植物生态学报 ›› 2025, Vol. 49 ›› Issue (3): 460-474.DOI: 10.17521/cjpe.2024.0097 cstr: 32100.14.cjpe.2024.0097
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赵洪贤1,Peng Liu1,史曼英2,徐铭泽1,3,贾昕4,田赟1,查天山1
hongxian Zhao1,Peng Liu1,Shi ManYing2,mingze xu1,3,Xin JIA4,Yun TianZha tianshan
摘要: 摘 要 探究气候变化背景下物种的适应机制是植物生理生态领域研究热点, 研究半干旱区优势物种叶片氮分配对植物光合能力的影响, 有利于理解气候变化背景下荒漠植物的适应能力。该研究于2021年5-10月, 以宁夏盐池毛乌素沙地的主要建群种油蒿(正名: 黑沙蒿, Artemisia ordosica)和赖草(Leymus secalinus)为研究对象, 通过测定油蒿和赖草的光响应曲线、CO2响应曲线和叶性状参数, 计算叶片不同组分中的氮分配比例, 结合同步观测的环境数据, 探究两种固沙植物叶片氮分配相关参数对最大净光合速率(Amax)的影响。结果显示: 在观测期内, 油蒿和赖草的单位质量叶片氮含量(Nmass)均值都为0.02 g·g-1, 油蒿Amax和叶氮在光合系统中的分配比例(Pp)均值分别为22.44 μmol CO2·m-2·s-1和42.9%, 赖草Amax和Pp观测期内均值分别为11.99 μmol CO2·m-2·s-1和27.5%, 相比油蒿较低。在土壤水分亏缺的生长季中期, 油蒿Amax和Pp降低, 而赖草的Amax和Pp并没有明显变化。相比于赖草, 油蒿Amax受叶片氮分配的影响更大, Pp和叶氮在羧化系统中的分配比例(Pc)分别是影响油蒿和赖草Amax季节变异的主要叶片氮分配参数。在干旱胁迫期间, 油蒿和赖草叶片Nmass均降低, 油蒿叶片氮分配比例对土壤水分变化的敏感性较大, 其光合氮利用效率(PNUE)降低, 且投资更多的氮到非光合机构中来抵抗干旱, 而赖草的叶片氮分配比例和PNUE的变化相对稳定, 其Amax并没有显著下降。总之, 油蒿叶片对光合系统投入的氮比例相对较高, 其光合能力在观测期内仍大于赖草。该研究表明, 不同荒漠物种对其生境的适应性存在差异, 在未来干旱增加条件下, 该区域植被可能趋于以荒漠灌木油蒿为主的植被群落。