Sự thích nghi quang hợp và hiệu suất sử dụng nước của ba loài tre thảo dưới tán (Gramineae) ở Panama

Oecologia - Tập 70 - Trang 514-519 - 1986
Stephen S. Mulkey1
1Department of Biology, University of Pennsylvania, Philadelphia, USA

Tóm tắt

Để đánh giá vai trò của sự thích nghi quang hợp trong phản ứng của các loài thảo dược dưới tán nhiệt đới đối với các khoảng trống do cây ngã, đường cong phản ứng quang hợp đã được xác định cho ba loài tre thảo cư trú dưới ánh sáng mặt trời và bóng râm tại đảo Barro Colorado, Panama. Sự gia tăng khả năng quang hợp tối đa không phải lúc nào cũng đi kèm với sự sản xuất ramet cao hơn trong điều kiện ánh sáng mặt trời. Pharus latifolius sinh sản phong phú trong cả hai điều kiện và sản xuất nhiều ramet hơn cũng như phát triển khả năng quang hợp tối đa cao hơn dưới cường độ chiếu sáng cao hơn. Streptochaeta spicata cũng tạo ra một tỷ lệ ramet sinh sản cao trong cả hai điều kiện và sản xuất nhiều ramet hơn trong ánh sáng mặt trời, không cho thấy sự khác biệt đáng kể nào về các thông số quang hợp giữa hai điều kiện. Streptochaeta sodiroana không thay đổi khả năng quang hợp tối đa trong ánh sáng mặt trời và có hiệu suất quang hợp cao hơn cũng như tỷ lệ tử vong thấp hơn trong bóng râm. Thành phần đồng vị carbon ổn định của lá chỉ ra rằng cả ba loài đều phát triển hiệu quả sử dụng nước cao hơn dưới cường độ chiếu sáng cao hơn. Tính linh hoạt quang hợp có thể góp phần vào khả năng sinh sản của P. latifolius trong các khoảng trống do cây ngã, trong khi S. spicata và S. sodiroana có thể duy trì khả năng cố định carbon một cách hiệu quả trong điều kiện chiếu sáng thấp ngay cả khi phát triển hoặc tồn tại trong các khoảng trống.

Từ khóa

#thích nghi quang hợp #hiệu suất sử dụng nước #tre thảo #khoảng trống do cây ngã #Panama

Tài liệu tham khảo

Anderson JM, Goodchild DJ, Boardman NK (1973) Composition of the photosystems and chloroplast structure in extreme shade plants. Biochem Biophys Acta 325:573–585 Bazzaz FA (1979) The physiological ecology of plant succession. Ann Rev Ecol Syst 10:351–371 Bazzaz FA (1984) Dynamics of wet tropical forests and their species strategies. In: Medina E, Mooney HA, Vazquez-Yanes C (eds) Physiological Ecology of Plants of the Wet Tropics. Dr. W Junk, The Hague. pp 233–243 Bazzaz FA, Carlson RW (1982) Photosynthetic acclimation to variability in the light environment of early and late successional plants. Oecologia (Berlin) 54:313–316 Bazzaz FA, Pickett STA (1980) Physiological ecology of tropical succession: a comparative review. Ann Rev Ecol Syst 11:287–310 Björkman O (1981) Response to different quantum flux densities. In: Lange OL, Nobel PS, Osmond CB, Ziegler H (eds) Encyclopedia of plant physiology Vol 12A. Physiological plant ecology I. Springer, Berlin, Heidelberg, New York Björkman O, Ludlow M, Morrow PA (1972) Photosynthetic performance of two rainforest species in their native habitat and analysis of their gas exchange. Carnegie Inst Wash Yearb 71:94–102 Boardman NK (1977) Comparative photosynthesis of sun and shade plants. Ann Rev Plant Physiol 28:355–377 Brokaw NV (1982) Treefalls: frequency, timing, and consequences. In: Leight EG, Rand AS, Windsor DM (eds) The ecology of a neotropical forest seasonal rhythms and long-term changes. Smithsonian Press, Washington, DC Chazdon RL, Fetcher N (1984) Photosynthetic light environments in a lowland tropical rain forest in Costa Rica. J Ecol 72:553–568 Croat TB (1978) Flora of Barro Colorado Island. Stanford U Pr. Stanford Curtis WF (1984) Photosynthetic potential of sun and shade Viola species. Can J Bot 62:1273–1277 Ehleringer JH, Björkman O (1977) Quantum yield for CO2 uptake in C3 and C4 plants: Dependence on temperature, CO2, and O2 concentration. Plant Physiol 59:86–90 Ehleringer JH, Schulze E-D, Ziegler H, Lange OL, Farquhar GD, Cowar IR (1985) Xylem-tapping mistletoes: water or nutrient parasites. Science 27:1479–1481 Farquhar GD, Richards RA (1984) Isotopic composition of plant carbon correlates with water-use efficiency of wheat genotypes. Aust J Plant Physiol 11:539–552 Farquhar GD, Leary MH, Berry JA (1982) On the relationship between carbon isotope discrimination and the intercellular carbon dioxide concentration in leaves. Aust J Plant Physiol 9:121–137 Fetcher N, Strain BR, Oberbauer SF (1983) Effects of light regime on growth, leaf morphology, and water relations of seedlings of two species of tropical trees. Oecologia (Berlin) 58:314–319 Goodchild DJ, Björkman O, Pyliotis NA (1972) Cholorplast ulstrastructure, leaf anatomy, and content of chlororphyll and soluble protein in rainforest species. Carnegie Inst Wash Yearb 71:102–107 Hartshorn GS (1978) Treefalls and tropical forest dynamics. In: Tomlinson PB, Zimmermann MH (eds) Tropical trees as living systems. Cambridge U Pr. Cambridge Hubbell SP (1979) Tree dispersion, abundance and diversity in a tropical dry forest Science 203:1299–1309 Huber O (1978) Light compensation point of vascular plants of a tropical cloud forest and an ecological interpretation. Photosynthetica 12:382–390 Jurik TW, Chabot JF, Chabot BF (1979) Ontogeny of photosynthetic performance in Fragaria viginiana under changing light regimes. Plant Physiol 63:542–547 Leigh EG, Rand AS, Windsor DM (1982) Ecology of a tropical forest: seasonal rhythms and long-term changes. Smithsonian Institution Press. Washington, DC Mooney HA, Dunn EL, Harrison AT, Morrow PA, Bartholomew B, Hays RL (1971) A mobile laboratory for gas exchange measurements. Photosynthetica 5:128–132 Mulkey SS (1986) Physiological ecology and demography of three species of neotropical herbaceous bamboo (Gramineae). Ph.D. diss. The University of Pennsylvania. Philadelphia, PA. USA Nobel PS (1980) Leaf anatomy and water use efficiency. In: Turner NC, Kramer PJ (eds) Adaptation of plants to water and high temperature stress. Wiley. NY Oberbauer SF, Strain BR (1986) Effects of canopy position and irradiance on the leaf physiology and morphology of Pentaclethra macroloba (Mimosaceae). Amer J Bot 73:409–416 Orians GH (1982) The influence of tree-falls in tropical forests on tree species richness. Trop Ecol 23:255–279 Pearcy RW (1983) The light environment and growth of C3 and C4 tree species in the understory of a Hawaiian forest. Oecologia (Berlin) 58:19–25 Pearcy RW, Calkin HC (1983) Carbon dioxide exchange of C3 and C4 tree species in the understory of a Hawaiian forest. Oecologia (Berlin) 58:26–32 Powles SB (1984) Photoinhibition of photosynthesis induced by visible light. Ann Rev Plant Physiol 35:15–44 Ricklefs RE (1977) Environmental heterogeneity and plant species diversity: a hypothesis. Am Nat 11:376–381 Schulze E-D, Ehleringer JR (1984) The effect of nitrogen supply on growth and water-use efficiency of xylemtapping mistletoes. Oecologia (Berlin) 162:268–275 Smith H (1981) Adaptation to shade. In: Johnson CB (ed) Physiological processes limiting plant productivity. Butterworths, London Smith AP (1986) Responses of tropical forest understory herbs to treefalls. In Press. Rev Biol Tropical (San Jose) Smith WK, Nobel PS (1977) Influences of seasonal changes in leaf morphology on water-use efficiency for three desert broadleaf shrubs. Ecology 58:1033–1043 Sokal RR, Rohlf FJ (1981) Biometry, Second Ed. Freeman, New York Tieszen LL, Hein D, Qvortrup SA, Troughton JH, Imbamba SK (1979) Use of δ 13C values to determine vegetation selectivity in East African herbivores. Oecologia (Berlin) 37:351–359 Troughton JH, Card KA (1975) Temperature effects on the carbon-isotope ratio of C3, C4, and Crassulacean-acid-metabolism (CAM) plants. Planta 123:185–190 Winter K, Holtum JAM, Edwards GE, O'Leary MH (1982) Effect of low relative humidity on δ 13C value in two C-3 grasses and in Panicum miliodes, a C3-C4 intermediate species. J Exp Bot 33:88–91