土壤水肥因子对胡杨幼苗生长权衡和木质化的影响

以当年生胡杨幼苗为材料,通过不同水平的水分和养分单因素控制盆栽试验,探讨土壤水肥因子对当年生胡杨幼苗生长权衡和木质化的影响,以明确胡杨生长过程中以及种子更新困难的原因和机理。结果表明:(1)当年生胡杨幼苗生长权衡主要体现在生物量的分配策略上,而主根长/高度没有显著差异。(2)在连续给水处理下,干旱胁迫使幼苗根冠比显著增加,土壤含水量15%处理的根冠比较含水量20%和30%处理分别显著增加了75%和93%;但干旱胁迫抑制了生物量的积累,含水量10%处理下生物量比15%、20%和30%处理分别显著减小53.4%、89.2%、78.6%;在断续给水处理下,随着干旱程度的增加幼苗根冠比显著增加,土壤含水量15%处理的根冠比较含水量20%和30%处理分别显著增加34%和38%;连续给水和断续给水两类干旱胁迫均能明显增加幼苗根系木质化程度。(3)土壤施加氮磷均显著增加幼苗根冠比和木质化,但过量的氮肥抑制根系生物量的积累。可见,胡杨幼苗对于水肥条件胁迫敏感性与生长权衡能力是胡杨林种子更新与种群维持的关键环节,调整立地土壤水肥环境对当年生胡杨幼苗的生长定居有重要的作用。     

胶质苜蓿种质资源苗期抗旱性综合评价

采用反复干旱法,研究了自国外引进的15份胶质苜蓿种质材料苗期抗旱性差异,并通过主成分分析及隶属函数法对不同来源胶质苜蓿种质资源的抗旱性进行综合评价.结果表明:13个苜蓿抗旱鉴定指标归纳为地下生物量因子、生长发育因子、地上生物量因子、根系因子、胁迫指数因子5个主成分,其中根冠比、地下生物量胁迫指数、根冠比胁迫指数、株高、叶面积、根长/株高、地上生物量、地下生物量、地上生物量胁迫指数、侧根数、叶面积胁迫指数等11个指标与胶质苜蓿抗旱性关系密切;根据隶属函数平均值的大小对15份胶质苜蓿种质资源抗旱性进行了排序.通过该方法旨在筛选出抗旱性较强的种质资源.     

氮、磷养分对飞机草营养器官表型可塑性的影响

采用温室盆栽试验研究了不同氮、磷水平对入侵植物飞机草(Chromolaena odorata)营养器官表型可塑性的影响。结果表明:随着氮、磷水平的上升,飞机草的分枝数量、分枝长度、叶片数、总叶面积、总生物量以及茎、叶器官生物量显著增加。飞机草的根生物量比、根冠比随着氮、磷水平的升高显著下降;茎生物量比在供氮(磷)量达0.05 g·kg-1时显著增加,之后保持稳定;叶生物量比随氮水平的增加先降后升,但其受磷水平变化的影响较小。叶面积比、叶根比、比叶面积和平均相对生长速率随着氮、磷水平的上升显著增加,但叶面积比、叶根比和比叶面积在供磷量≥0.05 g·kg-1时的差异不明显。飞机草的分枝数量、分枝长度、叶片数、总叶面积、根生物量比、根冠比、叶根比以及茎、叶与植株总生物量等指标的可塑性指数较高,并且对氮素的响应更强。表明氮、磷水平能够显著影响飞机草的植株生长,飞机草亦能够通过植株形态、结构以及生物量积累与分配的调整来适应多变的养分环境,并表现出较高的可塑性。     

白刺花幼苗对不同强度干旱胁迫的形态与生理响应

为了探讨白刺花 (Sophora davidii (Franch.) Skeels) 幼苗对持续干旱胁迫的适应能力及对策,用盆栽方法人工模拟土壤干旱条件,设置土壤田间持水量 (WHC) 100%、80%、60%、40%和20% 5个干旱胁迫处理,研究了幼苗生长、生物量分配、水分利用效率 (WUE) 、叶形态解剖结构以及光合色素等在不同干旱胁迫强度下的变化特点.结果显示,胁迫处理96d后,100% WHC条件下白刺花幼苗的总叶面积、分枝数、基径及最大根长等均最大;80% WHC对幼苗产生了轻度胁迫,随着干旱胁迫强度的进一步增加,幼苗生长显著减小.干旱胁迫限制了新生叶发生与单叶面积扩展,导致冠层总叶面积减小,从而引起幼苗光合能力及生物量积累均降低.随着胁迫强度的增加,叶生物量所占的比例及叶面积/根生物量的比值都明显减小,而根生物量所占的比例增大,这说明叶生长对干旱胁迫反应比根更加敏感.另外,干旱胁迫下WUE随着生物量与耗水量的减小而降低,表明幼苗具有浪费型水分利用对策.叶绿素 (Chla、Chlb和Chla+b) 及类胡萝卜素含量 (Car) 都随着干旱胁迫增强而呈增大趋势,但Chla/b及 Chl/Ca变化趋势相反.干旱胁迫对叶片解剖结构影响较小,土壤水分减少时仅栅栏组织厚度略有增厚,海绵组织变薄.研究结果证明,60% WHC是幼苗生长、生物量积累、WUE和光捕获复合体活性受到明显抑制的干旱胁迫强度阈值;20% WHC胁迫处理对幼苗产生了严重危害.但是在实验过程中,即使在20%WHC条件下也未出现叶片凋落及幼苗死亡,表明当年生白刺花具有较强的干旱忍受能力,幼苗通过减小地上蒸发面积、增加地下生长及叶绿素含量等多种形态与生理策略适应干旱胁迫.     

狭叶红景天幼苗对水分及遮阴的生长及生理生化响应

研究植物对水分和遮阴胁迫的响应及其生理机制对制定合理的栽培管理措施十分必要。以红景天属植物为研究对象,设置土壤含水量分别为田间持水量的80%(过湿水分)、70%(正常水分)、60%(轻度干旱)、40%(中度干旱)、20%(重度干旱)5个水分梯度;设置2个遮阴处理,以全光照(遮阴率为0)为对照、黑色遮阴网遮阴(遮阴率为85%),研究狭叶红景天生长及生理生化指标的变化特征。结果表明:在不同水分处理下,与对照相比,叶绿素含量、茎干重和茎重比(SMR)显著增加(P0.05),株高、总生物量、叶面积、叶干重、叶重比(LMR)、比叶面积(SLA)、叶面积比(LAR)和叶面积根干重比(LARMR)增加,根冠比和根重比(RMR)减少;随着干旱程度加剧,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖(Ss)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性总体呈先增加后减小的趋势。在遮阴处理下,株高、SMR、SLA、LAR和LARMR显著增加(P0.05),叶绿素SPAD值和叶面积增加,总生物量、根干重、根冠比和LMR显著减少(P0.05),茎干重和叶干重减少,MDA含量显著增加,Pro含量略有下降,Ss含量减少。在水分胁迫下,狭叶红景天中度干旱时通过增加酶活性抵御伤害,重度干旱超过其阈值,SOD活性下降,植物体受到伤害,Ss可能是主要的渗透调节物质。在遮阴处理下,狭叶红景天通过增加SLA避免遮阴伤害。狭叶红景天在受到环境胁迫时会通过形态改变、调节MDA含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质来保证自身正常的生长发育。     

水淹及盐胁迫对海滨锦葵生长及Na+、K+离子积累的影响

以具有3-4枚真叶的海滨锦葵小苗为处理材料, 在可控温室下研究了海滨锦葵苗期生长、生物量积累与分配和植株Na⁺、K⁺离子积累对盐、水淹和水盐协同胁迫的响应。研究结果表明, 盐胁迫处理对海滨锦葵株高、叶片数、主根粗、根系长及根系体积的抑制作用要明显于水淹胁迫处理(P<0.05)。水盐协同胁迫对株高、叶片数、根系体积和比叶面积的影响与盐处理没有显著差别(P>0.05)。盐和水盐协同胁迫显著降低了植株的相对含水量。水淹胁迫处理和对照相比没有显著影响根、茎和叶的生物量积累。同样, 盐胁迫处理和水盐协同胁迫对根、茎、叶生物量的影响也没有显著差别, 但都低于水淹处理和对照。各处理间对叶重比、茎重比、根重比和根冠比没有明显影响。水淹胁迫处理显著提高了植株的K⁺/Na⁺比, 盐和水盐协同胁迫处理则显著降低了K⁺/Na⁺比。结果表明, 海滨锦葵对水淹胁迫(与盐胁迫相比)有更强的适应能力。海滨锦葵通过稳定比叶面积、保持平衡的含水量、有效的生物量积累、均衡的生物量分配策略、K⁺促进吸收和保持高含量的K⁺/Na⁺比来提高对水胁迫的适应。     

栓皮栎地上部分构型及生物量分配

研究秦岭南坡商洛地区不同径级栓皮栎的地上部分构型、生物量及其分配和构型与生物量的关系.结果表明： 不同径级栓皮栎地上部分构型与生物量的分配存在差异.随着径级的增大,栓皮栎树高、胸径和冠幅逐渐增大;平均递减率先增大后减小;栓皮栎总体分枝率和逐步分枝率先增加后下降;不同径级栓皮栎垂直方向上的比叶面积为0.02～0.03,叶重比、叶面积指数和叶面积比的较大值在径级为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时出现于树干中、上部,在径级为Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ时出现在树干中部,径级进一步增大则在垂直方向上出现2个峰值,分别位于树干中下部和中上部.栓皮栎地上部分生物量中,树干生物量占71.8%～88.4%,枝生物量占5.8%～19.6%,叶生物量占4.2%～8.6%.随着径级的增大,树干生物量所占比例先减小后增大,而枝、叶生物量所占比例呈先增大后减小再增大的趋势.栓皮栎地上部分生物量与树高、胸径、冠幅和逐步分枝率(R_2∶1)呈显著正相关,与总体分枝率和逐步分枝率(R_3∶2)呈正相关趋势,但相关性不显著.树干生物量、地上总生物量与树干递减率呈负相关趋势,枝生物量、叶生物量与树干递减率呈正相关趋势,但相关性均不显著.     

本地和外来草本物种对水分条件时间异质性的可塑响应

极端气候导致的干旱和水淹事件频发，影响了外来植物和本地植物的生长。为了解外来种和本地种植物对干旱和水淹事件发生顺序的响应，探讨草本植物适应水分时间异质性的策略，该文以美国蒙大拿州西部4种本地植物和4种外来植物为研究对象，将所有植物分别进行持续湿润(对照，CK)、水淹-干旱(I-D)和干旱-水淹(D-I)处理，并观测一系列形态和生物量特征的变化。结果表明：(1)与CK相比，D-I和I-D处理均显著降低了外来种的总生物量(P<0.05)。(2)D-I显著降低了本地种早期总生物量、后期地下生物量和根冠比，但显著提高了其后期的相对生长(P<0.05)。(3)D-I处理显著降低了所有植物的地下-地上生物量关系的异速指数，外来种异速指数显著高于本地种(P<0.05)。综上认为，极端事件(水淹和干旱)的发生顺序能改变外来植物和本地植物的生物量分配，早期干旱比后期干旱更容易减少植物生物量的积累，但能促进本地种后期的生长；本地种在环境胁迫下不被降低的总生物量表现说明维持表型稳定的能力较强；D-I处理下本地种和外来种地上和地下生物量关系的分配方式不同。     

降雨量变化对入侵植物豚草植株生长的影响

采用温室盆栽模拟试验研究了不同降雨水平对入侵植物豚草(Ambrosia artemisiifolia)和土著伴生植物肖梵天花(Urena lobata)植株形态、生长、生物量积累与分配的影响。试验共设置1800 mm·a^-1(High precipitation treatment, HP)、1200 mm·a^-1(Midium precipitation treatment, MP)和800 mm·a^-1(Low precipitation treatment, LP)3 个降雨梯度, 结果表明: (1)在各个降雨量水平, 豚草的株高、分枝数量、分枝长度、叶片数均高于伴生土著植物肖梵天花, 其中两物种株高、分枝数量的差异均达显著水平; 豚草的根生物量比(Root mass fraction, RMF)、根冠比(Root mass/crown mass, R/C)显著低于肖梵天花, 茎生物量比(Stem mass fraction, SMF)、比叶面积(Specific leaf area, SLA)和叶根比(Leaf area to root mass ratio, LARM)则显著高于肖梵天花。(2)豚草的分枝数量、叶片数、总叶面积、根茎叶器官生物量、总生物量以及平均相对生长速率(Relative growth rate, RGR)、净同化速率(Net assimilation rate, NAR)等指标均在MP 处理获得最大值, 降雨量减少或增加均导致上述指标下降, 尤以降雨量减少为甚;肖梵天花的相应指标以及株高均随降雨量上升显著增加并在HP 处理获得最大值。降雨量增加对豚草的生物量分配无明显影响, 但显著提高肖梵天花的茎生物量分配比例。两种植物的叶面积比(Leaf area ratio, LAR)、SLA 均不随降雨量的变化而波动。这说明豚草在野外更偏好入侵中等湿润程度的自然环境, 过于干旱或潮湿均导致其入侵能力下降。     

毛乌素沙地旱柳生长和生理特征对遮荫的反应

在一个控制试验中,旱柳经历了全不遮荫、部分遮荫和全部遮荫处理．比较了全不遮荫枝、全部遮荫枝、部分遮荫阳生枝(阳生枝)和部分遮荫阴生枝(阴生枝)的生长和生理特征,结果表明：阳生枝和全部遮荫枝的叶出生率和死亡率分别大于全不遮荫枝和阴生枝;遮荫处理明显影响净光合速率和夜间呼吸速率;阳生枝的分枝生物量、总校长度、枝叶生物量和枝叶重比显著大于全不遮荫枝,而阴生枝的分枝数、分枝生物量、叶面积、叶生物量、基茎、总校长度、枝叶生物量和枝叶重比都显著小于全部遮荫枝．     

宁夏荒漠草原优势植物生长及生物量分配对放牧干扰的响应

于2011年植物生长旺季(8月)在围封禁牧(NG)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG)区分别随机选取荒漠草原优势植物甘草(Glycyrrhiza uralensis)和牛心朴子(Cynanchum komarovii)各15株为研究对象,对比分析其生长特征、各植物构件生物量及生物量资源分配差异对不同放牧强度的响应机制,为退化草原的恢复演替提供依据。结果表明:(1)甘草株高和地径、牛心朴子株高均随放牧强度的增加呈先升高后下降的趋势,而且均在轻度放牧条件下最高,重度放牧时则显著降低。(2)甘草和牛心朴子的总生物量、茎生物量和叶生物量随着放牧强度的增加呈先升高后降低的趋势,且不同放牧强度间差异显著;甘草和牛心朴子根系生物量随放牧强度的加强变化趋势不同。(3)甘草和牛心朴子生物量分配的总体格局为:根叶茎;随着放牧强度的增加,甘草根生物量比呈先升高后降低趋势,茎生物量比呈下降的趋势,叶生物量比呈上升趋势,而牛心朴子根生物量比呈先下降后升高的趋势,茎生物量和叶生物量呈先增加后下降的趋势。研究认为,不同放牧强度下两种植物形态可塑性和生物量分配格局的差异反映出植物生态适应策略的不同。     

入侵植物印加孔雀草在不同生境的种群构件生物量及其分配特征

印加孔雀草是中国西藏新近入侵种,其危害已初见端倪,但我国鲜有对其入侵机理的研究。为探究印加孔雀草在异质环境下的种群构件生物量及其分配特征,进一步深入了解其生存策略和易入侵生境。该研究在菜园、果园、路边、荒地和河滩等五种典型入侵生境内对其花果期的种群构件生物量进行了测定和分析,计算了表型可塑性指标值。结果表明:(1)印加孔雀草种群各构件生物量的基本规律为茎>花果>叶>根,在路边最大,菜园最小,两地间各值均存在显著差异(P<0.05)。(2)印加孔雀草各构件生物量的总变异系数(CV)和可塑性指标(PI)的均值分别为46.93%和61.44%。(3)印加孔雀草繁殖与营养构件生物量比的关系为荒地>路边>果园>河滩>菜园,根冠比表现为菜园>荒地>河滩>路边>果园。(4)印加孔雀草各构件之间、各构件与总生物量间都存在显著的正相关关系,体现了其整体协调的生存策略。上述结果表明,印加孔雀草能通过各构件生物量的调整来适应异质生境,具有较高的可塑性;高繁殖输出和对异质环境的适应性可能是其成功入侵的重要原因。     

盐旱交叉胁迫对柽柳幼苗渗透调节物质含量的影响

以2年生柽柳幼苗为试验材料,采用盆栽模拟试验研究不同盐分和干旱胁迫对其叶片中渗透调节物质的影响,以探讨柽柳幼苗对盐旱交叉胁迫的适应性.结果表明:(1)随盐旱胁迫的不断加剧,幼苗叶片中可溶性糖含量呈先升高后降低的趋势,且中度和重度盐旱胁迫下均显著高于对照(CK).(2)幼苗叶片中脯氨酸含量在不同盐旱胁迫下均呈逐渐上升趋势,但在重度盐分和中度、重度干旱交叉胁迫下显著高于CK.(3)幼苗叶片中Na+、Cl含量在不同干旱胁迫下,随盐胁迫的加剧呈不同的变化规律,盐旱胁迫的各个处理水平下均显著高于CK,而K+、Ca2+、SO42-含量在轻度和重度干旱胁迫下随盐胁迫增强不断降低.(4)在中度盐旱胁迫下,K+、Ca2+含量与CK无明显差异.研究表明,柽柳幼苗中渗透调节物质在其抗旱耐盐性方面具有积极的调节作用;柽柳幼苗在盐旱胁迫下表现出一定的交叉适应性,适度的干旱胁迫能增强柽柳幼苗对盐分胁迫的耐受能力.     

Responses of a legume to inbreeding and the intensity of novel and familiar stresses

It is often assumed that the negative effects of inbreeding on fitness (inbreeding depression, ID) are particularly strong under stressful conditions. However, ID may be relatively mild under types of stress that plant populations have experienced for a long time, because environment‐specific deleterious alleles may already have been purged. We examined the performance of open‐ and self‐pollinated progeny of the short‐lived calcareous grassland plant Anthyllis vulneraria under three intensities of each of five types of stress. Drought, nutrient deficiency, and defoliation were chosen as stresses typical for the habitat of origin, while shade and waterlogging were expected to be novel, unfamiliar stresses for A. vulneraria. The stresses reduced plant biomass by up to 91%, and the responses of the plants were mostly in line with the functional equilibrium hypothesis. There was significant ID in biomass (δ = 0.17), leaf chlorophyll content, and the number of root nodules of the legume, but the magnitude of ID was independent of the stress treatments. In particular, there was no significant interaction between inbreeding and the intensity of any stress type, and ID was not higher under novel than under familiar stresses. In addition, phenotypic plasticity in biomass allocation, leaf functional traits and in root nodulation of the legume to the various stress treatments was not influenced by inbreeding. Our findings do not support the common hypothesis of stronger ID under stressful environments, not even if the stresses are novel to the plants.     

披针叶茴香对变化光环境的表型可塑性

植物对变化光环境的表型可塑性大小影响其在林下生境中分布、生长和更新。为探讨披针叶茴香在不同光环境下的整体表型可塑性及其适应机制,采用遮荫试验模拟5种光照条件(100%、52%、33%、15%和6%相对光照强度),研究了不同光环境下披针叶茴香叶片形态、生理、解剖结构、根系形态以及生物量分配等的变化。结果表明:叶生物量在5种光照处理之间差异不显著,但叶面积和比叶面积均随光照强度减弱显著增加。遮荫处理增加了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量,但叶绿素a/b比值随光照强度减弱而降低。遮荫降低了非结构性碳水化合物(淀粉和可溶性糖)和可溶性蛋白的含量,增加了叶片氮和磷含量,对叶片氮/磷比影响较小。在52%和33%相对光照处理下,叶片中硝酸盐含量最低,而在100%和6%相对光照处理下硝酸盐积累较多。根生物量、细根和粗根的长度、表面积以及比根长和比根表面积在5种光照处理之间均没有显著差异,根系氮含量在低光环境(15%和6%相对光照处理)中显著降低。随光照强度减弱,披针叶茴香采取保守生存策略,并没有增加叶生物量的分配,而是分配较多的生物量给枝条和树干,储存能量。综合来看,披针叶茴香具有较宽的光生态幅,在6%—100%光照强度下均能正常生长,遮荫有利于披针叶茴香地上和总生物量的积累,52%的相对光照条件下生长最佳。变化光环境下根系性状和整体结构的可塑性相对较低,叶片生理性状的可塑性在披针叶茴香适应光环境变化过程中发挥了主要作用。     

Phenotypic plasticity to drought in seedlings of the warm season grass Panicum coloratum is related to collection site

Phenotypic plasticity is the ability of organisms to modify their phenotype in response to environmental changes. We estimated and compared the amount of phenotypic plasticity in response to drought in seedlings of different accessions of two varieties (var. makarikariense and var. coloratum) of Panicum coloratum, an allogamous warm season perennial grass, introduced and collected in sites in Argentina with different precipitation regimes. Amount of phenotypic plasticity was quantified in shoot/root biomass, blade/sheath biomass, specific leaf area and leaf area ratio (leaf area/total biomass) and mean phenotypic plasticity was estimated. The two genetically distinct varieties differed in the phenotypic plasticity of leaf area ratio (p = 0.008, F‐test), with var. makarikariense showing higher phenotypic plasticity. Accessions within varieties differed in phenotypic plasticity of leaf area ratio, specific leaf area, blade/sheath biomass and mean phenotypic plasticity (p < 0.05, F‐test). A strong relationship (r = 0.82, p < 0.01, F‐test) between mean phenotypic plasticity of each accession and precipitation variability was found. Relationships between phenotypic plasticity of blade/sheath biomass and leaf area ratio with annual mean precipitation were r = 0.86 and r = 0.75, respectively (p < 0.05; p < 0.01, F‐test, respectively). Evidence of a decoupling between phenotypic plasticity of above‐ versus belowground characters was apparent; outcomes on the interpretation of the variability in phenotypic plasticity and the potential applications of this variability are presented.     

盐旱交叉胁迫对柽柳幼苗生长及生理生化特性的影响

以3年生柽柳为材料,采用盆栽实验测定分析不同盐旱交叉胁迫下柽柳的生长状况、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)含量,以阐明盐旱交叉胁迫对柽柳幼苗生长及生理生化特性的影响。结果显示:(1)盐胁迫对柽柳生长影响大于干旱胁迫,茎叶对盐旱胁迫的敏感性高于根系部分;随着盐胁迫的加剧,柽柳株高、基径以及干物质量均降低。(2)随盐旱胁迫的加剧,柽柳幼苗叶片光合色素含量先升高后降低,主导影响因子由干旱胁迫转为盐胁迫;重度盐胁迫下,叶绿素a、b下降明显。(3)中度干旱胁迫下,SOD和POD活性随盐胁迫的增强先降低后升高;随盐旱胁迫的加剧,SOD和POD活性逐渐减弱。(4)适度的盐旱胁迫能降低幼苗MDA含量,但重度干旱、轻中度盐分胁迫下MDA含量较高。研究发现,柽柳能通过调整自身生长和生理生化特性来提高其对逆境适应能力,表现出较强的抗旱耐盐性;盐旱胁迫下柽柳表现出一定的交叉适应性,适度的干旱胁迫能增强柽柳的耐盐能力。     

单叶蔷薇幼苗根系对不同潜水埋深的适应机制

地下水是影响西北地区植被分布、生长和群落演替的重要因子,通过人工装置模拟30 cm(D30)、40 cm(D40)、50 cm(D50)、60 cm(D60)、70 cm(D70)5个潜水梯度,从生长发育、根系形态、拓扑结构与分形维数以及表型可塑性四个方面来分析不同潜水埋深对单叶蔷薇幼苗的影响,力求揭示单叶蔷薇幼苗对不同水分环境的适应性策略,这将对今后开展单叶蔷薇植被恢复和保育工作具有重要价值。研究结果表明:(1)单叶蔷薇幼苗可通过增加扎根深度、总根长、根表面积、根体积、根尖数量、分支数量、地上干物质和根系干物质来应对不同潜水埋深带来的干旱胁迫,D50、D60、D70和CK处理下的幼苗还可以通过提高根冠比来适应更长久的干旱环境。(2)不同潜水埋深处理下,单叶蔷薇幼苗根系的拓扑指数基本保持在0.8-0.9之间,说明该根系属于典型的人字形分支模式,受环境影响较小。其中,短而细的密集细根(0-2 mm)构成了单叶蔷薇幼苗根系的主体。从资源分配的角度来看,该种拓扑结构相对简单、内部竞争较小、碳消耗少,有利于根系扩大土壤资源获取效率,从而保障植株生长发育的物质供需平衡,这是单叶蔷薇对环境胁迫的适应性策略。(3)适度的干旱,如50-70 cm的潜水埋深,可以促进单叶蔷薇幼苗扎根深度;而在较浅的潜水埋深(30-40 cm)环境中,单叶蔷薇幼苗能快速解除干旱,转向地上器官的生长发育,同时它通过降低垂直根系长度、增加分支和根尖数量来获取更多氧气和适应水分充足的新环境,到第75天时生长旺盛,在株高、总根长、根表面积、根体积、根尖数量、分支数量、地上干物质、根系干物质、根组织密度和分形维数10个指标上与CK组具有显著差异,说明单叶蔷薇幼苗对水分充足和严重干旱的极端环境均有较好的适应能力,表型可塑性强。     

干旱对杉木幼苗根系构型及非结构性碳水化合物的影响

通过比较不同时期不同强度干旱胁迫下杉木1年生盆栽苗地上部分生长、根系构型以及根系中非结构性碳水化合物含量（TNC）的变化,并分析各指标之间的相关性,探究杉木根系在干旱胁迫下的适应性策略以及抗旱生理机制,以期为杉木造林生产和水分管理提供科学依据和技术指导。结果表明：随着干旱程度的加强,杉木幼苗地上部分干重（SDW）、根干重（RDW）、根长（RL）、根表面积（SA）、根体积（RV）、根尖数（RT）、根系分支角度（Angle）、分形维数（FD）逐渐减小,根冠比（R/T）逐渐增大,根系拓扑指数（TI）、根系平均直径（RD）先增大后减小,比根长（SRL）先减小后增大。而根系连接长度（LL）、TNC、糖淀比在不同时期表现出不同的趋势。连接长度随着干旱胁迫的加强在30 d和60 d时表现出逐渐增加趋势而在90 d时则表现出先减小后增大的趋势。TNC在30 d和60 d时先增大后减小,但90 d时,呈逐渐下降的趋势。糖淀比随着干旱胁迫的加强在30 d和60 d时表现出先增加后减小趋势,90 d时,表现为先减小后增大。干旱胁迫显著影响根系在不同径级的分布长度,且随着胁迫时间的延长不断变化。杉木地上部分生长与根系生长指标（RL、SA、RV、RT、RDW）以及根系构型指标（Angle、FD）之间存在显著的正相关（P < 0.01）,根系平均直径与TNC存在显著的正相关（P < 0.05）。总之,杉木通过增加根系光合产物的积累、提高根系建成成本,增加有限成本下根系的复杂程度和延伸范围,降低根系分支角度,使根系"更陡更深"来适应不同强度的干旱胁迫。