4个样地主要树种叶绿素荧光特性研究

李洁

摘要：以广东省佛山市高明区云勇林场的公益林林地作为研究对象，在林场内选取JK1、JK2样地、Kl和K2样地共4个样地主要树种，测定了林地内树木叶片叶绿素荧光参数，根据观察植物的荧光生理的情况进行了评价。结果表明：JK1样地与JK2样地为针阔混交林样地，JK2样地的米老排比JK1样的荷木混交更具优势。Kl样地和K2样地为阔叶林，K2样地的米老排比Kl样地火力楠更具优势。对比4个样地指标情况，阔叶林比针阔混交林的环境适应性略强，米老排最具有生长优势。

關键词：针阔混交林;阔叶林;叶绿素荧光特性

中图分类号：Q945.11

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）07-0021-04

1 引言

植物叶片的各项荧光参数可用来研究环境对植物的影响，同时也可以为种源与良种选择做参考[1]。不同林分的树种选择可以利用荧光的特性来观察叶片及植物的叶绿素等情况，了解植物的环境适应情况，为树种选择做参考。目前植物荧光特性研究多用于植物盐胁迫[2]、干旱胁迫[3]、低温胁迫[4]等筛选抗旱或者受胁迫的物种.尚未见用于评价生态公益林树种选择的研究。对针阔混交林和阔叶林的树种荧光特性进行研究，可以为生态公益林的树种选择提供参考。

2 样地概况

样地地位于广东省佛山市高明区云勇林场，云勇林场（ 112°40'E，44°43'N）森林面积1928.73 hm2，是佛山市唯一的国有林场。地势属丘陵地带，土壤为花岗岩发育的酸性赤红壤（pH<5），土层深厚而肥沃，年均降雨量2100 mm，主要集中在6～8月，年均相对湿度80%。

本次研究选取林场内4个林地（表1），分别为JK1针阔混交林、JK2针阔混交林样地、Kl阔叶林、K2阔叶林样地，4个样地造林密度为80%～90%，分别于其中没定3个规格为20 m×20 m的调查样地。

3 试验材料及设计

于2016年5月对4个样地进行调查。在样地内进行苗木的测量，测量指标为树木的树高，胸径和冠幅（表2）。在自然条件下选取健康植株的成熟叶使用荧光仪测定荧光参数。

4.2 各样地树种的PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）比较

各样地树种PsⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）顺序为JK2米老排（0.62）>K2样地米老排（0.53）>JK1样地的荷木（0.48）>K1阔叶林火力楠（0.43）（图2），4个样地树种差异显著（P<0.05），JK2样地的米老排最大，而K1样地的火力楠最小。

4.3 各样地树种的PSⅡ实际光量子效率Y（Ⅱ）比较

各样地树种的PsⅡ实际光量子效率Y（Ⅱ）顺序K2样地米老排（0.68）JK2米老排（0.66）>K1样地火力楠（0.64）>JK1样地荷木（0.53）（图3），4个样地树种差异显著（P<0.05），K2的米老排最大，而JK1样地荷木最小。

4.4 各样地树种的表观电子传递效率ETR比较

各样地树种的表观电子传递效率ETR顺序为K2样地米老排（5.10）>JK2样地米老排（4.94）>Kl样地火力楠（4.83）>JK1样地荷木（3.96）（图4），4个样地树种差异显著（P<0.05），K2样地米老排最大，而JK1样地荷木最小。

4.5 各样地树种的非调节性能量耗散Y（NO）比较

各样地树种的非调节性能量耗散Y（NO）顺序为JK1样地荷木（0.702）>K1火力楠（0.673）>JK2样地米老排（0.670）>K2样地米老排（0.664）（图5），4个样地树种，除了JK1样地荷木，其余3个样地差异不显著。

4.6 各样地树种的非光化学猝灭（NPQ）比较

各样地树种的非光化学猝灭（ NPQ）顺序为K2样地米老排（0.28）>JK2米老排（0.27）>K1样地火力楠（0.26）>JK1样地荷木（0.19）（图6），4个样地树种差异显著（P<0.05），K2样地米老排，而JK1样地荷木最小。

5 结论与讨论

叶绿素荧光动力学在植物光能的各种反应具有不一致的作用，被称为测定植物光合作用准确的探针[5]。光合电子传递、叶绿素荧光发射和热耗散，是叶绿素在植物体内吸收光能的三种消耗途径。光合作用的一系列化学反应的变化会引起植物荧光参数相应变化[6]，因此，被作为环境是适应性的一个参考。JK1样地与JK2样地为针阔混交林样地，从两个样地的荧光指标来看，JK2样地的米老排比JK1样的荷木混交更具优势。K1样地和K2样地为阔叶林.从两个样地的荧光指标来看，K2样地的米老排比K1样地火力楠更具优势。对比4各样地指标情况，阔叶林比针阔混交林的环境是适应性略强，米老排最具有生长优势。

Fo、Fv和Fm分别表示叶绿体PsⅡ反应中心完全开放和关闭时的荧光强度以及可参与光化学反应的光能，这3个指标通常被用作评估植物PSⅡ反应中心活性。Fv/Fm表示植物受光抑制的重要指标.是指开放的Psn反应中心的内禀光化学效率[7].用于表征Psn反应中心光能的转化效率[8]。Fv/Fm不受物种和生长条件的影响，但光抑制会引起叶片Fv/Fm发生变化[9]。Fm的数值深受叶片叶绿素含量变化的影响，如若某植物Fm较大则表明其叶片吸收和传递光能的能力较强，PsⅡ电子传递状况较好，植物对环境具有更强适应能力。4个样地平均的叶绿素荧光参数Fv/Fm最大为JK2样地的米老排，Fm最大为K2样地米老排。米老排的光化反应需要光能较多，可以接收到的光能较充足.荧光产量较大，环境适应性较好。

YⅡ表示植物的实际光合效率，是在植物的在光下直接测得，而不经过暗适应阶段。其值大小显示光化学反应消耗的能量比例，可反映PSⅡ反应中心的开放程度[10]。YⅡ荧光信号中的实际光化学量子产量与光合作用过程密切相关[11]，K2样地米老排YⅡ和Fm均为4个样地中最大的，既YⅡ与Fm有着相同变化趋势，叶片的光合特性较好。

ETR的高低，可以反映出电子传递的效率，ETR值大小可用来表达光合能量的传递速率，通过监测其值变化可以得知叶片光合电子传递过程中有没有受到不同程度地潜在损伤或抑制[10]。4个样地的植物平均ETR与YⅡ表现基本一致，大小维持在4～5的范围以内，偏差较少.说明了当前的电子传递效率不高，植物在光合的进程当中电子传递受到了抑制，但K2样地米老排可能相对受抑制较小。

Y（NO）是测定光能是否有损伤的重要指标。4个样地植物平均Y（NO）的大小在0.66～0.69之间，差异不大但相对较高，说明植物的光化学能量转换和保护性的调节机制对植物吸收的光能消耗的能力低[12].不利于植物的光合作用，既JK1样地荷木样地光合机构的活性降低。

（NPQ）表示植物耗散过剩光能为热的能力[13]。植物在面对不利的环境条件时，会通过增加光的耗散而降低光抑制程度的能力较强，及时地消耗PsⅡ天线色素吸收的过量光能，减轻过量光能对光合结构的破坏，从而使植物体能保持较高的光合效率，表现出相对较强的环境适应性[14，10]。4个样地中JK1样地的木荷NPQ较低，说明它的光合活性以及能量利用较高，而耗散的热与能量较低，K2样地米老排的保持较高的光合效率适应性较好。

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