UV-B辐射增强及其生物学效应一直为全球关注的热点．本研究基于实地条件下UV-B辐射增强的长期模拟实验，以红松、紫椴、蒙古栎和水曲柳4个长白山地区典型树种为研究对象，探讨UV-B辐射增强对树木生长发育、水气交换、物质生产和次生物质代谢等生理生态特性的影响，揭示森林树种对UV－B辐射增强的响应及长期适应性。在此基础上，定量UV-B辐射增强的生物学效应，预测未来UV-B辐射增强对森林群落结构稳定性和生态系统生产力的可能影响。该研究将是继CO2 FACE和OTC长期模拟实验后，在野外条件下对树木进行长期模拟研究的一个新突破口。预期成果在丰富树木环境生理学认识的同时，可加强生物个体、群落和全球变化研究之间的联系。

在全球变化背景下,UV-B辐射增强导致的生态与环境问题日渐突出，有关紫外辐射变化对地球生物系统影响研究开始受到关注，并成为气候变化研究领域里重要的科研课题。在本项目的资助下，我们在长白山原始针阔叶混交林内搭建了国内第一个森林实地紫外辐射照射系统。基于该实验平台进行了UV-B辐射增加对树木的生理生态效应影响研究。结果显示，紫外辐射增加会导致树木叶片净光合速率的降低，降低的比例与叶片位置、叶龄和辐射强度密切相关。这主要是由于UV-B辐射增加抑制了叶片气孔导度、减少气孔密度，同时紫外辐射增加还直接破坏了光合系统酶的活性，使光合色素分解。紫外辐射增加导致了蒸腾速率的降低，但由于低于光合速率的降低值，因此树木的水分利用效率降低。在长期UV-B辐射增加情景下，树木出现叶片表观伤害、叶面积指数、生长高度和基部直径降低，进而导致了树木生物量的降低；类黄酮等吸收紫外线的物质含量增加说明树木对紫外辐射增加具有自我保护和适应性。除色木槭以外，红松、蒙古栎和紫椴3个树种的萌芽时间提前，这意味着在未来紫外辐射增强可能会导致林下早春植物群落的改变或消失，进而影响到森林生态系统的群落多样性。