全 文 :植物生态学报 2009, 33 (1) 125~133
Chinese Journal of Plant Ecology
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收稿日期: 2008-06-25 接受日期: 2008-09-07
基金项目: 科技部 973项目(2005CB422207)、国家自然科学基金(40671132)、科技部数据共享平台建设项目(2006DKA32300-08)、科技部国际合作
项目(200073819)和科技基础性工作专项(2007FY110300-08)
金静、李万超、胡剑等参加有关试验工作, 特此致谢
* 通讯作者 Author for correspondence E-mail: hongjiang.china@gmail.com
不同起源时期的3种被子植物对酸雨胁迫响应的
光合生理生态特征
蒋馥蔚1 江 洪1, 2, 3* 李 巍4 余树全3 曾 波1 王艳红3
(1 三峡库区生态环境教育部重点实验室, 西南大学生命科学学院,重庆 400715)
(2 南京大学国际地球系统科学研究所,南京 210093)
(3 浙江林学院国际生态研究中心,杭州 311300)
(4 北京师范大学环境学院,北京 100875)
摘 要 为了验证起源时间较长的植物具有较强适应性的假设, 人工模拟酸雨胁迫, 研究了在不同酸雨处理下不
同起源时期的3种被子植物乐东拟单性木兰(Parakmeria lotungensi)、石栎(Lithocarpus glaber)和山核桃(Carya ca-
thayensis)的光合生理适应特性。实验设置了酸雨对照处理(pH 5.6)、中度酸雨胁迫处理(pH 4.0)和重度酸雨胁迫处
理(pH 2.5), 并测定了这3种植物的光合特性。研究结果显示: 1)在不同强度的酸雨处理下, 乐东拟单性木兰的光合
能力大小趋势为pH 2.5 > pH 4.0 > pH 5.6, 石栎则为pH 5.6 > pH 4.0 > pH 2.5, 但山核桃在酸雨处理之间差异不显
著; 2)在酸雨对照处理(pH 5.6)中, 石栎的光合能力相对较高, 其次是乐东拟单性木兰, 山核桃最小。但在重度和中
度酸雨胁迫下(pH ≤ 4.0), 3种植物光合能力的大小趋势为乐东拟单性木兰 > 石栎 > 山核桃, 且酸雨胁迫越严
重, 上述趋势越明显。研究结果表明: 在重度酸雨胁迫下, 起源时间较早的乐东拟单性木兰表现出较高的光合与适
应能力。从应用的角度出发, 建议考虑将乐东拟单性木兰作为酸雨灾害严重地区植被构建的物种之一。
关键词 进化 趋同适应 植被构建 中国亚热带 乐东拟单性木兰 石栎 山核桃
PHOTOSYNTHETIC AND PHYSIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF THREE
ANGIOSPERMS OF DIFFERENT EVOLUTIONARY AGES UNDER ACID RAIN
STRESS
JIANG Fu-Wei1, JIANG Hong1, 2, 3*, LI Wei4, YU Shu-Quan3, ZENG Bo1, and WANG Yan-Hong3
1Key Laboratory of Eco-environments of Three Gorges Reservoir Region, Ministry of Education, School of Life Sciences, Southwest University,
Chongqing 400715, China, 2International Institute for Earth System Science, Nanjing University, Nanjing 210093, China, 3International Eco-
logical Center of Zhejiang Forestry College, Hangzhou 311300, China, and 4College of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875,
China
Abstract Aims Our aims were to reveal the effects of acid rain stress on photosynthesis of three
angiosperms (Parakmeria lotungensi, Lithocarpus glaber and Carya cathayensis) of different
evolutionary ages, test the hypothesis that species with longer evolutionary time have higher
adaptability and interpret results in terms of vegetation reconstruction in regions with severe acid rain.
Methods Three simulated acid rain treatments were randomly applied to the species: severe acid rain
(pH 2.5), moderate acid rain (pH 4.0) and control (pH 5.6). The light response curves were determined
in April 2007.
Important findings Under different acid rain treatments, maximum net photosynthetic rate (Pnmax) of
P. lotungensi was in the order of pH 2.5 > pH 4.0 > pH 5.6, while that of L. glaber was pH 5.6 > pH 4.0
> pH 2.5 and there were no significant differences for C. cathayensis. In the control, the order of Pnmax
was L. glaber > P. lotungensi > C. cathayensis. However, in the treatments with pH ≤ 4.0, the order
was P. lotungensi > L. glaber > C. cathayensis. Therefore, P. lotungensi has higher photosynthetic
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capacity and higher adaptability than the other two species under acid rain stress. Compared with the
other two species, P. lotungensi is a more favorable species for vegetation reconstruction in regions with
severe acid rain.
Key words evolution, convergent adaptation, vegetation construction, Chinese subtropical, Parakmeria lo-
tungensi, Lithocarpus glaber, Carya cathayensis
DOI: 10.3773/j.issn.1005-264x.2009.01.014
人类活动对生态系统的干扰已经大大超过自
然的正常演化速度。在工业化过程中, 酸雨(Acid
rain)已成为全球严重的环境问题, 并越来越受到
关注(冯宗炜, 1993; 齐泽民等, 2004)。酸雨是指
pH值小于5.6的雨水 , 科学上将其称为酸沉降
(Acid deposition), 包括湿沉降和干沉降。在整个
陆地生态系统中, 作为主体的植物是酸雨污染的
主要受体(冯宗炜, 1993)。酸雨造成植物膜质过氧
化、破坏自由基平衡以及影响植物光合生理特性
(严重玲等 , 1995; 邱栋梁等 , 2002a; 周青等 ,
2002; 张光生等, 2006)。此外, 有研究发现: 酸雨
(pH<3.5)会腐蚀植物表皮、损害软组织(Binkley
et al., 1989)、使植物体内的酶和叶绿体部分失活
(Lange et al., 1989), 但是关于酸雨危害程度的大
小仍有许多没有揭示的机理和无法解释的现象 ,
酸雨危害下植物的光合生理与植物的适应性反应
格局就是其中的问题之一 (Bini & Bresolin,
1998)。虽然在20世纪90年代, 对酸敏感的松类植
物在酸雨胁迫下的光合生理响应进行了一些研究
(Anderson et al., 1997; Momen et al., 1999), 但由
于种类较少和测试手段简单, 其结果受到很大的
限制。近年来, 酸雨对植物光合生产能力大小的
影响与目前全球生态系统碳循环和碳平衡的问题
具有密切的联系。在全球酸雨危害日趋严重的态
势下 , 选择适应性强的植物在维持碳源-碳库的
平衡中将起到非常显著的作用(樊后保等, 2007)。
我国大部分地区是酸雨高发区, 在植被恢复过程
中有许多问题亟待解决, 找到适应性强、缓冲能
力高的植物无疑具有重要意义。
被子植物是植物界中进化程度最高、种类最
多、分布最广的类群, 自新生代以来它们就在地
球上占绝对优势, 目前已知有300~400科20~30
万种(冷琴和杨洪, 2001)。被子植物也是植物界适
应性最强的类群, 其适合度很大(李星学等, 1981;
杨永等, 2004)。在陆地生态系统中大量分布的被
子植物, 对气候变暖、酸雨、氮沉降等具有不同
的适应能力。根据不同起源时期被子植物的特征,
本实验在中国亚热带地区选取了不同起源时期的
3种被子植物 : 乐东拟单性木兰 (Parakmeria lo-
tungensi)是比较古老的被子植物, 起源于白垩纪;
石栎(Lithocarpus glaber)起源于晚白垩纪 , 最早
出现在中国西藏; 山核桃(Carya cathayensis)起源
于第三纪古新世 , 是这3种植物中起源最晚的植
物(李星学等, 1981)。以上3种植物中, 石栎和乐东
拟单性木兰属于被子植物中的常绿阔叶林植物且
起源于不同的地质时代。不同起源时期的被子植
物有着不同的适应性, 即有着对环境不同的响应
模式。进化时间较长的被子植物是否具有较强的
适应性尚有待于研究验证。
通过对起源时期不同的3种被子植物(乐东拟
单性木兰、石栎、山核桃)在重度酸雨胁迫下光合
特性的研究, 探讨了它们对酸雨是否具有抗性以
及乐东拟单性木兰是否比石栎和山核桃具有更高
的抗胁迫能力等问题。其次, 通过实地调查、监
测和试验, 研究了被子植物对环境胁迫的反应强
度和适应性差异, 有助于我们在理论上发现不同
起源时期的被子植物的适应能力与进化时间的相
关性, 从而为从进化角度筛选抗逆性物种和促进
污染地区的植被恢复提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料及试验地概况
木兰科是最原始的被子植物之一, 也是研究
被子植物起源与系统发育的关键科之一 (张冰 ,
2000)。乐东拟单性木兰属于木兰科, 是我国的特
有种 , 雌雄异株 , 对温度的适应范围广 , 抗寒力
较强, 对土壤要求不高, 适宜生长在水分条件较
好的地方(李志国等, 2007; 蔡锡安等, 2004)。
石栎属于壳斗科 , 为正常的中生型植物(葛
滢等 , 1999), 雌雄同株 , 雌雄异花 , 是我国亚热
带常绿阔叶林的主要建群种之一, 多为阳性植物,
对光适应的生态幅较宽(柯世省等, 2002, 2004)。
山核桃属于胡桃科, 具有生长快、木材坚硬、
耐寒耐阴等特点, 适宜生长在雨量丰沛、土壤肥
蒋馥蔚等: 不同起源时期的 3种被子植物对酸雨
1期 胁迫响应的光合生理生态特征 DOI: 10.3773/j.issn.1005-264x.2009.01.014 127
力较好的地区, 偏好微酸至中性的土壤(郭传友 ,
2004)。
试验地位于浙江林学院校园内 (119°44′ E,
30°16′ N), 此地属亚热带季风气候区, 全年平均
降雨量为1 628.6 mm, 多年平均温度为28.1 , ℃
历年平均日照1 939 h, 无霜期约234 d。
1.2 实验设计
每个物种选取长势基本一致的二年生幼苗各
30株(乐东拟单性木兰株高41 cm, 地径0.7 cm;
石栎株高24 cm, 地径0.4 cm; 山核桃株高62 cm,
地径0.9 cm), 于2006年春季移栽于22 cm×27 cm
的花盆中, 并置于酸雨大棚内进行实验。取当地
土壤(黄红壤)作为栽培土, 每盆1株, 常规管理。
经过2个月的恢复生长后 , 将每个物种的幼
苗随机分成3组进行3个不同梯度的酸雨处理, 每
个处理10个重复, 每个处理组3个物种30株, 共90
株(3物种×3酸雨处理×10重复), 植物占地面积约
为15 m2。根据浙江省酸性降水中的平均离子组成
及通常模拟酸雨实验中所采用的配比 (徐德才 ,
1995; 齐泽民和钟章成, 2006; 李志国等, 2007),
按H2SO4︰HNO3 (V/V) 8︰1的比例配制母液, 用
水稀释成pH值分别为2.5、4.0 和5.6的酸雨溶液。
其中, pH 2.5 代表重度酸雨处理, pH 4.0 代表中
度酸雨处理, pH 5.6 则作为对照组(CK)。根据浙
江临安地区多年月均降水量, 每天每盆植株喷淋
约130 ml酸雨(与当地总的降水量基本持平), 期
间适当补水。实验时间为2006年7月上旬至2007
年4月底。
1.3 光合指标的测定
于2007年4月进行光合生理指标的测定 , 利
用便携式红外气体分析仪Li-6400 (Li-Cor, USA)
开路系统测定叶片净光合速率(Net photosynthetic
rate, Pn, μmol CO2·m–2·s–1)的光响应曲线, 设置光
强梯度: 2 000、1 500、1 000、600、300、200、
100、80、50、20、0 μmol photons·m–2·s–1, 从最
高光强(Photosynthetic photon quanta flux density,
PPFD)开始测定。测定时采用仪器自带的红蓝光
源。从每个酸雨处理组中随机选择每种植物5株,
在晴天上午选取植株的中上部分刚刚成熟的叶片
测定Pn, 共需选择45盆植物(3物种×3酸雨处理×5
重复)。
1.4 统计分析
采用光合小助手软件Photosyn Assistant 1.1.2
得到如下参数 : 最大净光合速率(The maximum
net photosynthetic rate, Pnmax)、光饱和点 (Light
saturation point, LSP)、光补偿点(Light compen-
sation point, LCP)、表观量子效率 (Apparent
quantum yield, AQE或φ)和暗呼吸速率(Dark res-
piration rate, Rd)。此软件中计算采用的曲线拟合
方程为:
式中, Pn代表光合速率, Q代表光照强度, φ代
表表观量子效率, K代表光合曲线的曲率, 大小
介于(0, 1)之间。
采用One-way ANONA (SPSS13.0 Inc., Chi-
cago)分析酸雨胁迫对3种植物光合生理参数的影
响。如果差异显著, 则对该指标的均值进行LSD
多重比较。在数据分析前, 对所有数据进行正态
性与齐性检验。
2 实验结果
2.1 同一植物在不同酸雨处理下的光合特性比
较
乐东拟单性木兰的LSP、LCP和Rd在3个酸雨
处理之间差异显著 (图1)。在重度酸雨处理 (pH
2.5)下, LSP与LCP的差值最大。Rd的变化趋势为
pH 2.5 > pH 4.0 > pH 5.6, 且酸雨对照处理(pH
5.6)下的Rd值显著低于重度酸雨处理(pH 2.5)下
的Rd值(p < 0.05), 这与邱栋梁等(2002b)的研究
结果一致。此外, 乐东拟单性木兰的Amax与AQE
在各酸雨处理之间均没有显著差异, 但Amax值在
重度酸雨处理(pH 2.5)下最高(图1), 表明外界胁
迫越严重, 乐东拟单性木兰的适应性越强。
石栎的Pnmax、LSP、LCP、AQE和Rd在各酸
雨处理之间均无显著差异 , 且其Pnmax值呈现pH
5.6 > pH 4.0 > pH 2.5的趋势(图1), 表明石栎尽管
具有较高的光适应性, 较高的净光合速率且光生
128 植 物 生 态 学 报 www. plant-ecology.com 33卷
态幅较宽(蔡永立和达良俊, 2002), 但其对重度酸
雨胁迫的抵抗能力较低。
山核桃的Pnmax、LCP和Rd在不同的酸雨处理
之间有显著差异(图1), 但其LSP和AQE值没有显
著差异(图1)。山核桃在重度酸雨处理(pH 2.5)下,
LSP与LCP的差值最低 , 暗呼吸速率显著低于其
它处理(p < 0.05), 表明山核桃对酸雨胁迫不敏感,
且在无光条件下呼吸作用较旺盛。
图1 3种植物在不同酸雨处理下的最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、表观量子效率(AQE)和
暗呼吸速率(Rd) (平均值 ± 标准误差)
Fig. 1 The maximum net photosynthetic rate (Pnmax), light saturation point (LSP), light compensation point (LCP), apparent
quantum yield (AQE) and dark respiration rate (Rd) of Parakmeria lotungensi, Lithocarpus glaber and Carya cathayensis
under different treatments of acid rain (mean ± SE)
dxml: 乐东拟单性木兰 Parakmeria lotungensi sl: 石栎 Lithocarpus glaber sht: 山核桃 Carya cathayensis 柱
体上的不同字母表示存在显著差异(p=0.05) Bars with the different letters are significantly different at p=0.05 level
蒋馥蔚等: 不同起源时期的 3种被子植物对酸雨
1期 胁迫响应的光合生理生态特征 DOI: 10.3773/j.issn.1005-264x.2009.01.014 129
图2 乐东拟单性木兰(A)、石栎(B)和山核桃(C)在各酸雨处理下的光响应曲线
Fig. 2 The light response curves of Parakmeria lotungensi (A), Lithocarpus glaber (B) and Carya cathayensis (C)
under different treatments of acid rain
Pn: 净光合速率 Net photosynthetic rate PPFD: 光合光量子通量密度 Photosynthetic photon quanta flux density
各酸雨处理下的3种植物在高光强 (1 500
μmol·m–2·s–1)照射后, 其净光合速率(Pn)均没有下
降趋势, 说明未发生光抑制(图2)。
2.2 同一酸雨处理下3种植物的光合特性比较
在酸雨对照处理(pH 5.6)下, 3种植物的Pnmax、
LSP及Rd有显著差异 , 呈现趋势为石栎 > 乐东
拟单性木兰 > 山核桃, 而酸雨对照处理(pH 5.6)
对3种植物的LCP和AQE没有显著影响。此外, 石
栎的LSP与LCP的差值和Rd值均依次高于乐东拟
单性木兰和山核桃, 表明无酸雨胁迫时, 石栎对
光的适应性最强, 光生态幅最宽(表1)。
在中度酸雨处理(pH 4.0)下, 3种植物的Pnmax、
LSP、LCP及Rd均有显著差异 , 但是物种之间的
AQE没有显著差异。其中, Pnmax呈现乐东拟单性木
兰 > 石栎 > 山核桃的趋势 , 而石栎的LSP与
LCP的差值和Rd值仍然均依次高于乐东拟单性木
兰和山核桃(表1)。
其次 , 重度酸雨处理 (pH 2.5)对3种植物的
Pnmax、LCP及Rd均有显著影响, 而3种植物的LSP
与AQE均没有显著差异。Pnmax呈现乐东拟单性木
130 植 物 生 态 学 报 www. plant-ecology.com 33卷
兰 > 石栎 > 山核桃的趋势, 而且乐东拟单性木
兰LSP与LCP的差值最大, 其次是石栎和山核桃,
表明在酸雨胁迫严重的情况下乐东拟单性木兰采
取增加LSP降低LCP的适应方式来扩大光生态幅
和增强光适应性, 乐东拟单性木兰具有更强的适
应能力和更高的光合能力。此外, 乐东拟单性木
兰的Rd值依次高于石栎和山核桃(表1)。
表1 同一酸雨处理下3种植物的光合特性比较(平均值±标准误差)
Table 1 Comparison of main photosynthetic parameters of three plants under the same treatment of acid rain (mean ± SE)
项目
Item
树种
Species
重度酸雨胁迫
Severe acid rain
(pH 2.5)
中度酸雨胁迫
Moderate acid rain
(pH 4.0)
对照(CK)
Control
(pH 5.6)
乐东拟单性木兰 Parakmeria lotungensi 9.243±1.465a 8.463±0.498a 7.687±0.312ab
石栎 Lithocarpus glaber 7.225±0.569ab 7.893±0.445a 10.33±1.768a
最大净光合速率
Pnmax
(μmol CO2·m–2·s–1)
山核桃 Carya cathayensis 6.532±0.150b 5.373±0.087b 6.080±0.306b
乐东拟单性木兰 Parakmeria lotungensi 356.67±85.35 189.50±17.51ab 258.00±61.37a
石栎 Lithocarpus glaber 317.75±15.51 223.75±26.19a 270.25±25.06a
光饱和点
LSP
(μmol·m–2·s–1)
山核桃 Carya cathayensis 171.83±15.55 147.33±10.97b 140.43±21.22b
乐东拟单性木兰 Parakmeria lotungensi 16.33±1.408a 17.23±2.178b 31.53±6.155
石栎 Lithocarpus glaber 29.17±11.836ab 10.58±2.150b 16.43±3.978
光补偿点
LCP
(μmol·m–2·s–1)
山核桃 Carya cathayensis 51.80±7.446b 37.27±6.573a 31.25±5.597
乐东拟单性木兰 Parakmeria lotungensi 0.043±0.014 0.050±0.003 0.040±0.011
石栎 Lithocarpus glaber 0.041±0.010 0.040±0.007 0.040±0.004
表观量子效率
AQE
(CO2·photon–1)
山核桃 Carya cathayensis 0.056±0.004 0.049±0.004 0.059±0.007
乐东拟单性木兰 Parakmeria lotungensi –0.501±0.144a –0.852±0.105a –1.130±0.182a
石栎 Lithocarpus glaber –1.438±0.648a –0.459±0.147a –0.655±0.164ab
暗呼吸速率
Rd
(μmol·m–2·s–1)
山核桃 Carya cathayensis –2.763±0.236b –1.857±0.403b –1.733±0.170b
Pnmax、LSP、LCP、AQE、Rd: 见图1 See Fig.1 对每一酸雨处理下的光合参数值, 同列不同字母表示3种植物之间存在显著差异
(p = 0.05) Values with different letters within the same column are significantly different at p = 0.05 level for each photosynthetic parame-
ters under the same treatment of acid rain
3 讨 论
3.1 3种被子植物的适应能力与进化时间的相关
性
实验结果显示: 在酸雨对照处理(pH 5.6)下,
植物的最大净光合速率(Pnmax)趋势为石栎 > 乐
东拟单性木兰 > 山核桃(表1; 图2)。石栎的Amax
比乐东拟单性木兰高, 这可能与二者起源时间相
对接近有关, 而且石栎为阳性植物, 对光适应的
生态幅较宽(柯世省等, 2002, 2004)。酸雨(pH 5.6)
最能反映植物本身的特性, 能揭示植物在进化上
的联系。通过化石鉴定等方式得到的植物进化年
表的划分, 可以了解乐东拟单性木兰、石栎和山
核桃的大致起源时期。此外, 在重度酸雨处理(pH
2.5)及中度酸雨处理(pH 4.0)时, Pnmax的变化趋势
为乐东拟单性木兰 > 石栎 > 山核桃, 且在重度
酸雨处理(pH 2.5)下这个趋势更为明显(表1; 图
2)。表明在受到严重酸雨胁迫时, 3种植物中乐东
拟单性木兰具有更高的抵御环境胁迫的能力, 其
次是石栎和山核桃, 这与前人在被子植物起源和
进化上的分析结果一致(冷琴和杨洪, 2001; 杨永
等, 2004; Bodt & Maere, 2005)。实验结果表明: 起
源时期越早、进化年代越久的植物越具有高的适
应性这一理论假说成立。
3.2 3种被子植物对酸雨胁迫存在趋同适应
不同种类的植物由于长期生活在相同或相近
的环境中, 接受着相似的选择压力, 只有能适应
环境的种类才能生存下来。通过变异和自然选择,
植物在形态结构、内部机理、生活史以及生理特
性方面都表现出相似性。进化历程中, 植物由于
受外界环境的影响而不断发生变异, 并通过自然
选择方式使有利于物种生存的性状保留下来, 所
以适应总是趋向于与外界环境相协调 (马淼等 ,
2006)。工业革命以后 , 酸雨的覆盖面积逐年增
蒋馥蔚等: 不同起源时期的 3种被子植物对酸雨
1期 胁迫响应的光合生理生态特征 DOI: 10.3773/j.issn.1005-264x.2009.01.014 131
加。有研究表明, 第四纪以后火山活动是造成气
候大幅度变化的原因之一, 其主要的气候效应就
是形成酸雨(郭正府和刘嘉麒, 2002)。由此可见,
植物对酸雨的适应历史是悠久的, 可能在水生植
物登陆以后地球表面就一直受着酸雨的影响
(Krassilov, 2003)。乐东拟单性木兰、石栎和山核
桃主要生长在我国南方受酸雨灾害严重的区域。
研究发现, 在抵御酸雨胁迫的过程中, 尽管3种植
物的光合生理特性存在着差异, 但是长期的酸雨
喷淋并未导致它们死亡 , 并且大多可正常生长 ,
这表明3种植物对酸雨都具有一定的适应能力 ,
从而表现出一定程度上的趋同适应。虽然本文未
能从植物形态、生活史以及分子水平等各方面详
细阐述植物的趋同适应, 但是从光合特性上还是
可以看到这一现象。
3.3 3种被子植物对酸雨胁迫具有缓冲能力
虽然3种植物在光合生理特性上存在差异 ,
但它们对酸雨都有一定的缓冲能力。在重度酸雨
处理(pH 2.5)下, 乐东拟单性木兰、石栎和山核桃
的Pnmax分别为9.243、7.225和6.532 μmol CO2·m–2·s–1,
它们均正常生长。这3种植物对酸雨胁迫存在缓冲
能力的原因是多方面的。首先, 在酸雨胁迫下植
物叶片的细胞膜透性和丙二醛(MDA)含量随酸雨
pH值的降低而显著增加(严重玲等 , 1995; 周青
等, 2002; 李志国等, 2007); 随着酸雨pH值的降
低, 植物叶片内过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低,
而超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活
性上升(严重玲等, 1995; 李志国等, 2007)。其次,
当pH ≤ 3.5即发生酸雨伤害时 , 植物叶片细胞
水平的变化体现在光合能力上(齐泽民等, 2004)。
光合能力的下降将导致植物生长缓慢, 同时也会
导致植物受损的细胞在短时间内失去自我恢复和
更新的物质基础, 这也许是具有不同适应性的植
物之间抗性分异的生理机制之一(周青等, 2002)。
本文中, 当pH ≤ 4.0时, 乐东拟单性木兰的光合
能力依次高于石栎和山核桃 , 表明这3种植物之
间虽然存在适应性差异, 但其对酸雨均具有一定
的缓冲能力, 能正常生长。
3.4 研究结果的应用价值
酸雨胁迫对植物造成的伤害首先是使植物生
长变得缓慢, 光合能力降低。当植物受到严重的
酸雨伤害后, 光合能力的降低必然导致净第一性
生产力(NPP)的降低 , 随之 , 植物生态系统固定
的碳量会减少(樊后保等, 2007; 许振柱和周广胜,
2007), 区域范围内植物碳库碳含量的减少将导
致区域碳循环的失衡。所以选择对酸雨胁迫抗性
较好、缓冲能力较高、适应性较强的植物, 对维
持生态系统的碳平衡有着重要意义。本文中的古
老被子植物种类乐东拟单性木兰为较佳选择, 其
次为石栎。随着经济发展和环境污染的加剧, 我
国南方大部分地区普遍受到酸雨灾害的影响, 本
实验结果可为我国酸雨两控区内筛选诸如乐东拟
单性木兰这样适应性强、抗酸雨胁迫能力较高的
植物作为植被构建物种提供一定的理论参考依
据。
参 考 文 献
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责任编委: 常 杰 责任编辑: 王 葳