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研究內容
探討不同海拔梯度之植物外部型態適應及體內的同位素變化趨勢之關係
  • 年  度:99 年度
  • 發佈單位:保育研究課
  • 類  別:植物
  • 發佈日期:100-02-14
  • 研究人員:王培欣、袁孝維、高文媛、張原謀
  台灣擁有許多廣布種植物,這些植物對環境的適應能力極佳,從低海拔到高海拔地區均有分布,從潮濕到乾旱環境皆能生長繁殖。然而,為了適應不同的環境變化,這些廣布種植物之外觀形態與生理反應是否會有所改變?而這些改變是否有助於其適應不同的環境?此為本研究探討之重點。
  本研究藉由野外調查,將不同環境之原生廣布種植物的健康葉片帶回實驗室分析。試驗物種為臺灣二葉松(Pinus taiwanensis)、台灣赤楊(Alnus japonica)、五節芒(Miscanthus floridulus)、車前草(Plantago asiatica)。樣點設置於臺灣的中部橫貫公路(台八線、台十四甲線),樣點間之海拔高度差約300-500公尺,由於台灣受季風影響使東西部氣候不同,因此分成西部與東部與不同月份來探討。本研究之實驗分為三項:(1) 比較四種試驗植物在不同海拔樣點之穩定碳、氮同位素與碳、氮含量;(2) 比較冬、夏季與不同海拔高度的五節芒與車前草的生理、形態;(3) 比較有毛型與無毛型的車前草在地理分布及生理、形態上之差異。
  第一部份的實驗結果顯示:四種植物中,以車前草的δ13C值最低,推測可能是由於植株低矮、靠近地面,受到土壤呼吸作用所排放之CO2及道路交通工具所使用之石化燃料之干擾所致。台灣二葉松與台灣赤楊的碳含量百分比均為最高,顯示木本植物之葉片結構可能最為強建。
  在第二部份的實驗中,西部地區的五節芒在十一月時,其LMA值顯著大於七月,推測可能是因為十一月溫濕度均較低,為減少葉片熱量及水分的散失,五節芒葉片變得較厚,然東部地區冬季並未有明顯乾季,故東部地區之趨勢較不顯著。車前草的LMA值則是七月大於十一月,若與穩定碳同位素值及碳、氮含量與碳氮比值一起探討,可看出車前草葉片在七月時的δ13C值與碳含量在七月時較高,氮含量則無。由此推測車前草的光合作用能力在七月時應該比十一月好,然而此光合作用能力之增強並非由於光合作用酵素含量之增加,而可能是由於七月份之光度、溫度及溼度都適於生長的緣故。再來看到碳含量的部份,七月大於十一月,因此推測七月所採集之葉片在結構上較十一月強健,因此七月之車前草葉片的密度較高,若將此結果反映在LMA值上,則可推知七月車前草葉片之LMA值應高於十一月。
  第三部份的結果顯示,各海拔樣區,均有有毛型和無毛型的車前草個體,但在不同小樣區之間,其比例差異懸殊。比較兩種葉型的車前草,其在葉綠素值、LMA值、SD值、穩定碳同位素與單位面積之碳、氮含量均無明顯的差異。因此推測表皮毛對反射光線或降低水分蒸散並無顯著的功能,可能只是基因多樣性的一種表現。若將有毛型植株之葉片獨立出來觀察,發現其表皮毛密度有隨海拔高度升高而增加之趨勢,推測可能是受到海拔高度越高,白天太陽輻射量越高、日夜溫差越大、且溫度、濕度越低等環境因子所影響。此外,樣點白柵鐵的車前草族群全部皆為有毛型,且其葉片表皮毛密度、LMA、SD、δ13C值均明顯高於其他樣點之車前草,推測可能是由於生長環境較差所導致,推測可能已分化出不同的生態型,或是生長於此環境中就必須具備這些特徵。
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  • *附件: .pdf格式 .rar格式 99探討不同海拔梯度之植物外部型態適應及體內的同位素變化趨勢之關係
 
   

網頁更新日期:107年08月03日
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