關于濕生植物環境適應性探討

摘要：作者以濕地植物蘆葦、旱苗蓼、虉草為例，針對濕生植物環境適應性做了一些理論和實踐的探討，包括濕生植物環境適應性探討，并對濕生植物應用中幾個值得注意的問題做了介紹。

關鍵詞：濕生植物環境適應性

濕地植物是濕地生態系統重要的生物因素，對于濕地生態起著關鍵性的作用，其分布與擴展受濕地的水文情勢的影響。過氧化氫酶(CAT)在植物體的光呼吸、脂肪代謝過程中起著重要的作用，能夠分解生物代謝過程中產生的有害過氧化氫，對植物體產生保護反應。多酚氧化酶(PPO)通過將植物體細胞分泌的有毒酚類物質氧化成醌，以及光合作用中調節葉綠體中有害的光氧化反應速度并參與其電子傳遞和葉綠體內的能量轉換。植物體內酶的含量與活性與生態環境的變化有較為密切的關系[1]。

1、濕生植物環境適應性探討

濕地環境對濕地植物來說是一種嚴酷的逆境，濕地水文過程制約了優勢植物的種類、數量及其分布擴展，很多地方濕地水文具有顯著的周期性，不同高程植被帶的淹水頻率、淹水歷時和淹水周期都具有明顯的差異，由此控制著濕地植物的分布呈現帶狀特征，并對適應濕地年周期生長的植物進行了自然篩選，形成了該濕地的優勢植物群落-蘆葦種群群落、旱苗蓼種群群落和虉草種群群落[2]。

多酚氧化酶(PPO)與過氧化氫酶(CAT)是植物體生命代謝過程中的兩種不可缺少的氧化酶。PPO是一種質體酶，以潛伏形式存在于葉綠體膜內，作為一種氧化還原酶在光合作用中調節葉綠體中有害的光氧化反應速度，并參與其電子傳遞和葉綠體內的能量轉換，影響植物體代謝過程中的IAA的含量。PPO將植物體細胞分泌的有毒酚類物質氧化成醌，保護植物的正常生命活動。CAT在光呼吸、脂肪代謝過程中起著重要的作用，可以清除植物在生長代謝過程中產生的活性氧，使植物體內的活性氧維持在一個較低的水平。環境因素對植物體內活性氧的產生有一定的關聯，逆境條件下，CAT對于維護植物體正常的生命活動尤為重要。通過對蘆葦、旱苗蓼、虉草PPO、CAT的測定分析中可以看出，植物體為適應環境，體內酶被激活，產生了保護反應。PPO參與葉綠體的光合作用過程，植物的凈光合速率Pn與氣孔導度Gs、光合有效輻射PAR有顯著的正相關關系。酶活性的高低顯示了酶促反應在植物體內的強弱，植物適應環境生長能力的強弱。分析得出，蘆葦、旱苗蓼及虉草均適應該濕地的區域環境，而且蘆葦對環境的適應性高于旱苗蓼、虉草。

蘆葦、旱苗蓼與虉草生長區域環境存在差異，在植物的不同組織，不同器官或同一器官的不同發育階段，PPO基因開啟與關閉以及表達量都存在差異，顯現不同的時空表達模式。CAT對環境因子表現出來的生態效應是生物體在有害因子作用下的一種自身保護性反應，被認為是生物體內的一種生態型保護酶，植物體通過調節自身的酶機制，增加酶活性，對外界的有害影響作出保護性反應。蘆葦、旱苗蓼和虉草的PPO、CAT因環境適應性及其自身生長的特點，活性在植物不同器官不同月份各不相同。表明蘆葦、旱苗蓼、虉草對各自的生長環境產生了適應性。就植物生態敏感度來說，挺水植物蘆葦的代謝水平高，PPO、CAT酶活性強，而旱苗蓼、虉草的代謝水平低，PPO、CAT酶活性弱，說明蘆葦比旱苗蓼、虉草更適應該濕地環境。

對于蘆葦，1-4月份時，濕地灘面處于落干狀態，土壤通氣性好，有利于蘆葦的萌芽，此時的溫度較低，葦芽的光合作用較低，蘆葦生長所需的營養物質和能量均來自根部，生長比較緩慢;其根部生理代謝的能力較強，梢芽處于強生長點，酶的活性較高。進入5月份時，蘆葦生長速度超過了濕地水位上升速度，蘆葦具有向水下根系輸導氧氣的通氣導管結構，因而淹水對蘆葦的影響較小;植物處于生長的旺盛期，其生長生理代謝能力較強，植物蒸騰作用、光合作用及呼吸作用的較高，其體內酶的活性也隨之增強。7、8月份蘆葦生長區域水位上升，受到水澇的影響，蘆葦土壤受到水體的淹沒，通氣不良;植物生長受到阻礙，表現為體內多酚氧化酶的活性有所下降;過氧化氫酶由于土壤厭氧微生物活動活躍及根部營養和能量的影響，變化不大。9月份后，濕地水位下降，蘆葦進入繁殖期，逐漸開始孕穗，抽穗，開花，結實，蘆葦的營養生長開始減慢，植物體內PPO、CAT活性因蘆葦蒸騰作用、光合作用增強，PPO，CAT也相應地達到全年的最高點。11月份中下旬到1月份，蘆葦逐漸枯黃，衰老，植物細胞組織的代謝能力降低，受到傷害;葉片光合作用的能力減弱，植物對環境的適應能力減低，多酚氧化酶與過氧化氫酶的活性降低，但仍顯著高于生長發育初期。

2、濕生植物應用中幾個值得注意的問題

濕生植物雖然在改善環境和水污染治理方面有著小可估量的作用，如果利用小當也會對環境產生負面的影響。如: (1)因地制宜，在植物種類的選擇上應結合區域性自然人文特色，盡量選用鄉土植物。要充分了解外來物種的特性和可能帶來的問題，尋找植物之間的相生相克規律，避免外來物種“入侵”。(2)在植物的配置上應遵循因地、因時、因景制宜的原則，考慮大型植物的遮光效應和水濕生植物對環境因子的要求以及由于季節性原因造成的植物更替現象，采取打頭、更換、修剪等措施保證一年四季的景觀效果。如“曲院風荷”因“紅衣綠扇映清波”的荷花而聞名，因此在這一帶必須注重各種小同荷花的相互映襯，使其旱現出“接天蓮葉無窮碧，映日荷花別樣紅”的美麗景象。

3、結論

通過研究可知，以濕地植物蘆葦、旱苗蓼、虉草為例，對其不同器官中PPO、CAT活性差異極為明顯，同一器官不同時間PPO、CAT的活性差異也極為明顯。表明PPO、CAT與植物所處的生態濕地的自然環境有密切的聯系。植物體內PPO、CAT因植物的種類的不同產生時空的差異性，體內酶活性因環境差異而產生變化，掌握這種差異性和變化，對于理解該濕地植物及適應其所處的生境具有積極的意義。

參考文獻：

[1]閻鑒，麻彥明，張云龍等.油松不同器官多酚氧化酶年變化規律的研究[J].山西農業大學學報，2001，21(2):135-137.

[2]吳紅梅，蕭慧，劉剛等.多酚氧化酶的研究進展[J].茶葉通報，2004，26(2):62-64.