胡杨(Populus euphratica)叶片结构与功能关系

叶片形态特征与功能性状可以反映植物采取的协同或权衡策略。测定了塔里木河下游不同地下水埋深下荒漠河岸林建群种胡杨(Populus euphratica)的叶片解剖结构、叶片水力导度、叶片δ13 C值,探讨了胡杨结构性状指标和功能指标对地下水埋深的响应,叶片水力传输能力与叶片解剖结构变化趋势,以及叶片水力参数、解剖结构与水分利用效率的相关关系。结果表明:(1)胡杨叶片结构指标(叶片厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度、气孔参数、叶脉密度、主脉导管直径)、功能指标(叶片最大水力导度、水分利用效率、比叶质量)在地下水埋深最深处与地下水埋深最浅处差异显著;(2)不同地下水埋深下胡杨水分传输能力变化有解剖结构基础,叶片水分传输能力与水分散失能力存在协同关系;(3)胡杨叶片水分利用效率与叶片解剖结构指标(叶片厚度、栅栏组织厚度、表皮厚度、气孔长度、气孔宽度、气孔密度)具有相关关系;(4)胡杨叶片水分传输与叶片碳投资具有协同关系。     

胡杨(Populus euphratica)叶片结构与功能关系北大核心CSCD

叶片形态特征与功能性状可以反映植物采取的协同或权衡策略。测定了塔里木河下游不同地下水埋深下荒漠河岸林建群种胡杨(Populus euphratica)的叶片解剖结构、叶片水力导度、叶片δ13 C值,探讨了胡杨结构性状指标和功能指标对地下水埋深的响应,叶片水力传输能力与叶片解剖结构变化趋势,以及叶片水力参数、解剖结构与水分利用效率的相关关系。结果表明:(1)胡杨叶片结构指标(叶片厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度、气孔参数、叶脉密度、主脉导管直径)、功能指标(叶片最大水力导度、水分利用效率、比叶质量)在地下水埋深最深处与地下水埋深最浅处差异显著;(2)不同地下水埋深下胡杨水分传输能力变化有解剖结构基础,叶片水分传输能力与水分散失能力存在协同关系;(3)胡杨叶片水分利用效率与叶片解剖结构指标(叶片厚度、栅栏组织厚度、表皮厚度、气孔长度、气孔宽度、气孔密度)具有相关关系;(4)胡杨叶片水分传输与叶片碳投资具有协同关系。     

地下水埋深对胡杨(Populus euphratica)、柽柳(Tamarix ramosissima)气孔响应水汽压亏缺敏感度的影响

通过调节LI-6400光合测定系统叶室内相对湿度,测定了高地下水埋深和无地下水条件下胡杨(Populus euphratica)、柽柳(Tamarix ramosissima)叶片气孔导度(Gs)对水汽压亏缺(LVPD)变化的响应,并线性拟合得到Gs对LVPD响应的敏感度。结果表明:高地下水埋深条件下,胡杨Gs对LVPD的敏感度显著高于柽柳(P0.05),无地下水条件下两物种Gs对LVPD的敏感度差异不显著(P0.05);高地下水埋深条件下胡杨Gs对LVPD的敏感度高于无地下水条件(P0.05),柽柳则差异不显著(P0.05)。胡杨高地下水埋深条件下较高的气孔敏感度说明该物种在有利水分条件下水分利用偏于保守。无地下水条件下柽柳气孔敏感度基本不变,Gs下降幅度较小,而胡杨气孔敏感度与Gs均大幅度下降,两物种净光合速率(Pn)呈现相应变化,表明胡杨Pn更容易受环境水分亏缺的约束,在植物-水分关系层面柽柳表现出对水分条件多变、大气蒸腾压力高的荒漠河岸生境更优的适应能力。     

基于叶片微形态结构评价10种锦鸡儿属(Caragana)植物的抗旱特征

以中国西北荒漠地区的10种锦鸡儿属(Caragana)植物的叶片为对象,通过光学显微镜和扫描电子显微镜的观察,选择叶片厚度、气孔密度、绒毛盖度、角质层厚度等10项叶片结构指标对叶肉细胞解剖结构和表皮微形态结构进行了研究,探究10种锦鸡儿对干旱环境的适应特征,并用层次聚类分析法进行分类和模糊数学隶属函数值法进行抗旱性综合评价。结果表明:10种锦鸡儿在长期适应各自生境的过程中,叶片表面微形态结构和叶肉细胞结构均表现出明显的适应特征。10种锦鸡儿属植物的叶片形态结构适应特征聚为3类,第1类主要特征是气孔、叶片厚度和表皮细胞厚度大,绒毛盖度和叶片组织结构紧密度小;第2类是绒毛盖度较大,栅栏组织厚度和叶片组织结构紧密度小;第3类是栅栏组织厚度和叶片组织结构紧密度大,气孔、角质层厚度、叶片厚度和表皮细胞厚度小。根据隶属函数值,10种锦鸡儿属植物的抗旱性由大到小排列的顺序为卷叶锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>短脚锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>柠条锦鸡儿>小叶锦鸡儿>中间锦鸡儿>红花锦鸡儿>鬼箭锦鸡儿>刺叶锦鸡儿。     

新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus)和蒙古沙冬青(A. monglicus)叶片解剖特征及抗旱性

以新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus)幼苗叶片、蒙古沙冬青(A.monglicus)幼苗及成年叶片为研究对象,采用石蜡切片法将叶片解剖并固定,再用光学显微观察法对其抗旱性结构分析比较,旨在探讨沙冬青属植物叶片在干旱环境的生态适应机制。采用方差分析法对各指标的差异性进行比较分析,通过Pearson's相关系数法分析各指标间相关关系。结果表明:(1)新疆沙冬青与蒙古沙冬青幼苗叶片厚度无显著差异;新疆沙冬青幼苗叶片的角质层厚度及上、下表皮厚度及栅栏组织厚度均显著大于蒙古沙冬青幼苗;新疆沙冬青幼苗叶片的海绵组织厚度和主脉直径均显著小于蒙古沙冬青。蒙古沙冬青成年植株叶片厚度、角质层厚度、栅栏组织厚度及主脉直径均显著大于幼苗,上、下表皮厚度及海绵组织厚度均小于幼苗。(2)沙冬青属植物叶片栅栏组织厚度与叶片厚度显著正相关;下表皮厚度、角质层厚度、海绵组织厚度与叶片厚度相关性不显著。为了更好适应分布区环境,新疆沙冬青叶片比蒙古沙冬青具有更强的抗旱性,蒙古沙冬青成年植株叶片的抗旱性优于幼苗。沙冬青属植物叶片的加厚主要通过栅栏组织的加厚实现。     

塔里木河下游胡杨气体交换特性及其环境解释

结合塔里木河下游不同地下水埋深下胡杨的气体交换参数及其环境因子的实测结果,探讨地下水位及环境因子对胡杨光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(gs)、水分利用效率(WUE)等气体交换参数的影响规律。研究表明:随着地下水位下降,胡杨净光合速率和蒸腾速率日变化最大值提前,地下水埋深越深,净光合速率“双峰”曲线趋势越明显,地下水位4.37 m以上时,蒸腾速率呈“双峰”曲线,当地下水位下降到5.91 m时,蒸腾速率呈“单峰”曲线;低地下水埋深下,光合作用受抑制的主要原因是气孔限制;随着地下水位下降,光合抑制的主要原因则是非气孔限制;适度水分胁迫有利于提高胡杨水分利用效率\.同时,结果显示: 4 m为胡杨的合理生态水位,地下水位为4~5 m时,胡杨受到轻度水分胁迫,低于6 m,胡杨受水分胁迫加剧。     

胡杨(Populus euphratica)对干旱胁迫的生态适应

以两年生胡杨幼苗为试材,采用盆栽实验,比较胡杨(Populus euphratica)在干旱胁迫下的生态适应性。结果表明:在植物整体方面,随着干旱程度的增加,胡杨枝条和叶片的导水能力均增加,通过增加导水率形成了在干旱环境下对水分的有效吸收和传输。同时,胡杨在干旱胁迫下增加水力利用效率\,维持体内的水分利用能力。在细胞层面,胡杨通过积累生物酶和脯氨酸维持渗透平衡,其中脯氨酸起到持续性的保护作用。胡杨通过叶片厚度及栅栏组织厚度的增加形成了对干旱具有适应性的储水和保水结构,达到了对水分的有效保持。在干旱胁迫时,胡杨从微观到宏观进行了一系列的调整,形成了对水分的有效吸收及传输、保持和利用的适应体系。对胡杨干旱适应性的研究对黑河下游生态系统的恢复和重建具有重要意义。     

干旱环境下高温对胡杨光合作用的影响

在塔里木河下游3个地下水埋深（4.64 m,6.15 m,7.02 m）环境下,利用LI-6400便携式光合作用测定仪测定了胡杨叶片在适宜温度（27 ℃）和高温（39 ℃）下的净光合速率（Pn）、气孔导度(gs)、蒸腾速率（E）及胞间CO2浓度（Ci）,比较了不同地下水埋深下胡杨光合作用对高温的响应。结果表明：在3个地下水埋深下高温都使得光合速率和气孔导度明显减少,并且在地下水埋深（7.02 m）较深处,高温使得光合速率和气孔导度的下降幅度也最大,这都说明干旱胁迫加强了高温对胡杨光合作用的负面效应。然而,在同一地下水埋深下,由于高温的影响,胡杨叶片的胞间CO2浓度并未随着净光合速率和气孔导度的下降而减少,其原因很可能是气孔发生了不均匀关闭。而叶片的蒸腾速率和饱和水汽压由于高温作用的影响都明显增加,并且在地下水埋深7.02 m处,高温引起蒸腾速率的增加幅度是最小的,这表明了气孔对干旱高温胁迫下胡杨的光合作用具有一定调节作用。     

青海柴达木地区野生胡杨叶的形态解剖学研究

采用常规石蜡切片法,对青海柴达木地区野生胡杨叶的形态和解剖结构进行了观察和分析,探讨野生胡杨在解剖学方面适应干旱的机理。结果表明,该地区的野生胡杨叶具有明显的旱生结构特点。具体表现为:叶片厚,不等面叶;上下均由两层细胞构成复表皮,具有较厚的表皮细胞外壁与角质层;气孔下陷;具有不整齐的维管束鞘细胞,主脉韧皮纤维发达,含较多的粘液细胞;栅栏组织发达,细胞小,排列紧密;叶肉细胞含有两种结晶体——棱晶和簇晶。     

香菇草匍匐茎及叶结构对不同水湿生境的生态适应性

香菇草Hydrocotylevulgaris原产北美和欧洲,作为水景植物引入我国并在长江以南地区广泛应用,目前局部地区已出现入侵态势。为探讨香菇草的入侵机制,设置水生、湿生、旱生水分梯度,采用形态解剖学方法研究了香菇草匍匐茎、叶解剖结构对水分变化的适应。结果表明:随着生境水分含量的降低,香菇草叶片表皮气孔缩小,气孔指数增加,上、下表皮细胞厚度和栅栏组织厚度增加,海绵组织和叶片厚度减小,不同生境下香菇草叶可塑性指数强弱依次为:水生型旱生型湿生型。匍匐茎直径、髓直径和薄壁组织厚度随着水分含量的降低先增大后减小,气孔长度减小,维管束和导管数量逐渐增加,匍匐茎可塑性指数强弱依次为:水生型湿生型旱生型。3种生境下香菇草匍匐茎和叶可塑性指数总平均值大小排序为:水生型旱生型湿生型。香菇草匍匐茎和叶片的解剖结构变化显示其对水生及干旱环境具有良好的适应性,其结构变化趋势取决于环境的水分条件。     

内蒙古6种沙生柳树叶片解剖结构的抗旱性分析

利用常规石蜡切片、光学显微镜观察的方法,对内蒙古地区6种沙生柳树叶片的解剖结构进行比较分析。结果表明,6种柳树的叶片结构具有相似性,均为全栅型的等面叶,表皮均具有角质层,主脉为双韧维管束,栅栏组织发达,5～6层。差异表现在角质层和表皮厚度、主脉和叶片厚度、栅栏组织的厚度等方面。应用SAS和SPSS软件进行分析,根据几种柳树叶片的结构特征,得出抗旱性大小顺序依次为：黄柳、砂杞柳、沙柳、乌柳、筐柳、小红柳。     

塔里木河上游胡杨(Populus euphratica、柽柳(Tamarix ramosissima)水分来源的稳定同位素示踪

通过分析塔里木河上游胡杨(Populus euphratica)、柽柳(Tamarix ramosissima)茎干水和各潜在水源(河水、土壤水、地下水)的δD、δ~(18)O同位素组成,应用多水源混合模型(IsoSource模型)研究了胡杨、柽柳的水分来源和对各潜在水源的利用比例。结果表明:0~100cm土壤水受蒸发影响大,土壤水δ~(18)O值偏大;100~300cm土壤水和地下水δ~(18)O值偏小且各点不存在显著差异。柽柳茎干水的δ~(18)O值小于胡杨,且均随河岸距离增加而减小;在河岸,胡杨最多能利用14.2%的河水,柽柳对河水的利用比例最大达到35.3%,二者对浅层0~100cm土壤水的利用比例较高;远离河岸,胡杨主要利用大于120cm的土壤水和地下水,对地下水的利用比例40%~50%,柽柳以地下水作为其主要水源,最大利用比例达到94.5%。胡杨生长需要适宜的地下水埋深条件(350~420cm),柽柳在浅地下水埋深和大于450cm的深地下水埋深条件下均能良好生长,对不同水分条件的适应能力优于胡杨。     

极端干旱区胡杨生长季水分利用效率变化特征研究

 在干旱区的极端环境,植物能否适应当地的极限环境条件,最主要的是看它们能否很好地协调碳同化和水分耗散之间的关系,也就是说植物水分利用效率是其生存的关键因子之一。 就生长季胡杨叶片稳定碳同位素组成(δ13C)、胡杨叶片水分利用效率及其影响因素进行了研究。结果表明,生长季胡杨叶片δ13C值在-28.16‰±0.23‰～-26.82‰±0.22‰间变化,平均值为-27.70‰±0.13‰。胡杨各月水分利用效率在84.81±2.23～(70.97±2.40)μmolCO2·mmol-1H2O间变化,平均值为(75.69±1.31)μmolCO2·mmol-1H2O;胡杨水分利用效率变化趋势是逐渐降低。最高值出现在5月,而后不断降低,7月达到最低值。造成这种变化的原因是叶片营养物亏缺导致的叶片光合速率的减小和气温升高、土壤含水量减小以及地下水埋深加深共同导致的气孔导度的变化。     

库布齐沙漠几种沙生灌木叶解剖结构耐旱特征研究

采用石蜡切片法,对库布齐沙漠的主要造林灌木四翅滨藜、小叶锦鸡儿、杨柴、柽柳、互叶醉鱼草和蒙古莸等叶的解剖结构进行了显微观察。选择叶片厚度、角质层厚度、栅栏组织厚度、栅栏组织细胞长、栅栏组织细胞宽、栅栏细胞密度、CTR等多指标。结果表明,柽柳叶片厚度高于其他5种,互叶醉鱼草叶片厚度最小。互叶醉鱼草角质层厚度最厚,角质层与叶片厚度的比值大小顺序为:互叶醉鱼草>四翅滨藜>柽柳>小叶锦鸡儿>蒙古莸>杨柴。CTR大小顺序为:蒙古莸>杨柴>小叶锦鸡儿>互叶醉鱼草>四翅滨藜>柽柳。利用隶属函数综合评价,结果表明:6种树种耐旱能力大小依次为杨柴>四翅宾藜>柽柳>蒙古莸>小叶锦鸡儿>互叶醉鱼草。     

潜水埋深对疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifoli)幼苗生长和叶片形态的影响

研究了潜水埋深(40、80、120、180、220cm)处理对一年生疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifoli)幼苗生长和叶片形态的影响。结果表明:随着潜水埋深的增加,疏叶骆驼刺幼苗叶片厚度逐渐增加,叶片厚度在220cm埋深下最大,长度和宽度在120cm埋深下最大,且叶片长度呈优先减小的趋势;潜水埋深变化对疏叶骆驼刺株高生长影响不大,但对冠幅和分枝数的生长影响显著(p0.05);除40cm埋深处理中根系以平均1.24cm·d-1的速率扎入地下水层外,其他4个处理根系生长速率随潜水埋深的增加而增加,且180cm和220cm埋深下根系生长速率明显高于其他3个处理;根系到达220cm潜水埋深的时间为123d;幼苗生物量积累随着潜水埋深变化先增加后减小,茎叶生物量在120cm埋深处理中达到最大值,而根系生物量在180cm埋深下最大。潜水埋深变化对疏叶骆驼刺地上部分和根系生长的影响不同,潜水埋深增加有利于根系生长和根系生物量增加;以120cm为拐点,潜水埋深过浅或过深都会抑制地上部分生长;220cm潜水埋深条件下,疏叶骆驼刺生长缓慢且生物量的累积最小,表明若潜水埋深大于220cm则对幼苗生长不利。     

芦苇形态结构对黄河三角洲不同生境的响应

植物的形态结构总是与环境相适应。采用光学显微技术和环境扫描电镜技术对黄河三角洲新生湿地河口区和内陆区两种生境下芦苇(Phragmites australis)根解剖结构、叶片解剖和超微结构进行了对比分析。研究结果表明,芦苇叶片和根的形态结构与生态环境有关;两种生境下,芦苇叶片上表皮均有明显泡状细胞群分布,芦苇上下表皮均有气孔分布,且下陷;在河口区,芦苇叶片维管束鞘细胞近上表皮处有较大程度延伸,下表皮处常延伸至近表皮,呈开放状态,叶片表面常有蜡质覆盖;在内陆区,芦苇叶片维管束鞘细胞较大,有的为两层;此外,河口区芦苇根的中皮层细胞分化为明显的通气组织,内皮层凯氏带明显,而内陆区芦苇根的中皮层细胞排列规则,呈辐射状。芦苇在适应不同生境时其形态结构所发生的变化是不同的。叶片维管束鞘细胞的延伸、表皮被蜡质和根中通气组织、凯氏带等结构是芦苇适应河口区盐胁迫的结果;而叶片维管束鞘细胞增大、细胞层数增加和根的中皮层细胞辐射状排列是芦苇适应干旱胁迫的结果。     

沙葱(Allium mongolicum)解剖结构与抗旱性

解剖表明,沙葱(Allium mongolicum)根、茎、叶结构都具有抗旱性特征。根表皮细胞排列紧密,细胞壁加厚,皮层占根横切面90%以上,内有薄壁细胞,中柱占根横切面不足10%,与皮层比值大;初生木质部为四元型结构,无髓分化。茎由多层鳞茎片环形包裹形成,内部存在异常维管束,韧皮部内有厚壁组织,中央髓腔大,内实,贮水组织同型排列,维管束发达;表皮细胞角质膜厚,外向壁加厚;肉质鳞茎片由同型组织构成,薄壁组织和维管束分布其中。叶片表面被蜡质层,表皮角质层发达,细胞壁加厚,气孔下陷,具孔下室,数量多;肉质叶,栅栏组织发达,海绵组织不发达,中间髓腔大。     

黑河下游不同林龄胡杨水分来源的D、~(18)O同位素示踪

对黑河下游不同林龄胡杨木质部水及其不同潜在水源稳定同位素组成(δD、δ18O)的测定分析,探讨不同潜在水源对胡杨的贡献。结果表明:(1)不同林龄胡杨木质部δ18O差异显著,胡杨幼苗、成熟木、过熟木的δ18O值分别为-5.368 14‰、-6.032 75‰和-6.924 18‰;(2)不同林龄胡杨所利用的水分来源不同,胡杨幼苗主要利用30~50 cm的土壤水,利用率在70%左右,对地下水的利用仅为6%;成熟木主要利用200~220 cm的土壤水及地下水,对地下水的利用最多达85%;胡杨过熟木主要利用100~260 cm的土壤水及地下水,深度范围较幼苗和成熟木都广,对地下水的利用较高,最多达96%,胡杨成熟木和过熟木主要利用的是地下水。     

甘肃省摩天岭北坡木本植物叶性状变异及关联

调查了摩天岭北坡以常绿阔叶林带与落叶阔叶混交林为主的低海拔区(700~1 500m)和针阔叶混交林与亚高山针叶林为主的高海拔区(2 100~3 400m)的21个木本植物群落组成,测定了104种植物的比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶片全磷含量(TPC)、叶片全氮含量(TNC)、叶片全碳含量(TCC)以及叶片厚度(LT)等6个植物功能性状。采用相关性分析对6个植物功能性状的变异和关联进行分析。结果表明:(1)SLA、LT和TCC在高海拔区明显高于低海拔区,而LDMC和TNC表现出高海拔区低于低海拔区;(2)SLA均随海拔的升高表现出降低的趋势,而LDMC和LT都随海拔的升高呈现增加的趋势。低海拔区TCC和高海拔区TCC都随海拔的升高呈增加的趋势;低海拔区TNC和TPC随海拔的变化与高海拔区相反,TNC和TPC在低海拔区随着海拔的升高表现出增加的趋势,而在高海拔区随海拔的增加呈现降低的趋势。(3)在高、低海拔区,SLA与LDMC、LT和TCC均呈极显著的负相关关系(P<0.01),LDMC与LT和TCC呈极显著的正相关关系(P<0.01)。摩天岭北坡不同海拔区木本植物叶片功能性状与海拔的关系,反映了该区域木本植物的不同叶片功能性状对海拔决定的环境异质性的协同响应和适应。     

包兰铁路沙坡头段防护体系前沿栅栏沙丘形态与近地面流场

防护体系前沿阻沙栅栏不仅是维持栅栏沙丘形态、阻挡流沙进入防护带内的重要屏障,还是栅栏沙丘这一独特沙丘类型形成发育的首要条件。形态测定与流场观测表明,在沙坡头铁路防护体系前沿地带,栅栏沙丘迎风坡平均坡度大于天然沙丘,背风坡坡度小于天然沙丘,背风坡水平长度与迎风坡水平长度之比约为0.7,远大于天然沙丘（0.3）。阻沙栅栏显著影响沙丘表面流场,但栅栏缺失或沙埋后栅栏沙丘与天然沙丘表面流场结构具有很大的相似性。沙丘迎风坡剪切风速均沿坡面至丘顶呈先增大、后减小的趋势,但栅栏沙丘迎风坡脚至中上部剪切风速增长速度较快,中上部至丘顶剪切风速迅速降低而且幅度较大,这种变化对栅栏沙丘的成长具有重要意义。