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            LI-6800應用案例 |【New Phytologist】

            發布時間:2021/7/7 10:12:34      

            原文以  Diffuse light and wetting differentially affect tropical tree leaf photosynthesis 為標題發表在New Phytologist(IF=8.512)上。
            作者 | Z. Carter Berry和 Gregory R. Goldsmith 

            翻譯 | 子毅

             

            云和降雨是常見的天氣狀況。在有云的條件下,葉片接受的光照以漫射光(Diffuse Light)為主;降雨會潤濕葉片表面,進而影響其光合作用。

            目前大部分光合作用測量實驗,都是在直射光(Direct Light)下進行的,同時保持了葉片表面的干燥。

            為此,研究者們在熱帶山地林中,選取了不同的樹種,使用LI-6800光合作用氣體交換測量系統,評估了漫射光和潤濕(Wetting)對葉片光合作用的影響。

            數據顯示,不同樹種的響應存在很大差異。一些樹種在直射光下光合速率更高;而一些樹種則不然:在漫射光條件下,光合速率能高出100%。弱光條件下,漫射光和直射光對葉片光合的作用相當。

            降雨讓葉片表面變濕,整體而言會降低葉片的光合速率。然而,不同樹種間的差異仍然很大。

            該研究結果幫助解釋了有云天氣條件下,觀測到的生態系統NEE反而升高的現象。這還有助于改進生態系統的氣候響應模型。

            LI-6800高級光合-熒光測量系統在本研究中的作用

             

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            6800-13大葉葉室

            使用LI-6800高級光合-熒光測量系統,先測量葉片(表面干燥)的光響應曲線,隨后測量同一葉片在表面濕潤條件下的光合速率。在表面濕潤條件下,只測量一個值,目的是減少高濕氣流進入氣路中的量。葉片選擇完全展開的成熟健康葉片,在09:00-14:00間完成測量。

            在測量葉片光響應曲線時,人為制造直射光和漫射光環境。葉室型號為6800-13,該葉室取樣面積6cm*6cm。光質比例設置為65%紅光、10%綠光、20%藍光和5%白光。在1400μmol m-2S-1光強下進行光適應,直至數據穩定。光響應曲線的光強設置從高到低,在每個光強下至少適應2min。溫度維持在22℃,CO2濃度維持在400ppm,相對濕度約70%。

            為方便在直射光和漫射光之間切換,研究者們制作了一個集成式球面裝置(Brodersen et al.,2008)。當光源在球面頂部,光照以直射為主,當光源在側面,光照以漫射為主。當在頂部和側面都有光源時,就是部分直射,部分漫射。研究者依照Brodersen等(2008)中的方法,確定直射光的角度為22°,散射光的角度為105°。建立光源的發射強度和到達葉面表面的光強之間的校準曲線,進而確定葉片表面實際接收到的光強。另外,研究者還確保了光譜沒有隨漫射而發生改變。

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            圖源/Brodersen et al.(2008)

            直射光下的光響應曲線強度梯度為:1370,927,566,381,275,172,105,39(單位是μmol m-2S-1);漫射光下的光響應曲線強度梯度為:1210,858,634,397,286,206,128,53(單位是μmol m-2S-1)。

            在測量完葉片(表面干燥)的光響應曲線后,葉片從葉室取出,在葉片上表面噴水直至完全潤濕,輕甩去掉過多的水,之后把葉片放回葉室,確保測量部位不變。在1200μmol m-2S-1的直射光和漫射光下,分別測量其光合速率。每次都是先測葉片在表面干燥狀態下的數據,然后再測量其在表面濕潤狀態下的數據。

            在測量濕潤葉片的光合作用時,確保其已經完全適應了葉室環境,有時這一過程需持續20-30min。測量時不對進氣濕度做控制。如果葉片在測量時已經變干,重新取出潤濕。

            在測量濕潤葉片時,不使用氣孔導度gsw 和蒸騰速率E 這兩個數值。由于葉片表面濕潤,這會導致葉片表面的蒸騰作用和蒸發作用混在一起。光合速率的計算則不依賴葉片氣孔導度的數據,因此只使用葉片的凈光合速率進行比較。

             

            原文中的主要數據圖

             

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