风蚀沙埋对疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和花花柴(Karelinia caspica)幼苗的生理影响

风蚀沙埋是风沙活动区植物生长发育面临的重要干扰因子。以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲-沙漠过渡带主要建群种疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和花花柴(Karelinia caspica)幼苗为研究对象,通过控制试验设置对照、1/3 H(H为林高)沙埋、2/3 H沙埋、3/3 H沙埋、风蚀2cm、风蚀5cm和风蚀10cm等7个处理,测定处理后2种植物幼苗的丙二醛、可溶性糖、叶绿素含量和光合参数,系统研究这2种植物幼苗对风蚀沙埋的生理响应。结果表明:(1)风蚀沙埋后,花花柴幼苗体内丙二醛累积,造成膜损伤,而疏叶骆驼刺幼苗的丙二醛含量变化不大。(2)沙埋胁迫下疏叶骆驼刺幼苗的叶绿素含量升高,而风蚀胁迫下叶绿素含量降低。3/3 H沙埋下花花柴叶绿素含量显著升高,其他风蚀沙埋处理下叶绿素含量均降低。(3)风蚀沙埋处理下,疏叶骆驼刺幼苗的光合速率升高,而花花柴幼苗的光合速率降低,可见疏叶骆驼刺幼苗耐风蚀沙埋的能力强于花花柴幼苗。     

塔克拉玛干沙漠南缘3种荒漠植物光合特性的比较

在2008年6、7和8月中旬,以塔克拉玛干沙漠南缘固氮植物骆驼刺（Alhagi sparsiftia Shap．）和非固氮植物柽柳（Tamarx ramossimaLedeb．）、花花柴（Karelinia caspica Less．）为研究对象,研究了两种类型植物的净光合速率、光响应、CO：响应模型参数、叶绿素和叶氮...     

4种荒漠植物的抗氧化系统和渗透调节的季节变化

研究了塔克拉玛干沙漠南缘4种荒漠植物的水势、渗透调节物质和抗氧化系统的季节变化。结果表明,4种荒漠植物的清晨水势和午后水势的最低值出现在7月,最高值出现在6月,说明在此区域,6月植物的水分状况相对较好,7月植物的水分状况最差。骆驼刺的MDA含量和活性氧（O-2和H2O2）积累随着季节变化均呈上升趋势,表明骆驼刺的膜脂过氧化和膜伤害随季节推进逐渐加剧;柽柳、花花柴和沙拐枣的MDA含量和活性氧积累最高峰值分别出现在7月、7月和8月,说明在水分亏缺最严重的7月和8月,植物面临的膜脂过氧化程度亦最高。4种植物的渗透调节物质积累和抗氧化酶活性的变化,与膜脂过氧化几乎同步。其中,柽柳是以脯氨酸和可溶性糖两者的积累来调节细胞质渗透势以适应极端环境,脯氨酸的积累是沙拐枣应对水分胁迫的主要物质之一,骆驼刺是以可溶性糖的积累来应对水分亏缺,花花柴这两者含量都不高,分析可能是以无机离子作为渗透调节物质。4个月SOD、POD和CAT活性的均值排序均为柽柳>沙拐枣>骆驼刺>花花柴,说明在整个生长季中,柽柳的活性氧积累最为严重,其保护酶SOD、POD和CAT对活性氧的清除均起到关键作用。     

额济纳绿洲主要植物的水势与环境因子的关系

通过对额济纳绿洲几种植物的水势分析,结果表明,水势从小到大排序为:红砂 < 柽柳、苏枸杞、苦豆子 < 胡杨、梭梭、骆驼蓬 < 花花柴 < 沙拐枣。胡杨和柽柳水势日变化在5月和7月大体呈"V"型;9月份日变化大体呈直线型。不同植物对环境条件反应不同,乔木、灌木的水势与深层土壤中含水量密切相关,而草本对较浅层的土壤含水量相关。阔叶植物对大气中的水分相关性更强。植物水势与大气温度相关性最差。     

沙埋对策勒绿洲-沙漠过渡带两种建群种植物特征与格局的影响

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲-沙漠过渡带为研究区,在半固定沙地、半流动沙地和流动沙地选择了3个50 m×50 m的典型样地,分别代表轻度、中度和强度3种沙埋条件。每个样地内确定植物种类组成,测定两种建群种植物的高度和冠幅,同时对相应的灌草丛沙堆进行形态测量;利用全站仪采集所有植物的空间点坐标数据,运用Ripley’s [K（t）]函数点格局分析,研究沙埋对两种建群种植物特征与格局的影响。结果表明：随着沙埋强度的增加,疏叶骆驼刺和花花柴两个建群种植株数量减小,数量比例从以花花柴为主向以骆驼刺为单优势种群方向发展,死亡植株比例从半固定沙地的14.5%升高到流动沙地的40.3%;疏叶骆驼刺和花花柴植株高度和冠幅从半固定沙地到半流动沙地有所降低,但疏叶骆驼刺在流动沙地中又表现出增加趋势;对应的灌草丛沙堆体积随沙埋强度增加而变大,沙堆形态从多种类型并存向带有风影沙尾的蝌蚪形为主转变;花花柴和骆驼刺均以聚集分布应对风积沙埋的威胁,两种植物的种群间关系并不明显。总体来看,风积沙埋有碍于两种建群种植物的繁殖与生长,但骆驼刺具有更强的耐沙埋能力,特别是在流动沙地中留存下来的骆驼刺植物单体明显大于半固定和半流动沙地。集群分布的植物沙堆往往从基部合并,导致相对密集的植物分布区总与局部凸起的地形相对应,是风沙环境中植物群体与风积沙埋相互作用的结果。     

新疆策勒绿洲-沙漠过渡带花花柴(Karelinia caspica)沙堆的形态特征

通过野外调查花花柴(Karelinia caspica)植株及其沙堆形态指标,应用统计学原理和方法,分析了绿洲-沙漠过渡带花花柴沙堆的形态特征及沙堆与植株形态间的关系,初步估算了花花柴植株可固定的沙量.结果表明:(1)花花柴沙堆形态依据其发育时期的不同主要分为早期的盾形沙堆和较稳定时期的半球形沙堆.盾形沙堆的长度与宽度、底面积与高度间均呈直线线性相关,半球形沙堆则呈二次线性相关.盾形沙堆在向半球形沙堆发育的过程中,沙堆长度缩短,但是其高度、宽度以及体积仍随着植物的生长而不断地增长.(2)沙堆的发育与植株的形态有显著的相关关系.早期发育的盾形沙堆长度约为植株长度的2倍,体积为植株体积的1.5倍,半球状沙堆的长度和体积均约为植株的0.5倍左右.(3)通过估算,在策勒绿洲-沙漠过渡带上,花花柴草丛沙堆体积可达约50 000m3·kmm-2,表明花花柴沙堆截留了绿洲外围大量的流沙,是绿洲的重要屏障.     

极端干旱条件下策勒绿洲引种植物水分生理特征研究

在塔克拉玛干沙漠南缘的中国科学院策勒沙漠研究站植物引种筛选实验区内,以3 a生文冠果、花棒和紫叶小檗为实验材料,研究三种植物经历持续干旱到短期复水过程中的生理生态响应。结果表明：（1）干旱复水后花棒和紫叶小檗的chla、chlb、叶绿素总量以及chla/b值均随土壤含水量的增加而显著增加,文冠果的叶绿素及其组分含量减少。水分变化对chla含量影响较大。（2）三种植物的MDA含量、SS含量在复水后并没有减少,而是显著的增加,文冠果的增加量最大;各物种的脯氨酸的含量降低,紫叶小糪减少的最多。（3）三种植物的清晨水势和正午水势随土壤水分含量的增加而降低,花棒和紫叶小檗的水势变化较小,水分亏缺迹象不显著。文冠果和花棒的抗逆性较强,而紫叶小檗对水分变化比较敏感。本研究结果可为研究区引种植物的适应性及防护林建设中的植物种选择提供理论参考。     

两种人工湿地条件下芦苇与芦竹生理生态特性研究

通过对芦苇（Phragmites australis）和芦竹（Arundo donax）在模拟表面流湿地和潜流湿地条件下的生长特性比较,发现在两种人工湿地生长的两种植物叶片水势基本一致。对于植株相对生长率,叶片叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度等指标,芦苇各项指标在两种人工湿地间的差异不显著;芦竹在潜流湿地中的生长特性明显优于表面流湿地,二者间差异极显著（n=3,P〈0．01）。根系的生长状况与叶片水势情况表明水分供需并不是影响植物生理差异的因素;叶片叶绿素含量与光合作用的正相关表现说明叶绿素是影响两种湿地类型上植物生理特性差异的主要因素;芦苇、芦竹在两种人工湿地间的生理生态差异说明芦苇能适应两种湿地生境,而芦竹更适合种植在潜流人工湿地。     

咸水灌溉对沙漠中罗布麻适应性的调控

 通过模拟测定不同矿化度咸水灌溉下红花罗布麻（Apocynum venetum）幼苗叶绿素荧光参数、叶水势和株高生长速率,研究了不同矿化度咸水灌溉对其适应性的调控。研究结果表明,随着灌水矿化度的增加,叶片样本的叶绿素含量呈先下降再升高的波动状态,叶水势基本保持稳定;光能的吸收、分配和耗散在10 g·L-1达到平衡,株高生长速率在10 g·L-1出现最大值9.8 mm·d-1;随着胁迫时间的延长,表征健康程度的最大量子产率Fv/Fm下降,对溶液中金属离子的吸收增加;第21天,表征抗逆性大小的非光化学淬灭系数NPQ出现极大值,吸收能量比例参数Y(Ⅱ)先下降再恢复,3种能量吸收、分配、耗散参数比例在10 g·L-1稳定于Y(Ⅱ):Y(NO):Y(NPQ)=65%∶20%∶15%。根据研究结果,建议在塔克拉玛干沙漠南缘红花罗布麻的育苗过程中,应该分阶段抚育,幼苗期宜采用5~10 g·L-1矿化度的咸水灌溉,保持较高叶水势,可以防止叶绿素分解;采用10 g·L-1的咸水灌溉可使其幼苗保持稳定的、较高的光化学能量转化比例,能够较好地调控其对塔克拉玛干沙漠南缘绿洲荒漠过渡带生境的适应性,有助于过渡带的恢复和建设。     

广西不同石漠化程度下典型植物水分来源分析

以广西岩溶地区不同石漠化程度下的典型优势灌木为研究对象,利用氢氧和碳稳定同位素技术,结合叶片水势和土壤水势等,分析广西石漠化地区典型植物的水分利用来源。实验结果表明：随着石漠化的加剧,植物叶片水势和d¹³C值呈降低的趋势,但并没有呈直线下降,且不同石漠化程度下植物的水势和碳同位素差异性均不显著。在轻度和中度石漠化环境下,灌木主要以吸收土壤水（＞70%）为主;重度石漠化环境下,黄荆以夏季早期降雨储存在裂隙孔隙中的水（71.1%）为主要水源,而红背山麻杆则主要吸收土壤水（57.6%）和夏季早期降雨储存在裂隙孔隙中的水（42.4%）。土壤水是石漠化地区植物水分利用的重要来源,在重度石漠化环境下,植物对岩溶裂隙水的利用比例增大。为适应石漠化地区水分不足的现象,植物具有相似的水分利用策略：保持比较低的水势,较高的水分利用效率。植物对不同水源的利用存在转移以适应石漠化环境的加剧。     

NaCl胁迫对甜瓜叶片气体交换和叶绿素荧光特性的影响

以两个变种甜瓜幼苗为材料,在人工控制条件下研究了NaCl胁迫对甜瓜叶片气体交换和叶绿素荧光特性的影响。结果表明,盐胁迫降低了甜瓜叶片光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ潜在活性、PSⅡ电子传递量子效率和光化学猝灭系数,使非光化学猝灭系数升高。在≤50 mmol·L-1 NaCl胁迫下,甜瓜叶片光合速率降低主要由气孔因素引起,而在NaCl浓度≥100 mmol·L-1条件下则以非气孔限制因素为主。     

珍稀濒危植物半日花光合作用日动态变化的初步研究

对半日花的光合生理生态特征的分析表明:在晴朗天气条件下,半日花的净光合速率曲线呈双峰型,在 9:00和15:00左右达到峰值。蒸腾速率日变化曲线呈单峰型,在 15:00 达到最大。数据分析表明:空气温度和气孔导度是半日花光合作用和蒸腾作用的主要影响因子。叶绿素荧光作用参数的日变化结果显示:半日花受中午强光和高温的影响发生光抑制,使PSⅡ系统发生可逆失活,产生光合"午休"现象。     

干旱胁迫下不同地理种源蒙古沙拐枣(Calligomum mongolicum)光合及荧光特性比较

以3个地理种源(武威、张掖、酒泉)蒙古沙拐枣(Calligomum mongolicum)两年生苗木为试材,研究干旱胁迫对其光合及荧光参数的影响,并采用投影寻踪法对其进行了抗旱性评价。结果表明:干旱胁迫导致3个地理种源蒙古沙拐枣光合作用均有所下降,但下降幅度不同,尤其在张掖和酒泉种源间差异显著(p0.05)。在重度干旱时,3个种源的光合速率(Pn)酒泉武威张掖,蒸腾速率(Tr)张掖武威酒泉,气孔导度(Gs)酒泉武威张掖。干旱胁迫下,3个地理种源蒙古沙拐枣的荧光特性表现为初始荧光(Fo)和非光化学淬灭系数(qN)升高,最大光学效率(Fv/Fm)、实际光能转化效率(ФPSⅡ)和光化学淬灭系数(qP)降低。在重度胁迫下,3个种源的Fo和qP大小排序分别为张掖武威酒泉,Fv/Fm、ФPSⅡ和qN为酒泉武威张掖。以投影寻踪法对3个地理种源蒙古沙拐枣的抗旱性排序结果为酒泉武威张掖。     

黑麦草幼苗对NaCl和NaHCO3胁迫的光合响应差异

 为了探讨牧草光合功能对盐、碱胁迫的响应差异,采用营养液砂培方法,分别研究了不同浓度（0、50、100、150、200 mmol·L-1）NaCl和NaHCO3胁迫对黑麦草幼苗生长、叶片光合色素含量、气体交换和叶绿素荧光参数、叶绿体Hill反应活力和ATPase活性的影响。结果表明:①随着处理浓度的增加,黑麦草幼苗全株干重、叶片叶绿素和类胡萝卜素含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）明显下降。当NaCl浓度小于100 mmol·L-1时,胞间CO2浓度（Ci）显著降低,气孔限制值（Ls）明显增加,随着NaCl浓度进一步增大,Ci显著增加,Ls显著减小;NaHCO3胁迫下Ci随着处理浓度增大而显著增加,Ls则显著减小。但NaHCO3胁迫下各指标下降或增加的幅度大于NaCl胁迫。②随着NaCl和NaHCO3胁迫强度的增大,黑麦草幼苗荧光参数PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）、光化学淬灭（qP）及叶绿体Hill反应和ATPase活性明显下降,非光化学淬灭（NPQ）显著提高,叶片吸收的光能中用于光化学反应的比例（P）显著减小,天线热耗散的比例（D）显著增大。在相同浓度下,NaHCO3胁迫的各荧光参数及Hill反应和ATPase活性的变幅大于NaCl胁迫,说明NaHCO3胁迫对幼苗的伤害程度大于NaCl胁迫。由此表明,黑麦草对碱的耐性低于盐,这可能与碱的高pH值更多引起光合色素含量下降和光合机构受到严重伤害有关。     

冻融过程对生物结皮中齿肋赤藓叶绿素荧光特性的影响

以新疆古尔班通古特沙漠苔藓结皮中的优势种齿肋赤藓（Syntrichia caninervis Mitt．）为研究对象,利用便携式调制叶绿素荧光仪Mini-PAM（Walz公司,德国）测定其在冻融作用影响下叶绿素荧光特性的变化特征。结果表明,冻结过程中随着处理温度的降低,齿肋赤藓的初始荧光（F0）、最大荧光产量（Fm）、PSⅡ的最大光化学效率（Fv /Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv /F0）、PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）、光合电子传递速率（ETR）和光化学猝灭系数（qP）均呈显著下降的趋势（P<0.05）,而非光化学猝灭系数（NPQ）则逐步上升。低温胁迫下NPQ的增加表明齿肋赤藓PSⅡ系统通过提高非辐射性热耗散消耗过剩光能,从而保护PSⅡ反应中心免受因吸收过多光能而引起的光氧化伤害。消融过程中,齿肋赤藓的叶绿素荧光参数（F0、Fm、Fv /Fm、Fv /F0、ΦPSⅡ、ETR和qP）可恢复至未冻结前的正常水平。齿肋赤藓叶绿素荧光强度和诱导曲线的形状在冻融过程中均随处理温度的降低或升高而发生了明显的变化。一定范围内的低温胁迫不会对齿肋赤藓的光合器官造成永久伤害,光合系统仍维持在可恢复的状态。     

沙坡头地区一年生植物的生理生态特性研究

对腾格里沙漠沙坡头地区一年生植物沙米(Agriophyllum squarrosum)、刺沙蓬(Salsola ruthenica)和虫实(Corispermum declinatum)光合作用日变化的研究结果表明,沙米的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈单峰型,其最高峰出现在11:00左右。刺沙蓬的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈"双峰型",光合速率、蒸腾速率在9:00有一个峰值,而后在11:00有一个谷值,13:00至15:00出现一天中的最高峰值;而其气孔导度在早7:00是一天中的最高峰值,而后在13:00有一个谷值,其次高峰出现在15:00~ 17:00,与蒸腾作用的日变化表现出密切的相关性。虫实的光合速率只是在早7:00有一较小的高峰,其余时间基本维持在较低的水平,其蒸腾速率最高峰出现在11:00,气孔导度最高峰出现在9:00~ 11:00,15:00为一天中的最小值,17:00又有所回升,而后开始下降。就3种一年生植物比较而言,在早7:00时光合速率相差不大,随着气温的升高,虫实的光合速率逐渐下降,而沙米和刺沙蓬的光合速率逐渐增高,比虫实的光合速率提高了4~ 6倍。刺沙蓬出现了明显的蒸腾午休现象,这可能是由于刺沙蓬的叶为肉质叶,它对周围环境变化的反应更灵敏,其调控机制变得活跃了,利用蒸腾午休来降低植物水分散失的效率,保证叶片相对稳定的含水量。沙米和虫实的蒸腾速率变化不如刺沙蓬大, 且蒸腾速率的日变化仍表现为单峰型, 从这一点来说, 沙米和虫实对干旱环境的反应不如刺沙蓬敏感。     

小叶锦鸡儿离体叶片对温度处理的某些生理响应

小叶锦鸡儿离体叶片分别经25、30、35、40、45、50、55℃等7个温度处理60min后, 测定了其光系统Ⅱ最大量子效率(F_v/F_m)和脯氨酸含量的响应。结果表明, 25~40℃的温度对F_v/F_m没有明显影响; 温度高于40℃, 首先使光合作用通过光系统Ⅱ的电子传递受到不同程度的阻抑; 当温度高于50℃, 使叶片光系统Ⅱ反应中心失活或破坏, 即小叶锦鸡儿叶片光系统Ⅱ反应中心可耐受的最高温度为50℃, 温度再高, 将对叶片造成高温伤害。另外, 在耐受范围内, 叶片中的脯氨酸含量可能表征了叶片遭受温度胁迫的程度。     

绿豆和大豆叶片光合作用对科尔沁沙地光照条件的响应

运用LI-6400便携式光合作用测定系统比较科尔沁沙地大田种植的绿豆(Phaseolus radiatus L.)和大豆(Glycine max)两种豆科作物的净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs) 的日变化;同时用便携式荧光仪(Handy-PEA)测定了PSⅡ最大量子效率(Fv/Fm)和PSⅡ最初电子受体QA的库容(Sm)的日变化。两种作物叶片净光合速率(Pn)的日变化曲线均为单峰曲线,峰值均在08:00;且08:00后绿豆叶片Pn均大于大豆。气孔导度在全天进程中一直呈下降趋势;分析表明:10:00—14:00 Pn的降低的主要原因是非气孔因素。与大豆相比,光照强烈(>1 455 μmol·m-2·s -1)的时段(08:00—14:00),绿豆能够更有效地调控Ci、Gs、Fv/Fm和 Sm。另外,与7月下旬开花期研究结果相比,随着环境条件的变化和植物的生长发育期的不同,绿豆调节其光合适应对策:气孔调节能力增强,叶片对流经PSⅡ的电子传递的调控能力增强。因此,较高的适应强烈光照的能力和对环境条件变化快速响应的能力有利于绿豆在科尔沁沙地灌溉不便的雨养农田中进行广泛栽培。     

湿润条件下几种锦鸡儿属灌木的气体交换特征及调节机制

土壤水分充足时柠条、中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿的Pn、E和Gs均大幅度提高,Pn和Gs值的大小顺序为:中间锦鸡儿>小叶锦鸡儿>柠条,E值的大小顺序为:柠条>中间锦鸡儿>小叶锦鸡儿。柠条一日内的Fv/Fo、Fm/Fo和Fv/Fm值最高,日间没有明显的降低;中间锦鸡儿的上述各项荧光参数值最低,且在13:00~ 17:00出现"低谷",说明发生了明显的光合作用光抑制;小叶锦鸡儿各项测值的大小和波动幅度居于两者之间;3种灌木的光抑制均可在黄昏得到恢复。3种灌木的Chl以中间锦鸡儿为高,柠条和小叶锦鸡儿相近;Car的日均值仍以中间锦鸡最高,柠条和小叶锦鸡儿则相近。一日内以柠条的水势最低且波动平缓;中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿的水势较高,日间降幅较大,在15:00~ 17:00降至最低。柠条脯氨酸含量在日间明显增加,中间锦鸡儿稍有增加,小叶锦鸡儿则不明显;3种灌木的脯氨酸含量依次为柠条>中间锦鸡儿>小叶锦鸡儿。     

策勒绿洲21种豆科牧草叶绿素荧光参数比较

策勒绿洲位于塔克拉玛干沙漠南缘,当地牧草生长受强光、高温、干旱、土壤肥力低下等多种环境因子的制约。本文以生长在策勒绿洲边缘的21种豆科牧草为研究对象,测定牧草叶片快速叶绿素荧光诱导曲线及其参数,比较21种豆科牧草的光系统II(PSII)特性,进一步分析本地区环境对不同牧草的影响。通过对牧草各荧光参数进行聚类分析,将牧草分为4组,第1组牧草（牧草型三叶草、驯鹿和敖汉苜蓿）初始荧光（Fo）、单位反应中心吸收的能量（ABC/RC）、单位反应中心捕获的能量（TRo/RC）和单位反应中心耗散的能量（DIo/RC）值最高,而最大荧光（Fm）、PSII 潜在活性（Fv/Fo）、PSII 最大光化学效率（Fv/Fm）、单位面积反应中心的数量（RC/CSo）、单位反应中心电子传递的能量（ETo/RC）和荧光诱导曲线初始斜率（Mo）最低;第4组牧草（农宝、甘农3号、和田大叶、牧歌、费纳尔紫花苜蓿、金皇后、新牧二号、苜蓿和新疆大叶苜蓿）Fo、ABC/RC、TRo/RC和DIo/RC值最低,而Fm、Fv/Fo、Fv/Fm、RC/CSo、ETo/RC和Mo最高;第2组牧草（阿尔冈金、皇冠、北疆紫花苜蓿、新牧一号、巨人苜蓿和苜蓿王）和第3组牧草（沙打旺、三得力和红豆草）的值趋于中间水平。结果说明:策勒绿洲恶劣的气候条件对各组牧草均产生了一定的胁迫,对牧草PSⅡ的反应中心的活性及电子链的传递产生抑制,各组受到环境抑制的程度为:第1组>第2组>第3组>第4组。第4组牧草受到的影响相对较小,比较适合在本地区种植,而第1组和第2组牧草受到外部环境的干扰较大,PSⅡ的结构和功能受到严重影响,不适合在本地区种植。