11.3 讨论

更新于 2026年10月10日 版权声明
11.3 讨论

光、水和土壤环境主要是依赖形态可塑性来获得[1,4],而生命系统对每个生态因子都有一个耐受性范围,在生态幅上都有一个适宜生命活动的最适点。本研究中,酒竹和绿竹在土壤肥力上升的前提下,将拓展生存利用空间以响应氮输入,扩大冠幅和总叶面积可以使光能吸收率和利用效率达到最优化,并与根系数据(RGRr和侧根半径)相对应。2种竹种在可利用环境氮素已经饱和的情况下,各项形态参数均不明显下降,说明酒竹和绿竹对过量施氮并不敏感,即N160仍没有显著偏离满足生命系统生存需求的环境条件[1];在纵向生长上,酒竹和绿竹也表现出开拓立体空间的倾向,使株型更有利于摄取光资源,使构件投入产出效率最优化。

外在形态功能可塑性亦在生理功能上得以体现,酒竹和绿竹各项参数在N80~N120处理下达到最优化;酒竹在N120的氮素施用浓度下表现最优,而绿竹则在N80的氮素施用浓度下表现最优;与绿竹相比,酒竹对氮素有更大的饱和阈值。氮是植物生长过程中最重要的养分限制因子[5],直接影响植物体内叶绿素、可溶性蛋白水平及光合酶类的合成与活性,从而调节光合作用与光呼吸[2,6]。氮肥供应,特别是中等浓度的氮肥供应(N80~N120处理)能显著促进目标竹种光合生理参数(如Pmax、LSP、LCP和φAQY)的上升。Pmax和LSP充分说明了施氮能明显提高酒竹和绿竹幼苗的潜在光合能力;降低植物发生光抑制的可能性和扩大光照强度的响应区域;Rd则随着植株生理代谢功能的上升而上升,即在可利用资源丰富的情况下,物质与能量消耗增加,这与Betzelberger等[6]的研究结论相同,也有研究表明施氮对暗呼吸作用不明显[7],可能是因为土壤水分或者其他因子限制了氮素的利用;而φAQY数据表明了在其他环境因子没有限制的情况下,施氮使叶肉细胞的光合活性和光能利用效率增加[6,8]。虽然各项生理参数在高氮素施用情况下有所下降,但是相对不施氮素(N0)有显著提高,故酒竹和绿竹生理功能可塑性对高氮仍有积极的响应。N40数据则表明2种竹种在低氮素施用下可塑性并不明显,但是根系和φAQY对低氮仍有一定的响应,充分说明了根系和叶片这两大营养器官对氮素利用的敏感性,这与Fernando等[9]和Boucher等[10]的研究类似,直接与可利用资源发生功能性接触的营养器官对环境因子的响应越敏感,而其形态结构特征越能体现环境影响及植物对环境的适应性。

表型可塑性是有机体对环境条件或刺激的最重要的反应特征,这一特征是生物适应的表型基础[11]。对引种和造林而言,某物种如果能在某一类型的生境中定植并且能够产生较高的生物量,说明它在此生境中的适应性较强[1,12,13],这样的植物往往具有较强的繁殖能力。本试验数据表明,相比绿竹而言,酒竹具有较高生物量;此外,酒竹具有较高的SLA,说明其具有较高的资源利用效率和生产力,这也是适应异质生境的一种普遍策略[1,4]。这些结果说明,酒竹能充分利用资源,生态幅较宽,因而也扩展了其可利用的潜在资源。酒竹可通过植株的形态可塑性生长来适应不同的生境。如在优质而且其他杂草较少的生境中,酒竹通过增加侧根半径、茎长和总叶面积,扩大冠幅以及增加分枝数来提高光合效率和增加繁殖成功的概率。

参考文献

[1] RICHARD K.Plant behavior and communication.Ecology Letters, 2008, 11:727-739.

[2] SULTAN S E.What has survived of Darwin’s theory? Phenotypic plasticity and the Neo-Darwinian legacy.Evolutionary Trends in Plants, 1992, 6: 61-71.

[3] 李伟成,周妍,盛海燕,等.毛竹种子萌发及幼苗生长对环境条件的可塑性响应.竹子研究汇刊,2008,27(4): 17-21.

[4] ULLER T.Developmental plasticity and the evolution of parental effects.Trends in Ecology and Evolution, 2008, 23(8): 432-438.

[5] 张建新,方依秋,丁彦芬,等.蕨类植物的叶绿素、光合参数与耐荫性.浙江大学学报(农业与生命科学版),2011,37(4): 413-420.(https://www.daowen.com)

[6] BETZELBERGER A M, GILLESPIE K M, MCGRATH J M, et al.Effects of chronic elevated ozone concentration on antioxidant capacity, photosynthesis and seed yield of 10 soybean cultivars.Plant, Cell & Environment, 2010, 33(9): 1569-1581.

[7] 李扬,黄建辉.库布齐沙漠中甘草对不同水分和养分供应的光合生理响应.植物生态学报,2009,33(6): 1112-1124.

[8] AMY K, VERONICA C, NEAL B, et al.Eco-physiological responses of Schizachyrium scoparium to water and nitrogen manipulations.Great Plains Research, 2006, 16(1): 29-36.

[9] FERNANDO V S.WRIGHT J, LASSO E.Plastic phenotypic response to light of 16 congeneric shrubs from a panamanian rainforest.Ecology, 2000, 81(7): 1925-1936.

[10] BOUCHER J F, PIERRE Y B, HANK A M.Growth and physiological response of eastern white pine seedlings to partial cutting and site preparation.Forest Ecology and Management, 2007, 240(1): 151-164.

[11] NIINEMETS Ü, VALLADARES F, CEULEMANS R, et al.Leaf-level phenotypic variability and plasticity of invasive Rhododendron ponticum and non-invasive Ilex aquifolium cooccurring at two contrasting European sites.Plant, Cell and Environment, 2003, 26(6): 941-956.

[12] BEHERA S K, PANDA R K.Effect of fertilization and irrigation schedule on water and fertilizer solute transport for wheat crop in a sub-humid subtropical region.Agriculture, Ecosystems and Environment, 2009, 130(3): 141-155.

[13] 李伟成,王树东,钟哲科,等.酒竹的个体生长发育规律及其相关模型.林业科学研究,2011,24(6): 713-719.

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