本研究依托国家林草局六盘山森林生态定位站,于2019年生长季(5月17日—10月12日)对香水河小流域华北落叶松人工林树干液流进行连续观测,并同步监测气象条件与土壤环境(土壤温度和土壤水分),分析不同天气下华北落叶松树干液流的综合环境响应.结果表明:在日尺度上,华北落叶松树干液流速率呈先升后降的变化趋势,液流速率大小表现为:晴天＞阴天＞雨天;树干液流速率在晴天呈单峰变化趋势,在阴、雨天均呈多峰变化趋势.晴天的液流启动时间和峰值时间早于阴、雨天,持续时间多于阴、雨天.不同天气树干液流的主导因子存在明显差异,饱和水汽压差是晴天和阴天树干液流的主导因子,其贡献率分别为31.1％和27.4％,而雨天液流的主导因子为太阳辐射,贡献率为40.1％.主成分分析表明,晴天树干液流的综合影响因子为水热复合因子(大气温度、土壤温度、土壤体积含水量)、水汽蒸腾因子(相对湿度、饱和水汽压差)和辐射因子(太阳辐射);阴、雨天树干液流的综合影响因子为蒸腾驱动因子(相对湿度、太阳辐射、饱和水汽压差)、综合热量因子(大气温度、土壤温度)和土壤水分因子(土壤体积含水量).晴天液流分别滞后于水热复合因子、水汽蒸腾因子和辐射因子110、80和70 min到达峰值;阴天和雨天液流分别提前于蒸腾驱动因子、综合热量因子和土壤水分因子10、20、30 min和140、60、150 min到达峰值.

[目的]探讨外源2,4-表油菜素内酯(2,4-EBR)缓解芸豆幼苗盐碱胁迫伤害的生理机制,为应用2,4-EBR缓解豆类植物盐碱胁迫提供依据.[方法]以盆栽'芸选2号'幼苗为材料,研究在100 mmol/L盐碱胁迫下,喷施0.1 mg/L 2,4-EBR和4.0 mg/L油菜素内酯抑制剂芸苔素唑(BRZ)对幼苗生长、光合气体交换参数、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响.[结果]盐碱胁迫下芸豆叶片卷缩枯萎,株高、叶面积、主根长、光合色素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均显著下降(P＜0.05),脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量和胞间 CO2浓度(Ci)显著升高.喷施2,4-EBR处理能缓解盐碱胁迫造成的叶片枯萎和卷缩,植株生长状况逐渐转好,同时有效降低幼苗叶片REC、MDA和Ci,显著提高株高、叶面积、主根长、Pro、SS、Pn、Tr、Gs及SOD、POD、CAT和APX活性,但外源2,4-EBR诱导的这些芸豆抗盐碱效应在加入BRZ后受到逆转.[结论]外源2,4-EBR处理能够提高芸豆叶片抗氧化系统酶活性和渗透调节物质含量,减轻盐碱胁迫造成的膜脂过氧化伤害及对光合作用的非气孔限制,促进幼苗生长,增强抗盐碱能力.

目的:探究林下不同栽培模式的三叶青生长和光合特性的差异规律.方法:设置一年生三叶青林下地栽和袋栽2种模式,测定不同栽培模式下三叶青藤叶生长性状和光合特性的相关指标.结果:林下袋栽三叶青的主要农艺性状要优于林下地栽.袋栽模式下三叶青主茎长是地栽的3.04倍,林下袋栽的节数是地栽的2.09倍;林下袋栽模式下叶片的SPAD值和含氮量均显著高于地栽模式;2种模式下的光合指标之间变化趋势不尽相同,袋栽模式下叶片净光合速率、瞬时水分利用率、光合有效辐和叶面温度等指标均显著高于地栽模式;各个指标相关性分析表明三叶青的净光合速率与叶面温度呈显著正相关;光合有效辐射与SPAD值、叶片氮含量呈极显著正相关,与叶面温度呈显著正相关,而与主茎长和节数呈显著负相关.结论:林下袋栽模式下三叶青的生长和光合性能显著优于林下地栽,可为三叶青人工种植模式提供参考.

[目的]探讨育苗容器类型和规格对紫叶紫薇容器苗生长、开花及生理的影响,筛选出培育紫叶紫薇容器苗的适宜育苗容器,为高效培育紫薇容器苗提供理论依据.[方法]以紫叶紫薇优良新品种'丹红紫叶'2年生苗木为研究材料,选用黑色塑料营养杯(C1)、白色无纺布美植袋(C2)、黑色控根容器(C3)3个类型以及16×16(D1)、21 ×21(D2)、25×25(D3)3种规格(直径×高,cm),组成9种容器组合处理,测定不同处理容器苗生长、开花及生理指标.[结果](1)不同育苗容器处理对紫叶紫薇容器苗的生长、开花及生理指标均影响显著,同一容器类型苗木的生长、根系、生物量、花期、花径、花序、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、相对叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等指标均随着育苗容器规格的增大而显著增加.(2)地径生长量、总根长、总根表面积、总根体积、根尖数、地上部干质量、地下部干质量、总干质量、花期均以C3D3处理最大,比最小的C1D1处理分别显著提高817.12％、108.12％、94.60％、75.66％、144.14％、135.67％、228.45％、164.65％、34.48％;苗高生长量、冠幅生长量、叶面积、花序长和宽均以C1D3处理最高,比最低的C1D1处理分别显著提高116.05％、81.39％、114.95％、70.44％和65.79％;相对叶绿素含量、水分利用效率均以C3D3处理最大,可溶性蛋白和可溶性糖含量、净光合速率、气孔导度均以C1D3处理最高;胞间CO2浓度、水分利用效率在各处理之间无显著差异.(3)各处理隶属函数法综合评价得分排序为:C3D3＞C1D3＞C2D3＞C3D2＞C2D2＞C1D2＞C2D1＞C3D1＞C1D1.[结论]黑色控根容器在地径生长量、根系生长指标、生物量、花期和花径、叶绿素相对含量及净光合速率方面表现最佳;紫叶紫薇2年生苗的最适宜育苗容器是直径25 cm、高25 cm的黑色控根容器.

目的:研究干旱胁迫对4种毛茛科植物光合生理指标的影响,为其引种驯化提供重要依据.方法:以4种毛茛科植物为试验材料,试验分为对照(CK)、轻度干旱(D1)、中度干旱(D2)和重度干旱(D3)4个梯度处理,通过干旱胁迫对4种毛茛科植物光合特性的影响判断植物干旱耐受性.结果:随着干旱胁迫加剧,毛茛、猫爪草、天葵叶片叶绿素a(Chla)含量、叶绿素b(Chlb)含量、类胡萝卜素(Car)含量呈下降趋势,华东唐松草各叶绿素含量则先升后降;干旱处理下,4种毛茛科植物叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)与胁迫程度呈负相关,胞间CO2浓度(Ci)与胁迫程度呈正相关;除初始荧光(Fo)外,4种毛茛科植物叶片最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PS Ⅱ最大光学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)均较对照出现显著下降.结论:4种毛茛科植物抗旱性由强到弱依次为天葵、华东唐松草、毛茛、猫爪草.

为了探究长期干旱胁迫下连翘不同器官的非结构性碳水化合物(NSC)含量与水力特性的协调及响应机制.以连续 3 年不同水分条件处理后的连翘幼苗为研究对象,设置 3 个水分处理(适宜供水、中度干旱胁迫和重度干旱胁迫),研究长期干旱胁迫后连翘幼苗的光合特性、生物量的分配、NSC各组分含量、水力特性的变化及其碳水两者之间的相关关系.结果表明:(1)适宜供水、中度干旱、重度干旱胁迫下,枝条的栓塞程度分别为 30.7%、41.8%和 42.3%,枝条导水率分别为 0.95、0.71、0.65 kg m-1 s-1 MPa-1.(2)重度干旱胁迫显著降低了净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率.(3)重度干旱胁迫导致地上和粗根生物量显著降低,细根生物量和根冠比显著增加.此外,各器官的NSC含量显著降低,其根系NSC消耗量最高,根系的可溶性总糖和淀粉含量显著降低,枝条的可溶性总糖、葡萄糖和蔗糖含量增加了 12.9%、31.1%和 45.7%,而淀粉含量降低了 40.7%.(4)枝条栓塞程度和导水率与可溶性总糖、淀粉、蔗糖和葡萄糖含量显著相关,其栓塞程度与可溶性总糖、葡萄糖和蔗糖呈正相关,而与淀粉呈负相关(P＜0.01).综上所述,干旱导致连翘枝条木质部的栓塞程度增加,导水率、光合作用和水分运输效率均显著降低,但连翘通过提高枝条内可溶性总糖、葡萄糖、蔗糖含量和降低淀粉、NSC含量以提高植物在干旱条件下的存活机率及旱后水分恢复能力,研究为半干旱区连翘培育和经营提供理论依据.

山豆根(Euchresta japonica)为我国II级重点保护野生植物.该研究通过设置不同遮阴网的层数和采用不同浓度的聚乙二醇溶液浇灌,探讨了山豆根光合特性对光强和干旱的响应.结果表明,山豆根叶片的饱和光强为 683.06～907.07 μmol/(m2·s);单层遮阴处理叶片的最大电子传递速率和最大净光合速率整体高于双层遮阴处理,其中单层遮阴且未进行干旱处理的叶片最大电子传递速率和最大净光合速率最高,分别为55.36和6.73 μmol/(m2·s);相同遮阴条件下,叶片的最大净光合速率及其对应的饱和光强均随干旱程度增加整体呈下降趋势;单层遮阴条件下的蒸腾速率和水分利用效率均整体高于双层遮阴条件下的.不同处理下叶片光系统II的实际光化学效率、光化学猝灭系数以及非光化学猝灭系数等整体上均无显著差异(P＞0.05).山豆根属半阳生植物,其叶片利用弱光能力较强,植株具有较强的耐干旱能力.因此,建议在开展野外回归、迁地保护、人工栽培等工作时,进行适当遮阴处理并保持充足的土壤含水量.

[目的]前山带是天山北坡山地-绿洲-荒漠生态系统的重要组成部分,探讨植物对干旱胁迫的动态生理适应性和抗旱性评价方法,筛选植被恢复的适宜树种,对该区域植被生态恢复具有重要意义.[方法]以新疆天山北坡前山带种植的12种植物为研究对象,观测灌水后土壤水分时空变化,分析干旱和复水对植物光合和抗逆生理指标的影响,采用主成分分析评价12种植物的抗旱能力.[结果](1)干旱胁迫后,土壤水分散失在0-20 cm层最快,20-40 cm层次之,40-60 cm层最慢,不同植物采用不同策略改变生长情况来适应干旱;(2)干旱胁迫后,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、电子传递速率(ETR)和叶绿素含量降低,而抗逆生理指标超氧化物歧化酶(SOD)活性、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量及非光化学淬灭系数(qN)升高,复水后各指标都有一定程度的恢复,但均未达到初始水平;(3)主成分分析结果显示,P、叶绿素含量、ETR和MDA含量等指标贡献率较大,梭梭、柽柳、刺蔷薇和柠条锦鸡儿抗旱性较强,'中亚沙棘'、'新棘5号'、'新棘1号'和山杏次之,而'新棘4号'、'新棘3号'、文冠果和'新棘2号'较弱.[结论]Pn、叶绿素含量、ETR和MDA含量可作为评价植物适应干旱的重要指标;新疆天山北坡前山带植被生态恢复应优先选择梭梭、柽柳、刺蔷薇及柠条锦鸡儿进行建植.

[目的]探究外源硅对盐胁迫下西葫芦幼苗水分代谢及光合作用的保护机制,可为西葫芦抗盐栽培提供理论参考.[方法]以西葫芦品种'寒绿7042'为试材,通过水培试验,共设置对照、硅处理(0.3 mmol/L Na2SiO3·9H2O)、盐胁迫(150 mmol/L NaCl)、盐胁迫+硅等4个处理,处理10 d后测定幼苗的根系形态和活力,叶片含水量、水势、光合气体交换参数、叶绿素含量、叶绿素荧光参数及根系质膜水通道蛋白基因的表达等指标.[结果]盐胁迫显著抑制了西葫芦幼苗根系的生长,降低了根系活力、叶片含水量、叶片水势和蒸腾作用,还破坏了植株的光合系统,导致净光合速率、气孔导度、叶绿素含量和PSⅡ光化学效率显著降低.外源硅显著改善了盐胁迫下西葫芦幼苗的根系形态,提高了根系活力,并通过促进根系质膜水通道蛋白基因PIP1;2、PIP1;3、PIP1;5、PIP1;7、PIP2;1、PIP2;4、PIP2;6、PIP2;8、PIP2;9和PIP2;12的表达改善植株体内的水分状况,提高叶片含水量和水势,增强蒸腾作用;外源硅还通过提高叶片气孔导度、叶绿素含量、净光合速率、PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ实际光化学效率、光化学淬灭系数,降低胞间CO2浓度和非光化学淬灭系数来增强盐胁迫下幼苗的光合作用.[结论]盐胁迫下添加0.3 mmol/L的硅可以有效改善西葫芦幼苗的水分代谢和光合作用状况,从而提高西葫芦幼苗抗盐胁迫能力.

[目的]水曲柳是小陇山主要珍贵的用材树种,探讨其叶片性状对小生境变化的适应性,可为深入研究影响该树种的主要环境因子提供理论基础.[方法]以黑河保护区天然水曲柳为研究对象,分析4个海拔梯度(1 268,1 529,1 741,1 926 m)间14种叶片功能性状和叶片营养元素含量的差异显著性及其相关性.[结果](1)随海拔升高,叶片厚度、干物质含量和叶绿素含量逐渐增大,并分别在海拔1 741 m、1 926 m、1 741 m处达到最大,比叶面积、最大净光合速率、蒸腾速率、叶C和N含量则逐渐减少,除叶C含量外均在海拔1 268 m达到最大.叶面积、气孔导度和叶C∶N随着海拔升高呈先增后降的趋势,胞间CO2浓度、C∶P和N∶P呈先降后升的趋势.(2)海拔平均每上升200 m,叶片功能性状和C∶N平均增加1.13％～30.72％,比叶面积、最大净光合速率和C、N含量减小2.22％～15.75％.(3)各海拔叶N∶P为4.36～6.89,与最大净光合速率呈极显著正相关.最大净光合速率与比叶面积、C和N含量、C:P和N:P呈极显著正相关,与叶片厚度、干物质含量和叶绿素含量呈极显著负相关,比叶面积与干物质含量呈极显著负相关,与C和N含量和C:P呈极显著正相关.[结论]海拔显著影响水曲柳叶片功能性状及元素含量,海拔1 700 m以下有利于叶的发育和养分的积累.