3種木棉光合特性及碳匯能力研究

吳金山， 王亞沉， 徐詩(shī)濤， 趙慶杰， 李英英， 于旭東

(海南大學(xué) 熱帶農(nóng)林學(xué)院， 海南 儋州 571737)

3種木棉光合特性及碳匯能力研究

吳金山， 王亞沉， 徐詩(shī)濤， 趙慶杰， 李英英， 于旭東*

(海南大學(xué) 熱帶農(nóng)林學(xué)院， 海南 儋州 571737)

以美麗異木棉、爪哇木棉、海南木棉葉片為測(cè)試材料，利用3051D光合作用測(cè)定儀測(cè)定3種木棉光合作用日變化規(guī)律，分析其相關(guān)性，并通過(guò)光合速率計(jì)算固碳量，從而得出三者碳匯能力.結(jié)果表明：3種木棉光合速率(Pn)日變化基本都呈“M”型雙峰曲線，存在明顯的“午休”現(xiàn)象；3種木棉蒸騰速率(Tr)均呈單峰曲線變化，12∶00～14∶00時(shí)達(dá)到最高，其中爪哇木棉 Tr 在出現(xiàn)的時(shí)間和峰值上都早和高于另外兩個(gè)品種；3種木棉單位日固碳量在 0.59～0.68 g·m-2·.d-1之間，其中美麗異木棉和海南木棉均為0.68 g·m-2·d-1，爪哇木棉為0.59 g·m-2·d-1.3種木棉年固碳量在214.49～246.11 g之間，其中爪哇木棉比另兩品種碳匯能力弱，約低12.8%.通過(guò)聚類(lèi)分析表明，美麗異木棉和海南木棉具有極高的相似性.本研究可為以后園林綠化優(yōu)良樹(shù)種選育工作提供參考.

木棉； 光合特性； 碳匯； 測(cè)定

碳匯，一般是指從空氣中清除 CO2的過(guò)程、活動(dòng)、機(jī)制.自 1860 年工業(yè)革命以來(lái)，大氣中 CO2濃度已從原來(lái)的 280 μmol/mol 增加到370 μmol/mol，目前每年仍增加約 1.5 μmol/mol，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)中期， 大氣的 CO2濃度會(huì)增加到目前的兩倍[1].CO2濃度增加帶來(lái)的溫室效應(yīng)也逐漸引起世界各國(guó)的重視，碳匯也隨之作為一個(gè)較新的課題逐漸興起，它是主要國(guó)家通過(guò)對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的有效管理尤其是加強(qiáng)碳匯林的建設(shè)來(lái)提高固碳潛力，利用所取得的成效抵消本國(guó)或者其他國(guó)家的碳減排份額，從而獲得一定經(jīng)濟(jì)收益的途徑自國(guó)家林業(yè)局成立碳匯管理辦公室后，我國(guó)造林與再造林碳匯項(xiàng)目的實(shí)施逐漸在清潔發(fā)展機(jī)制下合理有序地發(fā)展.碳匯一般主要指森林吸收并儲(chǔ)存的 CO2量，或者是森林吸收并儲(chǔ)存 CO2的能力.歷次森林資源清查表明，我國(guó)森林資源蓄積一直處于增長(zhǎng)狀態(tài)，我國(guó)已在西南、華北等一些地區(qū)陸續(xù)開(kāi)展了碳匯項(xiàng)目.園林綠化樹(shù)種不僅起到美化城市環(huán)境作用，其碳匯能力對(duì) CO2帶來(lái)的溫室效應(yīng)也起到一定的緩解作用[2-4]，近年來(lái)也逐步被人們所重視.但我國(guó)目前在城市綠地生態(tài)方面仍研究較少.

植物對(duì) CO2吸收利用主要是通過(guò)光合作用來(lái)完成的，其與植物固碳能力的強(qiáng)弱有著直接的關(guān)系.因此提高植物葉片光合效率是提高植物碳匯能力的重要途徑.近年來(lái)，隨著遺傳育種學(xué)科的發(fā)展，高光效育種已成為育種工作者關(guān)注的主要問(wèn)題.同一植物不同品種之間由于遺傳因子的影響，光合潛能差異也很大.

木棉在我國(guó)有2 000多年的栽培歷史[5]，是一種難得的生態(tài)林、景觀林、經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種.其主要分布在熱帶及亞熱帶地區(qū)，目前是廣州市、攀枝花市市花，我國(guó)海南昌江還有中國(guó)“木棉之鄉(xiāng)”之稱[6].近年來(lái)，隨著種植數(shù)量和栽培面積的不斷增加，木棉樹(shù)種在建設(shè)低碳及生態(tài)城市中的作用越來(lái)越重要[7].木棉樹(shù)體高大，樹(shù)型各異，不同品種各不一樣，其光合生理特性也存在較大的差異.目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)木棉植物不同品種間高光效研究還未見(jiàn)報(bào)到.本文主要利用 3051D 光合速率儀對(duì)木棉科3個(gè)樹(shù)種(海南木棉、爪哇木棉、美麗異木棉)進(jìn)行了的光合特性研究，揭示3個(gè)樹(shù)種的基本光合生理特征和規(guī)律，為高光效育種、選育優(yōu)良園林綠化品種，加快良種的繁育與推廣提供參考.同時(shí)分析了3個(gè)單綠化樹(shù)種的碳匯能力，從而得知目標(biāo)樹(shù)種在建設(shè)低碳、生態(tài)城市中的作用，為城市綠地的建設(shè)規(guī)劃與碳匯交易市場(chǎng)建設(shè)提供理論參考.

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供測(cè)試美麗異木棉(Chorisiaspeaiosa)、爪哇木棉(Ceibapertandra)、海南木棉(Bombaxcelibate)來(lái)自海南省儋州市熱科院及熱帶農(nóng)林學(xué)院園區(qū).選擇生長(zhǎng)良好無(wú)病蟲(chóng)害，以長(zhǎng)勢(shì)基本一致，色澤正常成年植株上部3片葉為材料，美麗異木棉樹(shù)高約 20 m，直徑 1.4 m、爪哇木棉高約 18 m，直徑 1.2 m、紅花木棉高約 16 m，直徑 1.1 m.

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

利用 3051D 光合作用測(cè)定儀(來(lái)自浙江托普儀器有限公司)對(duì)選取的美麗異木棉、爪哇木棉、海南木棉3類(lèi)目標(biāo)樹(shù)種同一樹(shù)上部不同葉片進(jìn)行瞬時(shí)光合速率測(cè)定.于 2015 年 9 月植物葉片全面展時(shí)，選擇連續(xù)3個(gè)無(wú)風(fēng)、陽(yáng)光充足的全天進(jìn)行，從8∶00～18∶00，每1 h監(jiān)測(cè)1次，每葉片一次記錄5個(gè)點(diǎn)，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)重復(fù)3次(樹(shù)葉監(jiān)測(cè)葉面積為11 cm2，系統(tǒng)容積0.06 L)，然后求平均值得出光合速率日變化.在測(cè)定前首先對(duì)儀器進(jìn)行預(yù)熱30～60 min，待探頭器室 CO2穩(wěn)定后再進(jìn)行測(cè)定，得到不同樹(shù)種的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、胞間 CO2濃度(Ci)、光合有效輻射(PAR)、大氣 CO2濃度(Ca)、空氣相對(duì)濕度(RH)、大氣溫度(Ta)、氣孔導(dǎo)讀(Gs)及其他環(huán)境因子參數(shù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定不同樹(shù)種在不同氣候條件下的 CO2固定效率.

1.3碳固定量

凈日同化量是晝浄光合量與夜間暗呼吸量的差，浄日同化量是植物對(duì)生態(tài)的實(shí)際貢獻(xiàn)量.植物的光合速率和呼吸速率由于同時(shí)受到生理和生態(tài)環(huán)境因子的影響，全天各個(gè)時(shí)段速率值都在變化，采用植物浄日同化量作為評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確.因此根據(jù)凈光合速率可得出植物的凈同化量[6].

同化量計(jì)算公式為：

(1)

式中，P為同化總量， 單位為 mmol，pi為初測(cè)點(diǎn)瞬時(shí)光合速率，pi+1為下一測(cè)點(diǎn)瞬時(shí)光合速率，單位為μmol·m-1·s-1；ti為初測(cè)點(diǎn)時(shí)間，ti+1為下一測(cè)點(diǎn)時(shí)間，單位 h，j為測(cè)試次數(shù)，3 600 指每小時(shí)為 3 600 s，1 000 指 1 mmol 為 1 000 μmol.用測(cè)定日的同化總量換算為測(cè)定日固定量為：

WCO2=P×44/1000，

(2)

式中,44 為CO2的摩爾質(zhì)量，單位為 g·mol-1，WCO2為單位面積的葉片固定CO2的摩爾質(zhì)量， 單位為g·m-2·d-1.

植物單位綠地面積上的固碳能力按公式(3)計(jì)算：

QCO2=WCO2×LAI，

(3)

式中,QCO2為單位綠地面積固碳量，單位 g·mol-2；LAI為葉面積指數(shù).

1.4數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)主要利用Excel2003進(jìn)行整理分析并繪制圖表，方差及相關(guān)性分析主要利用SPSS11.0軟件進(jìn)行分析處理.

2結(jié)果與分析

2.1環(huán)境因子日變化規(guī)律

木棉光合蒸騰特性主要測(cè)定PAR、RH、Ta和Ca共4個(gè)主要環(huán)境因子.如圖1，PAR日變化呈單峰曲線，在中午11∶00～12∶00時(shí)達(dá)到最大值，12∶00時(shí)為全天最高值1 812.6 μmol·m-1·s-1)，12∶00時(shí)后開(kāi)始呈下滑趨勢(shì).而全天空氣中CO2呈“U”字型變化，在中午12∶00～13∶00時(shí)達(dá)到最低，為329.31 μmol/mol，8∶00時(shí)和18∶00時(shí)均為兩端最高，分別為466.29 μmol/mol和467.98 μmol/mol.大氣溫度和濕度全天變化均呈單峰曲線(如圖2)，但溫度變化呈上升再下降的趨勢(shì)，在中午12∶00～14∶00時(shí)達(dá)到最高值，為35.5 ℃.而在全天中大氣濕度與溫度變化呈相反變化趨勢(shì)，在11∶00～14∶00時(shí)處于低谷，其中13∶00時(shí)達(dá)到最低為62.49% RH，在8∶00時(shí)和18∶00時(shí)則均較高，都在80% RH以上.上述現(xiàn)象可能與海南四周環(huán)海，離赤道比較近，充足的降水量及高濕環(huán)境有關(guān).

圖1 PAR與CO2的日變化Fig.1 Diurnal change of PAR、CO2

圖2 RH與Ta的日變化Fig.2 Diurnal change of RH、Ta

2.2光合速率日變化特征

植物光合作用隨外界環(huán)境因子的變化而變化，而光合速率是對(duì)光合作用強(qiáng)弱的一種反應(yīng)，也會(huì)因環(huán)境因素的變化而發(fā)生波動(dòng)[8-9].從圖3可看出3種木棉樹(shù)種Pn日變化規(guī)律基本呈相同“M”型雙峰曲線變化趨勢(shì)，存在明顯的“午休”現(xiàn)象，因此也說(shuō)明3樹(shù)種都受到不同程度的光抑制作用，但3種木棉Pn日變化差異不明顯.8∶00～10∶00時(shí)3種木棉凈光合速率呈上升趨勢(shì)，10∶00時(shí)美麗異木棉達(dá)到最大值為15.1 μmol·m-2·s-1，而在下午13∶00時(shí)海南木棉和爪哇木棉達(dá)到最大值分別為13.4 μmol·m-2·s-1與12.1 μmol·m-2·s-1，隨之下降；14∶00時(shí)美麗異木棉再次出現(xiàn)小高峰為13.3 μmol·m-2·s-1，之后開(kāi)始下降.由Pn全天變化趨勢(shì)可知，3種木棉在15∶00～18∶00時(shí)光合速率呈下降趨勢(shì).而到下午17∶00時(shí)3木棉Pn急劇下降，18∶00時(shí)凈光合速率基本停止.美麗木棉“M”型曲線變化表現(xiàn)最為明顯，其他兩種較弱.

圖3 3種木棉光合速率日變化趨勢(shì)Fig.3 Three kinds of kapok Pn change trend

2.3蒸騰速率日變化特征

Tr的大小在一定程度上反映植物調(diào)節(jié)水分及適應(yīng)逆境能力，同時(shí)也與植物光合速率密切相關(guān)[10]，從圖4可知，3種木棉Tr均呈單峰曲線變化，12∶00～14∶00時(shí)達(dá)到最高，美麗異木棉、爪哇木棉、海南木棉分別為1.66 μmol·m-2·s-1、1.78 μmol·m-2·s-1和1.62 μmol·m-2·s-1，而爪哇木棉 Tr 峰值在出現(xiàn)的時(shí)間上早于另外兩個(gè)品種，峰值也高于另兩品種，表明爪哇品種在高溫、強(qiáng)光的情況下能更好適應(yīng)環(huán)境，進(jìn)行光合作用，降低高溫對(duì)植株的生理性傷害.

圖4 3種木棉蒸騰速率日變化趨勢(shì)Fig.4 Three kinds of kapok Tr change trend

2.4氣孔導(dǎo)度與胞間CO2濃度日變化特征

氣孔是水分和 CO2氣體交換的重要通道，而Gs則表示氣孔的張開(kāi)程度，是決定植物光合作用和蒸騰作用的重要因素，是連接生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的結(jié)合點(diǎn).在一定范圍內(nèi)，葉面CO2濃度增加光合速率增強(qiáng)[11]，超過(guò)一定濃度，氣孔導(dǎo)度則變小.由圖5可知，3種木棉Gs日變化呈單峰趨勢(shì)變化，在上午10∶00時(shí)均達(dá)到最大值，爪哇木棉在3種木棉中最高.

由圖6可知，3種木棉Ci呈“U”型變化趨勢(shì)，在早上8∶00和下午18∶00時(shí)數(shù)值都比較最高，在12∶00～13∶00時(shí)為最低，其中最低的美麗異木棉在13∶00時(shí)值為242.08 μmol·mol-1.由圖3、圖5可得，胞間 CO2濃度與光合速率呈相反的單峰曲線變化趨勢(shì).

圖5 Gs日變化Fig.5 Diurnal change of Gs

圖6 Ci濃度日變化Fig.6 Diurnal change of Ci

2.5光合日變化與生理生態(tài)因子相關(guān)性分析

由表1、表2、表3可知，海南木棉的PAR與Ta、Tr、Pn均呈極顯著正相關(guān)，同時(shí)與Ca、RH、Ci呈現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，這與上文所述日變化趨于一致.Ca與Ta、Tr呈現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，與Ci表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)，同時(shí)，進(jìn)一步表明Ci隨著不同時(shí)間段Ta增加或減少而表現(xiàn)出相應(yīng)的變化.RH與Ta、Tr表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)性，與Ci呈現(xiàn)為顯著正相關(guān).結(jié)果表明：Ci隨著RH的變化而增加或減少.Ta與Ci表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)，與Tr為顯著正相關(guān)性，說(shuō)明大氣溫度越高Ci越低，相反，Tr是隨著Ta的升高而加快，這與木棉的氣孔開(kāi)張規(guī)律有關(guān).Ci與Tr、Pn表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)性，說(shuō)明當(dāng)Tr和Pn提高時(shí)，Ci的呈現(xiàn)下降趨勢(shì).Tr與Pn呈現(xiàn)為顯著正相關(guān)性.

表1 海南木棉光合日變化與生理生態(tài)因子的相關(guān)分析

注：*為顯著相關(guān)，p<0.05;**為極顯著顯著相關(guān)，p<0.01.

表2 爪哇木棉光合日變化與生理生態(tài)因子的相關(guān)分析

注：*為顯著相關(guān)，p<0.05;**為極顯著顯著相關(guān)，p<0.01.

表3 美麗異木棉光合日變化與生理生態(tài)因子的相關(guān)分析

注：*為顯著相關(guān)，p<0.05;**為極顯著顯著相關(guān)，p<0.01.

爪哇木棉、美麗異木棉在PAR、Ta及其另外幾個(gè)生理因子相互之間的相關(guān)性與海南木棉趨于一致.主要表現(xiàn)為PAR與Ta、Tr、Pn顯著相關(guān)性上沒(méi)有海南木棉表現(xiàn)的程度高.說(shuō)明海南木棉對(duì)光合作用的利用率高于另外兩木棉.爪哇木棉Ca與Ci相關(guān)性比海南木棉高，美麗異木棉的表現(xiàn)則不明顯，有可能與植物品種組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，需要進(jìn)一步探究.RH、Ta、Ci、Tr與其他因子相關(guān)性與海南木棉的結(jié)果相同.

2.63種木棉單位葉面積固碳量分析與碳匯能力的聚類(lèi)

植物固碳能力大小對(duì)整這個(gè)生態(tài)環(huán)境的影響起著重要的作用[12].而植物年固碳能力通常用一年中的光合作用、固碳量表示較為準(zhǔn)確.根據(jù)植物凈同化量計(jì)算公式(見(jiàn)上實(shí)驗(yàn)方法1.3)，由木棉凈光合速率可得出固碳量.由表4可知，3木棉單位日固碳量在0.59～0.68 g·m-2·d-1之間，其中爪哇木棉為0.59 g·m-2·d-1，美麗異木棉和海南木棉均為0.68 g·m-2·d-1，爪哇木棉日固碳量低于美麗異木棉和海南木棉，因此說(shuō)明爪哇木棉固碳能力低于美麗異木棉、海南木棉；3種木棉年固碳量在214.49～246.11 g之間(見(jiàn)圖7)，其中爪哇木棉比另兩品種碳匯量低，約為12.8%.

表4 3種木棉的固碳量

圖7 3種木棉的年固碳量Fig.7 Annual carbon sequestration of three kinds of kapok

本實(shí)驗(yàn)中3種木棉都為園林綠化良好樹(shù)種，樹(shù)型、花形、花色各有特色，受到人們的喜愛(ài)，但在種植過(guò)程中既要考慮到美化作用又要考慮到該樹(shù)種對(duì)大氣環(huán)境的影響.特別是近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化不斷發(fā)展，木棉的種植面積、數(shù)量也不斷增多，而木棉在美化環(huán)境凈化空氣中作用也相應(yīng)的增大.因此，在種植選擇過(guò)程中，碳匯能力的大小和對(duì)環(huán)境美化的作用可作為樹(shù)種選擇的依據(jù)，為其提供參考.

采用 SPSS 11.0 軟件對(duì)3種木棉的碳匯值采用歐式最短距離法進(jìn)行聚類(lèi)分析，從圖8可知，三品種木棉可分為兩個(gè)等級(jí)，一級(jí)為爪哇木棉，二級(jí)為美麗異木棉、海南木棉，說(shuō)明美麗異木棉、海南木棉兩個(gè)品種的碳匯能力相近.

圖8 3種木棉碳匯能力聚類(lèi)Fig.8 Clustering of carbon sequestration capacity of three kinds of kapok

3結(jié)論與討論

已有研究表明，因物種和環(huán)境因素的差異，光合作用凈光合速率日變化呈現(xiàn)不同的曲線類(lèi)型[13-15]，有些植物呈單峰曲線，有些呈雙峰曲線.本文對(duì)木棉科3個(gè)重要園林綠化樹(shù)種(美麗異木棉、爪哇木棉、海南木棉)進(jìn)行光合速率測(cè)定得知，3種木棉Pn日變化規(guī)律基本都呈不同程度的“M”型雙峰曲線，存在明顯的“午休”現(xiàn)象.這與吳吉林等[16]研究結(jié)果一致.但植物發(fā)生生理性“午休”現(xiàn)象可能由于中午高溫低濕，氣孔導(dǎo)度變小，CO2含量變低等環(huán)境條件所引起植物機(jī)體發(fā)生的一種保護(hù)機(jī)制.因此在育苗的過(guò)程中，夏天中午盡量對(duì)苗圃進(jìn)行遮陰，降低大氣溫度，增加空氣濕度，在冬季低溫時(shí)對(duì)苗圃采取增溫保護(hù)措施.

Tr的大小在一定程度上反映植物調(diào)節(jié)水分及適應(yīng)逆境能力，與植物光合速率密切相關(guān)[17].一般認(rèn)為Pn變化與Tr呈相同趨勢(shì)變化.但通過(guò)對(duì)3種木棉Tr結(jié)果分析得知，3種木棉品種Tr日變化均呈單峰曲線變化，在中午12∶00～13∶00時(shí)溫度為33℃，接近一天中最高溫度，空氣濕度為60 HR/%，為一天中最低空氣濕度，并且在Pn發(fā)生“午休”現(xiàn)象時(shí)呈上升趨勢(shì)，較高的大氣溫度和相對(duì)較干燥的空氣濕度使蒸騰速率在中午13∶00時(shí)出現(xiàn)小高峰.美麗異木棉、爪哇木棉、海南木棉分別為1.66 μmol·m-2·s-1、1.78 μmol·m-2·s-1和1.62 μmol·m-2·s-1，爪哇木棉Tr出現(xiàn)的時(shí)間和峰值都早于、高于另兩個(gè)品種.而Tr的大小在一定程度上反映了植物調(diào)節(jié)水分損失及適應(yīng)逆境的能力[13，18-20].由此表明爪哇品種在高溫、強(qiáng)光的情況下能更好適應(yīng)環(huán)境，進(jìn)行光合作用，降低高溫對(duì)植株的生理性傷害.

3個(gè)木棉品種Gs都呈單峰曲線變化，從早上8∶00開(kāi)始上升，上午10∶00時(shí)達(dá)到最大，之后呈下降趨勢(shì)，早上和晚上Gs較小，蒸騰作用最弱，Tr較低，隨著溫度和光強(qiáng)的增加，Gs和葉內(nèi)和葉外水蒸氣壓力也隨之增大，蒸騰速率也呈不斷上升的趨勢(shì)，中午前后達(dá)到峰值，午后植物為了維持體內(nèi)水分平衡，較強(qiáng)蒸騰耗水使氣孔導(dǎo)度減小，且隨著光照減弱，蒸騰速率也隨之減弱.氣孔導(dǎo)度美麗異木棉>爪哇木棉>海南木棉.Ci與Pn基本呈相反的單峰曲線變化，與馬志波研究六種闊葉樹(shù)種結(jié)果相一致[21]，其可能與植物白天光合作用利用 CO2量大而引起胞間碳濃度下降有關(guān).

光合速率日變化與生理生態(tài)因子相關(guān)性分析表明：海南木棉、爪哇木棉Pn與PAR、Tr呈極顯著相關(guān)，與Ci呈負(fù)相關(guān)，與高雪等試驗(yàn)結(jié)論表達(dá)相同[13]；爪哇木棉與Ca、RH呈負(fù)相關(guān)；美麗異木棉Pn與PAR、Tr、Ta呈顯著相關(guān)，與Ca、Ci呈負(fù)相關(guān)；3種木棉Pn隨PAR、Tr增加而加快，同時(shí)隨著Ci、Ca、RH增加而減弱，與其他生理生態(tài)因子無(wú)關(guān)，其結(jié)果與上述Pn與PAR、Tr等環(huán)境因子關(guān)系結(jié)果相一致.

植物固碳量是通過(guò)凈日同化量根據(jù)凈光合速率轉(zhuǎn)換而來(lái)[22]，而植物生理生態(tài)因子變化直接影響著固碳量的多少.3種木棉單位日固碳量在0.59～0.68 g·m-2·d-1之間，其中爪哇木棉為0.59 g·m-2·d-1，美麗異木棉和海南木棉均為0.68 g·m-2·d-1，爪哇木棉日固碳量明顯低于美麗異木棉和海南木棉，因此說(shuō)明爪哇木棉固碳能力明顯低于美麗異木棉、海南木棉；3種木棉年固碳量在214.49～246.11 g之間，其中爪哇木棉比另兩品種碳匯量低，約為12.8%.3種木棉碳匯能力大小表現(xiàn)為美麗異木棉、海南木棉兩品種高于爪哇木棉.聚類(lèi)分析結(jié)果表明：美麗異木棉和海南木棉品種具有極高的相似性，可能在物種進(jìn)化過(guò)程中親緣關(guān)系更近.因此，在園林綠化樹(shù)種栽植過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)增加美麗異木棉、海南木棉種植面積，可為美化環(huán)境凈化空氣中的CO2做出貢獻(xiàn)，為樹(shù)種的選擇提供參考.

植物生長(zhǎng)也有特定的生長(zhǎng)周期，一般為一年，各個(gè)季節(jié)氣候變化對(duì)凈光合速率及固碳能力也有一定的影響，以凈日光合速率和日固碳量來(lái)衡量一個(gè)樹(shù)種的固碳能力不一定完全準(zhǔn)確，如果以年固碳量來(lái)作為衡量指標(biāo)會(huì)更確切些，更能反映植物動(dòng)態(tài)固碳的能力.但目前有關(guān)園林綠化植物年凈光合速率方面計(jì)算方法還不是太多，還比較難進(jìn)行準(zhǔn)確、全面的估算、評(píng)價(jià)園林植物年固碳量.因此，在這方面也可以作為研究深入的一個(gè)方面，結(jié)合物理、數(shù)學(xué)及植物生理生化等方面的知識(shí)、技術(shù)，跨領(lǐng)域的解決問(wèn)題.為更好的探究林園綠化植物碳匯能力，選擇種植園林綠化樹(shù)種提供參考.

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The photosynthetic characteristics andcarbon sink capacity of three kinds of Kapok

WU Jinshan， WANG Yachen， XU Shitao， ZHAO Qingjie， LI Yingying， YU Xudong

(College of Tropical Agriculture and Forestry， Hainan University， Danzhou， Hainan 571737)

The blades of three kinds of Kapok， includingChorisiaspeciosa，CeibapentandraandBombaxcelibate， were used as experimental materials. The daily change in photosynthesis were measured by 3051D photosynthetic apparatus with their correlation analyzed. Then the amount of carbon sequestration were calculated by their photosynthetic rate， and thus the carbon sequestration capacity of each was obtained. Results are as follows: the daily change in photosynthetic rate (Pn) of the three kinds of kapok follow an pattern of “M” bimodal curve， having an obvious “noon nap” phenomenon. Each kind of kapok’s transpiration rate (Tr) varies as a single-peak curve with a peak during 12∶00～14∶00 and the Tr ofCeibapentandrapossess earlier apperand higher than the other two varieties; the daily solid carbon of the three Kapoks is 0.59～0.68 g·m-2·d-1，of which that of theChorisiaspeciosaandBombaxcelibateare both 0.68 g·m-2·d-1， while kapok 0.59 g·m-2·d-1. The annual solid carbon of the three kapoks is 214.49～246.11 g， with the carbon sequestration capacity of theChorisiaspeciosaweaker than the other two varieties， about 12.8% lower. Cluster analysis showed that there is an extremely high similarity betweenChorisiaspeciosaandBombaxcelibate. This study provides reference for the breeding of optimized variety of kapok trees in gardening.

Kapok； photosynthetic features； carbon sequestration； measurement

2016-09-03.

海南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(314057)；海南省產(chǎn)學(xué)研一體化專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目(CXY20140027)；海南大學(xué)中西部高校提升綜合實(shí)力工作資金項(xiàng)目(201417)；海南大學(xué)應(yīng)用科技學(xué)院(儋州校區(qū))基金項(xiàng)目(HYK1524)；國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201421)．

1000-1190(2017)01-0072-07

Q945.11

A

*通訊聯(lián)系人. E-mail: doeast@163.com．