兴安落叶松对环境变化的物候驯化和光合能力适应

兴安落叶松(larixgmeliniirupr.)作为欧亚北方森林的优势树种,在全球变化和区域碳平衡研究中具有重要作用,但其物候和光合能力在环境变化下的响应是一种表型驯化还是基因调控下的适应还不清楚。于2009-2011年生长季内在帽儿山森林生态系统研究站(45°24'n,127°40'e)测定了6个来自不同气候条件(纬度:48-52°n,年均温:-2.3-2.6℃)下的兴安落叶松种源在同质园内的32年生树木的叶片物候(4-10月)和光合能力季节动态(5-9月)。结果表明:6个种源的树木叶片的展叶和落叶起始日期均无显著差异,均在4月下旬展叶、在9月下旬开始落叶,2009年、2010年和2011年的生长季天数分别波动在150-153d、145-147d和148-151d之间。6个种源树木叶片展叶起始日期和春季展叶前>0℃积温均显著负相关,而落叶起始日期和秋季均温均显著正相关(p<0.05)。这表现出物候对环境变化的表型驯化效应。最大净光合速率(pmax)的季节动态具有明显的种源差异。来自于较高纬度的塔河、根河、中央站种源的pmax仅在生长季初期(5-6月)明显低于其各自的年均值,而在其他生长阶段则在年均值以上;来自较低纬度的鹤北和乌伊岭种源的pmax仅在生长盛期(8月)明显高于其各自年均值,而在其他阶段则处于年均值以下。6个种源树木pmax和生长季均温均显著正相关(p<0.01),且来自较高纬度的中央站、根河、三站种源树木pmax随温度升高的增幅程度明显高于其他种源树木。在每个生长阶段pmax均存在显著的种源差异(p<0.05),并且差异趋势随生长季进程而有所不同:中央站种源在每个生长阶段都具有最高的pmax,而根河、塔河、乌伊岭分别在生长季初期(5-6月)、中期(7月)和盛期(8月)、后期(9月)具有最小pmax。这些光合能力的差异是基因调控下的树木对种源原地气候条件长期适应的结果。兴安落叶松的物候可塑性和光合能力遗传适应性对其能够在广阔多样的生境中生存和繁衍具有重要意义。