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由于焚风效应和封闭地形导致的大气局部环流,我国西南干热河谷地区具有高温、强光和干旱的气候特征,发育形成典型的稀树灌丛植被,蕴藏着抗逆性强的植物类群。然而,目前尚缺乏对干热河谷木本植物的水力结构和光合水分关系的系统研究。因此,对这些木本植物的光合水分关系对极端干热生境的生态适应性尚不清楚。 本论文基于元江干热河谷木本植物,研究不同功能群水力结构与光合水分关系;测定了光合水分关系的日间动态特征;比较了藤本和伴生树木在水分传导和光化学效率的差异;检测常绿植物在干旱胁迫条件下的生理指标变化;比较不同生活型植物的光合水分关系对干旱的适应性差异。主要的结果显示: (1)落叶植物具有更高的水分传导效率和光合能力;而常绿树种具有更高的抗气穴化能力。同时,水力传导效率和干旱耐受性存在权衡关系,水分传导效率和光合能力之间存在功能协助关系。 (2)研究的大部分植物叶片气孔导度对高的饱和水汽压差引起的气穴化比较敏感,雨季正午或午后叶片的气孔导度都有不同程度的下降,保障日间叶片维持较高的水力安全阈值并保障植物体内的水分平衡。 (3)藤本植物土蜜藤(Bridelia stipularis)比伴生树木宿萼木Strophioblachiafimbricalyx)具有更高的水力导度和更高的光化学效率和光呼吸速率,为藤本植物比伴生树种更高的潜在生长优势提供了直接的证据。 (4)季节性干旱使白皮乌口树(Tarenna depauperata)的叶片水分传导能力、光合能力和光能吸收率下降,使PSⅡ的活性受到光抑制;同时,干旱条件下热耗散的增强和减少通过细胞色素b6/f复合体的线性电子传递,从而保护PSⅠ和PSⅡ活性。 (5)半附生的斜叶榕(Ficus tinctoria)比地生的聚果榕(Ficus racemosa)叶片的渗透调节更强。环式电子传递的激发和非光化学淬灭的增强有效保护了两种榕树的PSⅠ和PSⅡ,地生的聚果榕这两种保护机制更发达。 研究结果表明:干热河谷木本植物进化出适应极端干热生境的水力结构、功能性状和生态适应性;植物形成生理生态调节机制应对日间和季节性干旱;环境选择的压力下形成的不同生活型植物,其水分传导效率、光化学效率、光系统的稳定性都存在一定程度的异质性。本研究论文从植物的水力结构、水分关系、气孔调节、光合电子传递、光能耗散机制等方面,从不同层次阐述了元江干热河谷木本植物对干旱环境条件的生态适应性,为元江干热河谷木本植物水力适应机制提供了系统的解释。