煤矸石矿山植物光合生理对基质改良的响应与种间差异

摘要

为探究植物光合生理对矿山基质改良的响应机制，筛选适宜的修复植物与改良措施，本研究以广东省四望嶂煤矿废弃地为对象，选取望江南、山毛豆、台湾相思、猪屎豆四种豆科植物，设置原土（CK）、原土+肥（OF）、客土+肥（SF）三种处理，测定和分析其光合生理参数。结果显示植物种类、基质类型及其交互作用对净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO₂浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）均具有极显著影响（P<0.001）;原土中，Pn由低到高依次为望江南、山毛豆、台湾相思和猪屎豆，Gs和Tr由低到高依次为望江南、猪屎豆、台湾相思和山毛豆，山毛豆与台湾相思在原土中通过高Gs、高Tr的“奢侈耗水”策略维持生长；原土+肥处理，望江南、山毛豆、台湾相思和猪屎豆Pn均为最高，分别为3.807、3.423、4.951和9.901μmol·m^-2·s^-1,相对于原土分别提升276.90%、8.70%、1.10%、22.70%,基质改良后猪屎豆光合碳固定速率最高，望江南虽然提升最大，但光合碳固定速率仍最低；原土+肥处理蒸腾速率分别下降53.70%、75.10%、66.70%和36.50%,水分利用效率望江南最高，其次为猪屎豆。研究表明矿山生态修复需遵循植物功能与基质的精准适配原则，建议采用原位施肥改良并配套选择高碳固定植物猪屎豆，以提升植被恢复的碳固定功能。

关键词

光合生理 / 基质改良 / 植物种类 / 交互作用 / 矿山生态修复

基金资助

广东省普通高校创新团队项目(2024KCXTD078); 广东省哲学社会科学规划项目(GD26YYJ60)