三峽庫區(qū)兩種適生樹種幼苗對土壤水分含量變化的光合與生長響應(yīng).pdf

1、通過構(gòu)建植被來保護(hù)三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)環(huán)境是科學(xué)而且行之有效的方法。消落帶水位周期性漲落使得庫岸土壤反復(fù)經(jīng)歷從“淹沒-干旱-淹沒”的過程，因此選擇能夠同時適應(yīng)水淹及干旱環(huán)境的植物物種并明確其耐受機(jī)理至關(guān)重要。本文以當(dāng)年生的楓楊和濕地松幼苗作為研究對象，從兩個方面模擬三峽庫區(qū)消落帶土壤水分含量變化規(guī)律開展實(shí)驗(yàn)：1)設(shè)置了對照CK(常規(guī)水分)、輕度干旱T1、水飽和T2和水淹T3四個處理組；2)設(shè)置CK(常規(guī)供水)、DR(常規(guī)供水-輕度干早-復(fù)

2、水)，F(xiàn)L(持續(xù)水淹)，F(xiàn)D(水淹-輕度干旱-復(fù)水)，分別對楓楊和濕地松幼苗在不同土壤水分含量條件下的生長、光合以及葉綠素?zé)晒獾捻憫?yīng)機(jī)制進(jìn)行探究和分析。得到的主要結(jié)果如下：
　　 1)土壤水分含量變化對楓楊和濕地松幼苗的影響
　　 水淹以及水分飽和條件下楓楊幼苗均會形成不定根，以幫助植株能夠獲得更多的O2，維持生理活動。輕度干旱、水飽和和水淹均使得楓楊和濕地松幼苗的株高、地上部分生物量以及地下部分生物量的增加量顯著減小甚

3、至出現(xiàn)負(fù)增長，其中水飽和條件下幼苗生長受到的影響最小。在水飽和和水淹條件下兩種幼苗的基徑均顯著增大。兩種幼苗在輕度干旱條件下都具有較高的根冠比，一定程度上體現(xiàn)了植株較高的抗旱能力。
　　 土壤水分脅迫使楓楊和濕地松幼苗的凈光合速率均有所下降，但是兩者卻呈現(xiàn)不同的變化特點(diǎn)。楓楊幼苗Pn在水淹25d時就出現(xiàn)顯著下降，50天后，Pn下降比例大小為T1(60.3％)＞T3(47.8％)＞T2(28.1％)，隨后趨于穩(wěn)定。而濕地松幼苗在水

4、淹25d后其Pn下降了35.4％，但隨時間的延長其凈光合速率有所上升，脅迫末期僅比對照低20.5％；而T1和T2組濕地松幼苗的Pn均連續(xù)下降，脅迫末期，T1、T2和T3沒有顯著差異。輕度干旱脅迫對楓楊和濕地松幼苗的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的抑制影響顯著，但其在水淹和水飽和條件下的變化與對照無顯著差異。兩種幼苗的Ci均在T2和T3條件下有所升高，而在T1條件下呈總體下降趨勢；T2和T3組凈光合速率下降的主要因素是非氣孔限制，T1則主要是氣孔限制

5、。T2和T3組的楓楊和濕地松幼苗的水分利用效率(WUE)均有不同程度的下降，而輕度干旱條件下其值則通常較高，楓楊幼苗WUE最大值為6.94μmol·mmol-1，濕地松幼苗WUE最大值為8.86μmol·mmol-1。
　　 楓楊幼苗在水淹和水飽和條件下，其總?cè)~綠素含量和類胡蘿卜素含量均相比對照有不同程度的下降，而輕度干旱脅迫下其總?cè)~綠素含量和類胡蘿卜素含量則有不同程度的上升。T3組楓楊幼苗光合色素含量持續(xù)處于最低狀態(tài)，各組葉綠

6、素與類胡蘿卜素含量之比界于4.475～6.920之間波動，而葉綠素a與葉綠素b的含量之比界于2.518～3.216之間波動。濕地松幼苗在T3條件下其光合色素含量最低。脅迫末期，T1的光合色素含量最高，T2高于T3而低于T1。葉綠素與類胡蘿卜素含量之比在3.604～5.042之間內(nèi)波動，而葉綠素a與葉綠素b的含量之比在2.136～3.393之間波動。
　　 2)土壤水分含量交替變化對楓楊和濕地松幼苗的影響
　　 持續(xù)水淹顯

7、著降低了楓楊和濕地松幼苗的株高和生物量的增長量，但基徑卻有所上升。DR組幼苗在輕度干旱條件下，生長和生物量均有顯著下降，但楓楊幼苗下降幅度遠(yuǎn)大于濕地松幼苗；而在FD組幼苗在復(fù)水后其生物量均與前期無顯著變化。水淹和輕度干旱脅迫使兩種幼苗自由水/束縛水比值均有所下降。而復(fù)水后，其比值均能夠迅速回升至對照水平。
　　 DR組和FD組的楓楊和濕地松幼苗在干旱脅迫下其凈光合速率有不同程度的下降，而在復(fù)水后Pn均基本回升至對照水平。FD組的

8、兩種幼苗在干旱脅迫時均表現(xiàn)出最低的蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度。
　　 DR組楓楊幼苗的總?cè)~綠素含量始終與對照無顯著差異，F(xiàn)D在干旱脅迫下時其總?cè)~綠索含量顯著高于FL，復(fù)水后其含量迅速上升，僅比對照低18.9％。DR在輕度干旱脅迫下其類胡蘿卜素含量下降，F(xiàn)D在受到輕度干旱脅迫時其類胡蘿卜素含量顯著高于FL，復(fù)水后繼續(xù)上升。各組的總?cè)~綠素與類胡蘿卜素含量之比在4.798～6.729范圍內(nèi)波動，而葉綠素a與葉綠素b的含量之比在2.163～2.

9、823之間波動。
　　 濕地松各處理組幼苗總?cè)~綠素含量總體呈現(xiàn)先降后升的趨勢。DR的類胡蘿卜素含量在輕度干旱脅迫下顯著下降，復(fù)水后略升。FD在干旱下脅迫下比前期顯著升高。葉綠素與類胡蘿卜素含量之比在4.379～6.019范圍內(nèi)波動，而葉綠素a與葉綠素b的含量之比在2.207～2.850之間波動。
　　 持續(xù)水淹顯著降低了楓楊幼苗的Fv/Fm值，DR和FD楓楊幼苗的Fv/Fm始終與對照沒有顯著差異，實(shí)驗(yàn)?zāi)┢冢鼈兊腇v/F

10、m值分別為0.808和0.791。土壤水分交替變化也并未對濕地松幼苗各處理組的PSⅡ最大光化學(xué)效率Fv/Fm產(chǎn)生顯著影響。
　　 短期水淹使楓楊和濕地松幼苗的ETR和Yield都出現(xiàn)較大幅度的下降，但隨時間延長有所上升。楓楊幼苗FD組在干早處理下其ETR和Yield上升至對照水平，DR的ETR和Yield都相比對照顯著下降，復(fù)水后恢復(fù)到對照水平。FD在干旱脅迫下的qP值與對照沒有顯著差異，而復(fù)水后顯著升高。DR的qP值和qN值未

11、受到干旱脅迫的影響。FD在干旱處理時其qN值比對照略高，復(fù)水后顯著高于對照。濕地松幼苗FD組和DR組的ETR和Yield的變化趨勢相同，干旱脅迫下前者升高，而后者下降，但均與對照無顯著差異。干旱脅迫下，DR的qP值和qN升高；而FD則與對照沒有顯著差異。
　　 綜上所述，楓楊幼苗和濕地松幼苗在生長、光合特性和光合色素含量以及葉綠素?zé)晒馓匦苑矫娑急憩F(xiàn)出一定的耐水淹以及抗干旱能力。因此本實(shí)驗(yàn)中的兩種喬木樹種均可用于三峽庫區(qū)消落帶植被