莢蒾屬和丁香屬植物遷地保育對環(huán)境響應(yīng)研究.pdf

1、在植物遷地保育過程中，引種地區(qū)的溫度、光照以及降水等自然環(huán)境氣候無疑是影響植物生長和繁育的主要因子，而在種源地的長期適應(yīng)性進(jìn)化中所形成的物種，置身于引種地的環(huán)境變化中，所呈現(xiàn)的生長和開花的響應(yīng)機(jī)制也必然帶有共性和差異性。丁香屬和莢蒾屬植物地理分布廣泛，不同物種間有著不同的生長、開花可塑性和環(huán)境響應(yīng)機(jī)制。在全球氣候變化背景下異常氣象事件頻繁發(fā)生，遷地保育木本植物的生長健康狀況和開花早晚受到較大的影響。華北地區(qū)在經(jīng)歷了2010年春季的異常冷

2、濕之后，2016年春季又出現(xiàn)了異常暖旱的氣象事件。我們通過露地馴化的莢蒾屬植物的花期物候?qū)Υ杭井惓庀笫录捻憫?yīng)監(jiān)測，以及丁香屬植物生長在溫度及光照調(diào)控下的試驗(yàn)，聚焦引種地春季氣候異常變化和高溫強(qiáng)光共同作用下的馴化環(huán)境，對莢蒾屬和丁香屬植物的開花特征、物候特征和幼苗生長影響的定量效應(yīng)，依據(jù)種源地的三向地帶性分布背景揭示馴化適應(yīng)的共性和差異性特征。對莢蒾屬(Viburnum L.)植物在2009年至2016年春季的兩次氣象事件及正常年份的

3、多年花期物候觀測發(fā)現(xiàn)，春季異常暖旱時(shí)莢蒾屬植物的花期整體提前，而花期時(shí)長均未縮短;在自然的垂直分布中海拔跨度小的瓊花和歐洲繡球，其始花期、花前積溫和花期時(shí)長的年際變化幅度較大，而海拔跨度較大的李葉莢蒾、黑果莢蒾和紅蕾莢蒾無論春季冷濕或暖旱，其始花期、花前積溫和花期時(shí)長都呈現(xiàn)較小的可塑性，且始花期也相對固定。春季暖旱時(shí)枝條的同化產(chǎn)物分配增加，枝粗增加明顯，葉片生長速率加快，葉面積更大但葉片更薄，遠(yuǎn)果葉的同化產(chǎn)物分配顯著增高，不利于同化產(chǎn)物

4、的果實(shí)供給。對丁香屬（SyringaL.）幼苗施加溫度和光照的梯度處理4周后，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)日間溫度在37℃的高溫水平時(shí)，三向地帶性分布（經(jīng)度、緯度和海拔）跨度大的紫丁香的光合速率和氣孔導(dǎo)度下降幅度較小，能通過葉片蒸騰和熱耗散緩解高溫影響，同時(shí)其光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)也未因高溫造成不可逆轉(zhuǎn)性的傷害;在環(huán)境溫度和光照發(fā)生梯度變化時(shí)，作為廣布種的紫丁香有著較小的生理可塑性。而三向地帶性分布跨度小的狹域種垂絲丁香的光合速率和氣孔導(dǎo)度下降幅度大，通過葉

5、片蒸騰和耗散不能緩解高溫壓力，同時(shí)PSⅡ結(jié)構(gòu)受到損傷，在環(huán)境變化中呈現(xiàn)較大的生理可塑性，但光合生理的響應(yīng)性調(diào)控并未形成高溫適應(yīng)導(dǎo)致高溫脅迫的發(fā)生。研究的另一個(gè)發(fā)現(xiàn)是，光照本身并未對葉片的氣體交換和生物量的全株分配造成影響，但光照與溫度共同作用時(shí)對植物氣體交換方面形成了交互作用，交互作用的強(qiáng)弱因物種而異。歷時(shí)4周的試驗(yàn)期間所發(fā)生的處理效應(yīng)尚未體現(xiàn)在形態(tài)學(xué)層面，但狹域種垂絲丁香比廣布種紫丁香有更大而更低密度的氣孔也是狹域種葉片熱交換能力受限