本文關(guān)鍵詞：兩種沙生灌木適應(yīng)波動環(huán)境的非光化學淬滅調(diào)節(jié)　出處：《北京林業(yè)大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：沙生植被生態(tài)系統(tǒng)是對氣候變化最為敏感的生態(tài)系統(tǒng)之一。沙生植被經(jīng)常遭受光強、極端溫度、水分虧缺等環(huán)境脅迫的影響。然而,沙生植物適應(yīng)環(huán)境脅迫的生理生態(tài)過程及內(nèi)在調(diào)節(jié)機制仍不清楚。本研究以寧夏鹽池半干旱沙區(qū)典型物種油蒿、沙柳為研究對象,通過原位長期自動監(jiān)測與手動定期測定結(jié)合的方法,分析沙柳、油蒿光系統(tǒng)Ⅱ葉綠素熒光各參數(shù)晝夜、季節(jié)、年際變化及其對非生物因子波動響應(yīng)和適應(yīng)機制。主要研究結(jié)果如下：(1)兩灌木種葉綠素熒光參數(shù)(ChlF)在不同時間尺度上存在明顯差異。在日尺度上,Fm'和實際光化學量子效率(ΦPSⅡ)與光合有效輻射(PAR)有極顯著相關(guān)性(P0.01),夜間穩(wěn)定在較高值,日出后隨光強增大而減小,正午達到最小值；表觀光合電子傳導(dǎo)速率(ETR)、非光化學淬滅系數(shù)(NPQ)和調(diào)節(jié)性能量耗散(ΦNPQ)夜間值幾乎為0,日出之后隨光強增大而增大,正午達到最大值。在季節(jié)尺度上,油蒿ΦSPII和最大光化學量子產(chǎn)量(Fv/Fm)表現(xiàn)為春秋低夏季高,沙柳兩參數(shù)表現(xiàn)為春季最高,夏季次之,秋季最低。(2)兩灌木種ChlF對高光強和低光強的適應(yīng)性存在差異。①沙柳相比油蒿在高光強條件下更容易受到光損傷,具體表現(xiàn)為：沙柳對高光強敏感性大于油蒿,且在PAR大于1200 μmol m-2 s-1時,沙柳ONO值上升和ETR下降,在PARmax超過1300μmmol m-2 s-1時Fv/Fm值小于0.4,光合器官受損。②在弱光下油蒿的光保護能力低于沙柳,更容易出現(xiàn)光合器官損傷,具體表現(xiàn)為：在PAR小于300 μmol m-2 s-1時,油蒿光合損傷指標ΦNO大于沙柳,光合保護指標NPQ和ΦNPQ表現(xiàn)為油蒿小于沙柳。③兩灌木種ChlF在弱光條件下存在季節(jié)差異,具體表現(xiàn)為：油蒿秋季ΦPSII最低,ΦNPQ和NPQ最高；沙柳夏季ΦPSII最低,ΦNPQ和NPQ最高。(3)沙柳對高溫的適應(yīng)性弱于油蒿,具體表現(xiàn)為：溫度大于27℃時,ΦNPQ下降,ONO上升,Fv/Fm低于正常值(0.8),在日尺度上不可逆,光合器官出現(xiàn)損傷；相同溫度條件下,油蒿ΦNPQ和NPQ增加,PSⅡ的自我保護能力增強。油蒿對低溫的適應(yīng)性較沙柳差,具體表現(xiàn)為：溫度小于7.5℃時,兩灌木種ΦPSII下降,過剩光能積累,油蒿ONO和持續(xù)的調(diào)節(jié)性熱耗散(ΦNPQS)上升,Fv/Fm下降,光合器官受損傷；而相同溫度條件下,沙柳主要通過可逆的調(diào)節(jié)性熱耗散(ΦNPQr)耗散過剩光能。(4)油蒿和沙柳對不同深度土壤水敏感性不同。①70cm土壤含水量(VWC)超過14%時,沙柳ΦSPII下降,ΦNPQ和ΦNO上升,光合生理活性受到抑制,光合器官受損傷,ChlF恢復(fù)期為2天；VWC16%時,ChlF恢復(fù)期為5天。②30cmVWC的上升對沙柳光合生理活性有促進作用,表現(xiàn)為ETR和夜間ΦPSII上升,ΦNPQ和ΦNO下降。30cmVWC超過16%時,油蒿ΦPSII減小,ΦNPQ和ΦNO增大,光合生理活性受抑制。③VWC=10%是兩灌木種的最適生長土壤含水量,此時ΦPSⅡ最高,光保護能力指標NPQ值較高。④兩灌木種對短期干旱脅迫的響應(yīng)存在差異,沙柳ChlF干旱敏感期為6月份,油蒿為8月份；在干旱敏感期內(nèi),兩灌木種ΦNO上升明顯,均易發(fā)生光損傷。整體來說,兩灌木種作為荒漠生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)良防風固沙植被均具有較強抗性。其中油蒿對高溫高光強有更好的適應(yīng)性和耐受力,對干旱和降雨脈沖的敏感性差,而沙柳對低溫和弱光脅迫的適應(yīng)性高于油蒿。因而在相對干熱及高光強的地方我們建議更多采用油蒿來作為固沙和植被恢復(fù)的物種。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：Q948.1

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本文編號：1353454