氣溶膠對陽生葉和陰生葉光合作用日動態影響及調控機理

　　大氣氣溶膠是指懸浮在空氣中的液體和固體顆粒物，在大氣中累積到一定程度便形成灰霾污染。氣溶膠能夠吸收和散射太陽輻射，太陽輻射的改變會進一步影響溫度和濕度等氣象因子。植物葉片光合作用會迅速響應光、溫濕度等環境因子的變化，進而影響陸地生態系統的生產力。由于在野外較難實施改變氣溶膠濃度的控制實驗，目前關于葉片光合作用如何響應氣溶膠變化的野外觀測研究較少；同時，缺少在不同氣溶膠濃度下對植物葉片光合作用的直接測定，尚不清楚在不同氣象條件下，氣溶膠對葉片光合作用的影響程度，更難以量化各個氣象因子效應的相對貢獻。

　　中國科學院植物研究所劉玲莉研究組以中國北方廣布樹種楊樹為研究對象，利用北京地區氣溶膠濃度周期性波動，開展了長期定位觀測實驗，以揭示氣溶膠對陽生葉和陰生葉光合作用日動態的影響及其調控機理。該研究在生長季晴朗無云的天氣下進行，分別觀測不同氣溶膠濃度下的陽生葉和陰生葉的光合作用日動態，同時監測氣溶膠光學厚度以及葉片溫度、葉片接收的光合有效輻射、葉片與大氣間的飽和水汽壓差（VPDL）等葉片微環境。結果表明，氣溶膠同時促進陽生葉和陰生葉的光合作用，但對陽生葉光合作用的促進作用主要發生在正午和下午；而對陰生葉光合作用的促進則貫穿整個白天。結合光合作用機理模型，研究進一步發現，氣溶膠對陽生葉光合的促進作用主要是通過緩解高溫和高VPDL對光合速率的抑制來實現；對于陰生葉，提高光合作用主要是通過緩解冠層內部的弱光抑制來實現，且正午前后的效應最強。

　　該研究利用原位觀測實驗，在日尺度上揭示了氣溶膠污染對植物陽生葉和陰生葉光合作用的影響機理，發現氣溶膠的散射光施肥效應、冷卻效應以及較低的飽和水汽壓差共同改變植物陽生葉和陰生葉的光合作用日動態。該研究為評估氣溶膠污染在不同氣象條件下如何調節生態系統碳平衡奠定了重要的理論基礎。

　　近日，相關研究成果發表在Plant, Cell & Environment上。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。