中荷专家破解植物光合作用与不同光环境关系

中荷专家破解植物光合作用与不同光环境关系研究成果在国际著名杂志《树木生物》上发表 本报昆明6月22日讯(记者王雨宁)植物光合作用对不同光环境的适应长期以来被认为是植物生理生态学家研究的中心内容。中科院西双版纳热带植物园蔡志全助理研究员与该园海外咨询专家、荷兰瓦赫宁庚大学Frans Bongers教授等研究发现，热带森林成年植株的大小与耐荫度成正相关，且单位叶片面积的最大净光合速率与植株的大小也有一定的相关性。他们第一次从不同成年植株大小的木本植物角度对光环境的适应进行了研究，得到同行专家的好评。近日，他们的研究成果发表在国际著名树木生理学杂志《树木生理》(Tree Physiology)2005年第8期上。 专家介绍，在热带森林，植物可分为耐荫种和需光种。在成熟的热带森林，耐荫种占总树种类和个体的85%多，即使在对维持高大植物多样性起重要作用的林窗里，大多数幼苗和树木仍是耐荫种。热带森林里，由不同大小树木组成的森林群落表现出优美而神秘的层次。在长期进化过程中，不同大小树木的形成的利弊有许多有趣的假说，这吸引着众多科研人员破解其中的奥秘。 蔡志全和Frans Bongers教授等人在研究中，选取林下斜基粗叶木(Lasianthus attenuatus)等两种小灌木和热带雨林的“巨人”——望天树(Shorea chinensis)等4种树木的幼苗为材料，从叶片形态解剖、光合生理以及整株的形态和生长等角度系统研究了不同植物间对光环境适应的差异。研究结果表明，小灌木(粗叶木)表现出适应在低光环境里的生存和生长的特点：它们的叶片在低光下的最大捕光能力和强的光斑利用能力。叶片大多数为海绵组织，通过内部光的散射加速林下散射光和远红光的收获，低的叶绿素a/b值有利于提高林下红光的吸收，同时维持光合系统Ⅰ和Ⅱ的能量平衡。从植株的结构来看，粗叶木有下垂的柔软枝条和非重叠的叶片，这有助于避免自遮荫和捕获散射光，并有利于避免林下常常遭受落枝的破坏。当人工模拟林窗后，灌木和树木对光强变化的适应表现出显著的差异，小灌木叶片光化学效率发生了不可逆转的影响，且其光合特性和生长表现出的可塑性极低；而树木的光化学效率表现出可逆的影响，其生理和形态的可塑性较强，但光合特性的影响和恢复速率的趋势与成长植株的大小不一致。 研究结果从机理上解释了该园朱华研究员认为粗叶木属植物不能在受人为严重干扰的森林和次生林中存在的原因，并对“热带森林成年植株的大小反应耐荫度”的精确度提出了质疑。 来源： 科学时报