植物最大净光合速率的季节变异性及其氮调控机制是近年来植物生理生态领域研究热点,对荒漠植物光合最大净光合速率季节动态及其叶氮影响,特别是叶氮分配对最大净光合速率调控机制的了解仍非常有限.2018年5-10月在宁夏盐池毛乌素沙地,对当地主要建群种油蒿(Artemisia ordosica)进行生长季原位观测,测定其叶光合光响应曲线(A-PAR)、CO2响应曲线(A-Ci)和叶氮含量,结合环境观测数据,分析A-PAR关键参数最大净光合速率(Amax)的季节变异和叶片氮分配相关参数对Amax的调控.结果表明,油蒿叶片Amax在生长期季节变异系数(Cv)为14％,在完全展叶中期,光合氮利用效率(PNUE)有最大值11.82 μmolCO2 gN-1s-1,此时叶片氮素在光合系统中的分配比例最大,Amax有最大值29.48 μmol CO2 m-2s-4,油蒿光合能力较强.在完全展叶末期,油蒿叶片氮在光合系统中的分配比例(Pp)有最小值0.21,此时叶氮分配更倾向于非光合系统,Amax较小,光合能力较弱,有利于油蒿延长叶片寿命.Amax与单位干重叶片氮含量(Nmass)、氮在捕光系统中分配比例(PL)、氮在生物力能系统中分配比例(Pb)正相关(P＜0.05),其中,PL对Amax产生了最大的直接正向影响,氮在羧化系统中分配比例(Pc)主要通过Pb对Amax的产生了间接的正向影响,Pb对Amax季节动态的解释度最大(R2=0.49,P＜0.01).Amax与比叶重(LMA)负相关(P＜0.05),即当有较高LMA时油蒿具有较低的光合速率,此时叶片光合能力较弱,叶片机械韧性较强.不同物候时期,油蒿叶片氮素分配的变化及叶片光合能力与结构性状之间的权衡关系,标志着荒漠植物对其生境的适应性调节.研究结果不但可提高荒漠灌木油蒿生态系统生产力预测的准确性,也是对植物光合适应机理认识的补充和深入.

最大净光合速率;光合参数;光合响应曲线;氮分配;油蒿

赵洪贤;张洋军;徐铭泽;卫腾宙;毛军;雒宇;贾昕;查天山

北京林业大学水土保持学院,北京 100083;宁夏盐池毛乌素沙地生态系统国家定位观测研究站,盐池 751500;甘肃省林业科学研究院,兰州 730020;北京林业大学水土保持国家林业局重点实验室,北京 100083

生态学报

[1]赵洪贤;张洋军;徐铭泽;卫腾宙;毛军;雒宇;贾昕;查天山-.油蒿叶片氮分配对其最大净光合速率季节变异的影响)[J].生态学报,2022(17):7156-7166

叶氮分配,荒漠灌木

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