干旱胁迫及沙埋对沙生植物表型可塑性的影响

摘要

油蒿(Artemisia ordosica)和白刺（Nitraria tangutorum）广泛分布在我国干旱与半干旱地区，是沙生植被的重要建群种和优势种，对维护我国荒漠地区的生态系统稳定发挥着重要作用。本文以来自毛乌素沙地、库布齐沙漠和草原荒漠过渡带的3个种源油蒿为实验材料，进行不同水分处理，了解油蒿对干旱的适应机制与不同种源油蒿抗旱能力的比较、不同种源油蒿对干旱胁迫的形态可塑性响应模式及不同种源油蒿的形态可塑性指数的比较。同时，通过对扦插白刺，进行0cm、5cm、10cm和15cm沙埋处理，来研究沙埋对白刺形态、生物量分配及光合特性的表型可塑性的影响。
　　研究结果表明:
　　1、3个种源油蒿形态特征、光合色素含量以及非结构性碳水化合物对干旱胁迫响应趋势相一致，表现为随着干旱胁迫加剧，(1)油蒿的株高、基径、叶面积和比叶面积呈现逐渐减小趋势，其中在重度干旱情况下，库布齐沙漠油蒿的株高、叶面积、基径大于毛乌素沙地和草原荒漠过渡带油蒿，而比叶面积小于毛乌素沙地和草原荒漠过渡带油蒿;(2)油蒿叶片的Chla、Chlb、Chl(a+b)、Car、Chla/b和Car/Chl含量呈现先增大后减小趋势，其中在重度干旱情况下，库布齐沙漠油蒿叶片的Chla、Chlb、 Chl(a+b)含量大于毛乌素沙地和草原荒漠过渡带油蒿叶片，而3个种源地油蒿的Car含量以及Car/Chl相差不大，Chla/b表现为草原荒漠过渡带最大，毛乌素沙地其次，库布齐沙漠最小;(3)油蒿叶片可溶性糖、淀粉和NSC的含量呈现先减小后增大的趋势，其中在重度干旱情况下，草原荒漠过渡带油蒿叶片的可溶性糖、淀粉和NSC的含量均大于库布齐沙漠和毛乌素沙地油蒿叶片，而库布齐沙漠油蒿叶片的可溶性糖、淀粉和NSC的含量又大于毛乌素沙地油蒿。综上，从三个种源地油蒿各项指标比较中，推测来自库布齐沙漠的油蒿，较毛乌素沙地、草原和荒漠过渡带油蒿具有更强的抗旱性。
　　2、3个种源地油蒿的相对生长率、根冠比和比叶面积对干旱胁迫的形态可塑性响应模式相似，表现为:随着干旱程度加剧，油蒿的相对生长率和比叶面积呈减小的趋势，根冠比呈增大的趋势;而3个种源地油蒿表型可塑性指数无显著差异，而平均形态可塑性指数大小存在一定的差异，如库布齐沙漠油蒿的平均形态可塑性指数大于毛乌素沙地油蒿。综上所述，不同种源地油蒿的形态特征在干旱环境条件下，表现出相似的可塑性响应模式。
　　3、随着沙埋深度的增加，白刺的株高、15cm处基径、叶面积、叶片数、不定根数、地上部分生物量及总生物量呈减小趋势，而白刺的不定根长、不定根直径和地下部分生物量呈先增大后减小的趋势;白刺的净光合速率Pn、蒸腾速率Tr和气孔导度Gs的日均值呈依次增加的趋势;叶绿素方面，在轻度沙埋情况下，白刺的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量差异不显著，而当沙埋深度超过一定值时，叶绿素含量呈显著性增大，但叶绿素a/b值无显著性变化。综上所述，白刺形态、生物量分配格型以及叶绿素含量对不同沙埋深度的可塑性较强，当沙埋深度超过一定范围后，光合指标对沙埋才具有较强的可塑性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的与意义

1．1．3 项目来源与经费支持

1．2 国内外研究现状

1．2．1 表型可塑性研究进展

1．2．2 沙埋对沙生植物影响的研究进展

1．2．3 植物抗旱性研究进展

1．3 主要研究内容

1．4 技术路线

第二章 试验地概况和研究方法

2．1 试验地概况

2．2 试验材料与研究方法

2．2．1 形态与生长指标的测定

2．2．2 光合作用参数的测定

2．2．3 生理生化指标的测定

第三章 干旱胁迫对油蒿形态和生理的影响

3．1 结果与分析

3．1．1 干旱胁迫对油蒿形态特征的影响

3．1．2 干旱胁迫对油蒿生理特征的影响

3．2 小结

第四章 不同种源油蒿表型可塑性的比较

4．1 结果分析

4．1．2 不同种源油蒿相对生长率、根冠比和比叶面积对干旱胁迫的可塑性响应

4．1．3 不同种源油蒿的形态平均表型可塑性

4．2 小结

第五章 沙埋对白刺表型可塑性的影响

5．1 结果与分析

5．1．1 沙埋对白剌形态特征的影响

5．1．2 沙埋对白刺生长特征的影响

5．1．3 沙埋对白刺光合特性的影响

5．2 小结

第六章 不同时期白刺表型可塑性的比较

6．1 结果与分析

6．1．1 不同月份白刺的生长特征比较

6．1．2 不同沙埋程度对白剌的生长特征的影响

6．2 小结

第七章 结论与讨论

7．1 不同种源油蒿对干旱胁迫的可塑性响应

7．2 不同沙埋程度对白刺表型可塑性的影响

7．3 建议和展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢