黃土高原地區(qū)幾種灌木植物生理生態(tài)特性研究.pdf

1、水分虧缺是制約樹木生長(zhǎng)的重要環(huán)境因子，尤其干旱、半干旱地區(qū)自然條件比較惡劣，干旱少雨，蒸發(fā)量大，影響樹木的分布、生長(zhǎng)和產(chǎn)量。因此，研究灌木植物在黃土高原干旱地區(qū)的生長(zhǎng)、生理反應(yīng)，探索這些地區(qū)植物的生理生態(tài)學(xué)特性，對(duì)區(qū)域植被的建設(shè)、保護(hù)和發(fā)展有重要的作用。本研究是在中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所皋蘭生態(tài)農(nóng)業(yè)研究站進(jìn)行的，依據(jù)長(zhǎng)期設(shè)立的試驗(yàn)觀測(cè)場(chǎng)地，利用德國(guó)WALZ公司生產(chǎn)的GFS～3000便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)和德國(guó)WALZ公司生產(chǎn)的

2、Mini～PAM光量子分析儀測(cè)定了供試植物的光合特性和葉子的葉綠素?zé)晒猓ㄟ^定期采樣，研究了檉柳、擰條、紅砂和珍珠葉子的水分生理特性，探討了這幾種灌木植物葉子的投影面積與其干重量之間的關(guān)系，對(duì)比研究了不同集雨方式對(duì)人工栽植的檉柳土壤水分及生理特性的影響，得出以下結(jié)論： (1)對(duì)自然條件下生長(zhǎng)的檉柳和檸條光合速率、蒸騰速率和葉片的葉綠素?zé)晒庋芯勘砻鳎簷f柳的光合速率、蒸騰速率日變化都為一單峰曲線，水分利用效率變化曲線呈現(xiàn)雙峰型。采用

3、相關(guān)分析和多元逐步回歸分析方法，得出了光合速率和蒸騰速率與大氣CO2濃度、胞間CO2濃度、水汽壓、水汽壓虧缺等生理生態(tài)因子間的相關(guān)關(guān)系，并建立了相應(yīng)的影響因子回歸方程，與光合作用的相關(guān)系數(shù)分別可達(dá)0.99、0.95，與蒸騰速率的相關(guān)系數(shù)分別為0.998、0.994。 (2)對(duì)不同集雨處理樣地檉柳的光合速率、土壤含水量、水分特性和生長(zhǎng)進(jìn)行研究表明：檉柳在三種不同處理樣地上的光合速率和蒸騰速率日變化都為一單峰曲線，但達(dá)到最大值的時(shí)間

4、不同。且不同處理的集雨樣地對(duì)檉柳的光合速率、蒸騰速率、土壤含水量、水分特性、葉片干重和面積的影響都不顯著。地埂覆膜和水平溝鋪礫石處理的樣地表層土的土壤含水量大于對(duì)照，而水平溝和地埂均未覆蓋處理樣地與對(duì)照相差不明顯。在不同的集雨及保墑處理中，檉柳生長(zhǎng)增加比較顯著。但在2004到2007年的三年時(shí)間，檉柳生長(zhǎng)明顯比2002到2004年的兩年時(shí)間生長(zhǎng)緩慢。 (3)對(duì)檉柳和檸條葉片葉綠素?zé)晒獾难芯勘砻鳎阂蕴?yáng)光為化學(xué)光，測(cè)定的葉綠素?zé)晒?/p>

5、參數(shù)日變化顯示，檸條PS Ⅱ的非循環(huán)電子傳遞速率大于檉柳，檸條實(shí)際光化學(xué)量子產(chǎn)量與檉柳差異不大，日動(dòng)態(tài)變化說明PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)量子產(chǎn)量對(duì)外界光強(qiáng)和氣溫條件的響應(yīng)敏感。兩種灌木光合機(jī)構(gòu)在中午強(qiáng)光和高溫下其光合活性受到了暫時(shí)的抑制。但未發(fā)生不可逆的光破壞，下午隨著光強(qiáng)和溫度的下降，其光合器官的功能得到恢復(fù)。檸條的光化學(xué)猝滅系數(shù)qP和NPQ非光化學(xué)猝滅系數(shù)的日變化可知，檉柳通過光化學(xué)猝滅轉(zhuǎn)換光能的作用及非光化學(xué)猝滅方式耗散光能的作用都高于檸條

6、。經(jīng)充分暗適應(yīng)后的檉柳、檸條的葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)初始熒光Fo隨著光強(qiáng)的增加而增加，變化幅度較小，檸條比檉柳曲線變化平滑。光化學(xué)效率(Fv/Fm)隨著光強(qiáng)上升而下降，到15:30左右降到最低值。之后，又隨光強(qiáng)的減弱逐漸回升。在正常的生長(zhǎng)條件下，經(jīng)過一整夜充分暗適應(yīng)后，檉柳、檸條葉片的Fv/FM，即PS Ⅱ原初光能轉(zhuǎn)換效率分別為0.76和0.77這一效率值明顯低于過去許多研究中提到的0.80～0.85，對(duì)一些陽(yáng)生植物而言，在光照強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)

7、到其光合所需能量時(shí)，F(xiàn)v/FM指標(biāo)會(huì)下降。 (4)對(duì)檉柳、擰條、紅砂和珍珠的水分生理特性研究表明：四種植物中紅砂和檉柳的抗旱性最強(qiáng)，檸條的最弱。 (5)采用掃描圖像與Photoshop圖像處理軟件結(jié)合的方法研究檉柳、檸條、紅砂和珍珠的葉片投影面積與葉干重之間的關(guān)系，檉柳、檸條和紅砂葉投影面積與葉干重呈線性相關(guān)，檉柳、檸條、紅砂和珍珠的葉片投影面積與葉干重之間的關(guān)系，所得回歸方程分別為：Y=0.055X+9.0085、R2