植物生态学报 ›› 2026, Vol. 50 ›› Issue (预发表): 0-.DOI: 10.17521/cjpe.2025.0089
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丁明利, 魏瑶, 马健妤, 兰玉婷, 刘慧颖, 张振华
DING Ming-li, 魏 瑶, Jian-yu Jian-yu, LAN Yu-Ting, LIU Huiying, Zhang Zhen-hua
摘要: 摘要:【目的】在全球气候变化下,干旱事件频发显著影响了植物的生长与生存,然而不同高寒植物生理生态特征如何响应不同季节干旱尚未明确。【方法】该研究基于模拟季节性干旱控制实验,研究了8种典型高寒植物叶片抗氧化剂、渗透调节物质、功能性状及光合参数,分析了不同季节干旱对高寒植物抗氧化与渗透调节系统及光合作用的影响。【主要结果】整体上植物叶片抗氧化剂对不同季节干旱响应不显著,但是存在显著种间差异。早熟禾(Poa crymophila)主要提升过氧化氢酶(CAT)及过氧化物酶(POD)活性以应对干旱,而异针茅(Stipa aliena)、红棕薹草(Carex przewalskii)等物种依赖超氧化物歧化酶(SOD)调控(-25-38%)。秋季干旱引起丙二醛(MDA)含量显著升高(32-35%),而生长季干旱显著提升植物CAT活性(122%-161%)。渗透调节物质对不同季节干旱的响应显著,且存在种间差异。早熟禾叶片可溶性蛋白含量在夏季干旱下增加73%。钉柱委陵菜(Potentilla saundersiana)则在生长季干旱下提升47%。脯氨酸和可溶性糖含量对秋季干旱敏感,含量降低(36-45%)。系统间存在协同机制,渗透调节-抗氧化系统呈现显著相关(脯氨酸含量与SOD:r = -0.19**;可溶性蛋白与POD:r = 0.128*);比叶面积与CAT活性负相关(r = -0.14*),叶片干物质与脯氨酸含量正相关(r = 0.18**),N/P与SOD负相关(r =-0.18**)。值得注意的是,光合作用与防御代谢呈季节依赖性权衡关系:春季干旱下净光合速率(Pn)与POD和CAT活性呈负相关(r = -0.41*,-0.35*),而秋季干旱时Pn与脯氨酸含量显著负相关(r = -0.39*),揭示了资源分配的季节依赖性。本研究提出了“季节特异性防御策略”框架,揭示了高寒植物通过功能性状与生理代谢动态的协同互作响应季节性干旱的调控路径,为气候变化下高寒草地生态系统适应性管理提供理论依据。