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连作障碍是普遍存在于生产实践中的问题,严重制约着农林业生产经营及其可持续发展。当前我国相当一部分农作物、经济作物、人工林等都普遍存在这一问题,连作导致产量降低和品质下降更成为全球性难题。本文针对杨树长期连作问题,选取7年生I-107杨树无性系人工纯林作为试验材料,于2013年5~9月在泰安市宁阳县国有高桥林场对一、二代杨树人工林随连作代数增加各气体交换参数的光响应、CO2响应及日动态过程和叶绿素荧光参数的变化规律进行观测,并于2014年对一年生I-107杨树扦插盆栽苗进行不同浓度酚酸处理以模拟连作并进行光合效率的测定,以期探索连作对杨树初级生产力的影响,深入了解连作对杨树人工林光合生理生态的影响,为指导杨树人工林的科学管理及系统构建提供一定的理论依据。结果表明:(1)随着连作代数的增加,杨树的光合初级生产力降低。连作抑制杨树的光合作用,表现为净光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)降低以及蒸腾速率(Tr)升高。不同代数杨树的光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)相差不大,LSP在1550~2200μmol·m-2·s-1范围内,LCP在19~32μmol·m-2·s-1左右,表明杨树具有典型的阳性植物的光合特性,但耐阴性较差。同样的,在酚酸模拟连作试验中也得到同样的结论。(2)随着连作代数的增加,杨树的CO2同化能力降低,异化能力提高。表现为,低CO2浓度下的羧化效率(CE)随连作代数增加而降低,Pn降低,光呼吸速率(Rp)升高,同化物的积累减少,初级生产力降低。(3)不同冠层位置叶片的初级生产力不同,总体上表现为越往上层叶片的光合同化能力越强,CO2同化能力越强。叶片LSP和LCP相差较大,且越往上层越大,其他气体交换参数也表现出类似的现象。下层叶片因长时间适应较弱光强环境,因而其同化能力降低。表现为CE、CO2饱和点(CSP)、Rp以及Pn降低,而CO2补偿点(CCP)升高。(4)随着连作代数的增加,杨树叶片的叶绿素荧光参数发生明显变化,表现为:初始荧光(F0)和黑暗中最大荧光(Fm)的增大,叶片PSⅡ反应中心最大光化学量子产量(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)以及PSII电子传递速率(ETR)的降低。