大西洋森林中的树木能够增强受矿业尾矿污染土壤的光保护能力和耐热性

《Theoretical and Experimental Plant Physiology》：Atlantic forest tree enhances photoprotective and thermotolerance in soils contaminated by mining tailings

该研究分析巴西里约多斯库斯流域原生树种Eugenia florida在尾矿影响区的生理适应机制，发现其通过提升叶绿素（+10%）和黄酮类物质（+19%）增强抗氧化能力，优化光能调节（增强可逆性耗散减少非可逆损失），使热耐受阈值提高15%-50%，表明整合型塑性反应使其在土壤退化与热胁迫下维持功能，可作为热带生态修复候选物种。

　　

摘要

热带地区的大规模采矿灾害通过降低土壤肥力和使本地植被暴露于化学及物理干扰中，对生态系统造成长期压力。本研究探讨了Eugenia florida（一种原生于巴西里奥多塞河流域的树种）是否具备应对土壤和温度双重限制的生理适应性。我们评估了土壤性质以及与营养状况、光合作用效率、光保护能力和耐热性相关的16项生理特征。受影响区域的土壤有机质、阳离子交换能力和养分浓度显著降低，同时铁含量升高。尽管氮平衡指数下降了10%，但该区域植物的叶绿素含量增加了10%，黄酮类化合物含量增加了19%，这表明植物通过产生补偿性色素增强了抗氧化能力。光合作用表现在不同环境中保持稳定，不过受影响区域的个体表现出更高的受调控能量耗散和更低的非受调控能量损失，表明其具有高效的光保护机制。瞬态荧光分析显示，受影响区域的激发通量增强，每个反应中心的散热能力也更高。定义为导致光合作用效率下降15%和50%的温度阈值在受影响个体中显著升高。多元分析表明，激发通量特征是预测植物耐热性的关键因素。E. florida能够在长期土壤退化和温度限制条件下通过综合的适应性反应维持其生理功能。它调节能量流动和抗氧化防御的能力使其成为受人类干扰和气候极端事件影响日益加剧的热带地区生态恢复的理想候选物种。

图形摘要

热带地区的大规模采矿灾害通过降低土壤肥力和使本地植被暴露于化学及物理干扰中，对生态系统造成长期压力。本研究探讨了Eugenia florida（一种原生于巴西里奥多塞河流域的树种）是否具备应对土壤和温度双重限制的生理适应性。我们评估了土壤性质以及与营养状况、光合作用效率、光保护能力和耐热性相关的16项生理特征。受影响区域的土壤有机质、阳离子交换能力和养分浓度显著降低，同时铁含量升高。尽管氮平衡指数下降了10%，但该区域植物的叶绿素含量增加了10%，黄酮类化合物含量增加了19%，这表明植物通过产生补偿性色素增强了抗氧化能力。光合作用表现在不同环境中保持稳定，不过受影响区域的个体表现出更高的受调控能量耗散和更低的非受调控能量损失，表明其具有高效的光保护机制。瞬态荧光分析显示，受影响区域的激发通量增强，每个反应中心的散热能力也更高。定义为导致光合作用效率下降15%和50%的温度阈值在受影响个体中显著升高。多元分析表明，激发通量特征是预测植物耐热性的关键因素。E. florida能够在长期土壤退化和温度限制条件下通过综合的适应性反应维持其生理功能。它调节能量流动和抗氧化防御的能力使其成为受人类干扰和气候极端事件影响日益加剧的热带地区生态恢复的理想候选物种。

图形摘要