LI-6800应用案例 |【New Phytologist】漫射光和润湿（Wetting）对热带森林叶片光合作用的影响存在差异

原文以  Diffuse light and wetting differentially affect tropical tree leaf photosynthesis 为标题发表在New Phytologist（IF=8.512）上。
作者 | Z. Carter Berry和 Gregory R. Goldsmith 

翻译 | 子毅

云和降雨是常见的天气状况。在有云的条件下，叶片接受的光照以漫射光（Diffuse Light）为主；降雨会润湿叶片表面，进而影响其光合作用。

目前大部分光合作用测量实验，都是在直射光（Direct Light）下进行的，同时保持了叶片表面的干燥。

为此，研究者们在热带山地林中，选取了不同的树种，使用LI-6800光合作用气体交换测量系统，评估了漫射光和润湿（Wetting）对叶片光合作用的影响。

数据显示，不同树种的响应存在很大差异。一些树种在直射光下光合速率更高；而一些树种则不然：在漫射光条件下，光合速率能高出100%。弱光条件下，漫射光和直射光对叶片光合的作用相当。

降雨让叶片表面变湿，整体而言会降低叶片的光合速率。然而，不同树种间的差异仍然很大。

该研究结果帮助解释了有云天气条件下，观测到的生态系统NEE反而升高的现象。这还有助于改进生态系统的气候响应模型。

LI-6800高级光合-荧光测量系统在本研究中的作用

6800-13大叶叶室

使用LI-6800高级光合-荧光测量系统，先测量叶片（表面干燥）的光响应曲线，随后测量同一叶片在表面湿润条件下的光合速率。在表面湿润条件下，只测量一个值，目的是减少高湿气流进入气路中的量。叶片选择完全展开的成熟健康叶片，在09:00-14:00间完成测量。

在测量叶片光响应曲线时，人为制造直射光和漫射光环境。叶室型号为6800-13，该叶室取样面积6cm*6cm。光质比例设置为65%红光、10%绿光、20%蓝光和5%白光。在1400μmol m^-2S^-1光强下进行光适应，直至数据稳定。光响应曲线的光强设置从高到低，在每个光强下至少适应2min。温度维持在22℃，CO₂浓度维持在400ppm，相对湿度约70%。

为方便在直射光和漫射光之间切换，研究者们制作了一个集成式球面装置（Brodersen et al.，2008）。当光源在球面顶部，光照以直射为主，当光源在侧面，光照以漫射为主。当在顶部和侧面都有光源时，就是部分直射，部分漫射。研究者依照Brodersen等（2008）中的方法，确定直射光的角度为22°，散射光的角度为105°。建立光源的发射强度和到达叶面表面的光强之间的校准曲线，进而确定叶片表面实际接收到的光强。另外，研究者还确保了光谱没有随漫射而发生改变。

图源/Brodersen et al.（2008）

直射光下的光响应曲线强度梯度为：1370，927，566，381，275，172，105，39（单位是μmol m^-2S^-1）；漫射光下的光响应曲线强度梯度为：1210，858，634，397，286，206，128，53（单位是μmol m^-2S^-1）。

在测量完叶片（表面干燥）的光响应曲线后，叶片从叶室取出，在叶片上表面喷水直至完全润湿，轻甩去掉过多的水，之后把叶片放回叶室，确保测量部位不变。在1200μmol m^-2S^-1的直射光和漫射光下，分别测量其光合速率。每次都是先测叶片在表面干燥状态下的数据，然后再测量其在表面湿润状态下的数据。

在测量湿润叶片的光合作用时，确保其已经完全适应了叶室环境，有时这一过程需持续20-30min。测量时不对进气湿度做控制。如果叶片在测量时已经变干，重新取出润湿。

在测量湿润叶片时，不使用气孔导度gsw 和蒸腾速率E 这两个数值。由于叶片表面湿润，这会导致叶片表面的蒸腾作用和蒸发作用混在一起。光合速率的计算则不依赖叶片气孔导度的数据，因此只使用叶片的净光合速率进行比较。

原文中的主要数据图