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酸雨、UV-B和光强胁迫对5种常绿阔叶树幼苗叶绿素荧光和生长特性的比较研究

殷秀敏  
【摘要】: 随着全球变化,亚热带地区经济的迅速发展,酸雨污染加剧,大气臭氧层的日趋变薄,紫外线辐射的逐渐增加,矿物燃料的大量燃烧,气溶胶和云层亮度的增强,阳伞效应越来越严重,极大的改变了植物生活的环境。因此,研究酸雨、UV-B和光强对亚热带常绿阔叶林中不同树种幼苗的影响,对于深入了解全球变化(酸雨增强、UV-B辐射增强和光强的减弱)对亚热带常绿阔叶林的林木更新、群落动态与演替和恢复的影响具有重要的意义。 本研究以亚热带常绿阔叶林主要树种:苦槠(Castanopsis sclerophylla)、木荷(Schima superba)、香樟(Cinnamomum camphora)、石栎(Lithocarpus glaber)和杜英(Elaeocarpus decipiens)五种树种为实验材料,利用生态模拟的研究方法,采用自控的设施,设定重度酸雨(pH2.5)、中度酸雨(pH4.0)和对照(pH5.6)三种酸雨处理;UV-B增强组(比对照组增加10%UV-B)、UV-B滤光组(约为对照组UV-B的20%)和对照组(日光条件)三种UV-B处理;以及100%、75%和50%三种光强处理,测定了相对叶绿素含量、叶绿素荧光参数和生长量(株高和地径)等参数,研究了环境胁迫对5种树种幼苗的生长及叶绿素荧光等参数影响。 实验结果表明:(1)杜英在重酸条件下生长良好,木荷、香樟和苦槠,在中度酸雨条件下生长良好,石栎在无酸或微酸条件生长良好。酸雨处理条件下,杜英幼苗的叶绿素含量和叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/Fo和ΦPSII)随着酸雨浓度的增加而增加,qN随着酸雨浓度的增加而降低;木荷、香樟、苦槠和石栎随着酸雨浓度的增加叶绿素含量和荧光参数(Fv/Fm、Fv/Fo和ΦPSII)都有所降低。 (2)增强UV-B辐射促进木荷和杜英生长,而抑制了香樟、苦槠和石栎幼苗的生长;减弱UV-B辐射促进香樟、苦槠和石栎幼苗的生长。增强UV-B辐射降低了石栎和杜英幼苗的叶绿素含量和部分素荧光参数(Fv/Fm、Fv/Fo和ΦPSII),而对木荷、香樟和苦槠幼苗的叶绿素含量影响不大,但对部分叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/Fo和ΦPSII)有一定的抑制作用。 (3)50%全光照条件下,木荷、石栎和苦槠幼苗的生长受到抑制,而促进了杜英和香樟幼苗的生长。5种亚热带常绿阔叶树种幼苗的叶绿素含量、Fv/Fm、Fv/Fo和ΦPSII在50%全光照光条件下均显著高于全光照条件,是树种幼苗适应低光环境的表现。 (4)通过春夏秋三个月份的测定,酸雨、UV-B和光照处理条件对5种亚热带常绿阔叶树种幼苗叶绿素含量都有很好的季节变化,即:5月﹤8月﹤11月。 (5)杜英适合在重度酸雨、50%全光照光环境和增强UV-B的条件下生长;木荷较适合在中度酸雨、全光照光环境和增强UV-B的条件下生长;苦槠较适合在中度酸雨、全光照光环境和减弱UV-B环境下生长;香樟适合在中度酸雨、50%全光照光环境和减弱UV-B环境下生长;石栎在弱酸或微酸、全光照光环境和适度UV-B条件下能更好的生长。 (6)叶绿素荧光参数Fv/Fm和ΦPSII作为探索植物光合作用与环境关系的探针,对于不同的植物和月份具有不一样的反应。8月和11月,各处理之间有显著差异,可以作为探索环境胁迫(酸雨、UV-B和光强)的探针。Fv/Fm、Fv/Fo和ΦPSII具有一致的变化趋势,qN具有相反的变化趋势。


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