张掖湿地旱柳叶脉性状与叶水力性状的关系分析

摘要

植物对环境的生态适应策略、响应性功能、生物量分配格局及生理活性等要通过一系列紧密联系的性状来实现，植物通过调控自身的资源权衡机制来完成不同功能性状间的构建、稳固和强弱变化与替补转化，因此植物叶片形态及叶片形态与叶脉密度间的权衡关系是植物生态学策略的一个普遍特征。植物的叶脉对叶起主要的支撑作用和输送水分和光合产物的主要通道，同时也是能够承担外界和内部应力的机械组织。土壤含水量可以显著的影响植物叶片的形态结构和生理生化特性，植物叶片的形态特征和水分生理特性体现了植物的生长策略和资源利用方式，是植物与环境长期相互作用的结果，其中土壤含水量对叶片的大小、叶脉密度、中脉性状、叶水势、叶水力导度和水分利用效率有着显著的影响。较多学者分别对叶大小、叶脉的形成和适应机制及其两者之间的关系、叶片水分特性等问题进行了研究，但是将叶脉性状与叶大小及叶脉性状与叶水力性状结合起来，对植物各性状间相互作用机制、植物对资源的利用和分配过程及植物对环境的适应性策略的综合分析和认识还不够深入。鉴于此，在张掖市洪泛平原湿地，选取生长在不同土壤含水量梯度的旱柳为研究对象，以植物叶性状、叶脉性状和水分生理特性相关理论为基础，分析旱柳叶大小-叶脉密度的异速生长、中脉性状和叶水势、叶脉性状和叶水力导度、叶脉密度和水分利用效率的关系，以系统阐述植株资源分配的水分响应策略，进而增强植物的适应性的机制理论。
　　本研究主要内容包括：⑴随着土壤含水量的减少，旱柳林样地群落的平均高度、郁闭度均呈现逐渐减小趋势；旱柳单叶面积、比叶面积和中脉直径均呈逐渐减小趋势，而叶厚度、中脉密度和叶脉密度则均呈增大趋势；旱柳叶片叶绿素含量、气孔导度和胞间CO2浓度呈减小趋势，叶片温度、净光合速率、蒸腾速率、光合有效辐射和饱和水汽压差则均呈增大趋势；旱柳叶水势逐渐降低，叶水力导度和水分利用效率逐渐升高；⑵在3个土壤含水量梯度内，旱柳叶形指数随着土壤含水量的降低逐渐减小；叶脉密度与叶面积在3个梯度内均呈显著负相关关系，不同样地两者的异速斜率存在显著差异(p<0.05)；样地Ⅰ的异速生长斜率为-1.9794，显著小于-1(p<0.05)；样地Ⅱ和样地Ⅲ的异速生长斜率分别为-0.7801和-0.616，显著小于-1(p<0.05)，表明在各个样地叶面积越小，叶脉密度越大，且样地Ⅰ叶脉密度的生长速度大于叶面积的生长速度，样地Ⅱ和样地Ⅲ叶脉密度的生长速度小于叶面积的生长速度；⑶在3个土壤水分梯度样地中脉密度与叶水势均呈显著线性正相关关系(p<0.05)，中脉直径与叶水势呈显著线性负相关关系(p<0.05)，在不同样地这种相关性存在差异；3个实验样地旱柳叶脉密度与叶水力导度均呈极显著正相关关系(p<0.01)，在样地Ⅰ和样地Ⅲ旱柳中脉直径与叶水力导度呈极显著负相关关系(p<0.01)，在样地Ⅱ呈显著负相关关系(p<0.05)；在样地Ⅰ和样地Ⅲ叶脉密度与WUE间呈极显著线性正相关关系(p<0.01)，样地Ⅱ是旱柳叶脉密度和WUE均逐渐增大的过渡区域，叶脉密度和WUE仅呈显著线性正相关关系(p<0.05)；样地Ⅰ叶脉密度与WUE的相关系数显著小于1，样地Ⅱ和样地Ⅲ的相关系数显著大于1(p<0.05)。⑷植物叶大小与叶脉密度、叶脉性状和叶水力性状的关系受土壤含水量的制约，由于不同样地土壤含水量的不同，对叶形指数、叶面积、叶脉密度、中脉密度、中脉直径、叶水势、叶水力导度和水分利用效率都有显著影响。植株叶片结构和功能性状的差异，导致其必然选择各自不同的最佳收益生长模式，也是植物生态位分化和补偿的必然结果。

目录

声明

1 引言

1.1 选题背景

1.2 国内外研究进展

1.3 研究目的与意义

1.4 研究思路

1.5 创新性分析

2 研究方法

2.1 研究区概况

2.2 实验设计及取样方法

2.3 数据分析

3 水分梯度下旱柳群落特征、叶片生物学及生理特征

3.1 不同样地土壤平均含水量及旱柳林群落特征

3.2 旱柳叶片生物学特征

3.3 旱柳叶片光合生理特征

3.4 旱柳叶片水分生理特征

4 水分梯度下旱柳叶脉密度与叶片形态关系的差异性

4.1 水分梯度下旱柳叶形指数特征

4.2 旱柳叶脉密度-叶大小关系的变化

4.3 讨论

5 水分梯度下旱柳叶脉性状与叶水力性状关系的差异性

5.1 旱柳中脉性状-叶水势关系的变化

5.2 旱柳叶脉性状-叶水力导度关系的变化

5.3 旱柳叶脉密度-WUE关系的变化

5.4 讨论

6 结论与展望

6.1 主要研究结论

6.2 展望

参考文献

附录

致谢