پاییز و زمستان
برگشت به فهرست مقالات |
برگشت به فهرست نسخه ها
1- دانشگاه سمنان
چکیده: (9 مشاهده)
مقدمه و هدف: جنگل‌ها عامل مهمی برای فرونشاندن دی‌اکسیدکربن جو محسوب می‌شوند، گاز گلخانه‌ای که عامل مهم تغییرات مداوم آب‌وهوایی کره زمین محسوب می‌شود. پیش‌بینی‌های اقلیمی حاکی از رسیدن غلظت CO2 هوا به 700 میکرومول بر مول تا سال 2100 میلادی است که باعث وقوع رخداد خشکسالی و افزایش دما در اروپا با وسعت فراگیر و مدت زمان طولانی خواهد شد. بیشترین عواقب ناشی از این اختلالات آب‌وهوایی دامنگیر جنگل‌های اروپا، به ویژه جنگل‌های راش اروپایی خواهد شد. پژوهش‌های پیشین نشان دادند که مرگ و میر راش بیشتر تحت تاثیر خشکسالی است تا سایر عوامل، بنابراین طی سالهای اخیر مطالعات زیادی بر ارتباط عوامل اکولوژیک نظیر دما و نور با نرخ فتوسنتز، جذب CO2، تعرق و سایر عوامل فیزیولوژیک راش اروپایی متمرکز شده است؛ چرا که این گونه، به عنوان شاخصی برای حساسیت جنگل‌های پهن برگ اروپا نسبت به اثرات تغییر اقلیم شناخته می‌شود. در این پژوهش اثرات شدت‌های مختلف نور بر نرخ فتوسنتز برگ، تعرق، غلظت دی‌اکسیدکربن بین سلولی و هدایت روزنه‌ای بررسی شد.
مواد و روش‌ها: برای مطالعه فیزیولوژی نرخ فتوسنتز و تبادلات گازی درختان راش اروپایی در پارک ملی هاینیش آلمان، 5 درخت جوان که ارتفاع هر یک 5/2 متر بود زیر تاج درختان مادری انتخاب گردید. از هر درخت، 5 برگ بالغ و سالم که به طور طبیعی رشد کرده بودند جهت بررسی انتخاب شدند. اندازه‌گیری‌ها با استفاده از دستگاه LC Pro+ در 10 شدت مختلف از طیف نور فعال فتوسنتزی از 0 تا 696 میکرومول فوتون بر مترمربع در ثانیه و در 5 تکرار، انجام شد. اندازه‌گیری‌ها در دمای کنترل شده ℃ 1±21 انجام شد. 25/6 سانتیمتر مربع از برگ زنده راش درون اتاقک اندازه‌گیری قرار گرفت. غلظت CO2 و H2O پس از اندازه‌گیری اولیه به هر دو سطح برگ قرار داده شده درون اتاقک، هدایت شد. غلظت CO2 هوای تخلیه شده از اتاقک، پس از استفاده در فرایند فتوسنتز (که به طور طبیعی کاهش یافته) و غلظت H2O (آزاد شده پس از انجام فتوسنتز برگ) مجدداً اندازه‌گیری و آنالیز شد. از تفاوت‌های میان غلظت ورودی (مقادیر 'مرجع') و غلظت نهاییِ (مقادیر 'آنالیز شده') گازهای CO2 و H2O، نرخ جذب (آسیمیلاسیون) و تعرق به صورت مداوم محاسبه گردید. سپس، منحنی‌های پاسخ نوری بر اساس میانگین داده‌ها برای گونه راش اروپایی رسم شد.
یافته‌ها: نقطه جبران نوری که طبق تعریف شدت نوری است که نرخ جذب CO2 با نرخ مصرف CO2 در فرایند فتوسنتز در برگ گیاه برابر می‌شود، برای گونه راش اروپایی در شدت نور 5/7 میکرومول فوتون بر مترمربع در ثانیه به دست آمد. نرخ تنفس تاریکی نیز به طور متوسط بر اساس میانگین کل آزمایشات انجام شده حدود 19/0- میکرومول دی‌اکسیدکربن بر مترمربع در ثانیه اندازه‌گیری شد. نرخ فتوسنتز در راش اروپایی با افزایش شدت تابش فعال فتوسنتزی از 0 تا 174 با شیب زیادی افزایش یافته و ماکزیمم آن در تابش 435 میکرومول فوتون بر مترمربع در ثانیه ایجاد شد که به طور متوسط 94/2 میکرومول دی‌اکسیدکربن بر مترمربع در ثانیه به دست آمد. با افزایش PAR، گونه راش اروپایی تمایل زیادی به مصرف فوری CO2 با دریافت حداقل نور رسیده بر سطح برگهای خود را دارد؛ به طوری که با اندک افزایش در شدت نور و رسیدن نور از مقدار صفر تا 44 میکرومول بر مترمربع در ساعت، غلظت CO2 موجود در فضای بین سلول‌های مزوفیل برگ، به شدت کاهش یافته و به حداقل مقدار خود می‌رسد. این کاهش به دلیل ورود ناگهانی دی‌اکسیدکربن بین سلولی به درون کلروپلاست‌ها جهت آغاز فرآیند فتوسنتز در شدت‌های نور بسیار پایین است. این موضوع کاهش شدید در مقدار هدایت روزنه‌ای را نیز موجب می‌شود. از شدت نور 44 میکرومول بر مترمربع در ثانیه به بعد، هدایت روزنه‌ای و تعرق با یک شیب ملایمی افزایش مداوم داشته تا اینکه در تابش 696 میکرومول بر مترمربع در ثانیه به حداکثر مقدار خود می‌رسند. در حالی که غلظت CO2 بین سلولی (Ci) از تابش 44 میکرومول بر مترمربع در ثانیه با شیب بسیار کمتری تا رسیدن به تابش 696 میکرومول بر مترمربع در ثانیه افزایش نسبی و ملایمی داشته و هیچ گاه به مقدار بیشینه خود که در تاریکی یا شدت نور صفر بود نمی‌رسد. با توجه به حداکثر نرخ فتوسنتز برای نهال‌های راش اروپایی که برابر با 94/2 میکرومول بر مترمربع در ثانیه بدست آمد، جذب خالص CO2 آن حدود 66/4 کیلوگرم در هکتار در هر ساعت در تابش 435 میکرومول فوتون بر مترمربع در ثانیه و یا جذب C (کربن) برابر با 1113 گرم بر مترمربع در هرسال (g C m-2 yr-1) را ایجاد خواهد نمود.
نتیجه‌گیری کلی: مطالعات حاضر نشان داده است که گونه راش اروپایی گونه‌ای بسیار سایه‌پسند است و نسبت به تغییرات محیطی نظیر نور واکنش زیادی نشان می‌دهد که باعث می‌شود راش اروپایی گونه درختی بسیار حساس نسبت به تغییر شرایط اکولوژیکی در اکوسیستم‌های اروپا محسوب گردد. با توجه به قرابت ژنتیکی بسیار زیاد میان راش اروپایی با راش هیرکانی، نتایج تحقیق حاضر می‌تواند الگویی برای مدیریت جنگل‌های راش ایران باشد.
مواد و روش‌ها: برای مطالعه فیزیولوژی نرخ فتوسنتز و تبادلات گازی درختان راش اروپایی در پارک ملی هاینیش آلمان، 5 درخت جوان که ارتفاع هر یک 5/2 متر بود زیر تاج درختان مادری انتخاب گردید. از هر درخت، 5 برگ بالغ و سالم که به طور طبیعی رشد کرده بودند جهت بررسی انتخاب شدند. اندازه‌گیری‌ها با استفاده از دستگاه LC Pro+ در 10 شدت مختلف از طیف نور فعال فتوسنتزی از 0 تا 696 میکرومول فوتون بر مترمربع در ثانیه و در 5 تکرار، انجام شد. اندازه‌گیری‌ها در دمای کنترل شده ℃ 1±21 انجام شد. 25/6 سانتیمتر مربع از برگ زنده راش درون اتاقک اندازه‌گیری قرار گرفت. غلظت CO2 و H2O پس از اندازه‌گیری اولیه به هر دو سطح برگ قرار داده شده درون اتاقک، هدایت شد. غلظت CO2 هوای تخلیه شده از اتاقک، پس از استفاده در فرایند فتوسنتز (که به طور طبیعی کاهش یافته) و غلظت H2O (آزاد شده پس از انجام فتوسنتز برگ) مجدداً اندازه‌گیری و آنالیز شد. از تفاوت‌های میان غلظت ورودی (مقادیر 'مرجع') و غلظت نهاییِ (مقادیر 'آنالیز شده') گازهای CO2 و H2O، نرخ جذب (آسیمیلاسیون) و تعرق به صورت مداوم محاسبه گردید. سپس، منحنی‌های پاسخ نوری بر اساس میانگین داده‌ها برای گونه راش اروپایی رسم شد.
یافته‌ها: نقطه جبران نوری که طبق تعریف شدت نوری است که نرخ جذب CO2 با نرخ مصرف CO2 در فرایند فتوسنتز در برگ گیاه برابر می‌شود، برای گونه راش اروپایی در شدت نور 5/7 میکرومول فوتون بر مترمربع در ثانیه به دست آمد. نرخ تنفس تاریکی نیز به طور متوسط بر اساس میانگین کل آزمایشات انجام شده حدود 19/0- میکرومول دی‌اکسیدکربن بر مترمربع در ثانیه اندازه‌گیری شد. نرخ فتوسنتز در راش اروپایی با افزایش شدت تابش فعال فتوسنتزی از 0 تا 174 با شیب زیادی افزایش یافته و ماکزیمم آن در تابش 435 میکرومول فوتون بر مترمربع در ثانیه ایجاد شد که به طور متوسط 94/2 میکرومول دی‌اکسیدکربن بر مترمربع در ثانیه به دست آمد. با افزایش PAR، گونه راش اروپایی تمایل زیادی به مصرف فوری CO2 با دریافت حداقل نور رسیده بر سطح برگهای خود را دارد؛ به طوری که با اندک افزایش در شدت نور و رسیدن نور از مقدار صفر تا 44 میکرومول بر مترمربع در ساعت، غلظت CO2 موجود در فضای بین سلول‌های مزوفیل برگ، به شدت کاهش یافته و به حداقل مقدار خود می‌رسد. این کاهش به دلیل ورود ناگهانی دی‌اکسیدکربن بین سلولی به درون کلروپلاست‌ها جهت آغاز فرآیند فتوسنتز در شدت‌های نور بسیار پایین است. این موضوع کاهش شدید در مقدار هدایت روزنه‌ای را نیز موجب می‌شود. از شدت نور 44 میکرومول بر مترمربع در ثانیه به بعد، هدایت روزنه‌ای و تعرق با یک شیب ملایمی افزایش مداوم داشته تا اینکه در تابش 696 میکرومول بر مترمربع در ثانیه به حداکثر مقدار خود می‌رسند. در حالی که غلظت CO2 بین سلولی (Ci) از تابش 44 میکرومول بر مترمربع در ثانیه با شیب بسیار کمتری تا رسیدن به تابش 696 میکرومول بر مترمربع در ثانیه افزایش نسبی و ملایمی داشته و هیچ گاه به مقدار بیشینه خود که در تاریکی یا شدت نور صفر بود نمی‌رسد. با توجه به حداکثر نرخ فتوسنتز برای نهال‌های راش اروپایی که برابر با 94/2 میکرومول بر مترمربع در ثانیه بدست آمد، جذب خالص CO2 آن حدود 66/4 کیلوگرم در هکتار در هر ساعت در تابش 435 میکرومول فوتون بر مترمربع در ثانیه و یا جذب C (کربن) برابر با 1113 گرم بر مترمربع در هرسال (g C m-2 yr-1) را ایجاد خواهد نمود.
نتیجه‌گیری کلی: مطالعات حاضر نشان داده است که گونه راش اروپایی گونه‌ای بسیار سایه‌پسند است و نسبت به تغییرات محیطی نظیر نور واکنش زیادی نشان می‌دهد که باعث می‌شود راش اروپایی گونه درختی بسیار حساس نسبت به تغییر شرایط اکولوژیکی در اکوسیستم‌های اروپا محسوب گردد. با توجه به قرابت ژنتیکی بسیار زیاد میان راش اروپایی با راش هیرکانی، نتایج تحقیق حاضر می‌تواند الگویی برای مدیریت جنگل‌های راش ایران باشد.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |