兩種沙生灌木適應(yīng)波動(dòng)環(huán)境的非光化學(xué)淬滅調(diào)節(jié)
本文關(guān)鍵詞：兩種沙生灌木適應(yīng)波動(dòng)環(huán)境的非光化學(xué)淬滅調(diào)節(jié) 出處：《北京林業(yè)大學(xué)》2016年博士論文 論文類(lèi)型：學(xué)位論文
更多相關(guān)文章： 環(huán)境波動(dòng) 脅迫 油蒿 沙柳 葉綠素?zé)晒?/b> 原位連續(xù)監(jiān)測(cè)
【摘要】：沙生植被生態(tài)系統(tǒng)是對(duì)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(qiáng)、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(guò)程及內(nèi)在調(diào)節(jié)機(jī)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(duì)象,通過(guò)原位長(zhǎng)期自動(dòng)監(jiān)測(cè)與手動(dòng)定期測(cè)定結(jié)合的方法,分析沙柳、油蒿光系統(tǒng)Ⅱ葉綠素?zé)晒飧鲄?shù)晝夜、季節(jié)、年際變化及其對(duì)非生物因子波動(dòng)響應(yīng)和適應(yīng)機(jī)制。主要研究結(jié)果如下：(1)兩灌木種葉綠素?zé)晒鈪?shù)(ChlF)在不同時(shí)間尺度上存在明顯差異。在日尺度上,Fm'和實(shí)際光化學(xué)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(qiáng)增大而減小,正午達(dá)到最小值；表觀光合電子傳導(dǎo)速率(ETR)、非光化學(xué)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(qiáng)增大而增大,正午達(dá)到最大值。在季節(jié)尺度上,油蒿ΦSPII和最大光化學(xué)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(duì)高光強(qiáng)和低光強(qiáng)的適應(yīng)性存在差異。①沙柳相比油蒿在高光強(qiáng)條件下更容易受到光損傷,具體表現(xiàn)為：沙柳對(duì)高光強(qiáng)敏感性大于油蒿,且在PAR大于1200 μmol m-2 s-1時(shí),沙柳ONO值上升和ETR下降,在PARmax超過(guò)1300μmmol m-2 s-1時(shí)Fv/Fm值小于0.4,光合器官受損。②在弱光下油蒿的光保護(hù)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(shí),油蒿光合損傷指標(biāo)ΦNO大于沙柳,光合保護(hù)指標(biāo)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(duì)高溫的適應(yīng)性弱于油蒿,具體表現(xiàn)為：溫度大于27℃時(shí),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(hù)能力增強(qiáng)。油蒿對(duì)低溫的適應(yīng)性較沙柳差,具體表現(xiàn)為：溫度小于7.5℃時(shí),兩灌木種ΦPSII下降,過(guò)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(guò)可逆的調(diào)節(jié)性熱耗散(ΦNPQr)耗散過(guò)剩光能。(4)油蒿和沙柳對(duì)不同深度土壤水敏感性不同。①70cm土壤含水量(VWC)超過(guò)14%時(shí),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(shí),ChlF恢復(fù)期為5天。②30cmVWC的上升對(duì)沙柳光合生理活性有促進(jìn)作用,表現(xiàn)為ETR和夜間ΦPSII上升,ΦNPQ和ΦNO下降。30cmVWC超過(guò)16%時(shí),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(zhǎng)土壤含水量,此時(shí)ΦPSⅡ最高,光保護(hù)能力指標(biāo)NPQ值較高。④兩灌木種對(duì)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(lái)說(shuō),兩灌木種作為荒漠生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)良防風(fēng)固沙植被均具有較強(qiáng)抗性。其中油蒿對(duì)高溫高光強(qiáng)有更好的適應(yīng)性和耐受力,對(duì)干旱和降雨脈沖的敏感性差,而沙柳對(duì)低溫和弱光脅迫的適應(yīng)性高于油蒿。因而在相對(duì)干熱及高光強(qiáng)的地方我們建議更多采用油蒿來(lái)作為固沙和植被恢復(fù)的物種。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：Q948.1
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，本文編號(hào)：1353454
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