黑沙蒿光合能量分配组分在生长季的相对变化与调控机制

作者：靳川; 李鑫豪; 蒋燕; 徐铭泽; 田赟; 刘鹏; 贾昕; 查天山^*

来源：植物生态学报, 2021, 45(08): 870-879.

• 荒漠植物
• 光合作用
• 能量分配
• 光呼吸
• 热耗散

为了探明典型荒漠灌木优势物种黑沙蒿(俗名油蒿,Artemisia ordosica)光合过程能量中分配对环境波动的相对变化及其长期调节机制,该研究于2018年4–10月在宁夏盐池毛乌素沙地,同时使用MONITORING-PAM多通道荧光监测仪和LI-6400XT便携式光合测量仪对黑沙蒿叶片的最小荧光产量(Fo)、最大荧光产量(Fm)、稳态荧光产量(Fs)、光下最大荧光产量(Fm′)、净光合速率(Pn)、暗呼吸速率(Rd)、蒸腾速率(E)和叶片气孔导度(gs)进行现场测定,在实验室内计算比叶面积(SLA)、单位面积氮含量(Narea)、叶绿素含量(CChl)和叶绿素a/b (Chl a/b),分析黑沙蒿光合过程能量分配中固碳耗能占比(ΦA)、光呼吸耗能占比(ΦPR)、调节性热耗散耗能占比(ΦNPQ)和非调节性热耗散耗能占比(ΦNO)与环境参数和叶性状参数之间的关系以及能量分配各组分之间的相对变化。结果表明,光化学反应组分(ΦA、ΦPR)和热耗散组分(ΦNPQ、ΦNO)之间呈负相关竞争关系,两组分内部呈正相关协同关系,E和ΦA、ΦPR正相关,和ΦNPQ、ΦNO负相关。在低土壤含水量(SWC)和高饱和水汽压差(VPD)环境条件下,黑沙蒿ΦA、ΦPR和SLA显著降低,ΦNPQ和ΦNO显著增加。研究认为,在长期干旱或高蒸散条件下,黑沙蒿通过降低SLA等途径避免水分的过度流失,同时将部分过剩光能由光呼吸代谢途径转移到热耗散组分进行耗散。波动环境下黑沙蒿形态性状的变异和光合过程能量分配的长期调节机制,反映了其利用形态与生理的协同可塑性对逆境的适应。

• 单位
  北京林业大学