長序榆保護策略的構建-從葉片光合生理到種群生理生態(tài).pdf

1、本研究首先對長序榆葉片的光合和葉綠素熒光特性進行了觀測，接著使用傅立葉變化紅外光譜技術研究了長序榆的親緣地理關系，最后探討了長序榆葉片性狀和野外生存狀態(tài)對保護的啟示。
　　 1.用Li-6400XT便攜式光合作用儀對一年生和當年生瀕危植物長序榆幼苗的光合日變化進行了觀測，為科學保護提供理論依據(jù)和技術途徑。結果發(fā)現(xiàn)，一年生和當年生長序榆幼苗的光合日變化均為單峰曲線，無“午休”現(xiàn)象。當年生的平均凈光合累積量(5.64μmol·m-2

2、·s-1)大于一年生的凈光合累計量(5.05μmol·m-2·s-1)。胞間二氧化碳(Ci)濃度與光合日變化基本上是相反的。氣孔導度(Gs)和蒸騰速率(Tr)沒有明顯的變化規(guī)律。光能利用率(LUE)中午12:00最低，水分利用率(WUE)13:00最高。一年生和當年生的光飽和點(LSP)分別為1620.75μmol·m-2·s-1和1123.07μmol·m-2·s-1，二者的光補償點(LCP)均較低，分別為8.33μmol·m-2·s

3、-1和8.89μmol·m-2·s-1，即長序榆幼苗是一光適應幅度較大的植物。偏相關分析表明光合有效輻射(PAR)和大氣溫度(Ta)是決定其凈光合速率的主要環(huán)境因子。
　　 2.用Li-6400XT長序榆幼苗的各葉綠素熒光參數(shù)的日變化和快速光響應曲線進行了測定。結果發(fā)現(xiàn)，光系統(tǒng)Ⅱ(PSI I)的實際光化學效率(ΦPSII)、電子傳遞速率(ETR)在整個白天階段較穩(wěn)定，下午18:00顯著下降。光化學淬滅(qP)先增大后減小。非光化

4、學淬滅(NPQ)呈現(xiàn)出與光化學淬滅(qP)相反的變化趨勢，中午最低，說明長序榆幼苗光能利用率較高?？焖俟馇€表明實際光化學效率(ΦPS(Ⅱ))和光化學淬滅(qP)隨著光合有效輻射(PAR)的增大而減小，電子傳遞速率(ETR)和非光化學淬滅(NPQ)隨著光合有效輻射(PAR)的增大而增大。使用冪函數(shù)能夠很好的擬合實際光化學效率(ΦPS(Ⅱ))和電子傳遞速率(ETR)隨光強的變化，而對數(shù)函數(shù)能較好的擬合實際光化學淬滅(qP)和非光化學淬滅(

5、NPQ)隨光強的變化。
　　 3.應用傅里葉變化紅外光譜法(FTIR)和熱重(差熱)技術對不同地區(qū)的長序榆進行了親緣關系研究，結果發(fā)現(xiàn):不同地區(qū)的長序榆葉片紅外吸光值存在差異，選取的16個特征波峰使7個地區(qū)的長序榆聚類成4個親緣類群，它們分別為安徽歙縣和浙江臨安類群;浙江開化、浙江遂昌以及江西武寧類群;浙江松陽和福建南平各成一個類群。熱重(差熱)分析表明，長序榆的葉片熱裂解過程有兩個明顯的放熱階段，隨著熱裂解過程的進行，在550

6、℃附近達到質(zhì)量損失的最大值;350-550℃的TG(DT)曲線可以用來輔助鑒定長序榆的親緣地理關系。
　　 4.揭示影響長序榆生境和影響葉性狀的環(huán)境因子對理解長序榆的瀕危機制有重要意義。通過對我國分布地的長序榆比葉面積、葉片N含量和葉片δ13C值的測定發(fā)現(xiàn)，溫度和光照是影響長序榆比葉面積的主要環(huán)境因子，這與長序榆是一喜陽植物有關;長序榆葉片δ13C值最大-26.33％，最小是-29.64％，平均值是-28.09％，其光合作用類型

7、屬于C3植物;相比海拔、年日照時數(shù)和年降雨量，溫度也是影響13C分餾的主要環(huán)境因子，單獨解釋了δ13C值變異的36％;相比于中國北方廣布種同屬植物白榆，長序榆δ13C值明顯偏負(P＜0.05);長序榆葉片N含量較高(33.30mg g-1)，高于白榆的葉片N含量(28.18mg g-1)，但沒有達到顯著性差異(P＞0.05);長序榆偏負的葉片δ13C值和較高的N含量，說明其較低的氣孔限制值和較高的光合速率。在不考慮氣候格局的變化下，隨著

8、緯度的降低長序榆葉片δ13C值偏負，而土壤δ13C值大體偏正，說明隨著緯度的減小其水分利用效率的降低和分布地C4植物種類的豐富。長序榆比葉面積隨年平均溫度的增大而變大，葉片同位素δ13C隨之偏輕說明了長序榆在溫度較高的環(huán)境水分利用率降低和蒸騰失水的加強，在未來全球變暖和干旱加劇的背景下長序榆可能會進一步縮小分布面積。最后，我們提出了基于長序榆生境和葉性狀特征的保護策略。
　　 5.通過對分布在我國的長序榆近兩年的踏查發(fā)現(xiàn)，長序榆

9、主要集中在我國的安徽、浙江、江西和福建等省，長序榆生境已經(jīng)嚴重片段化，自然干擾和人為干擾是造成其瀕臨滅絕的主要原因。長序榆多分布在海拔600-900m的陽坡或半陽坡上，其中最大的種群分布在浙江開化和遂昌，分布區(qū)的特殊地勢使其成為長序榆的冰期避難所。對18項生物學、生態(tài)學指標的主成分分析結果表明，影響長序榆生存的主要環(huán)境因子是:光照、土壤養(yǎng)分、坡向和海拔。對浙江松陽、江西武寧和福建南平數(shù)量極少的種群需優(yōu)先進行遷地保護，積極引種栽培;而對于