4個樣地主要樹種葉綠素熒光特性研究

李潔

摘要：以廣東省佛山市高明區云勇林場的公益林林地作為研究對象，在林場內選取JK1、JK2樣地、Kl和K2樣地共4個樣地主要樹種，測定了林地內樹木葉片葉綠素熒光參數，根據觀察植物的熒光生理的情況進行了評價。結果表明：JK1樣地與JK2樣地為針闊混交林樣地，JK2樣地的米老排比JK1樣的荷木混交更具優勢。Kl樣地和K2樣地為闊葉林，K2樣地的米老排比Kl樣地火力楠更具優勢。對比4個樣地指標情況，闊葉林比針闊混交林的環境適應性略強，米老排最具有生長優勢。

關鍵詞：針闊混交林;闊葉林;葉綠素熒光特性

中圖分類號：Q945.11

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）07-0021-04

1 引言

植物葉片的各項熒光參數可用來研究環境對植物的影響，同時也可以為種源與良種選擇做參考[1]。不同林分的樹種選擇可以利用熒光的特性來觀察葉片及植物的葉綠素等情況，了解植物的環境適應情況，為樹種選擇做參考。目前植物熒光特性研究多用于植物鹽脅迫[2]、干旱脅迫[3]、低溫脅迫[4]等篩選抗旱或者受脅迫的物種.尚未見用于評價生態公益林樹種選擇的研究。對針闊混交林和闊葉林的樹種熒光特性進行研究，可以為生態公益林的樹種選擇提供參考。

2 樣地概況

樣地地位于廣東省佛山市高明區云勇林場，云勇林場（ 112°40'E，44°43'N）森林面積1928.73 hm2，是佛山市唯一的國有林場。地勢屬丘陵地帶，土壤為花崗巖發育的酸性赤紅壤（pH<5），土層深厚而肥沃，年均降雨量2100 mm，主要集中在6～8月，年均相對濕度80%。

本次研究選取林場內4個林地（表1），分別為JK1針闊混交林、JK2針闊混交林樣地、Kl闊葉林、K2闊葉林樣地，4個樣地造林密度為80%～90%，分別于其中沒定3個規格為20 m×20 m的調查樣地。

3 試驗材料及設計

于2016年5月對4個樣地進行調查。在樣地內進行苗木的測量，測量指標為樹木的樹高，胸徑和冠幅（表2）。在自然條件下選取健康植株的成熟葉使用熒光儀測定熒光參數。

4.2 各樣地樹種的PSⅡ原初光能轉化效率（Fv/Fm）比較

各樣地樹種PsⅡ原初光能轉化效率（Fv/Fm）順序為JK2米老排（0.62）>K2樣地米老排（0.53）>JK1樣地的荷木（0.48）>K1闊葉林火力楠（0.43）（圖2），4個樣地樹種差異顯著（P<0.05），JK2樣地的米老排最大，而K1樣地的火力楠最小。

4.3 各樣地樹種的PSⅡ實際光量子效率Y（Ⅱ）比較

各樣地樹種的PsⅡ實際光量子效率Y（Ⅱ）順序K2樣地米老排（0.68）JK2米老排（0.66）>K1樣地火力楠（0.64）>JK1樣地荷木（0.53）（圖3），4個樣地樹種差異顯著（P<0.05），K2的米老排最大，而JK1樣地荷木最小。

4.4 各樣地樹種的表觀電子傳遞效率ETR比較

各樣地樹種的表觀電子傳遞效率ETR順序為K2樣地米老排（5.10）>JK2樣地米老排（4.94）>Kl樣地火力楠（4.83）>JK1樣地荷木（3.96）（圖4），4個樣地樹種差異顯著（P<0.05），K2樣地米老排最大，而JK1樣地荷木最小。

4.5 各樣地樹種的非調節性能量耗散Y（NO）比較

各樣地樹種的非調節性能量耗散Y（NO）順序為JK1樣地荷木（0.702）>K1火力楠（0.673）>JK2樣地米老排（0.670）>K2樣地米老排（0.664）（圖5），4個樣地樹種，除了JK1樣地荷木，其余3個樣地差異不顯著。

4.6 各樣地樹種的非光化學猝滅（NPQ）比較

各樣地樹種的非光化學猝滅（ NPQ）順序為K2樣地米老排（0.28）>JK2米老排（0.27）>K1樣地火力楠（0.26）>JK1樣地荷木（0.19）（圖6），4個樣地樹種差異顯著（P<0.05），K2樣地米老排，而JK1樣地荷木最小。

5 結論與討論

葉綠素熒光動力學在植物光能的各種反應具有不一致的作用，被稱為測定植物光合作用準確的探針[5]。光合電子傳遞、葉綠素熒光發射和熱耗散，是葉綠素在植物體內吸收光能的三種消耗途徑。光合作用的一系列化學反應的變化會引起植物熒光參數相應變化[6]，因此，被作為環境是適應性的一個參考。JK1樣地與JK2樣地為針闊混交林樣地，從兩個樣地的熒光指標來看，JK2樣地的米老排比JK1樣的荷木混交更具優勢。K1樣地和K2樣地為闊葉林.從兩個樣地的熒光指標來看，K2樣地的米老排比K1樣地火力楠更具優勢。對比4各樣地指標情況，闊葉林比針闊混交林的環境是適應性略強，米老排最具有生長優勢。

Fo、Fv和Fm分別表示葉綠體PsⅡ反應中心完全開放和關閉時的熒光強度以及可參與光化學反應的光能，這3個指標通常被用作評估植物PSⅡ反應中心活性。Fv/Fm表示植物受光抑制的重要指標.是指開放的Psn反應中心的內稟光化學效率[7].用于表征Psn反應中心光能的轉化效率[8]。Fv/Fm不受物種和生長條件的影響，但光抑制會引起葉片Fv/Fm發生變化[9]。Fm的數值深受葉片葉綠素含量變化的影響，如若某植物Fm較大則表明其葉片吸收和傳遞光能的能力較強，PsⅡ電子傳遞狀況較好，植物對環境具有更強適應能力。4個樣地平均的葉綠素熒光參數Fv/Fm最大為JK2樣地的米老排，Fm最大為K2樣地米老排。米老排的光化反應需要光能較多，可以接收到的光能較充足.熒光產量較大，環境適應性較好。

YⅡ表示植物的實際光合效率，是在植物的在光下直接測得，而不經過暗適應階段。其值大小顯示光化學反應消耗的能量比例，可反映PSⅡ反應中心的開放程度[10]。YⅡ熒光信號中的實際光化學量子產量與光合作用過程密切相關[11]，K2樣地米老排YⅡ和Fm均為4個樣地中最大的，既YⅡ與Fm有著相同變化趨勢，葉片的光合特性較好。

ETR的高低，可以反映出電子傳遞的效率，ETR值大小可用來表達光合能量的傳遞速率，通過監測其值變化可以得知葉片光合電子傳遞過程中有沒有受到不同程度地潛在損傷或抑制[10]。4個樣地的植物平均ETR與YⅡ表現基本一致，大小維持在4～5的范圍以內，偏差較少.說明了當前的電子傳遞效率不高，植物在光合的進程當中電子傳遞受到了抑制，但K2樣地米老排可能相對受抑制較小。

Y（NO）是測定光能是否有損傷的重要指標。4個樣地植物平均Y（NO）的大小在0.66～0.69之間，差異不大但相對較高，說明植物的光化學能量轉換和保護性的調節機制對植物吸收的光能消耗的能力低[12].不利于植物的光合作用，既JK1樣地荷木樣地光合機構的活性降低。

（NPQ）表示植物耗散過剩光能為熱的能力[13]。植物在面對不利的環境條件時，會通過增加光的耗散而降低光抑制程度的能力較強，及時地消耗PsⅡ天線色素吸收的過量光能，減輕過量光能對光合結構的破壞，從而使植物體能保持較高的光合效率，表現出相對較強的環境適應性[14，10]。4個樣地中JK1樣地的木荷NPQ較低，說明它的光合活性以及能量利用較高，而耗散的熱與能量較低，K2樣地米老排的保持較高的光合效率適應性較好。

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