西北农林科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张晶晶;渭北黄土高原刺槐林健康评价研究[D];西北农林科技大学;2010年
2 赵振磊;黄河三角洲刺槐混交林土壤呼吸的时空变化及其影响因素[D];山东农业大学;2012年
3 刘彩风;黄土高原丘陵沟壑区油松刺槐混交林耗水特征[D];北京林业大学;2010年
4 刘恩田;渭北黄土高原刺槐林健康经营技术研究[D];西北农林科技大学;2010年
5 杨鹏;烟台峰山破坏山体周边不同植被恢复模式的效果分析[D];山东农业大学;2010年
6 王翔;安太堡露天矿复垦地植被恢复对土壤酶活性和微生物区系影响的研究[D];山西大学;2012年
7 张瑞;GIS支持下的晋西黄土区水土保持林生态效益评价[D];北京林业大学;2010年
8 周晓新;晋西黄土区主要水土保持树种蒸腾特性研究[D];北京林业大学;2010年
9 吴芳;黄土丘陵半干旱区刺槐、侧柏人工林耗水规律及影响因素研究[D];西北农林科技大学;2011年
10 曲卫东;黄土丘陵区人工刺槐林地有机碳库动态及影响因子[D];西北农林科技大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026