毛乌素沙地沙柳光系统Ⅱ光保护机制和能量分配动态及其影响因子

编号 zgly0001721752

文献类型 期刊论文

文献题名 毛乌素沙地沙柳光系统Ⅱ光保护机制和能量分配动态及其影响因子

作者 靳川  查天山  贾昕  田赟  周文君  卫腾宙 

作者单位 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 

母体文献 林业科学 

年卷期 2020年10期

年份 2020 

分类号 Q945 

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 

文摘内容 【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。