主要環(huán)境因子對太湖三種大型沉水植物光合作用的影響.pdf

1、本文研究了主要環(huán)境因子光強、無機碳和溫度對太湖常見的三種大型沉水植物菹草、馬來眼子菜以及苦草光合作用的影響，其結(jié)果將為治理富營養(yǎng)化湖泊修復(fù)，人工配置沉水植物群落的選種以及結(jié)構(gòu)設(shè)置工作提供理論依據(jù)。通過測定自然水體中和不同光強誘導(dǎo)處理后三種沉水植物葉綠素?zé)晒鈪?shù)、光合色素比例以及經(jīng)細胞膜透性變化趨勢等，比較了自然水體中三者光響應(yīng)差異和不同光強誘導(dǎo)后的光適應(yīng)性差異，尤其是三者低光適應(yīng)能力的差異。結(jié)果表明，強光下菹草能夠迅速啟動其非光化學(xué)淬滅

2、能力，強光抑制程度最小，暗修復(fù)時間最短，高光強下光保護能力強。同時菹草隨著處理光強的增大Car/T(Chla)比值和最大非光化學(xué)淬滅能力(qN)持續(xù)增加，但在100％自然光強誘導(dǎo)下光合功能有所下降，適合中等強度的光強生長。而菹草在5％自然光誘導(dǎo)處理后，其膜脂過氧化增加，光合功能下降，低光適應(yīng)能力有限。馬來眼子菜光適應(yīng)性與菹草類似，但高光抑制暗修復(fù)時間(3h)長于菹草(2h)，高光強下的光保護能力弱于菹草?？嗖蓦S著誘導(dǎo)光強減弱其光合功能和

3、Chla/Chlb比值明顯升高，而細胞膜透性無明顯變化，表明它低光適應(yīng)能力很強，為修復(fù)富營養(yǎng)化水體的一優(yōu)良種質(zhì)。但是苦草在高光強下所受光抑制后經(jīng)3h暗修復(fù)后仍沒有恢復(fù)其活性，70％自然光強誘導(dǎo)后其光合功能就開始下降，高光強下保護能力最弱。本研究還通過測定三種沉水植物經(jīng)不同溫度處理后葉綠素?zé)晒鈪?shù)、葉綠素含量及細胞膜透性變化趨勢等，明確了三種沉水植物光合作用對溫度響應(yīng)差異，尤其是三者光合功能的熱穩(wěn)定差異。菹草、苦草起始熒光(Fo)迅速升溫

4、的折點為43℃和44℃，均低于馬來眼子菜的折點溫度(46℃)。同時隨溫度升高，馬來眼子菜在44℃高溫條件下仍有一定的非光化學(xué)淬滅(qN)和光化學(xué)淬滅(qP值)，以電子傳遞速率(ETR)和量子產(chǎn)額(Yield)表示的光合功能下降速率最小。而菹草光合功能下降速度最快，下降起點溫度(28℃)也最低，在44℃下，其qN和qP能力已完全喪失，光合功能為0。三者葉綠素含量和電導(dǎo)率隨溫度變化的趨勢與光合功能變化趨勢一致。結(jié)果表明： 菹草和苦草

5、不能適應(yīng)中、高溫條件，而馬來眼子菜能適應(yīng)中等高溫條件。同時苦草在28-36℃范圍內(nèi)光合功能下降速度小于菹草。夏季高溫是是導(dǎo)致菹草衰退的一個重要原因。通過pH值漂移實驗本文還比較了三種沉水植物無機碳利用效率的差異。結(jié)果表明三者均能利用HCO<,3><'->，適應(yīng)低無機碳條件，但利用效率存在差異：馬來眼子菜在各堿度下終點pH值顯著高于菹草和苦草，整體光合速率較高。而菹草盡管在酸性條件下具有相對較高的光合效率，但是其整體光合效率最低。CO<,

6、2>-光合速率響應(yīng)曲線也表明，在高pH值(CO<,2>受到限制)時，馬來眼子菜對CO<,2>利用效率較高，苦草其次，菹草最低。同時馬來眼子菜K<,1/2>最小，即在相同CO<,2>條件下，對CO<,2>的親和力最大。此外，馬來眼子菜碳酸酐酶活性顯著高于菹草和苦草，即在相同無機碳條件下，前者催化HCO<,3><'->與CO<,2>之間的轉(zhuǎn)化效率更高?；谔匀凰w夏季高pH值(>8.5)條件，馬來眼子菜具有更大的生長優(yōu)勢。本研究結(jié)果證明