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第一章 全球变化与城市森林概述1

1.1 全球变化概况1

1.1.1 全球气候变化定义1

1.1.2 全球变化研究2

1.1.3 全球变化后果3

1.2 全球变化与城市森林的关系4

1.2.1 城市森林概述4

1.2.2 城市森林对减缓全球气候变化的贡献5

1.2.3 全球气候变化与光合作用的关系8

1.3 树木光合生理研究现状8

1.3.1 树木光合作用的限制因素8

1.3.2 树木环境效应研究现状12

1.4 CO2、O3浓度升高对植物的影响15

1.4.1 CO2浓度升高对植物的影响15

1.4.2 O3浓度升高对植物的影响20

1.4.3 CO2、O3浓度复合作用对植物的影响28

1.5 本项研究的目的、意义及创新点30

1.5.1 研究的目的和意义30

1.5.2 研究内容31

1.5.3 创新点31

第二章 城市森林树种光合特性研究32

2.1 研究区域概况与研究方法32

2.1.1 研究区域概况32

2.1.2 研究方法34

2.2 城市森林主要树种光合速率特征研究36

2.2.1 主要乔木树种光合速率日变化规律36

2.2.2 主要灌木树种光合速率日变化规律44

2.3 城市森林主要树种光合速率变化与影响因子研究51

2.3.1 主要乔木树种光合速率变化与影响因子关系51

2.3.2 主要灌木树种光合速率变化与影响因子关系52

2.4 城市森林主要树种固碳释氧能力计算与分析53

2.4.1 树种固碳释氧量计算53

2.4.2 主要树种固碳释氧量分析54

2.5 城市森林主要树种年均日光合总量与年最高光合速率相关分析56

2.6 小结56

第三章 CO2、O3浓度增高的实验方法58

3.1 研究区域概况58

3.2 实验设备58

3.2.1 OTC-Ⅰ型气室的结构58

3.2.2 OTC-Ⅰ型气室工作原理58

3.2.3 光合测定仪器60

3.3 实验材料60

3.4 实验方法60

3.4.1 实验处理61

3.4.2 实验环境参数的季变化61

3.4.3 测定指标63

3.4.4 数据处理67

3.5 本书中所涉及的符号含义69

第四章 高浓度CO2和O3对城市树种生长的影响70

4.1 高浓度CO2和O3对银杏生长的影响70

4.1.1 高浓度CO2和O3对银杏主枝生长的影响70

4.1.2 高浓度CO2和O3对银杏叶片造成的可见伤害70

4.1.3 高浓度CO2和O3对银杏叶片生长的影响70

4.2 高浓度CO2和O3对油松生长的影响73

4.2.1 高浓度CO2和O3对油松主枝生长的影响73

4.2.2 高浓度CO2和O3对油松针叶的可见伤害73

4.2.3 高浓度CO2和O3对油松针叶生长的影响73

4.3 讨论75

4.3.1 高浓度CO2和O3处理对树木的可见伤害75

4.3.2 高浓度CO2和O3处理对树木生长的影响75

4.4 结论76

第五章 高浓度CO2和O3对城市树种光合生理的影响77

5.1 高浓度CO2和O3对树木光合作用的影响77

5.1.1 高浓度CO2和O3对树木净光合速率季变化的影响77

5.1.2 高浓度CO2和O3对树木气孔导度季变化的影响79

5.1.3 高浓度CO2和O3对树木胞间CO2浓度和气孔限制值季变化的影响81

5.1.4 高浓度CO2和O3对树木蒸腾速率季变化的影响84

5.1.5 高浓度CO2和O3对树木水分利用效率季变化的影响85

5.1.6 高浓度CO2和O3对树木表观量子效率季变化的影响86

5.1.7 高浓度CO2和O3对树木羧化效率季变化的影响88

5.2 高浓度CO2和O3对树木呼吸作用的影响90

5.2.1 高浓度CO2和O3对树木光呼吸季变化的影响90

5.2.2 高浓度CO2和O3对树木暗呼吸季变化的影响91

5.3 高浓度CO2和O3下树木主要光合参数的相关性分析91

5.3.1 银杏91

5.3.2 油松92

5.4 讨论93

5.4.1 高浓度CO2、O3及其复合作用对树木的水分状况的影响93

5.4.2 高浓度CO2、O3及其复合作用下树木的光合作用的气孔限制93

5.4.3 高浓度CO2、O3及其复合作用对树木的光合作用的影响94

5.4.4 高浓度CO2、O3及其复合作用对树木的呼吸作用的影响95

5.5 结论96

第六章 城市树种对高浓度CO2和O3处理的生理响应98

6.1 高浓度CO2和O3对树木生理指标的影响98

6.1.1 高浓度CO2和O3对树木叶片叶绿素含量的影响98

6.1.2 高浓度CO2和O3对树木叶片类胡萝卜素含量的影响99

6.1.3 高浓度CO2和O3对树木可溶性糖含量的影响101

6.1.4 高浓度CO2和O3对树木可溶性蛋白含量的影响103

6.1.5 高浓度CO2和O3对树木叶片细胞膜透性的影响105

6.2 高浓度CO2和O3下树木各生理指标的相关性分析107

6.2.1 银杏107

6.2.2 油松108

6.3 讨论108

6.3.1 高浓度CO2、O3及其复合作用对银杏、油松叶绿素含量的影响108

6.3.2 高浓度CO2、O3浓度及其复合作用对银杏、油松物质代谢的影响109

6.3.3 高浓度CO2、O3及其复合作用对银杏、油松脂膜透性的影响109

6.4 结论110

第七章 高浓度CO2和O3对城市树种抗氧化系统的影响111

7.1 试验材料111

7.2 试验设计111

7.2.1 试验设备111

7.2.2 试验设计111

7.2.3 数据处理111

7.3 结果与分析111

7.3.1 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏O2产生速率的影响111

7.3.2 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏H2O2含量的影响113

7.3.3 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏丙二醛含量的影响113

7.3.4 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏类胡萝卜素含量的影响114

7.3.5 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏抗坏血酸含量的影响116

7.3.6 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏SOD活性的影响117

7.3.7 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏APX活性的影响118

7.3.8 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏MDAR活性的影响119

7.3.9 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏DHAR活性的影响120

7.3.10 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏GR活性的影响121

7.4 CO2浓度倍增条件下高O3预处理油松、银杏抗氧化系统各指标相关性分析122

7.4.1 CO2浓度倍增对高O3预处理油松抗氧化系统各指标相关性分析122

7.4.2 CO2浓度倍增条件下高O3预处理银杏抗氧化系统各指标的相关性分析122

7.5 讨论122

7.5.1 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏活性氧含量的影响122

7.5.2 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏抗氧化剂含量的影响123

7.5.3 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏抗氧化酶活性的影响123

7.5.4 高浓度CO2对高O3预处理油松、银杏膜脂过氧化的影响123

7.6 小结123

第八章 城市树种环境效应对高浓度CO2和O3的反馈125

8.1 高浓度CO2和O3对树木光合日变化的动态影响125

8.1.1 银杏光合作用日变化的季节动态125

8.1.2 高浓度CO2和O3对银杏光合日变化的动态影响127

8.1.3 油松光合作用日变化的季节动态127

8.1.4 高浓度CO2和O3对油松光合日变化的动态影响130

8.2 高浓度CO2和O3对树木降温增湿的动态影响133

8.2.1 高浓度CO2和O3对树木蒸腾速率日变化的动态影响133

8.2.2 高浓度CO2和O3对树木降温增湿能力的影响138

8.3 讨论140

8.3.1 高浓度CO2和O3对树木光合日变化的影响140

8.3.2 高浓度CO2和O3对树木蒸腾日变化的影响141

8.3.3 高浓度CO2和O3对树木环境效应的影响142

8.4 结论142

第九章 讨论与展望144

9.1 银杏、油松对高浓度CO2的适应144

9.1.1 短期CO2浓度升高对银杏、油松光合作用的影响144

9.1.2 一个生长季CO2浓度升高对银杏、油松光合作用的影响144

9.1.3 银杏、油松对一个生长季CO2浓度升高反馈145

9.2 高浓度O3对银杏、油松的伤害机制145

9.2.1 银杏、油松对高浓度O3的感应与防御145

9.2.2 较长期高浓度O3对银杏、油松的伤害146

9.2.3 较长期高浓度O3对银杏、油松环境效应的影响147

9.3 高浓度CO2缓解了高浓度O3处理对树木的伤害的机制147

9.3.1 高浓度CO2缓解了O3处理对树木叶片伤害147

9.3.2 高浓度CO2和O3下树木的光合作用的气孔限制147

9.3.3 高浓度CO2和O3下树木的光合作用的响应148

9.3.4 高浓度CO2和O3下树木的呼吸作用的响应148

9.3.5 高浓度CO2和O3对银杏、油松脂膜透性的影响148

9.3.6 高浓度CO2和O3对银杏、油松活性氧含量的影响148

9.3.7 高浓度CO2和O3对银杏、油松抗氧化剂含量的影响149

9.3.8 高浓度CO2和O3对银杏、油松抗氧化酶活性的影响149

9.3.9 高浓度CO2和O3对树木环境效应的影响149

9.4 展望150

附图表151

参考文献163