棉花和芦苇光合特性、环境适应策略及固碳效应比较研究

摘要

[目的]通过对艾比湖流域典型棉花和芦苇群落光合生理指标进行测定,比较二者的光合特性、光合适应策略及C02固定,为深入分析干旱环境对植物个体尺度的生理生态过程的影响提供参考.[方法]利用Li-6400便携式光合测定系统测定农田作物棉花和非农田植物芦苇光合特性,通过非直角双曲线模型拟合光响应曲线;采用主成分法和通径分析法解释生理生态因子对光合速率的影响,揭示两种典型植物的光合特性差异及其适应干旱环境的策略.[结果]光响应曲线在光强为1 600 μmols/(m2·s)时,棉花的最大光合速率是26.8 μmolCO2/(m2·s),芦苇的最大光合速率30.OμmolCO2/(m2·s).棉花、芦苇光合特性变量中叶片温度(P =0.952)差异极不显著,水分利用效率(P =0.630)无显著差异,光合速率(P=0.005)、气孔导度(P=0.000 3)和蒸腾速率(P =0.019)存在显著性差异.综合主成分分析和通径分析表明生态因子中空气湿度是两种植物最主要的限制因子;生理因子中,棉花的最主要决策因子为蒸腾速率;芦苇的最主要决策因子为气孔导度.[结论](1)两种植物光合速率、气孔导度、蒸腾速率存在极显著差异;(2)限制两种植物光合速率的主要生态因子均为空气相对湿度;(3)影响棉花的为蒸腾速率,限制因子为叶片温度,芦苇的则为气孔导度,限制因子为蒸腾速率;(4)水分利用策略棉花为保守型,芦苇为挥霍型;(5)棉花具有很好的固碳能力,但随季节和土壤环境的改变而降低;而芦苇保持一定的固碳能力随季节变化不明显.