水分对胡杨幼苗光合及生长特性的影响

采用盆栽控制实验方法对不同水分条件下胡杨幼苗的光合日变化以及生长特性进行分析研究.结果显示:(1)不同水分条件下胡杨幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)日变化曲线均呈单峰型,峰值时间均在12:00;当土壤含水量为21.6%～24.0%时,幼苗的水分利用效率(WUE)日变化曲线呈不明显的双峰型,峰值时间分别在8:00和18:00,其他处理均为单峰型,但峰值时段有差异;随着土壤含水量的减小,胡杨幼苗的Pn、Gs、Ci和Tr日均值逐渐降低,当土壤含水量为12.0%～19.2%时,幼苗的WUE日均值显著高于其他处理.(2)幼苗的株高、基径、各器官的生物量及总生物量均随土壤含水量的减小而降低,当土壤含水量为12.0%～19.2%时,幼苗地下生物量的降低程度大于地上生物量,且幼苗的根冠比也增大.研究表明,土壤含水量对胡杨幼苗的光合特性及其生长具有显著影响,当土壤含水量大于12.0%时,幼苗能够通过增大水分利用效率,改变根冠比提高抗旱性;当土壤含水量小于9.6%时,幼苗自我调节能力减弱,生长受到抑制.     

胡杨幼苗根系生长与构型对土壤水分的响应

胡杨实生幼苗成活率低是制约其更新与人工育苗保存的关键问题,而幼苗根系生长与构型是影响其存活的重要因素。该试验以1年生胡杨幼苗为材料,通过2种给水方式(断续给水和连续给水)下各6个土壤水分梯度处理的控制试验,探究胡杨幼苗根系生长与构型对荒漠地区关键因子水分的响应特征。结果表明:(1)2种给水方式下干旱胁迫均使根冠比增加,且断续给水处理下幼苗根冠比显著大于连续给水。(2)一定程度的干旱处理还可以促进幼苗根系形态发育特征的发展和根系生物量的积累,但过度干旱胁迫或土壤水分含量过多都会抑制根系生长,并以连续给水、土壤含水量15%处理下幼苗根系最为发达。(3)幼苗深扎根能力强,其根宽深比在2种给水方式下均小于1,且断续给水处理显著小于连续给水处理;2种给水方式下根宽深比都与土壤水分含量呈显著正相关。(4)根系拓扑指数在2种给水方式下无显著差异且均接近1,但都与土壤水分含量呈显著负相关。即幼苗根系趋向鱼尾状分支结构,次级分支少,这种根系延伸策略有利于胡杨幼苗在干旱贫瘠的土壤环境中生存。(5)根系构型参数的主成分分析显示,总根长、总根表面积、根宽深比和拓扑指数在2种给水方式下都能很好地表示胡杨幼苗根系构型特征。可见,胡杨幼苗根系通过构筑鱼尾状分支结构、增加垂直根纵向延伸能力和增大根冠比适应干旱环境;水分对于胡杨幼苗根系生长与构型作用显著,根系对水分因子的响应对于胡杨幼苗适应水分异质性环境具有重要意义。     

土壤石砾含量对掌叶木幼苗生长和根系特征的影响

为探讨土壤石砾含量对珍稀濒危植物掌叶木幼苗生长和根系的影响,该研究以1个月生掌叶木幼苗为试验材料,进行5种不同土壤石砾含量[0(CK),20%,40%,60%和80%]盆栽试验,筛选最适宜掌叶木幼苗生长的土壤石砾含量。结果表明:(1)土壤石砾含量对掌叶木幼苗生长有极显著影响,其中幼苗苗高和地径相对增长率、叶面积、苗木质量指数、生物量(根、叶和全株)和根冠比均在土壤石砾含量为40%时最大。(2)土壤石砾含量对掌叶木幼苗根系形态具有极显著影响,总根长和根表面积在土壤石砾含量为40%时最大; 而根系平均直径随石砾含量增加逐渐减小,当土壤石砾含量高达80%时,根系平均直径最小。(3)土壤石砾含量对掌叶木幼苗根系拓扑结构和分形特征无显著影响,而对根系平均连接长度和分叉数有极显著影响,其中各处理根系拓扑指数(TI)、修正拓扑指数(q_a和q_b)均趋近于1,即掌叶木幼苗根系在不同土壤石砾含量中分支模式更趋近于鱼尾形分支; 根系平均连接长度随石砾含量增加先增大后减小,在土壤石砾含量40%时最大; 根系分叉数随石砾含量增加逐渐减小。(4)综合评价幼苗生长和根系形态与构型指标表明,掌叶木幼苗在40%土壤石砾含量中地下根系和地上茎叶生长状况最好。因此,土壤添加适量石砾能促进掌叶木幼苗生长,当石砾含量为40%时幼苗生长效果最好,苗木质量指数最高,最适宜掌叶木幼苗生长。     

连栽土壤对杉木幼苗生长影响的研究

连栽土壤对杉木幼苗生长影响的研究马越强廖利平杨跃军汪思龙高洪陈楚莹（中国科学院沈阳应用生态研究所,１１００１５）刘更有（湖南省会同县林科所,４１８３０７）ＥｆｅｃｔｓｏｆＲｅｐｌａｎｔＳｏｉｌｏｎｔｈｅＧｒｏｗｔｈｏｆＣ．ｌａｎｃｅｏｌａｔａＳｅｄｌ...     

咸水灌溉对沙土土壤盐分和胡杨生理生长的影响

通过咸水灌溉沙土土质生长的幼龄胡杨,分析了咸水灌溉沙土土壤盐分分布累积特点、盐分胁迫对胡杨的耗水生长关系、叶绿素、Pro、MDA的影响,结果表明:(1)在1.2—3 g/L范围内,微咸水灌溉沙土处于脱盐状态,6—12 g/L咸水灌溉使沙土积盐大增。在整个生长周期内,微咸水和咸水灌溉,0—200 cm内土体的总盐都呈累积趋势。(2)咸水灌溉胡杨,不同盐分处理的生长耗水关系可以用对数模型描述。(3)盐分胁迫下,胡杨叶片内叶绿素含量呈抛物线递减,Pro和MDA含量则呈现抛物线递增趋势。说明短期内咸水灌溉对土壤安全和胡杨的生长影响有限,可用咸水解决生态缺水现状,3种生理指标可用来衡量胡杨的盐胁迫程度,以此为指导提高人工造林的成活率。     

镉对花生幼苗生长及生理生态特性的影响

通过溶液培养,研究不同浓度镉(Cd2 ,0～1.00mmoL/L)时花生幼苗生长及生理生态特性的影响.结果表明,Cd2 影响花生种子的萌发和幼苗的生长.当Cd2 浓度高于0.50mmol/L时,显著抑制种子的发芽率,随Cd2 浓度的增加,苗高、根长和侧根数减少;叶绿素含量随Cd2 浓度的增加而下降,过氧化物酶(POD)活性随Cd2 浓度增加而增加;丙二醛(MDA)含量同样呈上升趋势;超氧化物歧化酶(SOD)与根系活力表现为低浓度下升高、超过0.5mmoL/L后下降的变化趋势.     

模拟酸雨对蒙古栎幼苗生长和根系伤流量的影响

选择中国北方落叶阔叶林的主要组成树种蒙古栎(Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.)的1年生幼苗为研究对象,设置4个酸雨酸度(重度、中度、轻度和对照)和3个降雨量(自然雨量和增、减雨量30％),以期阐明酸雨对蒙古栎幼苗形态生长、生物量和根系伤流量的影响,探讨中国北方日趋严重的酸雨是否会影响蒙古栎幼苗的生长,为酸雨区森林恢复植物的选择提供依据.研究结果显示:1)在本实验的酸雨酸度下,酸雨降雨量的增加对蒙古栎幼苗各生理生态指标均有一定的促进作用;2)酸雨酸度对蒙古栎幼苗形态和生物量的影响不显著,但酸度增加降低了幼苗的根系伤流量;3)增雨的重度酸雨处理促进了蒙古栎幼苗形态生长和生物量累积;4)两因素对蒙古栎幼苗的影响没有交互作用.说明蒙古栎对酸雨具有一定的抗性,可考虑选择为酸雨区植被构建的物种.     

磺胺对小麦种子萌发和幼苗生长的影响

初步探讨了磺胺对小麦种子萌发与幼苗生长的影响。研究表明,用低浓度（＜6.0mg/L)的磺胺溶液浸泡小麦种子,能显著增加幼苗的根重,根长和根冠比,提高根系活力和叶片叶绿素的含量,降低幼苗的苗高,苗重,但对发芽率影响不大。高浓度（＞10．0mg/L)和安则强烈抑制小麦幼苗根,芽的生长,并导致幼苗形态的不良变化。     

谷胱甘肽对采后石刁柏木质化和食用品质的影响

在(24±1)℃条件下,谷胱甘肽(GSH)可显著抑制采后石刁柏木质素合成前体总酚的含量及与木质素合成相关的苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性上升,延缓叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白和核酸的降解,降低活性氧和木质素含量,从而保持石刁柏的鲜嫩品质.     

NaHSO3 对水稻幼苗根系生长及生理活性影响的研究

于水稻幼苗期喷施100 mg/L NaHSO3能促进水稻幼苗根系生长,提高根系活力与呼吸强度,此与NaHS03增加稻苗叶绿素含量,提高光合速率,增加光合产物向根运输有关。     

胡杨根际土壤真菌群落代谢特征及其土壤影响因子研究

胡杨是中国西北干旱区绿洲重要的乔木树种,研究胡杨根际土壤真菌群落特征及其主要土壤影响因子,对胡杨林的保护和以胡杨为建群种的生态系统的恢复具有重要意义。该研究在额济纳胡杨林自然保护区设置3个样点,每个样地按照S形随机布点选25~30株胡杨取根际土,采用Biolog-FF微平板方法对89份土壤样本进行了真菌群落代谢特征及其影响因子分析。结果表明:(1)通过聚类将95种碳源划分为3个类群,其中53.8%的氨基酸类碳源分布在类群Ⅰ(OD值为0.106 1~0.316 4),83.3%的胺类碳源和70%的其他类碳源分布在类群Ⅱ(OD值为0.016 6~0.224 2),47.1%的羧酸类碳源分布在类群Ⅲ(OD值为0.232 1~1.115 5)。(2)通过冗余分析,发现所有土壤因子对真菌群落代谢特征总的解释率为30.02%,而RDA1轴占该解释率的84.6%,电导率和速效钾与RDA1轴显著正相关且解释率最高。(3)沿着电导率降低的方向,样本在RDA2轴上的分布逐渐分散,表明随着电导率的降低,土壤肥力和质地条件对真菌群落代谢活性的影响增强。研究发现,胡杨根际土壤真菌群落的主要碳源利用类型为羧酸类、氨基酸类和部分碳水类,而对胺类和其他类碳源的利用程度较弱;土壤可溶性盐,特别是可溶性钾盐是影响真菌群落代谢特征的主要土壤因子,而土壤肥力和土壤质地因子只有在盐分含量较低的情况下才具有明显作用。     

胡杨茎叶化学计量和异速生长关系特征随发育阶段变化的性别差异

胡杨(Populus euphratica Oliv.)是荒漠河岸林防风固沙和水土保持的雌雄异株树种。该研究以不同径阶(8、12、16、20 cm)的胡杨雌雄株为研究对象,通过当年生茎、叶化学计量元素(C、N、P、K)含量及生长关系分析,探讨不同器官化学计量随发育阶段的变化及异速生长关系的性别差异。结果表明：(1)胡杨雌雄株叶片C含量表现为大径阶(20 cm)显著高于小径阶(8 cm),而其叶片N含量随着径阶的增加显著增加;雌雄株茎、叶化学计量随着径阶的增加总体上呈增加趋势,且C、N含量均与径阶呈显著正相关关系;随着径阶的增加,雌株叶片P含量呈下降趋势,与径阶呈显著负相关关系,而雌雄株茎的P、K含量呈上升趋势,且与径阶呈显著正相关关系。(2)雌株各径阶叶片的N含量及8、12、20 cm径阶的叶片P含量均显著大于相应雄株,8、16、20 cm径阶当年生茎C含量以及20 cm径阶茎N、P含量均显著高于相应雄株。(3)雌株叶片C与N在20 cm径阶的斜率指数最大,而雄株在12 cm径阶斜率指数最大,雌雄株在各发育阶段N与P的变化较稳定;在相同C含量时,雄株茎能获得更多的N含量,雌株茎在相同N的情况下能获得更多P元素。研究发现,胡杨雌雄株间茎、叶化学计量元素含量和异速生长关系特征在不同发育阶段存在着明显性别差异,成熟雌株叶片需要更多的化学计量特征含量来满足生殖需求,总体反映了自身生长及环境适应的养分分配策略。     

不同土壤水盐条件下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)对胡杨(Populus euphratica)幼苗的影响

目前胡杨更新困难,种群处于退化阶段,而与其生态位高度重叠的多枝柽柳却在扩张。为探讨多枝柽柳对胡杨生长的影响,本研究设置了3个水平的水分、盐分梯度,对胡杨进行了单种和混种的盆栽控制实验,通过测定胡杨幼苗的生长和存活状况,分析不同水、盐梯度下多枝柽柳如何影响胡杨生长。结果表明：（1）多枝柽柳伴生降低当年生胡杨幼苗的存活率,随着水分条件改善,胡杨存活率提高,而盐分对存活率没有显著的影响。（2）水分、盐分和伴生模式几个因子对胡杨的生长特征的影响存在显著的交互作用（P<0.05）。各水盐条件下,多枝柽柳会不同程度降低胡杨幼苗的株高、主根长和地上地下生物量,而根冠比增大。混种条件下,胡杨幼苗对水盐的响应更为敏感。（3）相对竞争强度对水盐环境有明显的响应（P<0.05）,随水分条件改善,地上、地下相对竞争强度降低。多枝柽柳对胡杨的生长产生不良影响的机制是通过快速消耗土壤的水分,从而导致胡杨幼苗水分亏缺。土壤水分条件是胡杨和多枝柽柳幼苗共存的关键因素,在水分供给不足的情况下,对水分偏好的差异导致胡杨无法通过实生苗进行有效的更新从而加剧胡杨种群的衰退,而多枝柽柳更为耐旱的特性使其逐步占据河岸的生境。我们的研究结果强调了两个树种对环境因子的适应性差异决定了河岸带植被发育过程中植物-土壤的相互作用导致胡杨在演替过程中表现出的衰退现象。     

胡杨小孢子发生及微管骨架变化与异常研究

利用压片法和间接免疫荧光结合DAPI(4′,6-diamidino-2-phenylindole)染色法,对胡杨小孢子母细胞减数分裂过程中微管骨架变化和染色体行为进行观察研究。结果表明:（1）胡杨小胞子母细胞减数分裂进程中染色体行为正常,其中:偶线期可观察到单价体,中期Ⅰ会出现落后染色体,末期Ⅰ和末期Ⅱ的核仁呈现动态变化。（2）胡杨小孢子发生过程中细胞内微管骨架呈动态变化过程,其中:中期Ⅱ形成平行纺锤体以及三极纺锤体;末期Ⅱ未观察到典型的成膜体结构,同时型胞质分裂受子核间辐射微管系统调节,通过胞质向心收缩而发生,胞质分裂后形成四边形和四面体型四分体。（3）胡杨小孢子母细胞减数分裂过程中还存在各种异常细胞学现象,其中:中期Ⅱ平行纺锤体发生融合;中期Ⅱ 和后期Ⅱ孢母细胞两个纺锤体间的胞质会出现裂沟;四分体时期存在三分体和二分体,并产生天然2n花粉和连体花粉。     

胡杨叶片及韧皮部内生细菌多样性及生物学功能分析

[目的]通过分析胡杨叶片及树干内生细菌群落多样性、结构特征及生物学功能,探究内生细菌与宿主胡杨的互作机制.[方法]利用Illumina MiSeq高通量测序技术,对采集自新疆喀什地区胡杨林的3组胡杨树叶和3组树干样本的内生细菌进行Alpha、Beta多样性分析、群落组成分析以及通过比对代谢数据库进行群落功能预测,并对样...     

胡杨叶功能性状与土壤因子的关系

探究荒漠植物叶功能性状对土壤环境因子的响应格局,对理解干旱荒漠区优势植物适应干旱贫瘠逆境的权衡策略至关重要。以塔里木河干流上游胡杨为研究对象,研究不同生境胡杨叶功能性状变异格局及其与土壤因子的相互关系,以揭示胡杨适应干旱荒漠环境的生态策略。结果表明：(1)胡杨叶功能性状在不同地下水埋深(GWD, groundwater depth)之间差异显著(P<0.05),比叶面积(SLA, specific leaf area)、叶宽(LW, leaf width)、叶面积(LA, leaf area)随GWD增加而显著下降(P<0.05),叶长(LL, leaf length)、叶干物质含量(LDMC, leaf dry mass)、叶组织密度(LTD, leaf tissue density)则显著增大(P<0.05);其中LW、LA变异系数较高(48.6%、39.4%),对GWD变化较敏感。(2)浅GWD生境土壤有机碳(SOC, soil organic carbon)、全氮(TN, total nitrogen)、全磷含量(TP, total phosphorus)与氮...     

额济纳胡杨叶色变化特征及其影响气象因子分析

以额济纳胡杨林为研究对象,在秋季胡杨叶片转色不同时期,测定其叶色参数、色素含量,并分析同期的环境气象条件变化特征及其与叶色参数、色素含量的相关性,探寻秋季额济纳胡杨叶片变色的主要影响因素,为胡杨叶片衰老及黄叶物候景观气象服务奠定基础。结果表明:(1)在秋季额济纳胡杨叶片转色过程中,其叶色参数L^(*)、a^(*)、C^(*)值均呈逐渐上升趋势,b^(*)和h值先增大后减小,视觉上叶片颜色变化依次表现为绿色、浅黄、金黄和橘黄色。(2)胡杨叶片变色期间,叶片中叶绿素含量大幅度下降,叶黄素、类胡萝卜素含量有缓慢上升再小幅下降趋势,花色素苷含量变化不大,可溶性糖含量也表现为先增大后减少的态势;与变色始期相比,变色终期总叶绿素与类胡萝卜素比值累计下降了97.5%。(3)在胡杨叶片变色同期,环境气温逐渐降低,气温日较差稳定维持在14℃左右,直接辐射量逐渐减弱,平均空气相对湿度先增大后减小,但总体表现为增大趋势,蒸发量逐渐减小。(4)在胡杨叶片转色期间,叶色参数L^(*)、a^(*)、b^(*)、C^(*)与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素以及叶绿素与类胡萝卜素比值均呈极显著负相关关系(P<0.01);环境最高气温、最低气温、平均气温与叶色参数L^(*)、a^(*)、b^(*)、C^(*)均表现为显著负相关关系(P<0.05),而与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量以及叶绿素与类胡萝卜素比值均呈显著或极显著正相关关系;空气相对湿度与叶黄素、类胡萝卜素含量表现出显著或极显著正相关关系。研究发现,额济纳胡杨叶片在衰老变黄过程中逐渐显现出由浅到深的黄叶景观,这是叶绿素快速分解,类胡萝卜素含量相对升高的结果;气温是影响胡杨叶片衰老变黄的主要限制性气象因子,低温加速了叶绿素分解,较大的空气湿度有利于类胡萝卜素含量维持稳定,保持更长时间的黄叶景观。     

塔里木河干流胡杨种群结构与分布格局研究

采用样方法对塔里木河干流上、中、下游胡杨(Populus euphratica)种群按径级、高度级、长势级进行实地调查与统计,绘制径级结构图、高度结构图和长势结构图,并应用理论分布模型和聚集强度指数进行种群分布格局分析。结果表明:(1)塔里木河干流胡杨径级结构呈"纺锤型",幼苗和幼树缺乏(Ⅰ～Ⅱ级占28.83%),以Ⅲ～Ⅴ级占绝对优势(占66.62%),老龄植株所占比例最低(Ⅵ级占4.55%),从龄级结构看种群处于衰退的早期阶段,存活曲线符合DeeveyⅠ(凸)型,为稳定种群。(2)塔里木河上游胡杨种群高度级比例差异小(变幅为21.60%～31.07%),处于发展阶段;中游种群结构呈正态分布,为稳定增长型;下游种群高度级比例差异大(变幅为12.50%～51.14%),处于衰退阶段。(3)塔里木河干流胡杨种群分布格局呈聚集分布,不同离河距离的胡杨种群聚集强度有差异,不同龄级的胡杨种群聚集强度也不同,幼树的聚集程度高,Ⅵ级聚集强度较其他龄级差。     

干旱胁迫下胡杨光合光响应过程模拟与模型比较

以塔里木干旱荒漠区2年生胡杨幼苗为试材,盆栽模拟荒漠生境5种水分梯度,利用Li-6400便携式光合作用系统测定胡杨在干旱胁迫下光合作用的光响应过程,并采用4种光响应模型对其进行拟合与比较,以期优选出适用于干旱荒漠环境的光响应模型,阐明胡杨光合作用对干旱胁迫的响应规律与适应机制。结果表明:胡杨净光合速率(P_n)随干旱胁迫加剧呈下降趋势,同一光强(PAR)下P_n降幅增大。中度干旱胁迫以下(土壤相对含水量,RSWC45%)胡杨在高PAR下仍能维持相对较高P_n,光抑制程度轻;直角双曲线、非直角双曲线和指数模型均可较好地模拟P_n-PAR响应过程,但最大净光合速率(P_(nmax))、光饱和点(LSP)拟合值与实测值差异极显著(P0.01)。中度干旱胁迫以上(RSWC45%)胡杨P_n随PAR升高而显著下降,LSP与P_(nmax)极显著降低,光抑制现象明显;仅直角双曲线修正模型拟合的胡杨光响应过程、光响应参数与实际情况较吻合。4种模型模拟效果顺序:直角双曲线修正模型指数模型非直角双曲线模型直角双曲线模型。4种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应性,直角双曲线修正模型适用于各种水分条件,尤其适用于干旱荒漠生境,其它3种模型适用于水分条件较好的生境。光响应特征参数对干旱胁迫的响应阈值不同。随干旱胁迫加剧,胡杨表观量子效率(AQY)、P_n、LSP与P_(nmax)持续降低,严重干旱胁迫下暗呼吸速率(R_d)、LCP反而明显增大。RSWC45%胡杨仍能保持较高的AQY、P_(nmax)、LSP,RSWC45%其P_(nmax)、LSP显著降低,干旱胁迫显著抑制了胡杨光合进程和光强耐受范围,降低了光合效率,严重干旱胁迫严重影响胡杨苗木的正常生长和光合作用。干旱荒漠环境下,胡杨采取缩窄光照生态幅、降低光能利用率和减少呼吸消耗来积极抵御荒漠干旱逆境伤害的生态对策。因此,从极端干旱荒漠区种群保护与植被恢复角度来看,胡杨林土壤水分应维持在RSWC 50%左右,符合干旱缺水地区植物生长和高效用水的管理原则。