模拟降雨量变化与 CO2浓度升高对羊草光合特性和生物量的影响

羊草作为欧亚大陆草原东缘干旱半干旱区域的优势种，现生产力已逐年降低。为明确未来降雨量变化和CO2浓度升高对羊草草地变化的影响，我们模拟3个降雨量梯度（正常降雨量40％）和两个 CO2浓度（380±20，760±20μmol／mol）进行了光合特性与生物量的研究。结果表明，降雨量变化和 CO2浓度的交互作用显著影响羊草的净光合速率等光合特性，地下生物量和根冠比，而不影响地上生物量。在目前 CO2浓度时随着降雨量的增加，以及在 CO2浓度升高时的降雨量由低降雨量增至正常降雨量，羊草的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和地上、地下及总生物量均显著增加，但在 CO2浓度升高，降雨量由正常降雨量增至高降雨量时上述指标无显著变化。根冠比在目前 CO2浓度时差异不显著，在 CO2浓度升高下低降雨量时显著增加。在降雨量相同条件下，CO2浓度的升高使胞间 CO2浓度、水分利用效率显著增加，气孔导度和蒸腾速率显著降低。低降雨量时 CO2浓度升高对羊草净光合速率和生物量的促进作用显著高于正常降雨量和高降雨量，而高降雨量时 CO2浓度升高对羊草生物量没有促进作用。以上结果暗示着在目前 CO2浓度下，随着降雨量的增加，羊草生物量随之增加，在未来 CO2浓度升高的背景下，高降雨量年份对生物量的积累并无显著的促进作用，CO2浓度升高可以补偿低水分条件对多年生根茎型禾草———羊草生长发育所造成的不利影响。