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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

工业革命以来，世界经济发展迅速，人口持续增长，加之对石油、煤炭等大量化石燃料的燃烧排放以及对森林的过度砍伐，大气浓度尤其是温室气体的浓度正在以前所未有的速度增加，全球气候变暖^[1]。co₂是最主要的温室气体，对气候变暖的影响程度更大^[2-3]。ipcc第5次评估报告指出，2011年大气中co₂浓度比工业化前的1750年高了40%，目前已监测到全球大气的co₂浓度在历史上首次突破400 μmolmol¹，预计到本世纪末达700～ 720 μmolmol^1[4]。

随着我国人口的增多,耕地面积日益减少 ,对提高作物产量的要求愈加迫切。冬小麦是我国重要的粮食作物^[5]，想提高作物产量就必须提高生物量，作物光能利用率的提高是作物生物量增加的关键^[6]。co₂是植物光合作用的重要底物, 其浓度的变化直接影响到植物的光合作用和生长发育过程，对c3植物光合作用的影响更为明显^[7-8]。因为植物干物质的 90%以上来自光合作用 ,光合作用是作物干物质积累和产量的基础 ,作物叶片的光合作用与产量成正相关 ,稻麦类作物的冠层叶对籽粒干物质积累的贡献最大^[9].小麦生长后期叶片的光合作用对籽粒的贡献率可达８０％^[10]。叶绿素荧光技术是以植物体内叶绿素荧光为探针，反映环境变化对植物光合能力的影响，对植物体本身没有损伤，且荧光信号包含了许多光合作用过程的相关信息，叶绿素荧光动力学特性包含光能的吸收与转换、能量的传递与分配、反应中心的状态和光合作用光抑制与光破坏等光合作用过程的丰富信息^[11-12]。测定植物从暗中转到光下其光合功能从休止状态转为局部活化状态 ,直至全部正常运转状态过程中的荧光动态变化。与之前“表观性”的气体交换指标相比，叶绿素荧光参数更具有反映“内在性”特点。因此叶绿素荧光动力学技术被称为测定叶片光合功能快速、无损伤的探针^[13],可以为我们提供大量的有用信息 。

大气 co₂浓度增加是一个渐增过程，因此我们需要研究不同 co₂浓度升高水平对植物荧光的影响。本试验中通过测定不同co₂浓度增加下冬小麦叶片的荧光参数，分析冬小麦光合作用对 co₂ 浓度倍增的响应机理，不仅可以在全球气候变暖的大背景下为制定冬小麦的生产适应气候的措施提供客观依据，提高冬小麦收获指数，指导农业生产以及确保粮食安全具有重要意义。而且对于研究气候变化对植物光合产物分配的影响提供参考与依据。对人类生存和社会可持续发展具有重要意义。

2. 研究的基本内容

本研究以冬小麦为研究对象，采用田间试验的方法，采取开顶式气箱试验方法，设定不同co₂浓度升高水平，模拟未来大气co₂浓度升高的环境，在冬小麦的关键生育期，研究不同co₂浓度梯度对小麦叶绿素荧光特性和叶绿素含量的影响，具体内容如下：

1、不同co₂浓度升高对冬小麦叶片的快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响

2、不同co₂浓度升高对冬小麦叶片的荧光参数的影响

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

研究区域概况

田间试验在南京信息工程大学农业气象与生态试验站( 32．16n，118．86e) 进行。属于亚热带季风气候区，年平均降水量为 1100 mm，多年平均温度为 15．6 ℃，平均日照时数超过 1900 h，无霜期为237 d，采用开顶式气室(otc) 模拟大气 co₂ 浓度升高。

4. 参考文献

[1] smith t m,karl t r,reynolds r w.climate modeling. how accurate are climatesimulations?[j].science,2002,296(5567);483-484.

[2] 樊 良 新 ,刘 国 彬 , 薛 萣 ,等.co₂ 浓度倍增及干旱胁迫对紫花苜蓿光合生理特性的协同影响[j].草 地 学 报,2014,22(1):85-93.

[3] 韩燕青, 刘 鑫, 胡维平,张平究,邓建才,成泽霖. co₂浓度升高对苦草(vallisnerianatans)叶绿素荧光特性的影响[j].植物研究,2017，37(1)：45-51.