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西南树平藓和阿萨羽苔对环境变化的响应及其生物指示作用
Alternative TitleResponse of Homaliodendron montagneanum and Plagiochila assamica to Environmental Change and Their Biological Indication
刘涛
Subtype硕士
Thesis Advisor刘文耀
2017-05
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral北京
Degree Discipline生物工程
Keyword附生苔藓 重金属胁迫 干旱 光合特性 健康状况 生物指示
Abstract随着全球变化和人类活动的不断加剧,自然生态系统和人类的生存空间正不断遭到破坏,探讨生物的指示作用,及其在环境监测中的应用已成为目前全球变化与大气污染防治研究等热点领域的重要内容之一。苔藓植物作为一种优良的指示植物,被广泛应用于大气污染和气候变化的指示和监测工作中。本文以云南亚热带山地森林中优势附生苔藓植物西南树平藓(Homaliodendron montagneanum)、阿萨羽苔(Plagiochila assamica)为实验材料,研究重金属Pb2、Zn2胁迫和水分胁迫对附生苔藓的生长健康状况、光合生理特性等方面的影响,揭示附生苔藓植物对环境胁迫的响应机制,为利用这两种苔藓对该区域的气候变化和大气污染进行监测提供科学依据。通过本项实验工作,得到以下主要结果:
(1)Pb2、Zn2以及二者复合胁迫会对西南树平藓和阿萨羽苔的健康产生一定的危害,危害程度与重金属胁迫浓度和胁迫时间呈正相关。重金属浓度越高,胁迫时间越长,苔藓黄化越明显,高浓度胁迫后期甚至导致死亡。
(2)低浓度重金属胁迫下,西南树平藓和阿萨羽苔的叶绿素含量随胁迫时间延长降幅较小,而高浓度胁迫时二者的叶绿素含量则显著下降。西南树平藓的叶绿素含量在高浓度Pb2胁迫下降幅最为明显,而阿萨羽苔的叶绿素含量在高浓度Zn2胁迫下降幅最为明显。
(3)重金属胁迫对附生苔藓光合生理的影响十分强烈。在Pb2、Zn2以及二者复合胁迫下西南树平藓和阿萨羽苔的最大光化学效率(Fv/Fm)、天线效率(Fv'/Fm')、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)、光合电子传递速率(ETR)的下降程度随胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长不断加大。而随着胁迫时间的延长,低浓度Pb2、Zn2以及二者复合胁迫下,西南树平藓和阿萨羽苔的非光化学淬灭系数(NPQ)呈持续上升或先升后降的变化趋势,但在高浓度下均呈持续下降趋势。
(4)研究表明西南树平藓和阿萨羽苔的持水能力均较差,当暴露在湿度较低的大气中时,均会在2小时内失去大部分的水分。阿萨羽苔的饱和含水量较高但失水达到恒重时的含水量较西南树平藓要低。附生苔藓植物的光合作用对水分胁迫的响应十分敏感,随着含水量的降低,其净光合速率不断下降。这两种苔藓均具有较低的光饱和点(116.9 μmol·m-2·s-1,125.4 μmol·m-2·s-1)和光补偿点(5.3μmol·m-2·s-1,5.4 μmol·m-2·s-1)。低的光饱和点和光补偿点意味着这两种苔藓植物对于低光环境具有较强的适应性。
(5)附生苔藓植物的最大光化学效率(Fv/Fm)对含水量的响应存在含水量阈值,在阈值范围内失水,对Fv/Fm的影响不明显,低于含水量阈值后,Fv/Fm就会急剧下降。
以上实验研究结果表明,这两种附生苔藓植物的形态和光合生理指标对重金属胁迫和水分胁迫具有较高的敏感性,能够作为指示种用来监测和指示大气污染和气候变化状况。
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.xtbg.org.cn/handle/353005/10540
Collection西双版纳热带植物园毕业生学位论文
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GB/T 7714
刘涛. 西南树平藓和阿萨羽苔对环境变化的响应及其生物指示作用[D]. 北京. 中国科学院大学,2017.
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