【摘 要】
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大气CO2浓度自工业革命以来急剧升高,联合国政府间气候变化专业委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC）报告预测在不同减排措施下到2100年大气CO2浓度会出现430-480、580-720、720-1000和1000μmol·mol-1以上等四种不同情景。虽然目前有大量关于CO2浓度升高对植物影响的研究,然而很少有研究同时探讨IPCC报
【基金项目】
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“十三五”国家重点研发计划子课题（2016YFD0600202-3）:“氮沉降对杉木、马尾松人工林生态系统BVOCs及其环境效应的影响”的重要研究内容； 国家自然科学基金项目（31800526）:“CO2 浓度升高对木荷植物资源利用效率权衡的调控机制”；
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大气CO2浓度自工业革命以来急剧升高,联合国政府间气候变化专业委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC）报告预测在不同减排措施下到2100年大气CO2浓度会出现430-480、580-720、720-1000和1000μmol·mol-1以上等四种不同情景。虽然目前有大量关于CO2浓度升高对植物影响的研究,然而很少有研究同时探讨IPCC报告预测的四种CO2浓度情景下植物的响应情况。植物挥发性有机化合物（Biogenic Volatile Organic Compounds,BVOCs）具有较高的化学活性,可以促进低层大气光化学污染的形成,同时也对温室效应和全球环境变化具有潜在影响,因此分析CO2浓度升高对BVOCs释放的影响有助于科学认识大气环境质量对未来气候变化的响应情况。本研究在2019年4月至2020年3月期间利用开顶式气室（Open-Top Chambers,OTCs）分别探究自然大气浓度、550μmol·mol-1、750μmol·mol-1和1000μmol·mol-1四个CO2水平全年对一年生木荷（Schima superba）幼苗光合特征参数、光合色素含量、生长指标和光响应参数的影响,以及不同浓度CO2下木荷幼苗单萜烯的释放情况。研究结果如下:高浓度CO2对木荷幼苗净光合速率具有提升作用,在2019年8月之前高浓度CO2通过提高胞间CO2浓度和气孔导度来提升净光合速率,其中1000μmol·mol-1处理增加幅度最高,750μmol·mol-1处理次之,550μmol·mol-1最低。2019年8月至2020年1月高浓度CO2对净光合速率的提升作用则由于叶片N含量减少等非气孔因素限制而降低,550μmol·mol-1和750μmol·mol-1CO2浓度下降情况明显。三个高浓度CO2处理下气孔导度和蒸腾速率在2019年5月至7月均增加,而在11月至2020年3月则低于自然大气处理的气孔导度与蒸腾速率,CO2浓度升高使得木荷幼苗水分利用效率在熏气期间普遍高于自然大气下的水分利用效率。CO2浓度升高显著降低了木荷幼苗叶片光合色素含量,1000μmol·mol-1和750μmol·mol-1CO2处理的叶绿素a含量分别下降了20.05%、14.12%,叶绿素b含量分别下降了18.13%、12%,而类胡萝卜素含量分别下降了22.96%、23.31%。熏气期间高浓度CO2处理使木荷幼苗的光饱和点（LSP）与表观量子效率（AQY）得到提高、而光补偿点（LCP）降低,这些影响增强了木荷幼苗对光的利用能力,增加了木荷幼苗可利用光范围。经过一年熏气后,550μmol·mol-1、750μmol·mol-1和1000μmol·mol-1等高浓度CO2处理下木荷幼苗生物量较自然大气分别提高了41%、49.07%、87.36%。综上所述,高浓度CO2增加木荷的净光合速率,有助于对大气中CO2进行固定与木荷生长,同时CO2升高增加木荷水分利用效率与可利用光范围,这都有利于木荷更好的适应未来气候变化。从2019年8月至10月期间CO2浓度升高显著降低了木荷幼苗的单萜烯释放速率,相较于自然大气,其中750μmol·mol-1和1000μmol·mol-1处理下单萜烯释放速率分别降低了48.62%和51.93%。CO2浓度升高下木荷幼苗单萜烯释放速率与叶片N含量与气孔导度呈显著正相关,因此在8月至10月CO2浓度升高使得木荷幼苗单萜烯释放速率下降的原因可能是高浓度CO2降低了气孔导度和减少了叶片N含量。
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