福建长汀重建生态系统马尾松叶片气体交换与叶绿素荧光特征研究

摘要

亚热带花岗岩山地作为一个相当特殊的生态系统，生态承载力相对脆弱，植被破坏导致土壤侵蚀与生态退化问题日益突出。因此，深入研究水土流失严重区植物对环境胁迫的适应与响应机制有着重要意义。本文主要应用叶片气体交换技术和叶绿素荧光分析技术，选择福建长汀亚热带花岗岩地区水土流失区重建生态系统中三个不同恢复程度的典型生境作为研究样地，测定该系统先锋树种马尾松的叶片气体交换和叶绿素荧光主要参数，并结合环境因子和叶片水势数据，探讨亚热带花岗岩重建生态系统恢复过程中先锋种马尾松光合生理生态响应和适应机制。 研究结果如下： 不同恢复程度样地马尾松叶片气体交换参数存在显著差异(P<0.01)。随着恢复程度的提高，马尾松光合作用显著增强。不同恢复程度样地马尾松光合速率曲线均出现双峰型，体现马尾松长期适应环境的结果。恢复程度较好的样±也峰值出现的时间更早，峰值较高。表明在恢复较好的生境马尾松所受胁迫较弱。该结果初步揭示该重建生态系统先锋种光合作用的强弱是影响退化生境恢复差异的内在原因之一。 不同生长阶段、不同样地、不同月份马尾松叶绿素荧光参数Fv/Fm日均值均有显著差异(P<0.01)。同时发现马尾松遭受一定程度的动态光抑制和慢光抑制。成年树、幼树、幼苗受到的胁迫依次加强，林下幼苗难以更新。该结果解释了长汀重建生态系统植被难以更新的内在可能原因。 值得注意的是，马尾松在极低的叶片水势(-7.9 MPa)下，仍有较高的光合速率(8.14 μmol m<'-2>s<'-1>)，进一步表明该地区马尾松具有“耐旱”的适应策略，是长期适应干旱环境的结果。随着恢复程度的提高，马尾松非光化学淬灭(NPQ)系数和热耗散值(D)降低；幼苗的NPQ和D高于成年树，表明该地区马尾松具有很强的热耗散等保护机制，以减少过剩光能的伤害。该结果解释了马尾松既适应当地生境，却又生长缓慢的内在机制。 综上所述，本文从光合生理生态角度初步揭示了长汀花岗岩重建生态系统先锋树种马尾松具有良好适应性，但生长缓慢的内在原因：初步解释了该地区植被难以自然更新，生态演替进展缓慢的原因。

目录

声明

摘要

中文文摘

第1章前言

1.1研究背景

1.2国内外相关研究进展

1.3研究目的及意义

第2章研究区域自然条件及研究方法

2.1研究区域自然条件

2.2研究内容

2.3技术路线

2.4样地自然概况

2.5材料与方法

第3章不同恢复程度生境马尾松叶片气体交换特征

3.1不同恢复程度生境叶片气体交换日动态

3.2不同恢复程度生境叶片气体交换主要参数日均值

3.3叶片气体交换主要生理生态因子之间的相关性

3.4黎明叶片水势(Ψp)和午后叶片水势(Ψa)

3.5小气候因子、土壤体积含水量

3.6讨论与小结

第4章不同恢复程度生境马尾松叶绿素荧光特征

4.1不同恢复程度生境马尾松叶绿素荧光主要参数日动态

4.2不同恢复程度生境YIELD、ETR与PAR的相关性比较

4.3不同恢复程度生境马尾松FV/FM特征

4.4热耗散保护机制的启动

4.5讨论与小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

个人简历