香蒲叶功能性状对模拟增温和CO_(2)浓度倍增的响应

为探讨高原湿地植物对增温和CO_(2)浓度升高的响应策略,以高原地区常见的挺水植物香蒲(Typha orientalis)为研究对象,通过构建封顶式人工生长室模拟增温2℃和CO_(2)浓度倍增的气候变化,检测其叶片功能性状,结果表明:(1)与对照组相比,CO_(2)浓度倍增处理下,香蒲的净光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)摩尔分数和蒸腾速率都显著降低(P<0.05);增温处理下,香蒲的净光合速率和气孔导度也显著降低(P<0.05),表明增温和CO_(2)浓度倍增显著降低了香蒲的光合碳同化能力。(2)与对照组相比,CO_(2)浓度倍增处理下,香蒲叶脉密度显著增加;增温处理下叶脉密度和气孔密度显著增加,而维管束面积和导管面积显著降低(P<0.05),反映了香蒲在增温和CO_(2)浓度升高条件下香蒲水分输送和蒸腾散失能力增强,其水分利用效率显著降低。(3)与对照组相比,增温和CO_(2)浓度倍增处理下香蒲叶光合参数间的相关性减弱,净光合速率与叶结构性状间的紧密关系显著增强。研究结果证明了增温和CO_(2)浓度升高显著增强香蒲叶功能性状间的功能协同和权衡关系。

滇西北湖滨带植物水葱的功能适应性

以滇西北高原纳帕海、拉市海和泸沽湖湖滨带共有的湿地植物水葱(Scirpus validus)为研究对象,通过测定其光合生理、形态结构、比叶质量以及元素质量分数等功能性状,并记录研究地点的海拔高度,收集年平均温度和年平均降水量,认识水葱功能性状在3个研究地点间的差异,探讨这些功能性状间的联系以及性状对研究地点温度和降水量的适应策略。结果表明:(1)高海拔研究点的水葱具有较高的净光合速率、较粗的茎,较大的筛管面积和通气孔面积以及较厚的表皮,但具有较低的叶脉密度、蒸腾速率及叶氮质量分数,表明水葱在较高海拔地点具有较高的水分和养分利用效率。(2)净光合速率、表皮厚度及通气孔面积与年平均温度和年平均降水量间均存在显著负相关,茎粗与年平均降水量间也存在显著负相关;而气孔导度、蒸腾速率、叶脉密度及叶氮质量分数与年平均温度和年平均降水量间均存在显著正相关。(3)水葱功能性状间存在联系。其中,净光合速率与气孔导度、株高以及叶脉密度间呈显著负相关,但与表皮厚度及通气孔面积间呈显著正相关。株高与导管面积及叶碳质量分数间存在显著正相关;茎粗与气孔密度、导管和筛管面积以及通气孔面积呈显著正相关,而与叶脉密度和叶氮质量分数呈显著负相关。气孔密度与导管和筛管面积以及通气孔面积与筛管面积和表皮厚度间均存在显著正相关;而叶脉密度与筛管面积、表皮厚度、通气孔面积间均存在显著负相关。此外,叶氮质量分数与导管面积、筛管面积、通气孔面积以及比叶质量间均存在显著负相关,而叶磷质量分数与气孔密度、导管面积、筛管面积间均存在显著正相关。

滇西北纳帕海湖滨带优势植物茭草茎解剖结构对模拟增温的响应

高原湿地湖滨带植物对气候变暖表现出强烈的功能响应,是全球气候变化的主要现象之一。植物解剖性状直接关系到植物的生态功能,为探讨气候变暖对湿地植物茎解剖结构的影响,该研究利用开顶式生长室分析了模拟增温对滇西北纳帕海湿地湖滨带挺水植物茭草茎解剖结构的影响。结果表明:(1)茭草地上茎在增温4℃的范围内,主要通过增加表皮结构厚度以增加表皮失水来响应增温;地下茎在增温2℃的轻度增温条件下与地上茎的响应策略相同,而在增温4℃时主要通过减小维管结构大小以降低气穴化风险来响应增温。(2)年最高温度和夜间积温是影响茭草茎解剖结构性状的关键因子,但该两个温度因子仅对地下茎筛管大小的影响达到显著水平(R^(2)=0.838,P<0.01)。(3)内表皮细胞厚度是地上茎响应增温的最主要性状,并与温度因子呈显著正相关。地下茎导管和筛管大小是地下茎响应温度升高的主要性状,二者与温度变量呈负相关关系。综上表明,茭草地上茎和地下茎对增温响应策略存在差异,为揭示高原湿地植物应对气候变暖的响应规律以及生态适应策略提供了科学依据。基于当前气候变暖的背景,建议未来采用更科学的实验方法对更多高原湿地植物的生态响应过程及规律进一步深入研究。

高海拔地区自然莼菜叶经济性状对水环境的响应

探究自然莼菜对水环境的响应策略,可以为科学保护莼菜自然群落提供理论依据。本研究以滇西腾冲北海湿地的自然莼菜群落为对象,根据莼菜的生长态势及北海湿地的水环境状况,选择17个采样点,测定莼菜的叶经济性状以及采样点的水环境因子,检测莼菜叶经济性状与水环境参数间的关系,探讨高海拔地区自然莼菜对水环境的响应策略。结果表明:与100%盖度相比,盖度为60%~70%的莼菜具有更大的叶片面积以及更低的氮、磷、铁和锌质量分数(P<0.05)。水体溶解氧含量、氮体积分数、磷体积分数、铵态氮体积分数以及水温是影响莼菜叶经济性状的主要水环境因子。光合速率与水体溶解氧含量、铵态氮含量以及硝态氮含量呈显著正相关(P<0.05)。叶片厚度与生化需氧量呈显著正相关;叶片面积与水体溶解氧含量、铵态氮含量及水温呈显著正相关,而与生化需氧量、化学需氧量以及高锰酸钾指数呈显著负相关(P<0.05)。莼菜叶片氮质量分数与水体的氮体积分数及水体的铵态氮体积分数呈显著正相关(P<0.05);叶片磷质量分数与水体氮体积分数呈显著正相关,而与水体溶解氧含量、水温呈显著负相关(P<0.05);叶片氮磷比与水体溶解氧含量及铵态氮含量呈显著正相关,而与化学需氧量及高锰酸钾指数呈显著负相关(P<0.05)。其余的莼菜元素质量分数,包括钾、镁、硅、钙、铁、锌,主要与水体的溶解氧含量、水温及水体的氮、磷等营养条件相关。本研究结果为莼菜自然群落的保护提供了科学依据。