水分胁迫对贝壳堤植被杠柳光合效率及其水分生理的影响

发布时间：2020-08-27 20:27

【摘要】：水分条件是影响黄河三角洲贝壳堤滩脊地带优势灌草生长及分布的主要因子。杠柳(Periploca sepium Bunge)是贝壳堤的优势灌木,具有较强的防风固沙和保持水土功能。针对杠柳生长受土壤水分制约较大这一问题,为探明杠柳光合作用效率及耗水特征对贝壳砂水分的响应规律和适应机制,本研究以4a生杠柳为研究对象,分别设置4种长期的水分适应处理和12个短期的系列水分响应处理,采用Li-6400XT光合作用仪、FMS-2调制式荧光仪和Dynamax包裹式茎流测定系统等,测定分析不同水分处理下杠柳叶片气体交换参数的光响应、叶绿素荧光参数、生理生化指标以及树干液流参数等指标,探讨杠柳光合作用效率的水分响应规律,揭示杠柳适应贝壳砂干旱胁迫的生理生态适应机制,明确维持杠柳较高光合作用效率的水分条件。研究结果可为渤海湾贝壳堤的植被修复和适地适树选择提供参考。研究结果如下:(1)贝壳砂干旱胁迫和涝渍胁迫均可导致杠柳光合作用效率、蒸腾速率及呼吸作用速率显著下降,但干旱胁迫较涝渍胁迫对杠柳的影响更严重。适度干旱胁迫(贝壳砂相对含水量(RWC)为50.27%)下杠柳的水分利用效率最高。维持高光合作用和水分利用效率最适宜的贝壳砂水分范围(RWC)为63.22%-69.98%,其中,RWC为69.40%是杠柳叶片光合生理功能最旺盛的水分条件。RWC为36.61%是杠柳由气孔限制向非气孔限制转变的临界值。(2)贝壳砂干旱胁迫下,杠柳叶片PSⅡ中光量子产量显著减少,电子传递速率降低,光合作用过程受到严重的光抑制;而PSⅡ中用于热耗散的光能增多,初始荧光值显著升高(RWC为23.50%时为257.62),光合机制受到损伤。而涝渍胁迫下各荧光参数的变化趋势弱于重度干旱胁迫,此时光合机制未受损伤。(3)随贝壳砂干旱胁迫的加剧,杠柳叶片叶绿素含量显著降低;超氧化物歧化酶活性先升高后降低,而过氧化物酶活性一直增加;脯氨酸和可溶性糖含量显著升高,丙二醛含量先升高后降低。杠柳呈现增强渗透调节物质,提高抗氧化酶活性来抑制膜脂过氧化过程,以抵御和适应贝壳砂的干旱胁迫。(4)随贝壳砂干旱胁迫的加剧,杠柳的树干液流日速率和日累积液流量逐渐降低,表现出主动提前或滞后树干液流达到峰值时间的特点。在贝壳砂RWC为57.4%-84.7%时,杠柳树干瞬时液流速率和日耗水量(142.48-220.6 g·d~(-1))维持在较高水平,其中在RWC为69.40%的条件下,杠柳树干液流日耗水量可达最高值220.6 g·d~(-1)。贝壳砂干旱胁迫下杠柳的日耗水量显著低于涝渍胁迫,杠柳对贝壳砂干旱逆境呈现较强的光合生理调节能力和水分适应可塑性。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S793.9
【图文】：

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图 1 贝壳砂实景图Fig 1 Photograph of shell-sand图 2 山东省滨州市无棣县贝壳堤生境概况 of the habitat of shell ridge in Wudi County, Binzhou, Sh

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55图 2 山东省滨州市无棣县贝壳堤生境概况Fig 2 Summary of the habitat of shell ridge in Wudi County, Binzhou, Shandong Province图 3 贝壳堤野外生境的杠柳群落Fig 3 Community growth of Periploca sepium Bunge in wild habitat of shell ridge

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图 1 贝壳砂实景图Fig 1 Photograph of shell-sand图 2 山东省滨州市无棣县贝壳堤生境概况Fig 2 Summary of the habitat of shell ridge in Wudi County, Binzhou, Shandong Province

【参考文献】