皮层光合对树干液流中CO2的释放和再固定的作用

生理生态学方法估算森林碳汇较少考虑叶片之外绿色组织的光合和树干液流运输CO2的影响，事实上，大部分树干（枝）具有绿色组织并可再固定体内的CO2，而目前树干呼吸的计算一般不考虑皮层的光合量。我们认为应该把树干CO2储存通量分解为真正的树干CO2储存通量和皮层光合量，这样才能解释液流CO2达到饱和时仍可运移CO2的机理。据此我们提出树干呼吸产生的CO2有一部分被树干（枝）皮层光合作用再固定，皮层光合和树干液流共同影响木质部CO2浓度和分配的观点。本项目通过研究树干CO2内循环的机理，解析树干液流CO2的去向，验证皮层光合对树干呼吸分配的影响。同时将树干液流、木质部CO2浓度和皮层光合进行有机整合，研究树干呼吸产生CO2的再分配，克服以往将三个环节单独研究而无法建立相关关系的缺点。研究结果可为解释树干CO2释放通量的变异提供方法，提高森林呼吸研究的精确性和质量，准确评价森林碳的源汇功能。

本项目采用分光光度计法以及用自制气室与Li820二氧化碳分析仪组成的观测系统开展了桉树皮层光合作用对树干液流中CO2的释放和再固定的作用研究。结果表明桉树木质部、树皮和叶片的叶绿素总量分别为5.49±1.58、34.21±7.87和35.87±1.18μgcm-2，树皮和叶片含量相当，木质部含量明显比叶和皮小，树皮的类胡萝卜素含量较高。在自然光下皮层日平均光合速率为0.66μmolm-2s-1，在饱和光下为2.53μmol m-2s-1，饱和光下其光合能力比自然光下可提高74%。树干CO2释放通量在黑暗、自然光和饱和光下分别为5.94、5.28和3.41μmol m-2s-1，光照强度对皮层光合作用有明显的影响。由于环境条件和植物的生长节律的差异，桉树的皮层光合作用、树干CO2释放能量、树干液流速率随个体和季节的不同而有差异，一般个体胸径大的，上述指标值也越大。在季节方面1月较低，而7月和11月较高。分析表明木质部CO2浓度约在7%-14%之间变化，液流运输CO2通量约为0.77μmol m-2s-1，占呼吸量的11.0%，储存CO2通量约为0.35μmol m-2s-1，占呼吸量的5%。在足够的光照条件下（400-600μmolm-2s-1）树干皮层可再利用树干呼吸90%左右的CO2。在当前林业种植桉树的自然环境条件下（日平均光照100μmolm-2s-1），其树干皮层也可再利用呼吸释放的10%－30%的CO2量。因此在开展森林的呼吸研究过程中，皮层光合作用不能被忽视，在林业生产中保持林内适当的透光率，可提高森林的生产力，减少树干CO2释放量。.本项目的研究结果证实了树干皮层具光合作用的能力。皮层光合作用（Pc）能够利用呼吸产生的CO2进行再固定，为植物生长作出贡献，也减少了树干向大气释放CO2量。证明了本研究提出假设，树干呼吸产生的CO2有一部分被树干皮层光合作用再固定，皮层光合和树干液流共同影响木质部CO2浓度和分配, 并进一步影响到树干CO2释放通量，部分解释了树干CO2释放通量不确定性的原因。