沙柳和柠条叶光合、茎水力特性及种子生产对模拟降雨改变的响应

摘要

水分是限制黄土高原植被恢复与重建的关键因子，降水改变直接影响着其生态系统的结构和功能。本文以黄土高原水蚀风蚀交错带典型灌木沙柳和柠条为研究对象，探讨了模拟降雨改变（对照:自然降雨;增水:增雨45％左右;干旱:遮雨50％）对沙柳和柠条叶形态与光合生理特性、茎水力结构特性及柠条种子生产的影响，研究结果不仅有助于揭示两种灌木适应干旱沙生环境的生理生态机制，而且对于该地区未来气候变化背景下生态系统的稳定性评价和植被的合理布局与恢复建造具有一定的指导价值。论文主要结论如下:
　　(1)两种灌木的叶形态参数大多数对降雨改变无明显响应，而叶水势、叶气体交换参数、光响应曲线和CO2响应曲线参数对降雨改变有一定的响应。主要表现为:a）沙柳不同处理间黎明前叶水势(ψpd)无显著差异，但旱季正午叶水势(Ψmd)存在显著差异;柠条旱季处理间ψpd和Ψmd无显著差异，雨季干旱处理ψpd和Ψmd显著降低;b）沙柳和柠条气体交换参数(净光合速率Pn、气孔导度gs和蒸腾速率Tr)对增水均有响应，对干旱的响应沙柳主要是在旱季，而柠条主要是在雨季; c）沙柳和柠条光响应曲线参数和CO2响应曲线参数对降雨改变的响应程度因物种、季节不同而不同。
　　(2)两种灌木茎水力性质对降雨改变的响应不同。沙柳黎明前叶水势和茎水分传输效率对增水有显著响应，而对干旱无响应;沙柳不同处理间抗空穴化能力和正午原位栓塞程度无显著差异。柠条叶水势和水分传输效率对干旱有显著响应，但对增水无响应;干旱显著增加了柠条正午原位栓塞程度。叶面积指数的适应性改变有助于维持两种灌木的水分传输效率，降低其栓塞发生程度。
　　(3)降雨改变影响柠条的种子生产与活力。干旱处理的单位枝长结荚数、结荚率、单位枝长种子产量和单粒种子质量显著低于增水处理;干旱降低了柠条种子活力，表现在种子萌发后出苗率和含氮量显著降低，而增水改善种子活力的作用相对较小。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 降雨改变对植物叶形态与光合生理特性的影响

1．2．2 降雨改变对植物水力特性的影响

1．2．3 降雨改变对柠条种子生产的影响

1．3 存在问题

1．4 研究目标及内容

第二章 材料与方法

2．1 技术路线

2．2 研究区概况

2．3 实验设计

2．4 测定项目及方法

2．4．1 土壤含水量的测定

2．4．2 叶性状的测定

2．4．3 叶C、N、P含量的测定

2．4．6 叶面积指数的测定

2．4．7 气体交换参数的测定

2．4．9 茎导水率及原位栓塞程度

2．4．10 茎脆弱性曲线的测定

2．4．11 木质部解剖结构的测定

2．4．12 木材密度的测定

2．4．13 柠条种子性状的测定

2．4．14 柠条种子活力测定

2．5 数据分析和处理

第三章 两种灌木叶形态与光合生理特性对降雨改变的响应

3．1 降雨及不同处理土壤含水量变化

3．1．1 降雨分布及特征

3．1．2 土壤体积含水量

3．2 降雨改变对沙柳和柠条叶性状的影响

3．3 降雨改变对沙柳和柠条叶水势的影响

3．4 降雨改变对沙柳和柠条叶光合生理特性的影响

3．4．1 叶气体交换参数

3．4．2 光响应曲线参数

3．4．3 不同处理对沙柳和柠条CO2反应曲线参数的影响

3．4．4 沙柳和柠条叶性状及光合生理参数的可塑性变化

3．5 讨论

3．5．1 两种灌木叶性状对模拟降雨改变的响应

3．5．2 两种灌木叶水分关系对模拟降雨改变的响应

3．5．3 两种灌木叶光合生理特性对模拟降雨改变的响应

3．6 小结

第四章 两种灌木茎水力结构特性对降雨改变的响应

4．1 沙柳和柠条不同处理的叶水势

4．2 沙柳和柠条不同处理的水分传输效率和Huber值

4．3 沙柳和柠条不同处理的茎水力脆弱性

4．4 沙柳和柠条不同处理的茎木质部解剖结构和木材密度

4．5 沙柳和柠条不同处理的叶面积指数

4．6 讨论

4．6．1 沙柳和柠条水分传输效率对模拟降雨改变的响应

4．6．2 沙柳和柠条水力脆弱性对模拟降雨改变的响应

4．7 小结

第五章 柠条种子生产对模拟降雨改变的响应

5．1 不同处理柠条生长的变化

5．2 不同处理柠条开花结荚特性的变化

5．3 不同处理柠条种子表观性状的变化

5．3 不同处理柠条种子活力的变化

5．4 讨论

5．5 小结

第六章 结论与存在问题

6．1 结论

6．2 存在的问题

参考文献

致谢

个人简介

硕士期间论文发表情况