论文部分内容阅读
植物叶片功能性状是衡量植物生长状况的重要指标,逆境条件下叶片叶绿素荧光能直接反映植物光合作用的强弱,植物叶性状与叶片叶绿素荧光参数的关联性研究,有助于理解植物叶片的光合产物分配与能量分配之间的权衡机制。叶性状(叶大小、比叶面积)-光合效率的关联性分析有助于对植物在异质环境中光合产物积累与耗散途径的理解和探究资源有限条件下植物的碳同化产物的分配对光合作用的影响,这为理解胁迫生境条件下,植物叶片的物理构建及光合、荧光特性之间的内在联系提供了理论基础。本文结合标准化主轴估计(SMA,standardized major axis estimation)和相关性分析方法,按芦苇所在研究地土壤盐分含量的高低设置三个样地(I、II和III),研究了秦王川盐沼湿地不同土壤盐分条件下芦苇种群叶性状-光合、荧光参数的关联性,叶性状(叶大小、比叶面积)-光合效率的关联性对土壤盐分的响应规律,分析了异质生境中,湿地植物的能量和光合产物的分配机制,表现了特殊生境条件下,盐沼湿地植物特殊的叶片构型和存活机制。结果表明:(1)随着土壤盐分含量的降低,湿地群落特征存在显著差异(p<0.05);群落的高度、地上生物量逐渐增大,密度、光合有效辐射(PAR)呈逐渐减小的趋势,土壤含水量无明显变化。(2)随着土壤盐分含量的降低,芦苇种群叶性状和叶片光合参数的变化存在显著差异(p<0.05);叶面积、叶绿素含量、株高、净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)、饱和水汽压差(VPD)和蒸腾速率(Tr)均呈逐渐增大的趋势,叶厚度、胞间CO2浓度(Ci)逐渐减小,比叶面积呈先增加后减少的变化趋势,叶干重和气孔导度(Gs)的变化趋势与比叶面积完全相反。(3)芦苇叶绿素荧光参数的变化在不同样地存在显著差异(p<0.05);随着土壤盐分含量的降低,芦苇叶片实际光合效率(Y(II))、光化学淬灭系数(QP,)和电子传递速率(ETR)呈先减少后增大的变化趋势,非光化学猝灭系数(NPQ)、调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))和最大光化学效率(Fv/Fm)呈先增加后减少的变化趋势,非调节性能量耗散的量子产量(Y(NO))呈逐渐增大的变化趋势。(4)不同样地芦苇叶性状与光合参数的相关性存在显著差异(p<0.05);叶性状与叶绿素荧光参数的相关性存在显著差异(p<0.05);光合参数和叶绿素荧光参数的相关性存在显著差异(p<0.05)。(5)芦苇叶大小-光合效率的关系在不同土壤盐分含量条件下呈显著差异(p<0.05);芦苇叶面积与Y(NO)呈极显著正相关关系(p<0.01),SMA斜率呈先减少后增大的变化趋势;叶厚度和Y(NO)在三中生境条件下呈显著负相关关系(p<0.05),SMA斜率呈先增大后减小的变化趋势。(6)芦苇比叶面积-光合效率的关系在三个样地呈显著差异(p<0.05);芦苇比叶面积与Y(II)呈极显著负相关关系(p<0.01),SMA斜率的绝对值呈先增大后减少的变化趋势;比叶面积与ETR呈极显著负相关关系(p<0.01),SMA斜率的绝对值呈先增大后减少的变化趋势。植物叶性状构建模式与光合效率的关系分析能反映植物在长期胁迫生境下形成的光合作用机理和特殊生存机制。生长在土壤盐分含量高的样地的芦苇,因为光照强烈,土壤盐分含量高等造成的胁迫生境迫使其选择小叶-低比叶面积的叶片构建模式,有利于实现异质生境下碳同化产物的最优分配和叶片对过剩光能的耗散,从而达到维持植物正常生长和自我保护的目的;生长在土壤盐分含量低的生境下的芦苇植株,随着水盐胁迫的消失伴随生存环境的改善,由于植株高大遮光严重,从而迫使其选择大叶-高比叶面积的叶片构建模式不仅能够改善遮阴环境下植物吸收光能不足的问题,而且实现了光合收益的最大化和植物叶片对有限光能的合理分配。叶性状与光合效率的关联性反映了特殊生境条件下湿地植物的叶片可塑性调节机制和其特殊的生存策略。