干旱脅迫對岷江上游干旱河谷-山地森林交錯帶典型植物生理生態(tài)的影響.pdf

1、全球性的氣候變暖和人類干擾使得干旱地區(qū)缺水現(xiàn)狀越來越嚴重。干旱區(qū)土壤養(yǎng)分含量也隨著干旱區(qū)的擴大越來越低。干旱區(qū)與半干旱區(qū)不斷加劇的水分和養(yǎng)分的缺失將嚴重限制了植物的生長和更新,如何改善干旱區(qū)的植被狀況這將是非常嚴峻的問題。岷江干旱河谷-山地森林交錯帶是阻止干旱區(qū)面積延伸、緩解岷江干旱河谷上延最為重要的地區(qū),同時也是“5.12”汶川特大地震災(zāi)害的極重災(zāi)區(qū)之一,但相對較好的水分和植被條件決定了交錯帶植被系統(tǒng)的可塑性。了解交錯帶鄉(xiāng)土植物在干旱

2、環(huán)境下的適應(yīng)機制對改善干旱區(qū)植被覆蓋度具有重要的意義。以岷江上游干旱河谷-山地森林交錯帶典型植物狗尾草(Setaria viridis)、岷江柏(Cupressus chengiana)、沙棘(Hippophae rhamnoides)和高山柳(Salixparaqplesia)為研究對象,通過一年大棚水分控制實驗,從植物生長-光合生理-養(yǎng)分積累和分配入手,系統(tǒng)地研究了4種植物對干旱脅迫的生長適應(yīng)特征,并試圖探討出4種植物的耐旱性。初步

3、研究結(jié)論如下:
　　 干旱脅迫顯著影響了4種典型植物的生長。4種植物的株高、基徑、葉片數(shù)、葉面積、生物量生產(chǎn)隨著干旱脅迫程度的增加而降低,但地下部分生物量比例和R/S隨著干旱脅迫程度增加而增加。4種植物總生物生產(chǎn)量為:沙棘＞岷江柏＞高山柳＞狗尾草。干旱脅迫也顯著降低了狗尾草、沙棘和高山柳比葉面積(SLA)、葉面積率(LAR)。
　　 干旱脅迫顯著降低了4種植物葉片光合色素含量及葉綠素a/b、類胡蘿卜素和葉綠素的比值和葉片

4、氣體交換參數(shù)日變化,但葉片光合色素含量在兩個干旱脅迫處理之間并無顯著差異。重度干旱脅迫顯著降低了高山柳葉綠素a/b(Chl a/b)的值,但增加了沙棘Chl a/b的值,而對岷江柏和狗尾草Chl a/b的值并無顯著影響。干旱脅迫降低了植物白天的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(gs)、胞間CO2濃度(Ci),增加了氣孔限制系數(shù)(Ls)和水分利用效率(WUEi)。在相對水分較好的條件下植物凈光合速率下降可能是因為氣孔限制的原因,而在重度干旱脅

5、迫條件下非氣孔限制可能是導(dǎo)致光合速率下降的主要原因。
　　 干旱脅迫增加了4種植物葉片游離脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量,增強了細胞膜透性、過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)活性。4種植物葉片相對電導(dǎo)率在相同水分條件下并無明顯差異,狗尾草葉片MDA含量在同一干旱脅迫處理下均低于其他3種植物,高山柳葉片MDA含量在同一干旱脅迫處理下均高于其他3種植物,但高山柳葉片Pro含量在同一干旱脅迫處

6、理下均低于其他3種植物。相同水分條件下,狗尾草和沙棘葉片POD活性均明顯高于高山柳和岷江柏,沙棘葉片SOD活性均大于其他3種植物。相同干旱脅迫下狗尾草和沙棘葉片CAT活性均明顯高于岷江柏和高山柳。
　　 4種植物C、N和P積累隨著干旱脅迫的增加而顯著降低,C、N和P的分配格局也隨之改變,N、P利用效率隨著干旱脅迫的增加而增大。相同干旱脅迫處理下,沙棘C、N、P總積累量均大于高山柳和岷江柏。在干旱條件下,沙棘主要受P限制,而其他3