大气co- 2c2-浓度升高对红桦碳水化合物含量和分配影响.pdf

第一章绪论 第一章绪论 1．1前言 自工业革命以来，大气C02浓度急剧升高，已由工业革命早期的280-a：10 gmol·mol以上升到目前的367 浓度将是目前水平的两倍，达到700 et lamol·mol‘1左右(Prenticea1．，2003)。C02 是植物光合作用的原料和重要的具有温室效应的气体，它的增加势必对植物产生 深刻的影响，已经受到人们越来越多的关注。近几十年来，各国学者采用控制环 袋实验以及自然C02喷泉实验等方法，研究了不同C02浓度下植物的形态结构、 生长发育、生理生态、产量及化学成分等方面的变化(IdsoIdso，1994；蒋高明 et 等，1997；Saxe 试验手段、试验材料以及处理时间上有一定差异，试验结果并不一致。 碳水化合物按其存在形式可分为结构性碳水化合物和非结构性碳水化合物 两种。前者如纤维素、木质素等主要用于植物体的形态建成；后者如葡萄糖、果 糖、蔗糖、果聚糖、淀粉等是参与植物生命代谢的重要物质(潘庆民等，2002)。 多数模拟大气C02浓度升高对植物影响的试验都发现植物体内总的非结构性碳 et 水化合物尤其是淀粉含量随C02浓度升高而增加(FelieaL，1999)，但是它们增 eta1．，1997； 加的程度因物种的不同以及试验方法的不同而有的差异(Poorter K6mereta1．，1995)。纤维素含量对C02浓度升高的响应目前并没有一致的结论 化的研究，多数仅停留在叶片中，对其它部位或器官的研究较少，尤其是储存器 官中碳水化合物含量的变化，增强这方面的研究，有利于阐明未来环境条件下植 物碳储备及分配模式的变化规律。 以往实验对C02浓度升高下碳水化合物在植物组织器官中的分配变化研究 较少。几乎所有实验都证实升高C02浓度使植物叶片中的碳水化合物增加，Finn 和Brun(1982)认为这些增加的碳水化合物会被运输转移到茎、果实、根等部位。 大气C02浓度升高对红桦碳水化合物含量和分配的影响 研究大气C02升高对红桦碳水化合物含量与分配的影响，对研究红桦生长、生 物量分配变化具有重要意义。因此，为了更加全面而深入地了解大气C02浓度 升高对植物生长的影响，需要研究植物各个器官或组织的碳水化合物含量与分配 的变化。 C02浓度升高会降低植物体内氮的含量，植物体内总的非结构性碳水化合物 et 含量增加而对氮的稀释效应是对氮含量下降的一种假设(Lambersa1．，1996)。 物量的增加是光合产物在植物体内重新分配，更多的碳水化合物被转运到根部的 缘故。以上假设仍需要更多的实验来验证。 川西亚高山是我国“天然林保护工程”实施的主体和长江上游重要的水源涵 养地以及重要的生态屏障，已被列入国家重要的水土保持区(林波等，2002)； 同时又是典型的生态脆弱带和全球气候变化的敏感区域(肖玲等，2004)。红桦 是该地区次生阔叶林和针阔混交林的建群种之一。本文应用自控、独立、封闭的 chamber 生长室系统(enclosed．topsystem)，研究了红桦幼苗根、茎、叶和枝的碳 水化合物含量以及分配格局对大气C02浓度升高响应，为全面认识红桦生理生 化与生长过程对大气C02浓度升高响应提供理论依据。 1．2C02浓度升高对植物生长影响的研究进展 1．2．1对植物影响的研究手段 1．2．1．1控制环境实验(ControlledEnvironment，CE) et a1．， 1990)。主要在室内或户