塔里木河中游胡杨与灰叶胡杨气体交换特性对比研究

在自然条件下利用Li-6400光合作用系统对塔里木河中游地区的天然胡杨、灰叶胡杨净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)等生理指标进行测定分析,探讨它们对外界干旱环境适应的生理特性,为进一步研究胡杨、灰叶胡杨的光合水分生理特性,以及保护恢复塔里木河流域的天然胡杨林提供依据。结果表明:(1)在整个光合日变化进程中,胡杨的日平均Pn、Gs、Tr以及WUE均高于灰叶胡杨。(2)胡杨和灰叶胡杨的净光合速率日变化均呈"双峰"曲线并存在光合"休眠"现象。(3)胡杨、灰叶胡杨在正午时分出现的Pn下降主要是受到气孔限制的影响既气孔限制值增大、胞间CO2浓度减小;傍晚时分出现的光合速率下降主要是因受到外界光照强度减弱,既受非气孔限制影响较大。(4)决定胡杨和灰叶胡杨Pn日变化的环境因子作用大小均为:光量子通量密度(PPFD)>气孔导度(Gs)>空气相对湿度(RH)>气温(Tair);决定胡杨与灰叶胡杨Tr日变化的环境因子作用大小顺序分别为:气温(Tair)>光量子通量密度(PPFD)>气孔导度(Gs)>空气相对湿度(RH)和光量子通量密度(PPFD)>气温(Tair)>气孔导度(Gs)>空气相对湿度(RH)。研究认为,胡杨与灰叶胡杨为适应干旱半干旱区的环境,在长期适应过程中形成了不同的生理生态对策,胡杨主要是通过调节Gs来有效控制蒸腾失水,提高WUE,进而适应干旱环境;灰叶胡杨主要是通过高蒸腾耗水,降低WUE来减少干旱环境对自身的伤害。     

热带雨林恢复演替中优势树种黄桐气体交换对环境的响应

用Li-6400便携式光合测定系统(Li-CorInc.,USA)对海南岛热带山地雨林恢复演替先锋建群种黄桐(EndospermumchinenseBenth.)叶片的气体交换特征及其对环境的响应进行了测定。结果表明:(1)净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(E)日变化均为双峰型曲线。出现"午睡"原因是光合有效辐射(PPFD)不足和Gs的关闭,不是强光抑制和水分胁迫。(2)叶片Pn大小与Gs、E、PPFD、气温(Ta)和叶面温度(Tl)等为密切的正比关系,与胞间CO2浓度(Ci)、大气CO2浓度(Ca)和大气相对湿度(RH)等相关度极低甚至是负相关,光饱和点(LSP)较高,表现出阳性树种特性。(3)短期高Ca作用会引起Gs、E的降低和Pn增高。Ca倍增,则Pn提高了70%,E降低4.43%,水分利用效率(WUE)提高78%。(4)叶片Pn日平均值和日最大值分别达6.40±0.17、11.60μmolCO2/(m2·s),表现出速生性。     

太白红杉（Larix chinensis）叶的形态解剖学特征与环境因子的关系

根据生态气候学方法推断出不同海拔高度气候指标,应用多元统计方法,对分布于秦岭太白山地区海拔3000－3400m的太白红杉（Larix chinensis)叶特征进行了生态解剖学研究,分析了影响其变化的主导生态因子。观察指标包括叶形态指标（叶片总厚度、每束叶中的叶数和叶长宽比）、叶解剖学特征（叶表皮角质膜厚度、上、下表皮厚度,近上、下表皮叶肉厚度,内皮层厚度,管胞直径,叶传输组织和维管束厚度及其与叶片总厚度之比）。结果表明：（1）水热综合因子是影响太白叶长宽比和叶表皮角质膜厚度的主导因子,随着水热综合因子的增大,叶长宽比呈增加趋势,而角质膜厚度则逐渐变薄。（2）年降水量是影响其它形态解剖学指标的主导因子,随着年降水量的增加,每束叶中的叶数、叶厚度、管胞直径、叶传输组织和维管束厚度、内皮层厚度、传输组织和维管束厚度及其与叶总厚度之比呈减少和变薄的趋势,而上、下表皮厚度则逐渐增加。（3）近上、下表皮叶肉厚度与环境因子无明显相关,可能属于比较保守的性状。     

胡杨、灰叶胡杨开花生物学特性研究

从居群水平研究了胡杨、灰叶胡杨不同居群的开花物候特征.结果表明:胡杨、灰叶胡杨各居群均表现为雄株开花物候早于雌株,一般可授期开始较散粉期晚1～4 d,结束较散粉期晚2～5 d,并且居群散粉期和可授期的重叠期较长.在同一居群内,胡杨、灰叶胡杨同性单株间开花期的不一致性较高.两个种相比较,胡杨居群的开花进程比灰叶胡杨居群早2～5 d,并且从每日开花株数累积分布来看,胡杨散粉期、可授期为双峰型,灰叶胡杨为单峰型.     

5种常见水土保持树种的气体交换特性研究

为了了解水土保持树种的气体交换特性,对无患子(Sapindus mukorossi)、南酸枣(Choerospondias axillaris)、香樟(Cinnamomum camphora)、秃瓣杜英(Elaeocarpus glabripetalus)和毛竹(Phyllostachys edulis)等常见树种的光合蒸腾特性进行研究。结果表明,香樟、无患子、南酸枣和毛竹的净光合速率(Pn)日变化曲线呈双峰型,有明显的"光合午休"现象;秃瓣杜英的Pn日变化曲线则呈单峰型,未出现"光合午休"现象。5种树种的Pn以香樟毛竹无患子南酸枣秃瓣杜英;蒸腾速率(Tr)以香樟无患子毛竹南酸枣秃瓣杜英;水分利用效率(WUE)以秃瓣杜英毛竹南酸枣无患子香樟。单因素方差分析表明:不同树种间的Tr、气孔导度(Gs)和WUE存在显著差异,而Pn和胞间CO2浓度(Ci)的差异不显著。相关性分析表明,Pn与Tr、Gs和光合有效辐射(PAR)呈正相关关系;Tr与Gs呈正相关关系,与WUE呈负相关关系;Gs与WUE呈负相关关系;Ci与PAR和空气CO2浓度(Ta)呈负相关关系。香樟和无患子的Tr相对较大,而WUE较低,在养护过程应加强浇水及遮阴以降低其水分蒸腾的速率;秃瓣杜英、南酸枣和毛竹的Tr相对较低,而WUE相对较高,能够科学地利用土壤水分,可适应较干燥的外界环境。     

典型城区与郊区环境大叶黄杨气体交换及叶绿素荧光特性比较

采用Li-6400便携式光合作用测定系统对夏秋季典型城区与郊区环境下大叶黄杨的气体交换和叶绿素荧光特性进行了现场实验比较研究.研究显示,叶片净光合速率的大小由总光合速率(光合能力)和呼吸速率共同决定,城区环境温度较高、相对湿度较低、大气CO2浓度较高, 不同月份城区和郊区样点大叶黄杨的净光合速率差异显著性存在不同.城区环境下大叶黄杨的胞间CO2浓度、叶面水气压亏缺、蒸腾速率高于郊区环境.城区环境中温度、大气CO2浓度等的变化会影响叶片呼吸作用,造成呼吸速率升高或是降低,城区环境中污染物浓度变化也会损伤叶片光合结构从而导致总光合能力降低,这两者都会引起净光合速率的变化.通过大叶黄杨叶片叶绿素荧光指标的进一步对比分析发现,城区大叶黄杨叶片叶绿素总量、叶绿素a/b、Fv/Fm、Fv/Fo、qP、ΦPSⅡ、ETR降低,但qN升高.表明叶片叶绿体PSⅡ的功能受到负面影响.城区大叶黄杨叶片荧光参数的变化,从微观机制上表明城区环境中污染物浓度的上升导致叶绿素及叶绿体光合结构受损的确是叶片光合能力下降的主要原因之一.     

不同环境条件下沙生植物的CO2气体交换研究

对腾格里沙坡头地区两种沙生植物：油蒿（ＡｒｔｅｍｉｓｉｓａｏｒｄｏｓｉｃａＫｒａｓｃｈ．）和柠条（ＣａｒａｇａｎａｋｏｒｓｈｉｎｓｋｉｉＫｏｍ）。在旱季和雨季时ＣＯ２气体交换特点及其动态变化进行了研究,结果表明：在干旱条件下,油蒿（Ａ）和柠条（Ｃ）的光合作用均受到严重影响,其光合率率日变化日出后（７：００－９：ａ．ｍ．）有一较小高峰外,基本处于很低水平。降水后,Ａ和Ｃ的光合作用均明显提高,但Ｐｎ     

水生植物的气体交换与输导代谢

水生植物能够生长在长期淹水的缺氧底泥中,其根系输氧作用是其生存的关键因素之一。       

塔里木河上游胡杨与灰杨光合水分生理特性

在自然条件下对塔里木河上游优势树种-胡杨、灰杨的光合水分生理特性进行比较研究.结果表明,整个生长季胡杨、灰杨的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr,除8月份)日进程均为单峰曲线,水分利用效率(WUE)变化无明显规律性.胡杨与灰杨12:00后Pn的下降主要取决于非气孔因素限制.胡杨Pn、WUE高于灰杨,而Tr低于灰杨,表明胡杨属高光合、低蒸腾、高WUE型树种,灰杨属低光合、高蒸腾、低WUE型树种.胡杨、灰杨枝水势(Ψw)、清晨与正午水势日进程均呈"V"字型曲线,胡杨水势日变幅、正午水势月变幅均小于灰杨,但两树种水势间无显著差异.胡杨与灰杨具有较强的水分吸收和减少水分丧失的能力,但胡杨调节气孔导度(Gs)控制蒸腾失水的能力较强,对干旱环境表现出更强的生态适应性,从而导致两树种产生了种群地理分化.     

胡杨叶片气孔导度特征及其对环境因子的响应

依据2005年对极端干旱区荒漠河岸林胡杨的观测资料,对胡杨气孔运动进行了分析研究以揭示胡杨的水分利用特征与抗旱机理。结果表明:(1)胡杨叶片气孔导度日变化呈现为周期波动曲线,其波动周期为2 h,傍晚(20:00)波动消失;净光合速率和蒸腾速率与气孔导度的波动相对应而呈现同步周期波动。(2)胡杨的阳生叶气孔导度高于阴生叶,且不同季节气孔导度值不同,阳生叶气孔导度的季节变幅大于阴生叶。(3)胡杨气孔导度与气温、相对湿度和叶水势有显著相关关系,当CO2浓度较小时,胡杨气孔导度随CO2浓度的增加而增加,当CO2浓度达到一定值后气孔导度不再增加,反而随CO2浓度的增加大幅度降低。(4)胡杨适应极端干旱区生境的气孔调节机制为反馈式反应,即由于叶水势降低导致气孔导度减小,从而减少蒸腾耗水,达到节约用水、适应干旱的目的,表明胡杨的水分利用效率随气孔限制值的增大而减小,二者呈显著负相关。     

Growth, Gas Exchange, Abscisic Acid, and Calmodulin Response to Salt Stress in Three Poplars

In the present study, we Investigated the effects of Increaslng sallnlty on growth, gas exchange, absclslc acld （ABA）, calmodulln （CAM）, and the relevance to salt tolerance In seedllngs of Populus euphratlca Ollv. and cutUngs of P. ＂pupularls 35-44＂ （P. popularls） and P. x euramerlcana cv. 1-214 （P. cv. Itallca）. The relatlve growth rates of shoot helght （RGR,） for P. cv. Itallca and P. popularls were severely reduced by Increaslng salt stress, whereas the growth reductlon was relatlvely less in P. euphratica. Slmllarly, P. euphratlca malntalned hlgher net photosynthetlc rates （Pn） and unlt transplration rotes （TRN） than P. cv. Itallca and P. popularls under condltlons of hlgher sallnlty. Sallnity caused a slgnlficant increase In leaf ABA and CaM In the three genotypes after the onset of stress, but NaCl-induced ABA and CaM accumulatlon was more pronounced In P. euphratlca, suggeeUng that P. euphratlca plants are more sensitlve in sensing soil salinlty than the other two poplars. Furthermore, P. euphratica maintained relatively higher ABA and CaM concentrations under conditions of high salinity. The higher capacity to synthesize stress signals, namely ABA and CaM, In P. euphratica and the contrlbuUon of this to the salt resistance of P. euphratica are discussed.     

荒漠植物红砂叶绿素和脯氨酸累积与环境因子的相关分析

通过测定中国境内荒漠植物红砂(Reaumuria soongorica)主要分布区内21个自然种群407株叶片的叶绿素和脯氨酸含量,以及不同种群内土壤含水量、可溶性盐分含量、有机质、全氮、全磷含量等土壤理化性状指标,分析了不同自然种群红砂叶绿素和脯氨酸含量的变异特征以及影响其变化的主要环境因子.研究结果表明:红砂种群间叶绿素含量差异显著.土壤因子对叶绿素合成的影响较气象因子大,而土壤含水量和土壤全磷含量是导致不同红砂种群叶绿素含量出现明显差异的主要原因.红砂脯氨酸含量平均值显著高于盐爪爪、骆驼刺、芨芨草等其它荒漠物种,并且与叶片含水量和土壤含水量呈显著负相关,与土壤可溶性盐分含量呈显著正相关.红砂体内脯氨酸的累积是对干旱盐渍环境的适应性反应,与抗旱性和抗盐性之间存在着一定的关系.     

盐胁迫对杨树幼苗叶片光合色素及气体交换特征的影响

以‘小胡24杨’和‘吴屯杨’为材料,研究了盐胁迫对杨树幼苗叶片光合色素及气体交换参数的影响。结果表明:短期盐处理下,2个杨树品种幼苗叶片的Chla、Chlb和Car含量都有所升高,其中,在pH值较低的盐处理下叶片光合色素的增加不明显,而pH值较高的盐处理下叶片Chla、Chlb显著增加,但pH值过高使叶片光合色素有下降趋势;气体交换参数Pn、Tr、Gs随着盐溶液pH值的升高而逐渐降低,Ls先升高后降低,Ci先降低后升高,即低pH值的盐处理下,杨树幼苗叶片光合下降的主要原因是气孔因素,而高pH值的盐处理下,叶片光合下降的主要原因是非气孔因素;相对于‘吴屯杨’,‘小胡24杨’对盐处理溶液的pH值更为敏感。     

胡杨、灰叶胡杨光合及叶绿素荧光特性的比较研究

比较研究了两年生胡杨和灰叶胡杨叶片的光合及叶绿素荧光特性.结果表明:胡杨和灰叶胡杨均表现出净光合速率(Pn)日变化呈单峰曲线,只是在12:00时胡杨的Pn略微降低;气孔导度日变化均呈单峰型曲线;胞间CO2浓度日变化呈近“V”字型曲线.相同的试验条件下,胡杨的净光合速率、气孔导度高于灰叶胡杨,净光合速率与气孔导度峰值出现在上午10:00时;胡杨胞间CO2浓度低于灰叶胡杨,胞间CO2浓度最低值均出现在中午14:00时.经充分暗适应后的叶片叶绿素荧光参数初始荧光、PSⅡ原初光能转换效率和PSⅡ潜在活性均为胡杨显著大于灰叶胡杨.以太阳光为光化学光,测定的叶绿素荧光参数日变化显示,胡杨PSⅡ实际的光化学反应量子效率、非循环电子传递速率、光化学猝灭系数均大于灰叶胡杨,而非光化学猝灭系数却较灰叶胡杨小.胡杨与灰叶胡杨在光合与叶绿素荧光特性上的差异,是胡杨更能适应干旱荒漠区高光、高温与低相对空气湿度环境,从而表现出高净光合速率的部分生理学原因之一.     

塔里木荒漠优势植物——胡杨种内、种间竞争研究

采用逐步扩大范围的方法确定影响对象木的邻体最佳竞争范围,利用Hegyi提出的单木竞争指数模型对塔里木荒漠优势植物———胡杨种内、种间竞争强度进行定量分析。结果表明,在胡杨群落中,对象木的最适竞争距离为6 m,胡杨种内、种间竞争强度随着植株径级的增大而逐渐减小,种内竞争较种间竞争剧烈。竞争强度与对象木胸径服从幂函数关系,从模型预测结果可知当胡杨胸径达30 cm以上时,竞争强度变化很小。因此,应在此前采取适当的人工疏伐措施来促进植株生长和增强生态系统的稳定性。     

库姆塔格沙漠典型植物种群特征与自然环境要素的因子分析

通过对库姆塔格沙漠区的典型植物梭梭、胡杨、沙生柽柳的种群特征及其地理、土壤、水分三类要素的7种因子进行实地样方调查,并采用因子分析法,对影响三种群生长与分布的环境因子进行分析。结果表明:(1)土壤养分是区域三种群生存和发展的最主要影响因子,表明区域环境严酷、土壤贫瘠,对植物生长发育的限制作用明显。(2)海拔影响较小,并均与其它因子共同产生作用,表明地理因子对植物或植物种群的影响主要是通过对其它因子的作用而产生的间接影响。(3)水分对三种群的影响明显,且各不相同,水分与海拔高度变化具有一定的相关性,共同影响了三种群的分布和种群发展。(4)水分是影响梭梭和胡杨种群分布的主要因子,水分对沙生柽柳的影响反映了其生存环境的地下水位及其矿化度特征。研究认为,由于库姆塔格沙漠区域长期地质及气候环境变化形成的土壤基质在短期内难以得到改善,土壤养分匮乏的影响将长期存在,植物种群的保护与恢复存在较大难度,因此防治区域沙漠化发展、保护植物现有生境将是维持库姆塔格沙漠区域植物生长和种群发展的有效手段。     

塔里木河流域低地下水位区优势胡杨品种的筛选及其遗传标记的构建

胡杨（Populus euphratica Oilv．）是干旱荒漠地区非常重要的植物资源,塔里木河流域胡杨的研究和保护是令人关注的问题。因此对其进行研究具有重要的理论和实践意义。国内外对胡杨各方面开展的研究内容很多,根据研究进展发现,目前塔里木河河谷废弃河道和沙漠外缘的胡杨林研究仍处于被忽视的地位。因此本文提出了筛选塔里木河河谷优势胡杨品种和构建遗传标记体系的方案,并初步阐述了该方案在塔里木河胡杨林恢复和保护中的意义、方法和目标。