西北植物学报
西北植物學報
서북식물학보
ACTA BOTANICA BOREALI-OCCIDENTALIA SINICA
2015年
3期
579-586
,共8页
邢德科%吴沿友%王瑞%付为国%杭红涛%Qaiser JAVED
邢德科%吳沿友%王瑞%付為國%杭紅濤%Qaiser JAVED
형덕과%오연우%왕서%부위국%항홍도%Qaiser JAVED
木本植物%喀斯特地区%碳酸酐酶%光合作用%稳定碳同位素
木本植物%喀斯特地區%碳痠酐酶%光閤作用%穩定碳同位素
목본식물%객사특지구%탄산항매%광합작용%은정탄동위소
woody species%karst region%carbonic anhydrase%photosynthesis%stable carbon isotope
以生长在喀斯特高原地区玉舍国家森林公园内的成熟银鹊树(Tapiscia sinensis)、白栎(Quercus abri)和亮叶桦(Betula lumini era)为实验材料,通过对光合作用、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、羧化效率(CE)、呼吸速率(Resp)、碳酸酐酶活性(WA)以及稳定碳同位素组成(δ13C)等指标的测定,分析3种植物不同的无机碳利用特性,为该区生态环境修复选择合适的建群植物种提供依据.结果显示:(1)银鹊树、白栎和亮叶桦分布都较为广泛,银鹊树生长的最佳土壤pH是4.5～5.5,而白栎更倾向于中性到弱酸性土壤,肥沃的酸性土壤则更有益亮叶桦生长;白栎和亮叶桦都能忍受干旱和贫瘠,但是银鹊树不能忍受干旱和高温.(2)银鹊树叶片的Pn、Tr和Gs显著大于白栎和亮叶桦,亮叶桦和白栎的Pn、Tr和Gs分别是银鹊树的69.5％、48.2％、66.7％和28.6％ 、21.7％、22.2％;亮叶桦叶绿素含量均为银鹊树和白栎的2倍,但3种植物间的WUE则无显著差异.(3)3个树种叶片净光合速率均随着CO2浓度升高呈持续上升的趋势,但它们之间的CO2补偿点和饱和点明显不同.其中,银鹊树和亮叶桦的CO2补偿点均低于50 μmol·mol-1,而白栎的则在250～300 μmol·mol-1之间;银鹊树的CO2饱和点在1 200μmol· mol-1左右,亮叶桦则在2 300 μmol·mol-左右,而白栎的CO2饱和点明显高于2 300 μmol·mol-1.(4)3个树种的CE、Resp和WA均为银鹊树＞亮叶桦＞白栎;而δ13C值则以银鹊树最低,亮叶桦和白栎较高.其中,白栎和亮叶桦的CE、Resp、WA分别为银鹊树的5.1％、25.7％、4.0％和45.3％、54.6％、6.8％,且树种间差异显著;白栎和亮叶桦的δ13C值显著高于银鹊树.研究表明,银鹊树能够吸收大气中的CO2或者在高活性碳酸酐酶作用下转化利用细胞内的HCO3,它拥有较高的CO2利用能力及无机碳同化效率,因而能够拥有较高的产能;亮叶桦只能获取大气中的CO2作为无机碳源,但它对CO2的利用能力也较高,其产能仅次于银鹊树;白栎同样只能获取大气中的CO2作为无机碳源,同时它对大气中CO2的捕获、利用能力均低于银鹊树和亮叶桦,因而白栎生长非常缓慢,造成其本身对无机碳的需求也最低,所以其产能最低.
以生長在喀斯特高原地區玉捨國傢森林公園內的成熟銀鵲樹(Tapiscia sinensis)、白櫟(Quercus abri)和亮葉樺(Betula lumini era)為實驗材料,通過對光閤作用、葉綠素含量、葉綠素熒光參數、羧化效率(CE)、呼吸速率(Resp)、碳痠酐酶活性(WA)以及穩定碳同位素組成(δ13C)等指標的測定,分析3種植物不同的無機碳利用特性,為該區生態環境脩複選擇閤適的建群植物種提供依據.結果顯示:(1)銀鵲樹、白櫟和亮葉樺分佈都較為廣汎,銀鵲樹生長的最佳土壤pH是4.5～5.5,而白櫟更傾嚮于中性到弱痠性土壤,肥沃的痠性土壤則更有益亮葉樺生長;白櫟和亮葉樺都能忍受榦旱和貧瘠,但是銀鵲樹不能忍受榦旱和高溫.(2)銀鵲樹葉片的Pn、Tr和Gs顯著大于白櫟和亮葉樺,亮葉樺和白櫟的Pn、Tr和Gs分彆是銀鵲樹的69.5％、48.2％、66.7％和28.6％ 、21.7％、22.2％;亮葉樺葉綠素含量均為銀鵲樹和白櫟的2倍,但3種植物間的WUE則無顯著差異.(3)3箇樹種葉片淨光閤速率均隨著CO2濃度升高呈持續上升的趨勢,但它們之間的CO2補償點和飽和點明顯不同.其中,銀鵲樹和亮葉樺的CO2補償點均低于50 μmol·mol-1,而白櫟的則在250～300 μmol·mol-1之間;銀鵲樹的CO2飽和點在1 200μmol· mol-1左右,亮葉樺則在2 300 μmol·mol-左右,而白櫟的CO2飽和點明顯高于2 300 μmol·mol-1.(4)3箇樹種的CE、Resp和WA均為銀鵲樹＞亮葉樺＞白櫟;而δ13C值則以銀鵲樹最低,亮葉樺和白櫟較高.其中,白櫟和亮葉樺的CE、Resp、WA分彆為銀鵲樹的5.1％、25.7％、4.0％和45.3％、54.6％、6.8％,且樹種間差異顯著;白櫟和亮葉樺的δ13C值顯著高于銀鵲樹.研究錶明,銀鵲樹能夠吸收大氣中的CO2或者在高活性碳痠酐酶作用下轉化利用細胞內的HCO3,它擁有較高的CO2利用能力及無機碳同化效率,因而能夠擁有較高的產能;亮葉樺隻能穫取大氣中的CO2作為無機碳源,但它對CO2的利用能力也較高,其產能僅次于銀鵲樹;白櫟同樣隻能穫取大氣中的CO2作為無機碳源,同時它對大氣中CO2的捕穫、利用能力均低于銀鵲樹和亮葉樺,因而白櫟生長非常緩慢,造成其本身對無機碳的需求也最低,所以其產能最低.
이생장재객사특고원지구옥사국가삼림공완내적성숙은작수(Tapiscia sinensis)、백력(Quercus abri)화량협화(Betula lumini era)위실험재료,통과대광합작용、협록소함량、협록소형광삼수、최화효솔(CE)、호흡속솔(Resp)、탄산항매활성(WA)이급은정탄동위소조성(δ13C)등지표적측정,분석3충식물불동적무궤탄이용특성,위해구생태배경수복선택합괄적건군식물충제공의거.결과현시:(1)은작수、백력화량협화분포도교위엄범,은작수생장적최가토양pH시4.5～5.5,이백력경경향우중성도약산성토양,비옥적산성토양칙경유익량협화생장;백력화량협화도능인수간한화빈척,단시은작수불능인수간한화고온.(2)은작수협편적Pn、Tr화Gs현저대우백력화량협화,량협화화백력적Pn、Tr화Gs분별시은작수적69.5％、48.2％、66.7％화28.6％ 、21.7％、22.2％;량협화협록소함량균위은작수화백력적2배,단3충식물간적WUE칙무현저차이.(3)3개수충협편정광합속솔균수착CO2농도승고정지속상승적추세,단타문지간적CO2보상점화포화점명현불동.기중,은작수화량협화적CO2보상점균저우50 μmol·mol-1,이백력적칙재250～300 μmol·mol-1지간;은작수적CO2포화점재1 200μmol· mol-1좌우,량협화칙재2 300 μmol·mol-좌우,이백력적CO2포화점명현고우2 300 μmol·mol-1.(4)3개수충적CE、Resp화WA균위은작수＞량협화＞백력;이δ13C치칙이은작수최저,량협화화백력교고.기중,백력화량협화적CE、Resp、WA분별위은작수적5.1％、25.7％、4.0％화45.3％、54.6％、6.8％,차수충간차이현저;백력화량협화적δ13C치현저고우은작수.연구표명,은작수능구흡수대기중적CO2혹자재고활성탄산항매작용하전화이용세포내적HCO3,타옹유교고적CO2이용능력급무궤탄동화효솔,인이능구옹유교고적산능;량협화지능획취대기중적CO2작위무궤탄원,단타대CO2적이용능력야교고,기산능부차우은작수;백력동양지능획취대기중적CO2작위무궤탄원,동시타대대기중CO2적포획、이용능력균저우은작수화량협화,인이백력생장비상완만,조성기본신대무궤탄적수구야최저,소이기산능최저.
