植物生态学报 ›› 2025, Vol. 49 ›› Issue (11): 1944-1956.DOI: 10.17521/cjpe.2024.0217
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张晓婷, 王俊杰
ZHANG Xiao-ting, WANG Jun-Jie
摘要: 红树植物在滨海湿地生态系统中扮演关键生态角色, 然而盐碱和重金属(如铜)污染等环境胁迫可能显著影响其光合作用和生长。深入了解红树植物在这些环境胁迫下的光合生理和生态响应, 有助于制定有效的管理与保护措施, 以维护和恢复红树林湿地生态功能。该研究通过野外控制实验, 设置盐与铜复合处理, 结合主成分分析和广义线性混合模型, 探讨了秋茄树(Kandelia obovata)、对叶榄李(别名拉关木)(Laguncularia racemosa)和木榄(Bruguiera gymnorhiza) 3种红树植物的叶绿素荧光特性变化及其与叶片结构参数(叶长、叶面积、比叶面积)和生化组分参数(相对叶绿素含量(SPAD)、全铜含量、全碳含量、全氮含量)的关系。结果显示, 在低浓度盐与铜处理下, 3种红树植物光系统II (PSII)最大量子产额(Fv/Fm)平均值为0.764-0.866, 说明红树植物具有较强的胁迫抗逆性, 秋茄树和对叶榄李的抗逆性优于木榄。性能指数(PIabs)和PSII的潜在活性(Fv/Fo)分别在0.63-1.89和3.81-6.33范围内, 且随着盐浓度升高, Fv/Fm、PIabs和Fv/Fo总体呈下降趋势, 说明高盐浓度抑制了植物光合活性。低浓度铜处理下Fv/Fm和Fv/Fo无显著影响, 高浓度铜处理抑制光合作用; 盐和铜复合处理下, 3种红树植物的叶绿素荧光参数无显著变化, 显示铜处理对盐处理起到了一定的对冲作用。主成分分析表明, 不同处理条件下红树植物叶绿素荧光参数、叶片结构和生化组分的主成分相关性存在差异: 2019年7月3个树种不易区分, 2019年12月对叶榄李区分明显, 2020年8月木榄区分显著; 总体上, 3种树种在3个时期间的区分效果不明显。广义线性混合模型分析结果显示, 秋茄树的Fv/Fm和Fv/Fo与SPAD值显著正相关, 与全氮含量负相关; PIabs及SPAD值与全铜含量正相关。对叶榄李的PIabs与SPAD值显著正相关。木榄的Fv/Fm和Fv/Fo与SPAD值和全碳含量显著正相关, 与全氮含量负相关。本研究表明红树植物在盐和铜胁迫处理下的光合作用和生理响应具有一定的环境适应能力, 为沿海生态修复中红树植物的筛选和管理提供了关键科学依据。