櫟屬高山櫟組（殼斗科）和杓蘭屬（蘭科）植物的生理生態(tài)適應性.pdf

1、橫斷山區(qū)是櫟屬高山櫟組和杓蘭屬植物的主要分布中心，其分布區(qū)的形成演變與喜馬拉雅隆起、橫斷山的抬升關系密切。認識植物的生理生態(tài)適應性可以幫助了解決定其地理分布的關鍵因素，但在橫斷山區(qū)相關的研究依然非常匱乏。本研究對小生境和生活習性有別的高山櫟組和杓蘭屬植物進行生理生態(tài)特性的實地研究，試圖了解其生理生態(tài)適應機制，探討適應性形成與橫斷山抬升的關系。研究發(fā)現(xiàn)： 1. 帽斗櫟和黃背櫟在不同海拔的光合作用日變化都表現(xiàn)出明顯的午間降低現(xiàn)象，最

2、高光合速率出現(xiàn)在上午10-11點，次高峰為下午16-18時，高溫和低空氣濕度是高山櫟光合午間降低的主要原因。 2. 兩種高山櫟對高山上的強輻射適應能力很強。如果溫度適宜，高山櫟能夠忍受比其光飽和點高得多的光照而不明顯影響光合作用，否則，即使在較低的光強下也可能導致光合速率降低。 3. 高山櫟對低溫適應能力強，對高溫適應能力弱。其光合作用最適溫度比較低(14.3-20.2℃)，溫度超過25℃時，光合速率明顯下降。高山櫟在形

3、態(tài)上表現(xiàn)出明顯的耐寒特征。高山櫟對低溫的較強適應能力是其在青藏高原成功分布的主要原因，這種適應性的形成與青藏高原抬升導致的氣候變化關系密切。 4. 高山櫟8月的光合能力高于5月，但季節(jié)變化不影響海拔變化趨勢。帽斗櫟在2720-3560m的海拔范圍內，光合速率隨海拔升高而增加，而黃背櫟在alt. 3240-4170m間光合速率隨海拔升高而降低。兩種高山櫟在alt.3000-3600m范圍內光合能力和資源利用效率更高。海拔過低不利于

4、與喜濕熱的闊葉樹競爭，太高海拔的低溫和生理干旱不利于高山櫟的種系分化和發(fā)揮其光合潛能。最適宜的分布海拔范圍是3000-3600m，與周浙昆對高山櫟分布的觀點吻合。 5. 研究的五種杓蘭光補償點都較低，但光飽和點較高，這種較大的生理塑性對林下植物的生長非常重要。因長期適應林下低光，強光導致杓蘭光合速率下降。黃花杓蘭在40﹪光照下光合能力更高，適宜的光照為600-1000μmolm-2s-1。 6. 杓蘭的最適光合溫度為18

5、-22℃,在不同季節(jié)、種類下變化不大，說明杓蘭對低溫的適應能力較強，高溫導致光合速率下降。昆明的溫度不僅明顯高于黃花杓蘭的光合最適溫度，也高于原生境的溫度，因此黃花杓蘭在中甸(alt. 3200m)和天生橋(alt. 3450m)的飽和光合速率明顯高于昆明(alt. 1900m)。低海拔處黃花杓蘭光合速率的降低主要是因為對高溫缺乏適應能力，其光合機構可能受到傷害。 7. 所有生境下杓蘭的光合日進程均表現(xiàn)為單峰曲線，最大光合速率均

6、出現(xiàn)在上午10-12點。因生長于林下，杓蘭的光合作用日變化基本受光照控制。 8. 在不同季節(jié)，西藏杓蘭和黃花杓蘭的光合最適溫度差異不明顯，其飽和光合速率(Pmax)、最大羧化效率(Vcamx)和最大電子傳遞效率(Jmax)的變化順序為7月>6月>8月>9月，7月份的光合能力最高，這受葉齡和環(huán)境因素的影響。 9. 黃花杓蘭的日均光合速率對飽和光合速率的比率(Pdaily/Pmax)與單位面積的分株數(shù)和座果率緊密相關，且結果

7、植株的Pmax、Jmax和Vcmax高于非結果植株，座果可通過改變Vcmax、Jmax與葉片氮濃度間的關系對光合作用施加影響。在橫斷山區(qū)，黃花杓蘭的光合作用與繁殖成功受林下光環(huán)境的影響，更高的光合速率有利于黃花杓蘭繁殖成功。 10. 在4種地理分布范圍相異的杓蘭中，紫點杓蘭光補償點最低，飽和點最高，而麗江杓蘭光補償點最高，飽和點最低，說明紫點杓蘭對光的適應范圍更寬，對低光或較強的光照均能利用。另一方面，紫點杓蘭的Pmax、Vcm

8、ax、Jmax、AQE最高，麗江杓蘭最低，黃花杓蘭和西藏杓蘭介于二者之間。從地理分布看，紫點杓蘭為世界廣布種，種群比較大，而麗江杓蘭分布范圍狹窄，種群量非常少，已經瀕危。4種杓蘭光合能力的種間變化與地理分布存在一致性，地理分布寬的杓蘭比狹窄的光合能力更強，與前人的結論相似。 綜上所述，杓蘭的光合日進程為單峰曲線，高山櫟出現(xiàn)明顯的午間光合速率降低；高山櫟對強光適應能力更強，杓蘭則能更好利用弱光，這些差異與其特定的生境有關。兩類植物