4种沙生灌木幼苗PV曲线水分参数对干旱胁迫的响应

以柠条、沙木蓼、杨柴和花棒4种沙生灌木幼苗为材料,采用盆栽法在适宜水分、中度干旱和重度干旱(田间持水量的75%、50%和35%)3种土壤水分条件下,应用PV技术测定了它们在膨压为0时的渗透势(ψstlp)、相对水含量(RWCtlp)和相对渗透水含量(ROWCtlp),以及饱和含水时的渗透势(ψssat)、束缚水含量(Va)、膨压随叶水势下降而降低的速率b值和组织细胞总体弹性模量(ε′)等水分参数,并用隶属函数值法对4种苗木在干旱下保持膨压的能力进行了综合评价.结果显示:与适宜水分条件下相比较,除花棒幼苗在中度及重度干旱下ψssat值、柠条苗在中度干旱下ψssat和ψstlp差值和在中度及重度干旱下Va值、沙木蓼苗在中度干旱下ε′和RWCtlp值均变化很小以外,4种苗木其它水分参数在不同程度干旱胁迫下均有较明显的变化,且其变化幅度随干旱胁迫的加剧而增加,从而使苗木保持膨压及吸水保水的能力较适宜水分下明显增强;苗木保持膨压能力的综合评价结果为:中度干旱下柠条>花棒>杨柴>沙木蓼,重度干旱下柠条>花棒>沙木蓼>杨柴.研究表明,柠条幼苗对干旱胁迫具有极强的渗透调节适应性.     

水分共享在毛乌素沙地4种灌木根系中的存在状况

为揭示水分共享在毛乌素沙化草地4种沙生灌木根系中的存在状况,选择酸性品红为示踪剂开展野外实验。结果表明,只有沙地柏（Sabina vulgaris)和油蒿（Artemisia ordosica）根系具有共享水分的潜力,而沙柳Salix psammophaila)和杨柴（Hedysarum mongolicum)根系不具有这种潜力。基于酸性品红在细根中的存在状况以及沙子与酸性品红发生中和反应,被步认为沙地柏和油蒿根系可能具有提水作用潜力。     

绿洲前沿地区多枝柽柳水分关系的特征及灌溉的影响

 对塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲前沿地区多枝柽柳（Tamarix ramosissima）进行了研究,生长季节和灌溉前后水分关系的特征表明：多枝柽柳在生长季节保持了较高较稳定的清晨水势,植物能够平衡白天水分损失造成的水分亏缺,水分恢复状况良好。环境气候变化对渗透势等水分参数的影响不及植物水分恢复状况对它们的影响。除了个别数据,多枝柽柳水势和渗透势的降低幅度很小,更像是生长过程的结果,植物水分胁迫的特征并不明显。对比水分生理上对干旱胁迫的适应——渗透势的迅速降低和质外体水含量的增加,膨压消失点相对含水量(RWCp)和渗透势差值(ΔΠ)等参数显示的生理特征表明,植物更加依靠稳定充足的水分供应来适应生长环境中极端的高水压差和与此相应的高大气蒸发要求。与此适应,植物和地下水发生了联系,并且一次性灌溉对植物水分状况的恢复基本没有帮助,保持地下水位稳定在根系的可吸收范围内成为保护绿洲前沿多枝柽柳长期存在的关键。多枝柽柳的水分特征属于中生植物的范畴,对极端环境的适应属于躲避的类型。     

塔干南缘骆驼刺植被水分关系的研究

对塔克拉玛干沙漠--绿洲过渡带骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)水分关系的研究表明:骆驼刺在夏季保持了正的膨压,一直较高较稳定的清晨水势说明植物水分恢复状况良好,植物得到了较好的水分供应;在7月,干旱胁迫造成的水分亏缺并未影响植株正常的蒸腾作用,因而干旱引起的水分胁迫并未威胁到植被的存在.骆驼刺对干旱胁迫的水分生理适应主要体现在叶水平上,表现为饱和枝条的渗透势(Πo)和膨压消失点的渗透势(Πp)的差值(ΔΠ)和相对含水量(RWC)在膨压消失点间更大的变化、渗透调节的产生、较高较稳定的饱和枝条水分与干物质之比(WCsat)和膨压消失点的相对含水量(RWCp),以及较低的共质体水在总水分中的相对含量(RWCsym).但形态学上的特征,主要表现为深而发达的根系和蒸腾面积的减少,才是骆驼刺适应极端干旱环境的主要途径.非定期的夏季一次性灌溉对地下水位很低地区的骆驼刺植被水分状况的恢复没有帮助.     

塔干南缘骆驼刺植被水分关系的研究

对塔克拉玛干沙漠———绿洲过渡带骆驼刺 (AlhagisparsifoliaShap .)水分关系的研究表明 :骆驼刺在夏季保持了正的膨压 ,一直较高较稳定的清晨水势说明植物水分恢复状况良好 ,植物得到了较好的水分供应 ;在 7月 ,干旱胁迫造成的水分亏缺并未影响植株正常的蒸腾作用 ,因而干旱引起的水分胁迫并未威胁到植被的存在。骆驼刺对干旱胁迫的水分生理适应主要体现在叶水平上 ,表现为饱和枝条的渗透势 (Πo)和膨压消失点的渗透势 (Πp)的差值 (ΔΠ)和相对含水量 (RWC)在膨压消失点间更大的变化、渗透调节的产生、较高较稳定的饱和枝条水分与干物质之比 (WCsat)和膨压消失点的相对含水量 (RWCp) ,以及较低的共质体水在总水分中的相对含量 (RWCsym)。但形态学上的特征 ,主要表现为深而发达的根系和蒸腾面积的减少 ,才是骆驼刺适应极端干旱环境的主要途径。非定期的夏季一次性灌溉对地下水位很低地区的骆驼刺植被水分状况的恢复没有帮助。     

不同土壤水分下4种沙生灌木的光合光响应特性

采用盆栽试验在适宜水分、中度干旱和重度干旱(土壤田间持水量的70%-75%、45%-50%和30%-35%)条件下,研究了4种沙生灌木柠条、花棒、沙木蓼和杨柴1年生幼苗的光合光响应特性。结果表明:各灌木光响应曲线的变化趋势基本一致,采用非直角双曲线模型拟合良好;各灌木净光合速率在同等光合有效辐射时均表现为适宜水分中度干旱重度干旱;各灌木在干旱条件下叶片表观量子效率与最大净光合速率均较适宜水分下降低,两项参数在中度与重度干旱下的平均降幅柠条均为最小,反映出柠条光合作用对干旱胁迫较强的适应性;干旱条件下光饱和点的降低是造成4种沙生灌木对光照需求改变的主要原因,光补偿点和饱和点的协同变化表明柠条具有对光环境良好的适应性;4种沙生灌木在干旱条件下暗呼吸速率均降低。在西北沙区人工植被建设中从光合特性考虑,柠条更宜作为土壤水分较差立地上的先锋树种。     

树种保护酶活性与PV曲线水分参数变化的关系

在水分胁迫条件下,树种间ＳＯＤ（超氧化物歧化酶）活性与其ＤＩ（抗旱性指数）值的排序结果基本一致,表明ＳＯＤ活性变化所反映的树木抗氧化伤害力大小与ＰＶ曲线水人参数所指示的树木耐旱性强弱具有密切的正相关性。但是树种间ＰＯＤ（过氧化物酶）活性变化与ＤＩ值之间的关系则不密切。其原因：①清除Ｈ２Ｏ２的抗氧化酶类较多（ＰＯＤ只是这一）;②某些树种中且存在歧化Ｈ２Ｏ２的抗氧化剂。在水分胁迫阶段,海红的ＤＩ值最大     

杨树无性系PV曲线水分参数的研究

采用PV技术对8个杨树无性系(3、6、7、8、9、10、11、12号)的水分参数ψstlp、ψssat、RWCtlp、ROWCtlp、AWC、ξmax和b值等进行了研究,并采用抗旱性指数(DI)和模糊数学反隶属函数两种方法对各个无性系的抗旱性进行了综合评价.结果显示:8个无性系的ψstlp、ψssat、ROWCtlp、ξmax、b值不同,抗旱性也存在一定的差异.其中,11、7和8号维持膨压和渗透调节的能力比其余无性系强;11号具有很强的保持最大膨压和维持低水势的能力;7~9号无性系具有较强的忍耐水分胁迫和抗脱水的能力;3和6号细胞弹性最大,主要依靠其坚硬厚实的细胞保持体内的水分.结果表明,8个无性系分为3个类群:第一类群为无性系7、8、9、11、12号,抗旱性最强;第二类群为无性系10号,抗旱性居中;第三类群为无性系3号和6号,抗旱性最弱.     

暖温带森林生态系统主要树种若干水分参数的季节变化

本文通过PV技术对暖温带落叶阔叶林主要树种辽东栎(Quercus liaotungensis)、棘桦(Betula dahurica)、五角枫(Acer mono)、大叶白蜡(Fraxinus rhychophylla)及其林下灌木六道木(Abelia biflora)、山地针叶林的主要树种油松(Pinus tabulaeformis)以及次生灌丛主要树种山杏(Prunus armeniaca var.ansu)、山桃(Prunus davidiana)、大果榆(Ulmus macrocarpa)、北京丁香(Syringa pekinensis)的日最低叶水势Ψmin、饱和含水量时的最大渗透势Ψs sat、初始质壁分离时渗透势Ψs tlp、初始质壁分离的渗透水的相对含量(ROWCtlp)、相对含水量(RWCtlp)、质外体水的相对含量(AWC)6种水分生理指标的季节变化进行了研究。结果表明：1)所研究的10种树种叶水势Ψw min的季节进程基本与土壤湿度的变化一致。乔木Ψw min季节均值由低到高的顺序为油松<辽东栎<大叶白蜡<棘皮桦<五角枫。次生灌丛4种树种Ψw min季节均值由低到高依次为：山杏<山桃<北京丁香<大果榆。在生长季的不同时期,同为灌木、生长于落叶阔叶林下的六道木Ψw min均高于灌丛样地4类树种的同期值,且季节变幅较小。2)各树种饱和含水量时的最大渗透势Ψs sat和初始质壁分离时渗透势Ψs tlp,表现出随季节进程而不断降低的趋势;Ψs tlp和Ψs sat的季节变化并未表现出与土壤水分状况变化的一致关系,而与树木自身生长发育的物候节律有关。从Ψs tlp和Ψs sat指标所反映的树木耐旱能力的季节变化来看,表现为随季节进程不断上升的趋势。一般在展叶和随后的生长旺盛期,上述树种的耐旱能力较弱。3)初始质壁分离的渗透水的相对含量(ROWCtlp)和相对含水量 (RWCtlp)的季节变化在各树种间呈现大体相同的趋势,5月下旬的生长高峰期,达到生长季中的最高值。而后随林木当年生叶的成熟和嫩枝的木质化,ROWCtlp和RWCtlp呈下降趋势。4)各树种质外体水的相对含量(AWC)表现为随季节进程而上升的趋势。     

毛乌素沙地油松的水分关系参数随不同土壤基质的变化

 毛乌素沙地作为一个生态过渡带对环境波动及人为干扰十分敏感,植树造林对于防治沙漠化具有重要意义。为了有效地防风固沙,近些年在这里成功地营建了油松林带。但是,由于缺水,油松的生长经常受到严重制约。而且,这种制约由于土壤基质的差异性而得到加剧,因为土壤基质的差异会导致水分可利用性的不同。因此,很有必要研究生长于不同基质条件下的油松的生理特征。本文选取生长在典型沙丘及梁地(白垩纪及侏罗纪砂岩)上的油松,研究了其蒸腾作用,叶水势及抗旱性特征。主要结果为：1)在春季少雨季节,梁地油松比沙丘油松经历着更严重的干旱,因此,在春季的林带管理中应特别注意梁地油松的树情,并根据植物水分状况适当灌水。2)由于沙丘土壤的保水性差,即使在夏秋雨季也不能有效保持水分,因此,沙丘油松林带应注意密度控制。3)本研究所测得的油松叶子的初始质壁分离点的渗透势可作为油松在不同土壤条件和不同季节受干旱胁迫伤害的参考临界值,也可以指示油松对灌水的需求。     

毛乌素沙地沙地柏(Sabina vulgaris)的水分生态初步研究

对毛乌素沙地沙地柏群落的水分状况作了初步研究。在典型的沙地柏群落中选取位于丘顶（水分条件较差）和丘间低地（水分条件较好）的两个样地作为研究对象,观测了植物叶子的蒸腾速率、气孔阻力及水势等生理生态指标,并结合群落特征和土壤水分状况,探讨了水分亏缺对沙地柏的影响。研究结果表明：１）虽然沙地柏具有比多数沙生灌木较小的蒸腾速率和更强的抗旱性,但是在不能利用地下水的情况下,其过大的密度可引起大量蒸腾耗水,并使植物处于严重的水分亏缺之中;２）在沙地柏群落的退化乃至于成片枯死过程中,水分胁迫是重要的因素之一;３）为了防风固沙,人工栽植沙地柏的适宜地段应选择水分条件较好的沙地（如滩地覆沙）,而在高大的沙丘或梁地栽植沙地柏,应该注意规模和密度。     

岷江干旱河谷区典型灌木对干旱胁迫的生理生化响应

以岷江干旱河谷区6种典型山地灌木[沙棘(Hippophae rhamnoides)、羊蹄甲(Bauhinia faberi)、白刺花(Sorphora davidii)、锦鸡儿(Caragana arborescens)、三颗针(Berberis sargentiana)、黄栌(Cotinus szechuanensis)]为试材,采用盆栽试验研究了土壤自然干旱胁迫对苗木叶片抗氧化保护酶活性、膜伤害程度以及渗透调节物质的影响,探讨植物应对土壤干旱逐渐加剧的生理生态适应机理。结果表明,植物不同抗氧化保护酶对干旱胁迫及随之而来的氧化胁迫的响应存在一定差异。各灌木的超氧化物歧化酶随着干旱胁迫的增强呈先上升后下降,过氧化物酶在整个胁迫期间表现为逐渐升高,过氧化氢酶的升高则主要发生在胁迫的中后期,表明不同胁迫时期对植物体起主导作用的保护酶不同,三者表现为相互协调的作用方式。随着干旱胁迫的增强,各灌木的丙二醛呈缓慢增加趋势,细胞的膜脂过氧化作用逐渐加强,植物开始遭受一定程度的毒害。沙棘和羊蹄甲叶片的质膜相对透性随胁迫的增强呈现先升后降最终回到初始水平的特点,表明植物可以通过干旱锻炼获得一定的抗旱能力。白刺花和黄栌叶片的质膜相对透性在胁迫的0—4 d保持不变,从8 d开始大幅上升并一直维持在较高水平,说明胁迫初期植物细胞膜的结构和功能还很完整,生理活动仍能正常进行,但从中期开始细胞膜遭受严重破坏。随着干旱胁迫的增强,各灌木叶片的脯氨酸总体均呈增加趋势,表明干旱胁迫下植物通过积累脯氨酸以提高细胞的渗透调节能力。主成分分析表明,6种灌木的抗旱能力由强到弱依次为:羊蹄甲、沙棘、锦鸡儿、黄栌、白刺花、三颗针。综合分析表明,干旱河谷区几种典型灌木可通过提高抗氧化酶活性并积累渗透调节物质对干旱胁迫进行积极的反馈,以减弱逆境胁迫下活性氧的危害,提高细胞的渗透调节能力,减轻细胞遭受的损伤。     

浅谈沙生植物的生态适应性

沙生植物长期生活在风沙大、雨水少、冷热多变的严酷气候条件下,形成一系列适应艰苦环境的形态特征和抗风蚀、沙割、耐沙埋、抗日灼、耐干旱贫瘠等的生态特性。从沙生植物适应沙埋生活的形态和生长特征、适应风和风沙打击危害的形态结构和生长特征、沙生植物具有的旱生或超旱生的形态结构与生理特性、沙生植物适应流动沙子的繁殖特性及短命植物等几个方面对它们的种种奇特的形态和适应性进行了详细论述。     

极端干旱条件下多年生植物水分关系参数变化特性

通过对生长在塔克拉玛干沙漠南缘极端干旱区野外生境条件下的4种多年生植物胡杨、柽柳、沙拐枣和骆驼刺的主要水分关系参数(P100为膨压最大时的渗透势;P0为膨压为零时的渗透势;emax为最大细胞弹性模量;RWCa为细胞在质壁分离点时的相对含水量)在植物生长周期内的变化特征进行了分析,结合对植物清晨水势和土壤含水率变化的系统进行测定。结果表明:4种植物在低水势下保持膨压能力大小的排序为柽柳>胡杨>骆驼刺>沙拐枣。4种植物应对水分胁迫的共同反应是在细胞出现质壁分离时,保持高的体内含水量;在耐旱机理上,沙拐枣和骆驼刺属于高水势延迟脱水类型,胡杨和柽柳属于低水势忍耐脱水类型;在植物生长期内,4种植物清晨水势的变化特征是,骆驼刺的清晨水势值最高,沙拐枣和胡杨的清晨水势值的季节变化较为稳定,柽柳的清晨水势值最低;植物清晨水势的变化趋势同其水分关系参数的变化特性基本一致;4种植物没有受到严重的水分胁迫,灌溉对植物水分关系参数变化的影响不显著;植物处并利用地下水来满足其生存和生长需求,维持地下水位的基本稳定,是保证多年生植物恢复重建的重要前提。     

鄂尔多斯高原荒漠化草原与草原化荒漠灌木类群生物多样性的研究

研究了灌木群落生物多样性随环境梯度变化的分布特点并分析了各环境因子对群落生物多样性的影响．结果表明，灌木类群多样性取决于群落的空间配置，特别是群落的草本层组成．从荒漠化草原到草原化荒漠灌木类群的多样性逐渐减小；水分梯度变化是诸生态因子（ 地理坐标、年均温度、最冷、最热月均温、年均蒸发量、日照百分率、年均风速和年均沙暴日数等） 中对群落多样性影响最大的因子，但其显著性偏低，这主要是人类过度放牧和破坏给灌木群落的烙印远远超过了水分梯度变化的影响．     

四种灌木幼苗对水分胁迫的生理响应

柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、白皮锦鸡儿(C.leucophloea)、刺叶锦鸡儿(C.acanthophylla)和长枝木蓼(Atraphaxis virgata)是乌鲁木齐周边植被组成中的重要植物种,在植被恢复中具有潜在价值。研究通过人工控制水分比较这4种灌木对干旱胁迫的生理响应,结果表明:叶片的组织含水量和叶绿素含量随着干旱胁迫的加剧而降低;脯氨酸在干旱胁迫下的积累程度较可溶性糖大;除刺叶锦鸡儿外其它植物幼苗的丙二醛在干旱胁迫下均无明显的积累(P>0.05)。4种灌木在干旱胁迫下通过渗透调节、保持膜系统稳定等途径维持正常的生理活动,对干旱具有一定的适应能力。4种灌木抗旱能力的排序为白皮锦鸡儿>柠条锦鸡儿>长枝木蓼>刺叶锦鸡儿。     

贺兰山不同生境旱生灌木的解剖学研究

贺兰山荒漠地带三种不同基质生境的２０种旱生灌木的营养器官的比较解剖学研究表明：其共同特点是叶片的表面积／体积的比值小,叶表具厚的角质层、表皮毛,气孔下陷、并具孔下室,叶向中栅栏组织发达;轴器官中木栓层细胞层数多,皮层较厚,机械组织发达,木薄壁组织及髓部细胞的细胞壁术化加厚,根内都具周皮、木质部的导管分子大小不一、频率较高。此外,根、茎、叶中普遍存在粘液细胞和草酸钙结晶,部分植物的根和茎内有异常维管组织。这些结构特征都与早生环境相关,而不同基质生境中生长的植物尚存在一定差异。     

强旱生小灌木绵刺劈裂生长过程中的水分特征

绵刺(Potaninia mongolica)是西鄂尔多斯-东阿拉善地区特有的单种属残遗植物。选取内蒙古磴口县境内具有绵刺群落的草原化荒漠区为研究样区,于2002~2003年每年8月1~5日采集未劈裂、正在劈裂和已劈裂植株,运用PV技术对不同劈裂生长状态绵刺的多种水分关系参数(${φ_{s}}^{sat}$、${φ_{s}}^{tlp}$、ROWC^tlp、RWC^tlp、Δφ、ε^max等)进行了测定,从绵刺保持膨压的能力和途径两方面进行了深入探讨;同时结合同一项目研究中绵刺劈裂生长过程中抗氧化酶系统和内源激素方面的研究成果,综合分析并探讨了绵刺劈裂生长的发生机理及其环境适应性。结果表明:1)未劈裂绵刺主要通过增加细胞内溶质(如脯氨酸),减少细胞内的水分丧失来进行渗透调节,从而在干旱胁迫下能够维持正常的膨压。2)已劈裂绵刺通过渗透调节和高的组织弹性两条途径来共同保持膨压,以抵抗不良的生存环境;同时对环境水分胁迫具有较高的敏感性。3)3种状态绵刺保持膨压的能力由强到弱依次为:未劈裂绵刺、正在劈裂绵刺、已劈裂绵刺。4)劈裂的发生导致绵刺保持膨压能力的降低,同时耐旱方式和途径发生了变化。