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鼎湖山国家自然保护区地处南亚热带,蕨类植物资源十分丰富。研究发现,蕨类植物在维系森林生态系统结构和功能中扮演重要角色,比如有的蕨类植物抢先在被子植物前占据开放的生境而成为先锋物种。但是,全球变化背景下一些植物赖于生存的原生环境逐渐消失,可能造成包括蕨类在内的部分植物面临着生存危机。为了探讨在全球变化下,蕨类植物的响应和适应策略,我们进行了如下研究:(1)对比鼎湖山不同生境(阳生vs阴生)的16种蕨类植物叶片功能性状的差异。(2)比较不同生境的各3种优势蕨类植物(阳生vs阴生)对干旱胁迫响应的异同。拟解决如下科学问题:(1)能否利用传统的叶片-成本收益法和系谱分析法比较不同生境的蕨类植物的叶片功能性状之间的差异(2)不同生境的蕨类植物在干旱胁迫下的响应有何不同,复水之后其光合特征和水分关系能否恢复的干旱胁迫前的状况。主要研究结果如下:
1、不同生境的蕨类植物叶片功能性状的差异与阴生生境下的蕨类相比,阳生生境的蕨类具有较高的光合速率、氮磷利用效率、长期水分利用效率、膨压丧失点及较短的偿还时间和较低的叶片中午水势。与阴生蕨类植物相反,阳生蕨类植物的安全系数为负值。
2、不同生境的蕨类植物的系谱分析在所测定的叶片性状中,单位干重的构建消耗和偿还时间具有相对较强的进化信号,说明不同生境的蕨类植物的这两个叶片特征的系统发育具有一定的保守性。
3、不同生境的蕨类植物对干旱胁迫响应在室内模拟干旱条件下,与阳生蕨类植物相比,阴生蕨类植物能忍耐更长时间的干旱胁迫,但是,阳生蕨类和阴生蕨类在复水之后其光合特征和水分关系基本上都可以恢复到干旱胁迫前的状况。