Page 137 - 《广西植物》2023年第3期

３ 期 庞世龙等: 桂西南岩溶区八种适生植物光合性状的变异与关联 ５ ３ ７

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｋａｒｓｔ ｐｌａｎｔꎬ ｔｈｅ ｌｅａｆ ｐｈｏｔｏｓｙｔｈｅｔｉｃ
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｅｉｇｈｔ ｋａｒｓｔ ａｄａｐｔａｂｌｅ ｐｌａｎｔｓ ｉｎ Ｐｉｎｇｇｕｏ Ｃｉｔｙꎬ Ｇｕａｎｇｘｉ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄꎬ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｎｅｔ
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒａｔｅ (Ｐ )ꎬ ｓｔｏｍａｔａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ (Ｇ )ꎬ ｉｎｔｅｒｃｅｌｌｕｌａｒ ＣＯ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ (Ｃ )ꎬ ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ (Ｔ )ꎬ
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ｗａｔｅｒ ｕｓｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ( ＷＵＥ ) ａｎｄ ｓｔｏｍａｔａｌ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ ( Ｌ )ꎬ ｂｙ ｕｓｉｎｇ Ｌｉ￣６４００ＸＴ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
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ｓｙｓｔｅｍ. Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓꎬ ｓｕｃｈ ａｓ Ｐｅａｒｓｏｎ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ( ＰＣＡ )ꎬ ａｎｄ
ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎａｌ ｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｖａｒｉａｎｃｅ ( ＰＥＲＭＡＮＯＶＡ) ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ
ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｓｉｘ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｈａｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈｉｎ ａｎｄ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｐｅｃｉｅｓꎬ ａｎｄ ａｌｌ ｔｈｅ ｉｎｔｒａｓｐｅｃｉｆｉｃ
ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃ. (２) Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｇ ａｎｄ Ｔ ｍａｉｎｌｙ ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃ ｖａｒｉａｔｉｏｎ
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(４６.７２％ － ４９.７６％)ꎬ ｗｈｉｌｅ ｔｈａｔ ｏｆ Ｐ ꎬ Ｃ ꎬ ＷＵＥ ａｎｄ Ｌ ｍａｉｎｌｙ ｆｒｏｍ ｉｎｔｒａｓｐｅｃｉｆｉｃ ｖａｒｉａｔｉｏｎ (４８.６６％ － ６４.５０％). Ａｔ
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ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｆｏｒｍ ｌｅｖｅｌꎬ ｔｈｅ ｉｎｔｒａｓｐｅｃｉｆｉｃ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｐ ꎬ Ｇ ａｎｄ Ｔ ｏｆ ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ ｐｌａｎｔｓ ｗｅｒｅ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｄｅｃｉｄｕｏｕｓ
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ｐｌａｎｔｓꎬ ｂｕｔ ｔｈｅ ｉｎｔｒａｓｐｅｃｉｆｉｃ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ ꎬ ＷＵＥ ａｎｄ Ｌ ｏｆ ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ ｐｌａｎｔｓ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ. (３) Ｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃ ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ
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ａｌｌ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｄｅｃｉｄｕｏｕｓ ｐｌａｎｔｓ ｗｅｒｅ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ ｐｌａｎｔｓ. (４) Ｇ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｗａｓ ｔｈｅ ｇｒｅａｔｅｓｔ ｂｏｔｈ
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ａｔ ｔｈｅ ｉｎｔｒａｓｐｅｃｉｆｉｃ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃ ｌｅｖｅｌｓꎬ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ Ｔ ａｎｄ Ｐ ꎬ ｔｈｅｎ Ｌ ａｎｄ ＷＵＥꎬ ａｎｄ Ｃ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｔｈｅ
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ｌｅａｓｔ. Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ ａｍｏｎｇ Ｐ ꎬ Ｇ ａｎｄ Ｔ ( Ｐ < ０. ０１). Ｌ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ
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ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ＷＵＥ (Ｐ<０.０５)ꎬ ｂｕｔ ｎｅｇａｔｉｖｅｌｙ ｗｉｔｈ Ｇ ａｎｄ Ｃ (Ｐ<０.０５). Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ ａｍｏｎｇ ｔｈｅｓｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ
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ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｌｏｂａｌ ｓｃａｌｅꎬ ｗｈｉｃｈ ｒｅｆｌｅｃｔｓ ｔｈｅ ｄｉｖｅｒｓｅ ｔｒａｄｅ￣ｏｆｆ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｏｆ ｐｌａｎｔｓ ｔｏ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｌｓｏ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｌｅａｆ ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ ｓｐｅｃｔｒｕｍ (ＬＥＳ) ｏｆ ｋａｒｓｔ ｐｌａｎｔ. (５) Ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ ｐｌａｎｔｓ
ｗｅｒｅ ｌｏｃａｔｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｓｌｏｗ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ￣ｒｅｔｕｒｎ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ＬＥＳ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ Ｌ ꎬ ＷＵＥ ａｎｄ ｌｏｗ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ Ｇ ꎬ Ｔ ꎬ Ｃ ａｎｄ
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Ｐ . Ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒａｒｙꎬ ｄｅｃｉｄｕｏｕｓ ｐｌａｎｔｓ ｗｅｒｅ ｌｏｃａｔｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｑｕｉｃｋ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ￣ｒｅｔｕｒｎ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ＬＥＳ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｖａｌｕｅ ｏｆ ＷＵＥ
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ａｎｄ ｈｉｇｈ ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｐ ａｎｄ Ｔ . Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｒｅｆｌｅｃｔ ｋａｒｓｔ ｐｌａｎｔ ａｄａｐｔ ｔｏ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ
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ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｂｙ ｔｒａｄｅ￣ｏｆｆｓ ｏｒ ｃｏ￣ｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｓ ａｍｏｎｇ ｔｒａｉｔｓꎬ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ａｄａｐｔｉｖｅ ｔｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｎｄ
ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｋａｒｓｔ ａｒｅａ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｔｒａｉｔｓꎬ ｉｎｔｒａｓｐｅｃｉｆｉｃ ｖａｒｉａｔｉｏｎꎬ ｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃ ｖａｒｉａｔｉｏｎꎬ ｌｅａｆ ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ ｓｐｅｃｔｒｕｍꎬ ｋａｒｓｔ
光合作用是植物吸收光能转化为化学能的过 ｓｐｅｃｔｒｕｍꎬ ＬＥＳ)的提出ꎬ为生态学研究提供了新的
程ꎬ是植物干物质积累和新陈代谢最重要的生理 理论 与 方 法 ( Ｓａｋｓｃｈｅｗｓｋｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５ꎻ 宋 贺 等ꎻ
过程ꎬ对实现自然界能量转换ꎬ维持大气碳－氧平 ２０１６)ꎬ也为更好地理解植物对气候变化的适应机
衡具有重要意义( 潘业兴和王帅ꎬ ２０１６)ꎮ 光合作 制提供了科学依据ꎮ ＬＥＳ 是一系列相互联系、协
用既受叶片自身性状的影响ꎬ又与光照、温度、湿 同变化的性状组合ꎬ同时量化了一系列连续变化
度、ＣＯ 浓度以及水分等外界环境因子密切相关ꎬ 的植物资源权衡策略ꎮ ＬＥＳ 的一端是“ 快速投资－
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不同的环境因子会表现出不同的生态适应性和适 收益”型物种ꎬ而另一端是“ 缓慢投资－收益” 型物
应机制 ( Ｒｏｂｅｒｔ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００７ꎻ 池 永 宽 等ꎬ ２０１４)ꎮ 种ꎬ其间 是 二 者 的 过 渡 梯 度 类 型 ( Ｗｒｉｇｈｔ ｅｔ ａｌ.ꎬ
在植物生理生态学研究中ꎬ叶片光合生理一直备 ２００４ꎻ 陈莹 婷 和 许 振 柱ꎬ ２０１４ꎻ 金 鹰 和 王 传 宽ꎬ
受关注(曹生奎等ꎬ ２０１２ꎻ 谭代军等ꎬ ２０１９)ꎮ ２０１５)ꎮ 此后ꎬ在全球范围内有关 ＬＥＳ 的研究相继
近年来ꎬ气候变化对全球生态系统和生物多 展开ꎬ虽然从不同尺度、不同分类群、不同生态系
样性造成的一系列负面或潜在影响已引起全社会 统利 用 不 同 性 状 指 标 验 证 了 ＬＥＳ 的 普 遍 存 在
的密切关注( 王常顺和汪诗平ꎬ ２０１５)ꎮ 叶片性状 ( Ｓａｋｓｃｈｅｗｓｋｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５ꎻ Ａｓｎｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６ꎻ
对气候变化极为敏感ꎬ能够较为准确地反映植物 Ｚｉｒｂｅｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７ꎻ 朱济友等ꎬ ２０１８)ꎬ但也有一些
对气 候 变 化 的 响 应 与 适 应 机 制 ( Ｓｃｏｆｆｏｎｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ 研究 报 道 了 与 ＬＥＳ 存 在 差 异 或 矛 盾 的 结 果
２０１１ꎻ 肖迪等ꎬ ２０１６)ꎮ 因此ꎬ以叶片为研究对象ꎬ (Ｍｅｓｓｉｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎮ ＬＥＳ 理论的检验与应用仍
国内外众多生态学者进行了大量研究( Ｗｒｉｇｈｔ ｅｔ 需更多验证ꎮ 在中国 ＬＥＳ 的研究仍然存在较大空
ａｌ.ꎬ ２００４ꎻ Ｒｅａｄ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１４ꎻ 荀彦涵等ꎬ ２０２０ꎻ 庞 缺ꎬ尤其对极端和特殊生境的研究相对有限ꎮ
世龙等ꎬ ２０２１ａ)ꎮ 其中ꎬ叶经济谱( ｌｅａｆ ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ 中国 西 南 岩 溶 区 碳 酸 盐 岩 出 露 面 积 ５４ 万