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9种红树植物光适应的生理生态研究

摘要红树植物是一类生长在热带、亚热带海岸潮间带(最高潮线以下及平均高潮线以上)的乔木、灌木或草本植物,通常分为真红树植物和半红树植物。海岸潮间带是一类特殊生境,如高而又经常变化的盐浓度、缺氧、长时间的强光照和高的叶表面温度等,红树植物长期适应于这类特殊生境,势必在形态结构、生长和生理等水平上发展出其特定的的适应能力。本文针对海岸带生境突出的特点:夏季强光,选择南亚热带气候条件下自然生长的5种真红树(卤蕨、桐花树、老鼠簕、木榄和秋茄)和4种半红树植物(银叶树、黄槿、水黄皮和杨叶肖槿)为研究对象,通过叶片性状、光合气体交换、叶绿素荧光以及生理生化特性的对比研究,旨在揭示红树植物光适应的生理生态策略,比较真红树和半红树植物光适应生理生态机制的异同,从而为该区域红树林的保护和恢复、合理栽培及造林实践提供理论参考。主要研究结果如下:<br>  1、叶片性状<br>  在夏季高温强光环境下,9种红树植物叶片形态解剖的共同特征表现为:具有角质层;表皮上有表皮毛等附属结构;叶肉具有栅栏组织和海绵组织分化;气孔下陷。与半红树植物相比,真红树植物具有较厚的角质层和蜡质层,表皮有盐腺分布,表皮下有内皮层,栅栏组织体积较大,这些叶片形态结构特征使得真红树植物比半红树植物更能适应胁迫生境。另外,红树植物因种类不同,亦表现出一些特异的叶片解剖特征。<br>  2、光合气体交换特征光响应曲线测定表明,9种红树植物均表现出阳生植物的特征,且光合气体交换日变化均呈现单峰曲线变化,中午时段未受到明显的光抑制,是通过典型的C3植物光合途径来进行光合作用;除了秋茄和杨叶肖槿以外,其他7种红树植物的净光合速率均受气孔限制。真红树植物通过降低净光合速率和提高水分利用效率,半红树植物则通过提高净光合速率来适应强光环境。<br>  3、叶绿素荧光日变化特征9种红树植物的叶绿素荧光参数日变化动态均呈单峰曲线,在白天的大部分时段均受到可逆的光抑制,PSⅡ的实际光能转化效率较低,被叶绿体吸收的光能中超过50%被耗散,因此红树植物适应在强光环境下生长所付出的代价(保护机制)较高,并且真红树植物受强光胁迫的影响比半红树植物小。另外,不同种红树植物受胁迫的影响也不完全相同:真红树植物卤蕨和桐花树受胁迫影响最大,老鼠簕居中,秋茄最小;半红树植物水黄皮受胁迫影响最大,杨叶肖槿居中,银叶树最小。<br>  4、生理生化特征从叶绿素含量特征来看,9种红树植物均有较高的光合能力;除黄槿外,其他8种红树植物叶片的Rubisco含量均较低;但9种红树植物均具有较强的抗氧化酶活性,表明红树植物在高温强光胁迫下光合器官的保护和调节能力较强。与真红树植物相比,半红树植物在强光胁迫下光合能力以及光合器官的保护和调节能力更强。5种真红树植物种类之间以及4种半红树植物种类之间的生理生化特征也不完全一致。<br>  本文研究结果表明,在夏季强光高温环境中,红树植物进化出与生境相适应的生理生态特征,但不同的红树植物采取不同的生理生态策略以适应这种特殊生境。

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导师 沈浩
学位信息:
中国科学院大学 生态学 生态学(硕士) 2014年
分类号 Q949.761.7Q944.3
发布时间 2014-11-06
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