卡麦里山不同坡位花花柴光合日变化特征及其与环境因子关系

摘要

【目的】研究荒漠植物花花柴（Karelinia caspia）光合特性在不同坡位的分异，探究驱动花花柴光合特性分异的要素和机制，为干旱区植被恢复提供参考。【方法】以新疆卡拉麦里山丘陵地带典型沟谷区坡底与坡顶的花花柴个体为研究对象，利用Ll-6400XT便携式光合分析仪，于晴朗天气下连续3 d监测同一沟谷两个坡位6株成龄花花柴9个时段的光合指标(净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、胞间CO₂浓度（C_i）、气孔导度（G_s）、叶面温度（T_l）、叶面蒸汽压亏缺（VPD）)和环境因子(光合有效辐射（PAR）、气温（T_a）、相对湿度（RH）、大气CO₂浓度（C_a）)，用铝盒和环刀法同步测定土壤含水量（SMC）、土壤体积质量（P_b），计算气孔限制值（L_s）、水分利用效率（WUE）和光能利用效率（LUE），并对相关指标进行方差分析、相关分析、回归分析与通径分析，探究以PAR、T_a、C_a、RH、SMC等环境因子和G_s代表的植物内稳性对不同坡位花花柴光合特性的影响机制。【结果】（1）花花柴的生长状况和环境参数、土壤水分和体积质量状况在不同坡位间存在显著差异（P<0.05），表现出明显的分异特征。（2）花花柴P_n、T_r、G_s日动态呈双峰曲线，P_n主、次峰分别出现在10:00、18:00，存在“光合午休”现象，虽坡顶植株的WUE日均值（2.44μmol/mmol）显著高于坡底（2.05μmol/mmol），但LUE日均值在坡位间并无显著差异。（3）不同坡位花花柴的光合参数与环境因子显著相关，其中坡底P_n与PAR、T_a呈显著正相关，与C_a显著呈负相关，而坡顶P_n仅与PAR和C_a显著相关；（4）不同坡位花花柴各环境因子对P_n的决策系数在坡底表现为C_a>PAR>T_a>SMC>RH，在坡顶表现为PAR>C_a>T_a>RH>SMC。【结论】新疆卡拉麦里山丘陵地带典型沟谷区不同坡位花花柴的光合特性受环境因子限制，主要表现为坡位间的PAR、C_a、T_a差异和水分限制下的G_s差异，形成了花花柴光强-土壤水分-气孔导度协同驱动的光合特性坡位分异。

关键词

卡拉麦里山 / 花花柴 / 光合特性 / 坡位 / 环境因子