林业科学

作者：靳川,查天山*,贾昕,田赟,周文君,卫腾宙

单位：北京林业大学水土保持学院/宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站 北京林业大学水土保持国家林业和草原局重点实验室 北京 100083

关键词：半干旱区,沙柳,叶绿素荧光,光系统Ⅱ能量分配,非光化学淬灭

基金：国家自然科学基金项目(31670708);国家自然科学基金项目(31670710);中央高校基本科研业务费专项资金(2015ZCQ-SB-02)

目的: 通过叶绿素荧光原位连续监测技术，探究毛乌素沙地半干旱区典型固沙造林物种沙柳光系统Ⅱ能量分配及其对环境因子的响应，在日和季节尺度下揭示环境因子对沙柳光系统Ⅱ能量分配的动态影响及其光合生理适应策略特征，以期为研究地区的植被恢复管理和物种选择提供理论指导。方法: 在宁夏盐池毛乌素沙地，对固沙物种沙柳进行整个生长季（5—10月）的叶绿素荧光原位连续监测。采用Kramer光能分配方法计算相关荧光参数，采用分段平均方法对数据进行分组平均，利用线性回归在日和季节尺度分析荧光参数与环境因子关系。结果: 在日尺度，实际光化学效率（φPSⅡ）和调节性热耗散（φNPQ）与光合有效辐射（PAR）直接相关，受空气温度（Ta）、相对湿度（RH）和饱和水汽压差（VPD）的影响，非调节性热耗散（φNO）相对稳定。在季节尺度，生长季前期（5—6月）φPSⅡ和φNPQ分配相对均匀，φNO较高且在1天内稳定，最大光化学效率（Fv/Fm）有低值出现。在生长季中期（7—9月），8月φPSⅡ降低且伴随φNPQ升高，8—9月φNO在1天内波动较大。在生长季末期（10月），φPSⅡ最低且φNPQ达到最高，φNO较高且在1天内稳定，Fv/Fm持续降低。结论: 在日尺度，沙柳光系统Ⅱ能量分配主要由PAR和Ta决定，同时受RH和VPD调控。在季节尺度，沙柳光系统Ⅱ能量分配随物候期而变。沙柳Fv/Fm与日最大光合有效辐射（PARmax）（R2=0.13，P < 0.01）、Ta变化幅度（R2=0.16，P < 0.01）和土壤含水量（SWC）显著相关（R2=0.19，P < 0.01），说明高辐射、极端气温和干旱是限制沙柳光系统Ⅱ光合生理状态的主要环境胁迫因子。沙柳光系统Ⅱ能量分配在日与季节尺度的差异，很可能是由于光系统Ⅱ叶黄素循环等短期光保护机制与叶绿素浓度、比值分配等长期调控机制的差异造成。

来源：2020年第10期

《林业科学》期刊编辑部

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