氣溶膠對光合作用日動態影響及調控機理獲揭示

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/8/484578.shtm

近日，中科院植物研究所研究員劉玲莉團隊通過長期定位觀測實驗，揭示了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。相關研究成果發表于《植物細胞與環境》。

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后形成灰霾污染。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。由于在野外很難實施改變氣溶膠濃度的控制實驗，目前有關葉片光合作用如何響應氣溶膠變化的野外觀測研究較少，同時也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，因此，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，也更難量化各個氣象因子效應的相對貢獻。

對此，研究人員在生長季晴朗無云的天氣下，分別觀測了不同氣溶膠濃度下的陽生葉和陰生葉的光合作用日動態，同時監測了氣溶膠光學厚度，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。他們發現，氣溶膠同時促進了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，研究人員進一步發現，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，而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了植物陽生葉和陰生葉的光合作用日動態。研究結果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提供了重要理論基礎。