Page 42 - 《广西植物》2023年第9期

１ ５ ９ ０ 广 西 植 物 ４３ 卷
叶寿命更短(Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７ꎻＰａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎮ (Ｒｅｉｃｈ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００４)ꎮ 较低的温度会限制叶片的
这些研究为了解湿地植物经济性状提供了重要基 扩展ꎬ 导 致 较 小、 较 厚 的 叶 片 和 较 高 的 比 叶 重
础ꎬ但是湿地植物的经济性状如何适应气候环境 (Ｇｅｎｔｉｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎮ 相反ꎬ也有研究发现增温
变化尚不明确ꎮ 显著增加了植物比叶重而降低了植物叶片氮含量
作为全球气候变化的重要环境因子之一ꎬ不 (祁秋艳等ꎬ２０１２)ꎮ 此外ꎬ植物对增温的响应有一
断增加的 ＣＯ 浓度对植物的经济性状产生了深远 定的有效幅度ꎬ适度增温能提高植物的光合能力ꎬ
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影响ꎮ 光合作用则是植物对高 ＣＯ 浓度响应最敏 但环境温度超过植物最适生长温度范围时ꎬ温度
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感的指标之一ꎮ 短期大气 ＣＯ 浓度升高通常会增 升高将会对植物光合作用产生抑制作用( 高文娟
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强植物的光合能力( 许俊萍等ꎬ２０１６ꎻ金殿玉等ꎬ 等ꎬ２０１０)ꎮ 针对不同的植物类群往往会得到不同
２０２２)ꎻ而长期暴露在高 ＣＯ 浓度环境下的植物光 的研究结果ꎬ反映了植物对温度变化的不同响应
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合作用则可能回落到正常 ＣＯ 浓度时的水平ꎬ甚至 策略ꎮ 温度和 ＣＯ 浓度都是影响植物性状和功能
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发生下调( 王晓等ꎬ２０２１)ꎬ这种现象被称为“ 光合 的关键变量ꎮ 由于二者之间相互伴随ꎬ并且 ＣＯ 浓
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下调”(程杰山等ꎬ２０１４ꎻＴｏｂｉｔａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎻ也有 度升高影响着全球所有温度范围内的生物群落ꎬ
研究发现大气 ＣＯ 浓度增加并未对植物的净光合 因此温度和 ＣＯ 浓度交互作用对植物碳平衡、光合
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速率产生显著影响( 郑云普等ꎬ２０１９)ꎮ 大气 ＣＯ 生长及生物量积累等方面的影响也是全球生态学
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浓度的升高同时会致使植物其他经济性状的变 研究的热点(Ｇａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)ꎮ 有研究发现ꎬ温度
化ꎮ 较高的 ＣＯ 浓度导致气孔的张开度缩小ꎬ降低 升高总体上对湿地植物产生不利影响ꎬ而 ＣＯ 浓度
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植物的气孔导度和单位叶面积的蒸腾速率ꎬ提高 升高却 可 以 增 加 湿 地 植 物 的 光 合 速 率 ( Ｓｈｏｒｔ ｅｔ
植物的水分利用效率(蒋跃林等ꎬ２００６ꎻ金奖铁等ꎬ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎮ 也有研究认为温度和 ＣＯ 浓度升高的
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２０１９)ꎮ ＣＯ 浓度升高也会增加植物的比叶重ꎬ并 交互作用有协同促进作用( 马娉等ꎬ２０２０)ꎮ 增温
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且使植物体内氮、磷等矿质养分含量降低( 金奖铁 和 ＣＯ 浓度倍增的交互作用使白令海峡浮游植物
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等ꎬ２０１９ꎻＬｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)ꎮ 可见ꎬ大气 ＣＯ 浓度升 群落的最大生物量和标准化光合速率分别增加了
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高可以通过影响植物的比叶重、气孔形态和敏感 ２.６ 倍和 ３.５ 倍ꎬ并且使植物群落组成由硅藻类逐
度、元素含量等性状ꎬ进而影响植物的光合生理和 渐改变为微型浮游植物( Ｈａｒｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００７)ꎮ 而
其他生态功能ꎬ这些影响均存在种间差异( 蒋跃林 Ｌｏｐｅｓ 等(２０１８) 对亚马孙流域大型水生植物溪边
等ꎬ２００６ꎻ金奖铁等ꎬ２０１９ꎻ金殿玉等ꎬ２０２２)ꎬ且在 芋(Ｍｏｎｔｒｉｃｈａｒｄｉａ ａｒｂｏｒｅｓｃｅｎｓ) 的研究又发现ꎬ增温
不同生态系统中的影响程度也不同ꎮ 温度是影响 和 ＣＯ 浓度升高的交互作用使溪边芋的光合碳同
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植物经济性状变化的另一关键因素ꎮ 石福孙等 化能力及生物量均显著下降ꎮ 当前研究模拟增温
(２００９)对川西北高寒草甸的两种植物研究发现ꎬ 与 ＣＯ 浓度升高对植物性状影响的交互作用已有
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增温 不 同 程 度 地 增 加 了 单 子 叶 草 本 植 物 发 草 不少报道ꎬ虽然未得出一致的结论ꎬ但这些研究仍
(Ｄｅｓｃｈａｍｐｓｉａ ｃａｅｓｐｉｔｏｓａ)的净光合速率、气孔导度、 然具有较高的参考价值ꎮ
蒸腾速率和胞间 ＣＯ 浓度ꎬ却使双子叶草本植物遏 根据以上研究背景ꎬ本研究围绕湿地植物对
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蓝菜( Ｔｈｌａｓｐｉ ａｒｖｅｎｓｅ) 的净光合速率、气孔导度和 气候变化的响应这一科学问题ꎬ从叶经济学角度
蒸腾速率都显著降低ꎮ Ｘｕ 等(２０１８) 对典型湿地 探讨了湿地植物叶经济性状对增温和 ＣＯ 浓度升
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植物水葱和香蒲的光合能力响应短期增温的研究 高的响应策略ꎮ 以湿地典型广布植物水葱( Ｓｃｉｒｐｕｓ
发现ꎬ温度升高显著提高了水葱的光合速率ꎬ而对 ｖａｌｉｄｕｓ)和香蒲(Ｔｙｐｈａ ｏｒｉｅｎｔａｌｉｓ) 为研究对象ꎬ根据

香蒲的光合速率无显著影响ꎮ 在一项对全球２ ５００ ＩＰＣＣ 预测的 ＣＯ 浓度和温度未来变化趋势ꎬ采用
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多种植物的研究中发现ꎬ气温越高、太阳辐射越强 闭合式人工控制气候模拟实验系统进行模拟增温
的地方ꎬ植物比叶重和叶氮含量越高ꎬ叶寿命越 ２ ℃ 和 ＣＯ 浓度倍增的控制实验ꎮ 通过观测模拟
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短ꎬ光合能力越弱( Ｗｒｉｇｈｔ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００５)ꎮ 而另一 增温和 ＣＯ 浓度倍增处理下水葱和香蒲的叶经济
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项对全球 ４５２ 个地点 １ ２８０ 多种植物的观察比较 性状的变化情况ꎬ拟探讨:(１) 湿地植物水葱和香
结果显示ꎬ越靠近赤道ꎬ即随着温度的增高和生长 蒲的叶经济性状对增温和 ＣＯ 浓度倍增有怎样的
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季的 延 长ꎬ 叶 片 氮、 磷 含 量 减 少ꎬ 氮 磷 比 增 加 响应趋势ꎻ(２) 在响应增温和 ＣＯ 浓度倍增过程
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