云南鹤庆县石漠化地区典型植物生理生态适应性研究

摘要

本研究以云南鹤庆县岩溶高原石漠化地区四种典型植物矮高山栎（Quercusmonimotricha）、刺叶石楠（hotiniaprionophylla）、蓝黑果荚蒾（Viburnumatrocyaneum）、多变石栎（Lithocarpusvariolosa）为实验材料，在野外监测和室内测定分析获取大量植物生理生态数据的基础上，运用相关分析法、方差分析法等方法对四种典型植物在不同石漠化等级环境下的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等光合生理适应性和叶片的营养元素含量、叶绿素含量、可溶性多糖含量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量、脯氨酸含量和CAT、POD活性的变化等生理生化适应性进行了分析。最后利用隶属函数法对不同石漠化程度下的抗旱性指标进行隶属度的计算，采用指数和法对其抗旱性进行综合评价。结果表明:同一植物在不同石漠化等级环境下，有不同的适应性，主要趋势表现为无石漠化＞轻度石漠化＞中度石漠化＞重度石漠化;相同石漠化等级环境条件下，不同植物的适应特性有很大差异，适应性表现为矮高山栎＞刺叶石楠＞蓝黑果荚蒾＞多变石栎。论文主要结论如下:
　　1、四种典型植物净光合速率日变化曲线大概可以分为两类:矮高山栎和多变石栎在无石漠化和轻度石漠化程度下的日变化为“双峰”型，在中度石漠化程度下为“单峰”型，在重度石漠化环境下呈现“不规则”型;刺叶石楠在无石漠化环境条件下净光合速率日变化呈“双峰”型，其他环境条件下为“单峰”型;蓝黑果荚蒾在4种环境都成明显的“单峰”曲线。不同石漠化程度下，矮高山栎和多变石栎蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)日变化均呈现出“单峰”型;刺叶石楠和蓝黑果荚蒾在较低石漠化程度下呈现典型的“双峰”型，重度石漠化程度下呈现“单峰”曲线。
　　2、四种典型植物的光合作用-光响应曲线的变化趋势基本一致，四种典型植物光合能力、光适应范围和对光能利用的大小顺序为:矮高山栎＞刺叶石楠＞蓝黑果荚蒾＞多变石栎，而四种典型植物光能转化效率大小顺序为:蓝黑果荚蒾＞多变石栎＞矮高山栎＞刺叶石楠。
　　3、通过对四种典型植物的净光合速率与其相对应的生理生态因子进行相关性分析，发现影响四种典型植物净光合速率的生理生态因子有差异，又有相似性。综合分析结果表明，影响四种典型植物净光合速率的主要因子为气孔导度(Cond)、蒸腾作用(Tr)、空气CO2(Ca)、空气相对湿度(RH)。
　　4、矮高山栎的全氮含量最高，与前面研究的矮高山栎具有较强的光合作用能力一致。植物矿质元素研究中，全钙、全镁含量在蓝黑果荚蒾中最高，其次为刺叶石楠、矮高山栎，含量最低为多变石栎。通过测定四种典型植物在不同石漠化等级程度下的生理生化指标发现，随着石漠化程度的加重，四种植物叶片的可溶性多糖、可溶性蛋白、丙二醛含量以及CAT酶活力的变化都表现为升高的趋势，叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量以及脯氨酸含量都表现为降低的趋势，而POD酶活力却表现为先降后升的趋势。
　　5、四种典型植物的叶片含水量、叶片干重、叶片厚度、叶面积、以及比叶面积随着石漠化程度的加重均有下降的趋势。矮高山栎、刺叶石楠具有相对较低的叶片含水量、叶片干重、较大的叶片厚度、较低的比叶面积;而多变石栎具有相对较高的叶片含水量、叶片干重、较小的叶片厚度、较高的比叶面积，结果与叶片光合特性以及抗旱生理特性表现较为一致。
　　6、随着石漠化程度的加重，四种典型植物平均隶属度均呈现增大的趋势。相同石漠化环境条件下，四种植物之间的平均隶属度相差较大，都表现为矮高山栎＞刺叶石楠＞蓝黑果荚蒾＞多变石栎。不同石漠化程度下的抗旱性进行综合评价结果表明，矮高山栎为高抗种，适应性强，刺叶石楠和蓝黑果荚蒾为中抗种，适应性较强;多变石栎为低抗种，适应性弱。

目录

摘要

第一章 前言

1．1 研究背景

1．2 研究的目的意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 岩溶石漠化地区的研究概况

1．3．2 植物对岩溶环境适应性研究概况

1．3．3 典型植物的研究概况

1．3．4 存在的问题

1．4 研究地区概况

1．4．1 研究地区自然概况

1．4．2 研究样地选择及概况

第二章 主要内容及技术方法

2．1 研究的主要内容

2．2 研究技术路线

2．3 试验方法

2．3．1 试验材料

2．3．2 主要试剂及仪器

2．3．3 叶片性状的测定

2．3．4 叶片光合日变化的测定

2．3．5 叶片光合-光响应曲线的测定

2．3．6 叶片生理指标的测定

2．3．7 土壤含水量的测定

2．3．8 叶片营养元素的测定

2．4 数据整理及分析方法

第三章 岩溶石漠化地区典型植物叶片光合生理适应特性

3．1 不同石漠化环境条件

3．1．1 地质背景

3．1．2 土壤含水量

3．1．3 环境因子的日变化

3．2 光合作用日变化

3．2．1 净光合速率的日变化

3．2．2 气孔导度的日变化

3．2．3 蒸腾速率的日变化

3．2．4 胞间CO2和气孔限制值的日变化

3．2．5 水分利用效率的日变化

3．2．6 基于叶面水蒸汽压差日变化

3．3 岩溶石漠化地区典型植物净光合速率与其他生理生态因子的关系

3．4 岩溶石漠化地区典型植物叶片光合-光响应曲线的适应特性

3．4．1 最大净光合速率(Amax)比较

3．4．2 光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)比较

3．4．3 表观量子效率(AQY)比较

3．5 小结与讨论

第四章 岩溶石漠化地区典型植物生理生化适应特性

4．1 典型植物营养元素特性

4．2 叶绿素含量的适应特性

4．3 可溶性糖含量的适应特性

4．4 可溶性蛋白含量的适应特性

4．5 脯氨酸含量的适应特性

4．6 丙二醛含量的适应特性

4．7 抗氧化酶活性的适应特性

4．7．1 过氧化氢醇含量的适应特性

4．7．2 过氧化物酶含量的适应特性

4．8 小结与讨论

第五章 典型植物叶片结构性状特性及适应性综合评价

5．1 叶片性状的适应特性

5．2 叶片性状间的相关性分析

5．3 典型植物适应石漠化能力的综合评价

5．4 小结与讨论

第六章 结论与建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

附录：实验研究工作照

研究生期间参加的研究项目

研究生期间参加的学术会议

研究生期间发表的科研论文

致谢

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