Материалы и методы

Материалы и методы

Микрометеорология. Полевые работы проводились с 10 по 21 июня 1999 г. в Национальном парке Кишкунсаг, примерно в 70 км к югу от Будапешта, недалеко от Фюлефазы, Венгрия (19–140 ° E; 47–300 ° с.ш.), на высоте 130 м над уровнем моря. Осадки и преобладающие температуры в Кишкунсаге достаточны для поддержания древесных растений, но высокая гидравлическая проводимость песчаных почв значительно усиливает сезонное высыхание, благоприятствуя доминированию пучковых трав. В этом районе Кишкунсага распространен обширный покров эктоидного мха Tortula ruralis, биомасса которого, как сообщается, превышает биомассу сообщества сосудистых растений. (Tuba et al. 1996). Альбедо и поверхностная сетчатая радиация были измерены на одной области, преимущественно покрытой T.uralis, и на одной области с голым песком, причем оба с покровом сосудистых растений <10%. Обе станции отбора проб имели одинаковые уклоны и были расположены в пределах 20 м друг от друга, чтобы гарантировать, что изменения в разнице между альбедо в двух областях будут в основном связаны с изменениями в отображении площади листа мха. На каждой станции кремниевый фотодиодный пиранометр (LiCOR Model 200SA, Линкольн, Небраска) был ориентирован непосредственно вниз на 70 см над поверхностью земли для оценки альбедо. Пиранометр был прикреплен к нижней части штатива, держащего плечо мачты выровненного сетевого радиометра (Radiation Energy Balance Systems, Сиэтл, Вашингтон, США), для количественной оценки чистого потока излучения (кВтч/м²). Сетчатые радиометры были ориентированы параллельно 180° от магнитного севера на высоте 1 м над уровнем земли. Общее солнечное излучение (кВтч/м²) измеряли с помощью выровненного пиранометра LiCOR Si-200SA, плотность потока фотосинтетических фотонов (PPFD; мкмоль/с/м2) с помощью квантового датчика LiCOR 190 SA и скорость ветра (м/с) с помощью чашечного анемометра (модель 014A, MetOne Instruments, Grants Pass, Орегон, США). Эти инструменты были размещены на высоте 1 м над уровнем земли на удалении 15 м от чистых радиационных станций. Все инструменты были повторно выровнены по мере необходимости три раза в день в течение всего исследования. Радиационные данные регистрировали каждую минуту, затем усредняли и сохраняли каждые пять минут, 24 часа в сутки в течение всего периода исследования, используя регистраторы данных LiCOR 1400 (LiCOR Instruments, Линкольн, Небраска, США). Альбедо было рассчитано как А=1−((полное облучение−облучение от поверхности)/полное облучение). Данные о скорости ветра использовались для коррекции любых конвективных теплообменных эффектов на сетчатых радиометрах с использованием корректирующих соотношений, предоставленных изготовителем. Air temperature, relative humidity, and dew point temperature were measured at the moss-dominated station with a Hobo Pro8 datalogger (Onset Computer Corp, Brookline, Massachusetts, USA). Температура воздуха измерялась на высоте 1 м над поверхностью земли. Относительная влажность и температура точки росы измерялись на высоте 5 см над землей, чтобы более точно отразить динамику атмосферной влажности микроклимата мохового ковра. Температуру мохового коврика измеряли, осторожно вставляя встроенный в эпоксидную смолу термистор / регистратор данных (TidBit, Onset Computer Corp., Бруклин, Массачусетс) под Моховой коврик, заботясь о том, чтобы обеспечить контакт между датчиком и нижней стороной коврика. Эти микрометеорологические измерения производились каждую минуту и в среднем длились более 5 минут.

Физиологические измерения. Импульсно-амплитудно-модулированная (ПАМ) флуоресценция хлорофилла использовалась для оценки суточной физиологической активности полностью регидратированного T. ruralis в течение трех дней (14, 17 и 19 июня – Рис.1). Перед каждым отбором проб новый участок мха площадью около 100 см² опрыскивали водой в течение двух минут, а затем давали увлажниться еще в течение трех минут. Эти области были близки к полусферическому виду приборов, используемых для контроля микрометеорологического и поверхностного отражения невозмущенных областей, но не находились внутри него, как описано выше. Этот протокол смачивания применялся во избежание проблем с сушкой ткани, которые сильно снижают силу сигнала флуоресценции и отношения сигнал/шум и могут давать сильно завышенные и ненадежные значения коэффициентов флуоресценции хлорофилла. (E.P. Hamerlynck, неопубликованные данные). Протокол позволил нам показать физиологическое состояние растений сразу после регидратации с естественных уровней сухости при температуре окружающей среды (Tuba et al. 1996). Пять-шесть отростков T.ruralis аккуратно помещали между двумя полностью насыщенными кусочками папиросной бумаги в камере для адаптации к темноте и адаптировали к темноте в течение минимум 15 минут. На каждом временном интервале было сделано по пять независимых выборок. Каждый раз регидратировалась новая область, чтобы обеспечить независимость измерений для статистического анализа. Исходная флуоресценция (Fo) усреднялась в течение двух секунд после десятисекундного воздействия модулирующего луча. Максимальная флуоресценция (Fm) была достигнута при освещении 3000 мкмоль/с*м² белым светом в течение 0,8 сек. с помощью лампы высокой интенсивности, направленной через волоконно-оптический кабель. Максимальная фотохимическая эффективность PSII была определена как Fv / Fm, где Fv = Fm-Fo (Schreiber et al. 1998). Fv / Fm оценивался с двухчасовыми интервалами в течение дня, за исключением 17 июня, когда технические проблемы ограничили нас измерениями рано утром, в полдень и на закате. В каждом из этих трех раз во все дни сразу после темноадаптированных измерений оценивались светоотражающие кривые фотохимического тушения (qP, индикатор восстановительного состояния первичного акцептора электронов Qa), нерадиационная тепловая диссипация энергии возбуждения PSII (NPQ) и эффективный квантовый выход PSII (φPSII) по формулам Schreiber et al. (1998). Все измерения производились в герметичной камере, прикрепленной к створчатому зажиму, причем единственным источником света был прибор. Актинический свет на уровне растений был увеличен до 25, 60, 125, 250, 350, и 725 мкмоль/с*м² PPFD, что было проверено с помощью квантового датчика LiCOR 180. Растениям давали уравновеситься в течение двух минут на каждом уровне освещенности, а затем освещали в течение 0,8 сек насыщающим лучом, чтобы обеспечить адаптированную к свету максимальную флуоресценцию (F0m). Через тридцать секунд после оценки F0 m источник актинического света был выключен, и слабый луч дальнего красного света использовался для оценки F0 o для использования при корректировке оценок параметров гашения.

Статистический анализ. Для выявления влияния даты и времени суток (раннее утро, полдень и закат солнца) на Fv/Fm использовался двусторонний дисперсионный анализ (ANOVA; GLM протокол SYSTAT v8.0; SPSS Software, Чикаго, Иллинойс, США). Двухсторонние повторные измерения ANOVA (Systat v8.0) были использованы для проверки эффектов взаимодействия даты, времени суток и даты × времени для параметров тушения, полученных из кривых световой реакции. Особый интерес в этом анализе представляли внутрисубъектные эффекты, поскольку они отражали бы межсуточные и внутрисуточные различия реакций на актинический уровень освещенности, повторную меру. В обоих анализах дату рассматривали как случайный эффект, а время - как фиксированный эффект, используя взаимодействия дата-репликация и дата-время-репликация, соответственно, как термины ошибки. Все данные были преобразованы в арксинус для соответствия предположениям ANOVA. (Zar 1974). р ≤ 0,05 считалось значимым. Линейная и нелинейная регрессия (Sigmaplot v4. 01, SPSS) были использованы для установления взаимосвязей между параметрами окружающей среды и альбедо, а также между Fv/Fm и альбедо. Для минимизации погрешности датчиков от низких углов солнца использовались данные микрометеорологии и альбедо от 0600 до 1800. Для учета изменений альбедо во время сбора образцов растений данные по альбедо были объединены в течение 15 мин из пятиминутных периодов до, во время и после адаптации к темноте. R2 больше или равно 0,70, что соответствует p ≤ 0,0001, считалось значимым для этих анализов.

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒