不同生境条件下蕨类和被子植物的气孔形态特征及其对光强变化的响应 植物生态学报    2014, 38 (8): 868-877.   DOI: 10.3724/SP.J.1258.2014.00081

Table 3 Correlations between the eight morphological and physiological traits of nine species

正文中引用本图/表的段落

对9种植物的气孔形态和生理性状进行相关分析, 结果发现气孔密度与气孔导度最大值、光合速率最大值、气孔关闭绝对速率和气孔关闭相对速率都呈现显著的正相关关系(表3)。气孔长度与气孔密度和气孔关闭相对速率显著负相关(表3)。气孔导度最大值与光合速率最大值、气孔关闭绝对速率和气孔张开绝对速率之间显著正相关(表3)。光合速率最大值与气孔关闭绝对速率显著正相关(表3)。此外, 气孔关闭绝对速率与气孔关闭相对速率也显著正相关(表3)。

植物类型对气孔形态特征也有显著的影响。通过收集文献中的气孔形态数据, 我们发现被子植物的气孔密度显著大于蕨类植物(图4C), 气孔长度显著小于蕨类植物(图4D)。被子植物和蕨类植物气孔形态特征的差异也可能进而影响气孔响应特征的差异。由于气孔密度与气孔响应性状如气孔响应光强过程中的气孔导度最大值、光合速率最大值、气孔关闭绝对速率和气孔关闭相对速率都显著正相关(表3), 小而密的气孔也有利于植物更快地响应环境变化(Hetherington & Woodward, 2003; Franks & Beerling, 2009; Drake et al., 2013), 因而被子植物小而密的气孔可能为其更快地响应环境变化提供了结构基础。近年来, 研究表明蕨类植物的气孔不能像被子植物一样通过保卫细胞代谢活动主动调控气孔关闭, 而是直接通过保卫细胞失水被动地调控气孔的关闭(hydropassive closure), 所以蕨类植物的气孔响应不如被子植物敏感(Brodribb & McAdam, 2011; McAdam & Brodribb 2012b)。

本文的其它图/表

• 图1 开阔和林下生境不同土壤深度的土壤含水量(平均值±标准误差, n = 6)。***, p < 0.001。
  
• 表1 9种植物的植物类型、生境、缩写和植株高度(平均值±标准误差)
  
• 图2 开阔和林下生境的4种被子植物和5种蕨类植物的气孔密度和气孔长度(平均值±标准误差)。物种缩写同表1; A, F分别代表被子植物(n = 4)和蕨类植物(n = 5); U, O分别代表林下生境(n = 6)和开阔生境(n = 3); **, p < 0.01; *, p < 0.05。
  
• 图3 开阔和林下生境的蕨类和被子植物的气孔密度和气孔长度的关系。数据包括本研究实测数据以及文献中的数据。
  
• 图4 生境和类型对植物气孔密度和气孔长度的影响(平均值±标准误差)。数据包括本研究实测数据以及文献中的数据; ***, p < 0.001。
  
• 图5 开阔生境被子植物(OA)、开阔生境蕨类植物(OF)、林下生境被子植物(UA)和林下生境蕨类植物(UF)的气孔密度和气孔长度比较(平均值±标准误差)。不同的字母表示差异显著(p < 0.05); 数据包括本研究实测数据以及文献中的 数据。
  
• 表2 生境和植物类型对9种植物气孔响应光强变化过程中的各个指标的影响。
  
• 图6 开阔和林下生境的两种蕨类植物(A-D)和两种被子植物(E-H)的气孔导度和光合速率随光强变化的响应曲线。虚线表示光照强度; A, E的黑色箭头可以看出光强降低时(1000到100 μmol·m^-2·s^-1)开阔生境的蕨类和被子植物气孔导度迅速降低, 气孔快速响应; C, G的黑色箭头可以看出光强降低时(1000到100 μmol·m^-2·s^-1)林下生境的蕨类和被子植物气孔导度变化很小, 气孔响应缓慢。