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杜鹃属(Rhododendron)植物大多数树形优美,花大艳丽,具有很高的观赏价值,在世界园艺界占有重要位置。了解杜鹃属植物的生理生态特性及其对环境变化的响应,对杜鹃属植物的保护和开发利用具有重要意义。本论文分别在丽江高山植物园和昆明植物园研究了四种杜鹃的光合特性以及叶片特性,以期认识四种杜鹃光合特性的差异以及季节间的变化,了解杜鹃的环境需求,为制定合理引种栽培策略提供参考依据。主要研究结果如下:
1、在丽江高山植物园的三种杜鹃中,大白花杜鹃的光饱和点最低,光补偿点较高,对强光和弱光利用能力都不强,光适应性最弱。云南杜鹃的光补偿点最低,光饱和点和光合速率相对较高,对弱光或较强的光照均能很好的利用,光照适应范围相对最广,光合适应能力最强。云南杜鹃具有较宽的生态幅,环境适应能力较强。红棕杜鹃光补偿点和光饱和点均为最高,对强光环境的适应性最强。红棕杜鹃位于林冠上层,是群落中的优势种,接受的自然光照强,因而能够很好的适应强光环境。
2、在昆明植物园内种植的大白花杜鹃、云南杜鹃、马缨杜鹃均表现出较高的光饱和点和较低的光补偿点,表明三种杜鹃具有较一致的光适应性,均具有较宽的光照适应范围。
3、4月份,在丽江高山植物园的三种杜鹃中,大白花杜鹃的光合能力最低,且显著低于红棕杜鹃。这可能是因为大白花杜鹃耐旱性较差。7月份,大白花杜鹃、云南杜鹃、红棕杜鹃的光合能力不存在明显的种间差异。在昆明,无论4月还是7月,三种杜鹃的光合能力并未表现出明显的种间差异。这可能是因为在昆明植物园利用浇水等措施使植物受到的环境变换尤其是水分变换影响较小。
4、在不同季节,大白花杜鹃、云南杜鹃和马缨杜鹃的光合能力均表现为干季低于雨季。干季,植物气孔导度较低,导致CO2的吸收和扩散受阻,从而降低了光合速率。然而,红棕杜鹃则在于季表现出更高的光合能力。我们推测,这可能是因为红棕杜鹃对于7月份高温的耐受性比对4月份干旱的耐受性弱,也就是说,相对耐旱性而言,红棕杜鹃的耐热性较差。
5、由于干季低湿,植物通过降低气孔导度以保持水分。然而伴随着气孔的逐步关闭,使C02的吸收和扩散受阻,对其光合作用的气体交换产生不利影响。另一方面,高海拔地区CO2分压低是限制植物光合作用的重要因子。CO2分压随着海拔的升高而降低,在一定的范围内,净光合速率与CO2几乎是成正比的。丽江大白花杜鹃的较低气孔导度会使CO2吸收和扩散受阻,加重了CO2不足对光合作用的限制,从而降低了丽江大白花杜鹃和云南杜鹃的光合速率。
6、常绿杜鹃(大白花杜鹃、红棕杜鹃和马缨杜鹃)表现出较高的LMA,是其叶龄较长,长期收益的表现,而落叶杜鹃(云南杜鹃)较低的LMA,则是其叶龄较短,快速生长的表现。此外,长叶寿命的植物种类以降低NUE为代价,将更多的叶氮投入到细胞壁组织来增加叶片的硬度和抵抗机械损伤。三种常绿杜鹃的LMA较大,叶片较厚,光合氮利用效率较低,而落叶杜鹃的LMA最低,叶片最薄,光合氮利用效率最高。