CO2浓度升高和N沉降对马尾松和木荷幼苗气体交换参数及单萜烯释放的影响

摘要

自工业革命之后，大气二氧化碳(CO2)浓度急剧升高，大气氮沉降日益加剧。植物挥发性有机物(Biogenic Volatile Organic Compounds，BVOCs)是大气中挥发性有机化合物(VOCs)的主要组分，也是植被影响环境与气候的关键过程之一。气候变化条件下植物排放BVOCs规律的研究已成为热点之一。本研究利用开顶式熏气室(open-top chamber，OTC)，依据联合国政府间气候变化专业委员会(intergovernmental panel on climate change，IPCC)第五次评估报告设置1000、750、550μmol mol-13个CO2熏气浓度同环境大气(CK)进行对照，于2017-2018年研究了中国南方主要造林树种马尾松幼苗气体交换参数、叶绿素含量、及单萜烯释放的变化规律，并结合N沉降模拟试验，探究了CO2浓度升高和N沉降对木荷幼苗气体交换参数碳氮含量及单萜烯释放的影响，旨在进一步深化对植物生理对CO2浓度升高及N沉降的响应规律的认识。研究结论如下:　　CO2熏气时间的延长使得马尾松幼苗出现一定程度的光适应情况，表现为60天CO2浓度升高处理的马尾松幼苗在环境大气中净光合速率(net photosynthetic rate，Pn)显著低于对照组:CO2浓度升高及N沉降提高了木荷幼苗的光合作用，二者交互作用对木荷幼苗净光合速率影响显著，但在熏气时间为120d的光合测定结果中，低氮环境条件下CO2熏气处理对木荷幼苗净光合速率的提高作用并不显著。CO2浓度升高显著降低了马尾松幼苗的光合色素含量，而对木荷幼苗SPAD值的影响不大;CO2熏气处理降低了两种植物幼苗的气孔导度(stomatal conductance，gs)，提高了水分利用效率(water use efficiency，WUE);N素的加入对木荷幼苗的气孔导度有提升作用。　　CO2浓度升高处理显著降低了木荷幼苗的叶片总氮含量，提高了C/N和叶片中淀粉的积累量，N肥的加入则明显缓解了这个现象。这可能是导致低氮水平下长时间CO2浓度升高处理对木荷幼苗净光合速率促进作用减弱的原因。　　CO2浓度升高显著降低了马尾松及木荷幼苗单萜烯释放速率，两种幼苗的单萜烯释放速率均与气孔导度呈显著正相关，CO2浓度升高导致的气孔导度下降也可能是限制植物单萜烯释放速率的因素之一。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1．1研究背景及研究意义

1．2国内外研究现状及发展

1．2．1植物挥发性有机化合物概述

1．2．3植物VOCs的作用

1．2．4植物挥发性有机化合物释放的影响因素

1．2．5植物VOCs的采集及分析方法

1．2．6 CO2对植物气体交换参数的影响

1．2．7氮素对植物气体交换参数的影响

1．2．8 CO2浓度升高及N沉降对植物C、N含量的影响

1．3研究内容和技术路线

1．3．1研究内容

1．3．2技术路线

第二章研究区域概况及研究方法

2．1研究区域概况

2．2研究方法

2．2．2 2017年CO2熏气实验

2．2．3 2018CO2熏气及模拟N沉降实验

第三章CO2浓度上升对马尾松幼苗气体交换参数及单萜烯释放速率的影响

3．1．2 CO2浓度升高对马尾松幼苗气体交换参数的影响

3．2 CO2浓度升高对马尾松幼苗单萜烯释放量的影响

3．3讨论

第四章CO2浓度升高及N沉降对木荷幼苗气体交换参数及单萜烯释放速率的影响

4．1．1 7月木荷幼苗气体交换参数对CO2浓度升高及N沉降的响应规律

4．1．2 8月木荷幼苗气体交换参数对CO2浓度升高及N沉降的响应规律

4．1．3 9月木荷幼苗气体交换参数对CO2浓度升高及N沉降的响应规律

4．1．4木荷幼苗净光合速率月变化趋势

4．2．2 CO2及N沉降对木荷幼苗C、N含量的影响

4．2．3 CO2浓度升高及N沉降对木荷幼苗非结构性碳水化合物的影响

4．3木荷幼苗单萜烯释放对CO2浓度升高和N沉降的响应规律

4．3．1木荷幼苗单萜烯组成

4．3．2木荷幼苗单萜烯释放水平对CO2浓度升高及N沉降的响应

4．4讨论

5．1主要结论

5．2研究展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢