植物根系吸水机理的研究进展

近年来,植物根系吸水机理在细胞、组织和整体水平上的研究进展非常迅速,对阐明植物抗旱机制及其高效利用有限水资源途径的探讨具有重要意义.本文主要对植物根的复合结构和根系在土壤中的分布、根系中水流性质等方面的最新研究状况进行了概述,特别详细地论述了水通道蛋白的表达及功能与根系中水分运动的关系、以及根系输水的调节和根系吸水过程中的信号传导方面的研究动态,并且评价了根的复合运输模型和根系吸水的数学模型等,最后就其可能生理意义及其应用前景作了评述.     

气候变化背景下中国农业气候资源变化Ⅷ.江西省双季稻各生育期热量条件变化特征

基于江西省地面气象资料和农业气象试验站数据,分析了江西省双季稻生育期的变化趋势,并利用生长度日（GDD）、低温度日（CDD）和高温度日（HDD）对1981-2007年江西省水稻各生育期热量资源的变化趋势进行分析.结果表明：气候变暖背景下,江西省水稻生长季平均气温、平均最低气温和平均最高气温均呈升高趋势,引起双季稻生长季缩短,其中,营养生长期日数减少最明显,而生殖生长期延长;生长度日和高温度日均增加,低温度日减少.研究期间,江西省双季稻有效热量资源增加,低温风险减少,但高温风险增多;江西省水稻有效热量资源的空间变化特征表现为东北部的增幅大于西南部,南部的低温风险大于北部,中部的高温风险最大.     

基于功能性状评价5种植物对热带珊瑚岛环境的适应性

植被新建是保护和改善热带珊瑚岛生态系统的关键环节,热带珊瑚岛极端干旱生境是影响植物存活和定居的主要限制因子之一,因此选取适生植物对热带珊瑚岛植被新建至关重要。通过测定在海南省文昌市苗圃和热带珊瑚岛上的草海桐(Scaevola taccada)、厚藤(Ipomoea pescaprae)、木麻黄(Casuarina equisetifolia)、花生(Arachis hypogaea)、椰子(Cocos nucifera)5种植物的光合/水力相关功能性状,探讨植物对热带珊瑚岛生境的适应性。研究发现:与对照(文昌苗圃)相比,热带珊瑚岛上的草海桐、厚藤、木麻黄最大光合速率(A_(max))均显著升高;除椰子外,其余4种植物的比叶面积(SLA)降低,长期水分利用效率升高(其中木麻黄和花生升高显著);5种植物的叶片碳含量(LC)均有不同程度降低。此外,厚藤、木麻黄、椰子的叶片导水率(K_(leaf))显著升高;厚藤和花生的叶片膨压丧失点(Ψ_(tlp))显著降低;厚藤和木麻黄的气孔导度(g_s)显著升高。研究结果表明草海桐、椰子、花生主要通过非气孔调节方式(提高K_(leaf),降低Ψ_(tlp)、SLA等)适应热带珊瑚岛干旱环境;而厚藤和木麻黄同时通过气孔调节(降低g_s)及非气孔调节(提高K_(leaf),降低Ψ_(tlp)、SLA等)两种方式促进植物碳同化和水分利用。综上所述,草海桐、厚藤、木麻黄具有更高的光合能力和水分利用效率,能有效协调碳同化和水分利用,表现出良好的适应能力,适合用于热带珊瑚岛的植被新建。     

植物生理学研究中的压力探针技术

压力探针技术是一种用来测定微系统中压力大小和变化的新技术。其最初被设计用于直接测定巨型藻类的细胞膨压。随着操作装置的进一步微型化和精密化,后来被应用于测定普通高等植物细胞膨压及其它水分关系参数。该技术的发展建立在一系列相应的流体物理学理论基础上。通过这些物理学公式的计算,该技术能测定跨细胞膜或器官的水分运输速度以及它们的水力学导度;测定溶液中水分和溶质的相对运输速度以及它们之间的相互影响;还可以测定细胞壁的刚性等。目前压力探针技术已成为植物生理学和生态学领域研究中的多用途技术。它可以在细胞水平上原位测定水分及溶质跨膜运输及分布情况,这对于阐明水通道功能具有极其重要的意义。此外,木质部压力探针技术是目前唯一可以直接测定导管或管胞中负压的工具。该技术还可以用于单细胞汁液的样品采集,结合微电极技术测定导管或其它细胞中的pH值、离子浓度以及细胞膜电位。本文重点介绍该技术使用的基本原理和相应的理论基础,并详细地描述了操作过程中的技术和技巧。     

南亚热带森林2种菌根类型树木水分传导和养分利用策略的对比研究

为揭示南亚热带季风常绿阔叶林在季节性干旱加剧和氮沉降增加等环境影响下,菌根树木优势度变化趋势机理,对3种优势EM树木黄杞（Engelhardtia roxburghiana）、锥（Castanopsis chinensis）、黧蒴锥（C. fissa）和3种优势AM树木云南银柴（Aporusa yunnanensis）、山蒲桃（Syzygium levinei）、广东金叶子（Craibiodendron scleranthum var. kwangtungense）的水力性状和养分性状进行了研究。结果表明,EM树木叶片导水率下降50%和88%时的水势（P₅₀、P₈₈）和膨压丧失点（Ψ_tlp）均低于AM树木,边材比导水率（K_S）、叶片比导水率（K_L）、光合氮利用效率（PNUE）和光合磷利用效率（PPUE）均高于AM树木。可见,EM树木比AM树木具有更强的抗旱能力以及更高的导水效率和养分利用效率,这可能是在干旱加剧和氮沉降增加背景下EM树木优势度增加而AM树木优势度减少的生理机制。     

华南地区固氮与非固氮豆科树种叶片养分利用策略的对比研究

为探究富氮环境中固氮(nitrogen-fixing leguminous trees,NLT)与非固氮豆科树种(non-nitrogen-fixing leguminous trees,n-NLT)的叶片养分利用策略差异,以华南地区5种NLT植物[水黄皮(Pongamia pinnata)、大叶相思(Acacia auriculiformis)、朱樱花(Calliandra haematocephala)、海南红豆(Ormosia pinnata)、台湾相思(Acacia confusa)]和3种n-NLT植物[油楠(Sindora glabra)、中国无忧花(Saraca dives)、银珠(Peltophorum tonkinense)]为对象,测定其单位质量叶片碳(C)、氮(N)和磷(P)含量及其比值、单位面积叶片最大净光合速率(Aarea)和叶片光合氮、磷利用效率(PNUE、PPUE)等功能性状。结果表明,NLT的单位质量叶片N、P含量和Aarea均显著高于n-NLT,而两者PNUE和PPUE无显著差异;尽管两类植物单位质量叶片C含量无显著差异,但NLT的叶片C:N和C:P显...     

庐山不同海拔日本柳杉年轮宽度对气候因子的响应

以庐山自然保护区3个不同海拔样地采集的138根日本柳杉样芯为研究材料,利用树木年轮学方法分析其径向生长与季节和月气候因子的响应关系。结果表明:低海拔处日本柳杉径向生长对气候因子的响应相比于中、高海拔更敏感;中、低海拔径向生长与春季相对湿度呈显著正相关(P<0.05),低海拔径向生长与春季日照时数、夏季均温呈显著负相关(P<0.05),而中海拔径向生长与夏、秋季均温呈显著负相关(P<0.05);高海拔径向生长与各个季节气候因子表现出一定的相关性,但相关性不显著;3个海拔径向生长均与当年1月均温呈显著正相关(P<0.05),中、低海拔径向生长与上年7月及当年7月均温呈显著负相关(P<0.05),高温会抑制树木的生长,低海拔径向生长与当年4月空气相对湿度、降水量呈显著正相关(P<0.05),与当年4月日照时数呈显著负相关(P<0.05),随海拔的升高相关性降低;庐山日本柳杉径向生长与主要气候要素之间的相关性呈现出明显的季节性,日本柳杉径向生长主要受上年7及7月均温和4月空气相对湿度的影响,海拔是影响日本柳杉径向生长对气候因子响应的重要因素,最终建立的标准年轮宽度年表适合进行树木年轮气候学的研究。     

鼎湖山季风常绿阔叶林不同生境蕨类植物的叶片功能性状研究

为了解不同生境中蕨类植物的叶片功能,对鼎湖山季风常绿阔叶林中的6种优势蕨类植物的比叶面积、光合速率、元素含量、构建成本和水分利用效率等叶片性状进行了测定,研究了它们对环境的适应性。研究结果表明,两种附生蕨类(江南星蕨和崖姜蕨)的叶片具有较低的比叶面积(SLA)和光合速率(Aarea),较高的构建成本(CCarea)和碳同位素比率(?13C)。而两种林下土生蕨类(扇叶铁线蕨、桫椤)具有较高的Aarea和较低的?13C。生长在岩石基质上的中华里白具有最高的养分利用效率和较高的?13C。生长在溪流边的薄叶卷柏具有最高的SLA,最低的CCarea和?13C。这些揭示了蕨类植物叶片性状与生境之间具有紧密的相关性。由于附生蕨类的叶片具有高的能量投资和低的光合速率,对环境变化的适应能力弱,附生蕨类可能面临较大的生存压力。     

气候变化背景下东北三省大豆干旱时空特征

利用1961—2010年东北三省大豆种植区71个气象站点地面气象观测资料,基于农业干旱指标作物水分亏缺指数(CWDI)及干旱等级,分析了气候变化背景下近50年来我国东北地区大豆干旱发生频率演变趋势及干旱程度演变特征,研究结果表明:东北三省大豆干旱频率空间差异较大,呈明显的西高东低的经向带状分布特征;大豆全生育期干旱频率以轻旱最高,中旱次之,重旱和特严重干旱频率最低;轻旱及以上干旱频率以播种到分枝阶段最高,分枝到开花阶段次之,开花到成熟阶段最低;作物水分亏缺指数年际变化趋势各地不同,总体而言以播种到分枝期干旱为主向开花到成熟期干旱转变的特点;大豆全生育干旱等级存在明显的年代际变化,20世纪80年代干旱范围最小、程度最轻,2000年以后重旱及中旱范围增加明显,干旱趋于严重。     

三种适生植物对热带珊瑚岛胁迫生境的生理生化响应

为了解热带珊瑚岛对植物生长的影响,对狗牙根(Cynodon dactylon)、大叶相思(Acacia auriculaeformis)和木麻黄(Casuarina equisetifolia)在热带珊瑚岛的生态适应性进行了研究。结果表明,与海南文昌苗木基地的同种植物相比,珊瑚岛胁迫生境下3种植物叶片中的抗氧化酶活性(SOD、CAT和POD)和脯氨酸含量均显著提高(P0.05);大叶相思和狗牙根的丙二醛含量也极显著提高(P0.01),但木麻黄则没有显著变化。这表明这些植物可以通过提高抗氧化酶活性和渗透调节物质含量来适应珊瑚岛的胁迫生境。