紫茎泽兰的CO交换特性

紫茎泽兰是一种外来入侵有害植物,从CO2交换特性角度研究其入侵特性的报道较少。对其生殖器官(花和果)和营养器官(茎杆和根系和不同生长条件下的叶片)气体交换特性进行了测定,并与8种本地种和已报到的世界主要草本和木本植物的光合速率、呼吸速率进行了对比。在结果中观察到,不同叶片的净光合能力和呼吸速率差异较大,同一茎杆不同叶片、不同年龄株丛和同一株丛不同年龄分株上叶片、不同生境内嫩叶、成叶和老叶、不同长度节间上生长叶片以及基生叶和顶生叶光合能力都受到气孔限制和非气孔限制(羧化能力)的影响,但不同叶片所受的限制程度不同。综合来看,最大叶片净光合速率为17.6μmol·m-2s-1,分布最集中的区域为1115μmol·m-2s-1,占所有观测值的50%,而叶片暗呼吸速率70%以上的观测结果在13μmol·m-2s-1之间,分布最集中的区域在1.52.0μmol·m-2s-1,占所有测定值的40%。生殖器官具有较高的代谢机能,其中幼嫩花蕾的呼吸速率高达37μmol·kg-1DWs-1,其呼吸速率平均比茎杆和根系高出4倍。而且,花蕾、成花和幼果都具有较高的光合能力(毛光合速率分别约为40,16μmol·kg-1DWs-1和11μmol·kg-1DWs-1,是对应呼吸速率的110%,68%和74%),对照同一时期(早春:旱季生殖生长季)的叶片光合能力仅为营养生长季节(夏季)的1/3,生殖器官这种光合作用是对叶片光合能力不足的一种补充。茎杆和根系呼吸速率与直径的关系相似,即直径越小,呼吸速率越高。直径小于0.5mm的根系和茎杆的呼吸速率都在11μmol·kg-1DWs-1以上。与其他植物比较,在温度和根系大小相当的情况下,紫茎泽兰与其它根系呼吸比较并没有明显区别。与已报道的草本植物和木本植物光合呼吸范围来看,紫茎泽兰叶片光合速率介于草本植物系统的中等偏下,位于木本植物系统的中等偏上,而其呼吸速率和草本植物相当但明显高于木本植物。与本地其他伴生植物比较,紫茎泽兰光合能力与本地常绿阔叶树种、落叶阔叶树种相当,而明显高于常绿针叶树种,但与同一时期的草本植物光合能力相当甚至偏低。其呼吸速率与本地草本和木本植物相差不明显。因此,不同生境下和不同生长状态的紫茎泽兰的光合和呼吸速率都具有较强的可塑性,这种可塑性可能有利于其定居不同的生境,即在适宜生境保持最高的光合能力和呼吸代谢水平,利于快速入侵,而在胁迫生境下以避免消亡为主,待机爆发。但是,仅通过比较紫茎泽兰与其它植物的叶片光合速率和呼吸速率不容易判断这一植物的强入侵能力。