兴安落叶松光合特性对环境的适应及其影响因素

摘要：

研究树木光合特性对环境的适应及其影响因素对阐明森林生态系统碳循环及其对气候变化的响应和适应对策具有重要意义.兴安落叶松(Larix gmelinii)作为我国北方森林的优势树种之一,具有广阔的地理分布范围和多样的生长环境,是研究树木对环境适应及其机理的理想树种.本研究将水热条件不同的6个种源兴安落叶松种植在帽儿山森林生态系统研究站的同质园内30年后,测定其光合特性及其相关因子.结果表明:(i)单位面积最大净光合速率(Pmax-a)、表观光量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Ra)、最大羧化速率(Vmax)、最大光电子传输速率(Jmax)、磷酸丙酮糖利用效率(TPU)、光呼吸速率(Rp)和光补偿点(LCP)均存在显著的种源差异(P＜0.05).除了LCP和Rp为相反趋势外,其他参数均随着种子来源地生长季平均气温(Ts)和干燥度指数(AI=平均年蒸发量/平均年降水量)的增大而增大(P＜0.05),这表明叶光合特性受树木原产地长期环境条件的影响而产生遗传适应,其中温度和降水是该变异性的主要驱动因子;(ii) Pmax-a和其他光合参数AQY,Vmax,Jmax,TPU间均存在显著正相关关系,而与LCP和尺p存在显著负相关关系(P＜0.05);Pmax-a和叶片氮含量也存在显著正相关关系(P＜0.05);随着各相关因子的增大,来自较大Ts环境下的种源树木具有更大的Pmax-a增加/减少幅度;(iii) Pmax-a和同质园内3日平均气温、月平均气温、生长季平均气温、3日平均相对湿度、月降雨量均呈线性正相关关系,而Ra则均为线性负相关关系(生长季平均气温为正相关)(P＜0.05),这表明叶光合特性对同质园内的气候条件产生了一定的驯化;但随着种子来源地Ts的增大,Pmax-a和各环境因子间回归方程的截距显著减小,而Ra和各环境因子间回归方程的截距则为显著增大(生长季平均温除外)(P＜0.05).本研究结果表明,不同种源兴安落叶松叶光合特性和环境间的相关性是表型驯化和遗传适应综合作用的结果.

关键词：兴安落叶松、光合特性、表型驯化、遗传适应、气候变化

所属期刊栏目：61

分类号：S7 ;S75

资助基金：国家科技支撑计划2011BAD37B01;教育部长江学者和创新团队发展计划IRT_15R09

在线出版日期：2017-05-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：2273-2286