Page 100 - 《广西植物》2025年第8期

１ ４ ６ ６ 广 西 植 物 ４５ 卷
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｕｎｄｅｒ ｗａｒｍｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｒｅｍａｉｎ ｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｓｔｕｄｉｅｄ. Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ
ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ Ｑｕｅｒｃｕｓ ｌｉａｏｔｕｎｇｅｎｓｉｓꎬ Ｑ. ｃｏｃｃｉｎｅａꎬ ａｎｄ Ｑ. ｒｕｂｒａꎬ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ
ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｔ ｂｏｔｈ ｃａｎｏｐｙ ａｎｄ ｌｅａｆ ｌｅｖｅｌｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ
ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｉｎ ｈｉｇｈ￣ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ
ｔｈｒｅｅ Ｑｕｅｒｃｕｓ ｓｐｅｃｉｅｓꎬ ｗｈｉｃｈ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｉｍｐａｃｔｅｄ ｔｈｅｉｒ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ. (２) Ａｔ ｔｈｅ ｃａｎｏｐｙ ｌｅｖｅｌꎬ Ｑ.
ｌｉａｏｔｕｎｇｅｎｓｉｓ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ｓｔｒｏｎｇｅｒ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｙ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｒｏｂｕｓｔ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｔｓ
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ. (３) Ａｔ ｔｈｅ ｌｅａｆ ｌｅｖｅｌꎬ ｉｔｓ ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍⅡ(ＰＳⅡ) ｓｈｏｗｅｄ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｇｒｅａｔｅｒ
ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｈａｉｎ ｆｒｏｍ ＰＳ Ⅱ ｔｏ ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍⅠ( ＰＳⅠ). Ｉｎ
ｃｏｎｔｒａｓｔꎬ Ｑ. ｃｏｃｃｉｎｅａ ａｎｄ Ｑ. ｒｕｂｒａ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｗｅａｋｅｒ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ ｔｏ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬ
ｗｉｔｈ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｅｃｌｉｎｅｓ ｉｎ ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｕｎｄｅｒ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ. Ｏｖｅｒａｌｌꎬ ｔｈｅ ｈｉｇｈ￣ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ Ｑｕｅｒｃｕｓ ｓｐｅｃｉｅｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅｉｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙꎬ
ｔｈｅｒｅｂｙ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆｆｅｒｓ ａ ｎｏｖｅｌ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｏｎ ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ
ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ Ｑｕｅｒｃｕｓ ｓｐｅｃｉｅｓ ｕｎｄｅｒ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅꎬ ｅｍｐｈａｓｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｒｏｌｅ ｏｆ
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｉｎ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｅ ｆｏｒｅｓｔ
ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｆｏｒｅｓｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｑｕｅｒｃｕｓ ｌｉａｏｔｕｎｇｅｎｓｉｓꎬ Ｑｕｅｒｃｕｓ ｃｏｃｃｉｎｅａꎬ Ｑｕｅｒｃｕｓ ｒｕｂｒａꎬ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅꎬ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍꎬ ｈｉｇｈ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ

目前ꎬ气候变化已对全球森林生态系统产生 理 过 程 及 植 物 总 初 级 生 产 力 等 群 落 指 标
深远影响ꎬ其导致的极端高温事件频率和强度正 (Ｍｏｈａｍｍｅｄ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９ꎻ Ｚｈａｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２ꎻ Ｃｈｅｎ ｅｔ
不断增加(Ｂａｓｔｉｅｎ￣Ｏｌｖｅｒａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２４)ꎮ 而高温胁 ａｌ.ꎬ ２０２２ꎻ Ｇｕｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２４)ꎬ监测光合作用的动态
迫不仅 直 接 影 响 植 物 的 生 理 功 能 ( Ｓａｔｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ 变化ꎮ 因此ꎬ若利用星载 ＳＩＦ 技术对不同栎类分布
２００１)ꎬ还可能导致植物分布格局的变化( Ｌｉａｎｇ ｅｔ 区群落冠层的光合能力进行评估ꎬ不仅能揭示环境
ａｌ.ꎬ ２０１８ꎻ 陆双飞等ꎬ ２０２０ꎻ Ｂａａｔｈ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎮ 温度变化对栎类树种分布的潜在影响ꎬ而且还可以
前人已发现ꎬ在温带森林中ꎬ气候变化引起的高温 为气候变化下的森林管理提供数据支持ꎮ
可导致植物光合系统温度适应性发生变化ꎬ这将 冠层数据反映的光合作用信息涵盖了整个区
成为影响植物生态功能和分布的重要因素( Ｈｕａｎｇ 域内的 植 物 群 落ꎬ 受 到 树 种 组 成 等 因 素 的 影 响
ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０ꎻ Ｍａｃｈｉｎｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１ )ꎮ 栎 类 (Ｗｉｌｌｉａｍｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１ꎻ Ｃｒｏｕｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎮ 因此ꎬ
(Ｑｕｅｒｃｕｓ)树种作为温带森林的关键建群树种ꎬ其 需要通过叶片层面的进一步验证ꎬ更精准地分析得
光合系统对高温环境的适应能力ꎬ对其未来的地 出光合系统的高温响应机制ꎮ 通过快速叶绿素荧
理分布格局变动至关重要ꎮ 在气候变化背景下ꎬ 光诱导动力学测试和 ＪＩＰ￣ｔｅｓｔ 分析技术ꎬ能够观察叶
研究栎类光合系统温度适应性ꎬ有助于揭示其与 片层面 ＰＳ Ⅱ的各参数变化ꎬ分析光合系统在高温
分布规律的内在关系ꎬ为预测未来气候条件下温 下的适应策略(仝培江等ꎬ２０２１)ꎮ 目前ꎬ已有研究
带森林生态系统的演替提供理论依据ꎮ 人员利用这一手段ꎬ检测高温条件下植物ＰＳ Ⅱ的电
高温通常会导致植物光合效率下降ꎮ 已有研 子传递效率ꎬ来确定光合机构的稳定性(Ｌｉｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ
究表明ꎬ高温胁迫会抑制植物光合机构的核心组成 ２０１３ꎻ Ｐｅｌｔｉｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎮ 还有研究表明ꎬ高温胁
部分———光系统Ⅱ(ｐｈｏｔｏｓｙｓｔｅｍ Ⅱꎬ ＰＳ Ⅱ) 的光化 迫会破坏 ＰＳ Ⅱ反应中心的电子传递链ꎬ进而影响
学活 性ꎬ 进 而 影 响 光 合 效 率 ( Ｙａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１ꎻ 植物的光合作用(Ｂａｒｎａｂáｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００８ꎻ Ｔａｋａｈａｓｈｉ
Ｔｅｓｋｅｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)ꎮ 在森林冠层层面ꎬ研究人员利 ＆ Ｍｕｒａｔａꎬ ２００８)ꎮ 这些方法为我们揭示植物如何
用 星 载 日 光 诱 导 叶 绿 素 荧 光 ( ｓｕｎ￣ｉｎｄｕｃｅｄ 在高温环境下维持光合作用的运行提供技术支持ꎮ
ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅꎬ ＳＩＦ)技术捕捉群落冠层 ＰＳ 辽 东 栎 ( Ｑｕｅｒｃｕｓ ｌｉａｏｔｕｎｇｅｎｓｉｓ)、 猩 红 栎 ( Ｑ.
Ⅱ的荧光信号ꎬ实时获取区域内光合作用光反应的 ｃｏｃｃｉｎｅａ)和北美红栎(Ｑ. ｒｕｂｒａ)是温带主要建群栎
信息ꎬ以评估森林冠层植被物候、碳循环动态、光生 类树种ꎬ其地理分布存在明显的纬度差异( 王世雄