喀斯特石漠化地区不同退化程度花椒光合日动态及其与环境因子的关系

花椒是中国喀斯特石漠化地区重要的生态经济树种。为分析花椒在石漠化脆弱生境中光合生产能力,以轻度退化(LD)、中度退化(MD)、重度退化(SD)花椒为对象,研究花椒日光合特征变化及其与环境因子的关系,并采用通径分析法分析各环境因子对花椒净光合速率的直接或间接作用。结果表明:不同退化花椒的净光合速率日均值分别为3.53(LD)、2.85(MD)、2.32(SD)μmol·m~(-2)·s~(-1); LD、MD、SD日光合同化量分别为141.21、113.44和94.97 mmol·m~(-2),SD光合同化能力显著低于LD、MD; LD表现出较高水分利用效率和叶片羧化效率,其值均高于MD、SD;各退化花椒气孔限制值日均值没有明显变化; LD净光合速率主要受空气CO2浓度和光合有效辐射的影响,同时空气温度与空气相对湿度之间的相互作用共同制约着净光合速率大小;光合有效辐射、空气相对湿度分别是MD、SD净光合速率的主导因子,而空气温度为其主要限制因子。因此,不同退化花椒光合作用对生理状况和自然环境条件的变化敏感性较强,光合生产力总体偏低。     

模拟喀斯特不同土壤生境胁迫对刺槐幼苗光合特性及干物质分配的影响

为探讨刺槐对不同喀斯特环境的适应能力及其在生态系统构建的配置方式,通过室内水培实验,人工模拟干旱、高重碳酸盐、低营养、缺磷4种喀斯特土壤生境胁迫,研究刺槐幼苗的光合特性、碳酸酐酶活力、δ~(13)C值和干物质分配对不同喀斯特生境胁迫的响应及适应策略。结果表明:在干旱环境下,刺槐幼苗短期内(10天)最为敏感且受抑制最强,虽增加根冠比和水分利用效率,长期内(20天)能够维持生存;在高重碳酸盐环境下,因气孔导度降低,其通过骤增碳酸酐酶活力来增加溶液中HCO_3~-利用能力,以此提高茎叶干物质分配,长期保持较好生长力;在低营养环境下,短期内(10天)限制刺槐生长的主要因素为气孔限制,长期内(20天)通过上调碳酸酐酶活力增加对HCO_3~-的利用能力,提高根部干物质分配,但其生长仍受溶液无机元素的浓度限制;在缺磷环境下,刺槐通过上调碳酸酐酶活力来增加HCO_3~-利用能力,提高根部干物质分配,维持较高的生长能力。刺槐幼苗在不同喀斯特环境下表现出不同的适应机制,刺槐对4种模拟的喀斯特土壤环境胁迫适应性综合评价为:重碳酸盐缺磷低营养干旱。     

喀斯特高原峡谷优势种叶片功能性状分析

该研究对喀斯特石漠化高原峡谷地区优势种的叶片功能性状进行了分析,调查了17种植物的叶片厚度、叶面积、叶片鲜重、叶片干重、叶干物质含量、比叶面积、叶组织密度等能反映植物生存策略且易于测量的叶片功能性状,并采用逐步回归的方法探究了叶片功能性状与土壤养分之间的关系。结果表明:(1)不同优势种叶片功能性状差异明显,叶片的厚度为0.18～0.78 mm、鲜重为0.07～6.51 g、干重为0.04～3.19 g、叶面积为3.07～325.64 cm~2、叶干物质含量为318.61～573.22 mg·g~(-1)、比叶面积为60.98～236.90 cm~2·g~(-1)、叶组织密度为0.022 1～0.036 g·cm~(-3)。(2)植物通过较小的比叶面积与较大的叶干物质含量来减少水分散失、增加养分储存,以适应高温、缺水少土的环境。(3)叶片功能性状之间存在广泛的相关关系,且均达到极显著水平。叶片厚度对鲜重、干重均表现为促进效应,比叶面积与叶干物质含量及叶组织密度之间均存在极显著的抑制效应。(4)叶片功能性状随土壤养分的变化产生规律性变化。土壤全氮、全钾和有机碳对叶片功能性状产生显著影响,尤以土壤有机碳的影响更为显著。进一步分析发现,喀斯特高原峡谷地区植被恢复及重建的优势种或建群种为翅荚香槐、清香木、枇杷等;施用有机肥能够提高花椒、金银花等经济林树种的适应能力。