干熱河谷幾種常見植物光合生理生態(tài)及其環(huán)境的適應(yīng)性研究.pdf

1、干熱河谷是我國典型脆弱生態(tài)區(qū)之一，生態(tài)退化嚴(yán)重，植被恢復(fù)是干熱河谷退化生態(tài)環(huán)境恢復(fù)重建的有效途徑之一，但植被恢復(fù)的成功取決于篩選適應(yīng)旱季干旱高溫和強(qiáng)光脅迫的嚴(yán)酷環(huán)境條件，以及旱季土壤水分承載力的植物。研究當(dāng)?shù)匾N的外來造林樹種和土著樹種的光合生理生態(tài)，可為干熱河谷退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建和長江中上游水土保持和生態(tài)屏障建設(shè)提供理論依據(jù)。另外，外來物種入侵已成為一個不可忽視的生態(tài)問題，通過對紫莖澤蘭等入侵植物的光合適應(yīng)機(jī)理加以研究，可為控制生物

2、擴(kuò)散提供可能的對策和措施。 本文研究了赤桉、番石榴、香樟、苦刺、桑樹、新銀合歡6種中木本植物和生物入侵種紫莖澤蘭的旱季光合特征參數(shù)日進(jìn)程及其對高溫和強(qiáng)光的響應(yīng)，并揭示了木本植物對高溫、強(qiáng)光和干旱的可能適應(yīng)機(jī)制，以及預(yù)測了紫莖澤蘭的擴(kuò)散趨勢。 供試的7種植物中，除赤桉外其它物種都不同程度出現(xiàn)了光合“午休”現(xiàn)象。日凈光合速率水平以低海拔地帶的新銀合歡最大，最大值達(dá)到22.62μmol CO<,2> m<'-2> s<'-1>

3、；而番石榴凈光合水平最低，最大值僅為5.94μmol CO<,2> m<'-2> s<'-1>。不同物種凈光合作用速率的主要制約因子不同，如赤桉主要受胞間CO<,2>濃度限制，香樟主要受氣孔導(dǎo)度限制。 氣孔導(dǎo)度方面，幾乎所有的物種為適應(yīng)干熱河谷旱季正午的高溫和干旱脅迫，都有以下兩個共同點(diǎn)：1)為優(yōu)化碳同化率，早晨氣孔導(dǎo)度最高；2)正午高溫高光強(qiáng)時，氣孔導(dǎo)度減小以減少水分流失。 蒸騰速率方面，新銀合歡、番石榴為提高凈光合

4、速率而增加氣孔導(dǎo)度，蒸騰速率日均水平高，新銀合歡達(dá)到了6mmolH<,2>Om<'-2>s<'-1>以上；香樟為減少水分流失，氣孔導(dǎo)度低，蒸騰速率日均水平極低，維持在1mmolH<,2>Om<'-2>s<'-1>以下。 水分利用率方面，以香樟最高，最大水分利用率達(dá)到83.42μmolCO<,2>m<'-2>s<'-1>/mmolH<,2>Om<'-2>s<'-1>;而新銀合歡、番石榴最低，最大水分利用率分別為4.17和 2.34

5、μmol CO<,2>m<'-2>s<'-1>/mmol H<,2>Om<'-2>s<'-1>。供試物種水分利用率日變化都表現(xiàn)出一個共同特點(diǎn)，即下午16:00以后水分利用率陡升達(dá)到日最大值，午間都維持在較低水平。 控光控溫試驗(yàn)顯示，光強(qiáng)在1740μmolm<'-2>s<'-1>以下時，強(qiáng)光對新銀合歡和紫莖澤蘭凈光合作用速率沒有明顯光抑制。高溫的抑制作用明顯，當(dāng)溫度超過28℃左右時，新銀合歡光合受抑制；溫度超過33℃左右時，紫莖

6、澤蘭光合受抑制。溫度、光照以及二者的交互作用均對這兩種植物的凈光合作用速率產(chǎn)生影響，與紫莖澤蘭相比，新銀合歡對高溫更為敏感。 從紫莖澤蘭的光合特性分析，紫莖澤蘭適應(yīng)強(qiáng)光和高溫脅迫，這決定了其在營養(yǎng)生長競爭中對其它大多數(shù)植物的比較優(yōu)勢，而在郁蔽林下長勢不佳，僅出現(xiàn)在林緣地帶，恢復(fù)植被可有效遏制紫莖澤蘭蔓延。四川盆地紫莖澤蘭擴(kuò)散的重點(diǎn)防控區(qū)域是溫暖而且光照較好的區(qū)域，如干旱河谷區(qū)(干暖和干溫河谷)、川南宜賓和瀘州各區(qū)縣、以及盆地中部