CO2濃度升高條件下不同氮素水平對小葉章光合特性和生長的影響

王建波，王繼豐，付曉玲，鐘海秀，劉贏男，倪紅偉

（1黑龍江省科學院自然與生態研究所，哈爾濱 150040；2黑龍江省林業科學院，哈爾濱 150081）

0 引言

全球氣候變化已經被科學家所證實，大氣CO2濃度升高是當前全球氣候變化的一個主要因素[1]。自工業革命以來，由于化石燃料燃燒等人類活動，大氣CO2濃度已經增加了40%以上[2]，預計到21世紀末將達到700μmol CO2/mol[3]。CO2是植物光合作用的底物，其濃度升高必將影響到植物的光合作用和生長發育等多個過程。一般認為，CO2濃度升高使植物葉片的光合速率升高。但對于不同的物種，在不同的生態環境條件下，增加的幅度不同。CO2濃度升高的初始階段將使植物的光合速率顯著增加，而后隨著時間的推移，其增加速率會逐漸減弱或漸漸消失，有的甚至出現“光合下調”現象[4]，也稱為“光合適應”[5]，這與植物N素的供應有著密切關系。例如，在高大氣CO2濃度下，植物在土壤氮素供應較高時不發生光合適應現象，這一方面可能與增施氮素調節了植物體內C/N關系有關[6-7]，另一方面也與施氮可能增加了Rubisco等光合酶的含量和活性有關[8]。

氮是植物生長所需要的大量營養元素之一，在大多天然陸地生態系統中，植物的生長發育都受到氮素營養的限制。而全球N沉降也由1961年的14 Tg N/a增加到2000年的68 Tg N/a，預計到2050年全球N沉降量將達到200 Tg N/a[9]。以往對大氣CO2濃度升高和氮素營養的研究多集中在栽培植物，且多集中在農田[10-12]、森林[13-14]等生態系統，對于濕地生態系統的研究較少[15-16]。由于天然群落的復雜性，要真正了解不同氮素沉降程度下，CO2濃度升高對于植物所產生的影響以及植物對其作出的響應，有必要在野外自然條件下進行監測和研究。……