陈婕[1]2016年在《内蒙古西鄂尔多斯荒漠珍稀濒危植物水分利用策略》文中认为水是干旱和半干旱地区生态系统过程和功能最重要的限制因子,它对植物生长发育、生存和分布起到关键作用。中国内蒙古西鄂尔多斯荒漠分布着四合木(Tetraena mongolica)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、绵刺(Potaninia mongolica)、半日花(Helianthemum songaricum)等古地中海孑遗植物。这4种珍稀濒危植物的水分利用策略是植物长期适应进化形成的,而植物对气候变化(特别是降水格局变化)的响应受到其自身水分利用策略的影响。因此,研究这4种珍稀濒危植物的水分利用策略对于保护西鄂尔多斯古地中海孑遗植物、维护该地区物种多样性、维持区域生态系统平衡等具有重要的理论和实践意义。本研究以西鄂尔多斯荒漠珍稀濒危植物四合木、沙冬青、绵刺、半日花及其非濒危植物霸王(Sarcozygium xanthoxylum)为研究对象,利用氢、氧、碳稳定同位素技术,结合植物群落结构、土壤结构和植物生理生态学特征和环境因子(降水量、温度等)及多元线性混合模型等手段,分析判定了这5种植物的水分来源,定量阐明了这5种植物在不同降水条件下的植物水分利用率和水分利用效率,阐明其水分利用策略。得出主要结论如下:西鄂尔多斯地区夏季大气降水线方程(LMWL)为δD=7.287δ18O+1.170(R2=0.937,n=38);降水量效应显着,温度效应不显着;夏季降水受西风气团、局地蒸发气团以及东南和西南季风气团的影响。西鄂尔多斯荒漠土壤水主要来源于大气降水与地下水。小雨(0 mm<降水量≤10mm)影响0~10 cm土壤含水量和土壤水δD值,对表层土壤(0~10 cm)的贡献率在30%以上;中雨(10 mm<降水量≤20 mm)影响0~40 cm的土壤含水量和土壤水δD值;大雨(20 mm<降水量≤30 mm)和特大暴雨(>30 mm)影响0~100 cm的土壤含水量和土壤水δD值,降水对100~150 cm深层土壤水影响不显着。在土壤剖面中,0~10 cm表层土壤水受降水的直接影响明显,随着土壤深度增加,影响逐渐减小,贡献率逐渐降低;40 cm以下深层土壤水δD变化较小,趋于稳定。在西鄂尔多斯荒漠,小雨时,降水入渗具有自上而下活塞式下渗的特征;随着降水量的增大,降水以优先流的形式入渗,补给更深层土壤水分或浅层地下水。四合木、沙冬青、霸王植物水分主要来源于降水与80~150 cm深层土壤水,而绵刺、半日花主要依赖于降水。小雨(0 mm<降水量≤10 mm)时,四合木、霸王和沙冬青主要利用深层土壤水;降雨量越大,这3种植物倾向于利用由降水补给的上层土壤水(0~40 cm)。植物对不同强度降水的利用率的大小顺序依次为:绵刺>半日花>沙冬青>四合木、霸王。降水强度越大,植物对降水的利用率越高,越有利于四合木、沙冬青、霸王、绵刺和半日花植物的生长。小雨时,四合木、沙冬青和霸王有竞争土壤水分的现象。沙冬青、四合木、霸王、绵刺和半日花植物叶片δ13C平均值的大小顺序依次为沙冬青(-23.3‰)>四合木(-25.2‰)>霸王(-25.8‰)>绵刺(-26.6‰)>半日花(-26.8‰)。这五种植物的水分利用效率平均值的高低顺序依次为沙冬青(5.4 mmol CO2·mol-1 H2O)>四合木(4.8 mmol CO2·mol-1 H2O)>霸王(4.6 mmol CO2·mol-1 H2O)>绵刺(4.3 mmol CO2·mol-1 H2O)>半日花(4.2 mmol CO2·mol-1 H2O)。光合速率的高低顺序依次为绵刺>半日花>霸王>四合木>沙冬青。四合木、沙冬青、霸王、绵刺叶片光合速率日变化具有单峰、双峰两种类型;半日花叶片光合速率同时存在单峰、双峰和叁峰曲线类型。蒸腾速率的高低顺序依次为绵刺>半日花>霸王,四合木>沙冬青。沙冬青、四合木、绵刺和霸王的蒸腾速率日变化具有单峰和双峰两种类型;半日花叶片蒸腾速率日变化呈单峰型。深根植物沙冬青、霸王和四合木具有低光合、低蒸腾、高水分利用效率特点,为耐旱型水分利用策略;而浅根绵刺和半日花具有高光合、高蒸腾、低水分利用效率的特点,为避旱型水分利用策略。濒危植物四合木比同科非濒危植物霸王的水分利用效率稍高,但光合速率较低、蒸腾速率相似,可见,四合木仍具有较强的生存适应能力。濒危植物四合木和同科非濒危植物霸王的水分利用策略相似,二者共存有竞争土壤水分现象。建议在日后进行西鄂尔多斯荒漠地区植被恢复时,应尽量避免同时种植四合木和霸王。土壤蒸发水、土壤水和植物水受到强烈的蒸发作用而在当地大气降水线之下。植物水除了来源于大气降水外,主要还来自土壤水中的混合水。地下水氢氧稳定同位素值变化幅度小,较稳定,主要来自于当地降水的补充,几乎没有受到蒸发分馏作用的影响,其补给机制主要有两种:一是降水通过土壤缓慢渗入地下水,二是降水以“优先流”形式入渗到地下水。
周志刚[2]2008年在《四合木扦插繁殖技术研究》文中研究说明本文以四合木硬枝或嫩枝为材料,研究了插穗长度与龄级、留叶量、着生部位、着生方位、下切口形状和外源激素处理等对扦插生根的影响和生根特性。结果表明:(1)选择生长健壮的2～3年生枝条、长度为10～15cm的插穗扦插,生根效果好。插穗多保留一些叶子对生根有利,由枝条的上部制成的插穗生根率高,将插穗基部剪成一个光滑的斜切面生根效果好,采穗方向对插穗的生根影响不大。(2)外源激素处理对生根率的影响明显,硬枝扦插理想的处理组合为,激素种类选择IAA,浓度选择500mg/L,处理时间选择速蘸,这一组合的生根率最高为96.7%。嫩枝扦插较为合理的激素处理方式是插穗基部在500mg/L NAA中速蘸,生根率为83.3%。(3)四合木扦插以愈伤组织生根为主,少数插穗兼有愈伤组织生根和皮部生根。插后第3天开始出现愈伤组织,硬枝扦插在插后第6天、嫩枝扦插在插后第7天开始出现不定根,硬枝扦插在插后第18天、嫩枝扦插在插后第15天达到最大生根率。
娜仁花[3]2007年在《西鄂尔多斯孑遗植物干旱胁迫生理响应研究》文中研究说明为揭示生境物理因子与生理响应的相关关系,及古地中海孑遗植物在干旱胁迫下的生理适应方式,从而确定对其保护的相应对策。本论文以西鄂尔多斯绵刺、沙冬青、四合木叁种形态适应不同的植物作为实验材料,采用不同浓度PEG模拟干旱胁迫处理,测定随着干旱胁迫的不断加强,叁种植物的保护酶、丙二醛和内源激素活性与含量等生理指标的变化情况,并测定了叁种植物生境土壤含水量和营养元素含量。论文研究结果如下:1.回归分析表明:响应于干旱胁迫,四合木的IAA、POD、SOD和MDA起主要作用,而MDA与渗透势的相关性最好;绵刺的SOD和IAA共同调节体内氧化物的平衡,而MDA与渗透势的相关性最好;沙冬青的POD、iPA和SOD在干旱胁迫下起主要抗逆作用。2.绵刺保护酶的启动与土壤铁元素有关,而四合木保护酶的启动与铜和钼等土壤营养元素有直接关系,沙冬青在30-40cm层的固氮作用显着。3.生理抗旱性强弱是:四合木<沙冬青<绵刺。绵刺是以躲避方式适应干旱胁迫;四合木是以忍耐方式适应干旱胁迫;沙冬青是以抵抗方式适应干旱胁迫。沙冬青和四合木应加强植物种质资源保护;绵刺应加强其栖息地的保护。研究结果将对古地中海孑遗植物适应与演变方面的研究有重要的参考价值,同时也为濒危植物的保护提供理论依据。
甄江红, 刘果厚[4]2008年在《不同生境条件下四合木(Tetraena mongolica Maxim.)种群结构特征》文中认为对天然分布区及不同生境内四合木种群的径级结构、年龄结构、冠幅结构、高度结构及空间结构特征进行了比较分析,运用静态生命表描述了四合木种群年龄结构动态变化规律,应用Clark-Evans的R值法计算出四合木个体空间分布格局指标。结果表明:四合木种群径级、龄级与高度级结构均基本呈正态分布,冠幅级结构呈现出近乎指数型的衰减趋势;但不同生境的四合木种群因所处微环境各异,在径级、龄级、高度级、冠幅级结构上表现出一定差异。四合木种群的存活率随龄级的增大而降低,死亡率和消失率随龄级的增大而升高,其存活曲线接近于DeeveyⅠ型,表明该种群为下降种群。不同生境的四合木种群个体分布均不均匀,其空间分布为随机型。
智颖飙, 李红丽, 崔艳, 路战远, 刘佩[5]2015年在《孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)迁地保护中的光合作用日变化特征与生理生态适应性》文中指出为了进一步廓清迁地保护条件下孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)的光合生理生态适应性,在分析了瞬时光合效率的基础上,应用LI-6400光合作用测定系统测定了迁地保护试验区的四合木以及原生境伴生种白刺(Nitraria tangutorum)的光合作用日变化,并测定了其生长量。结果表明:四合木实生苗的生长南北冠幅大小依次为乌海四合木核心区实生苗(26.48cm×27.26 cm)>鄂尔多斯实生苗(21.27 cm×21.75 cm)>阿拉善实生苗(19.25 cm×18.27 cm)。在原生境地乌海四合木核心区种植的实生苗与阿拉善实生苗之间的生长量存在显着差异(P≤0.01),与鄂尔多斯实生苗之间的生长量存在显着差异(P≤0.05)。迁地保护条件下四合木生实生苗植株叶片光合速率Pn日变化均呈"双峰"曲线。不同试验区四合木光合作用日变化(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均表现出明显的分异。迁地保护四合木条件下原生境地栽培的四合木实生苗的光合速率>鄂尔多斯栽培的四合木实生苗的光合速率>阿拉善栽培的四合木实生苗。鉴此可以作进一步推论,孑遗濒危植物四合木从原生境地西鄂尔多斯核心区(乌海)东移进行迁地保护具有更高的生理生态适应性和生境适宜性。但完成"从种子到种子"进而实现"保存性和代表性",最终实现四合木迁地保护的"保持性和防止性",保持其遗传多样性和遗传稳定性,最终成功实现四合木的迁地保护仍有待作进一步探索和深入研究。
石松利, 王迎春, 周红兵, 周健华[6]2012年在《濒危种四合木与其近缘种霸王水分关系参数和光合特性的比较》文中指出运用压力室-容积技术(P-V技术)对西鄂尔多斯地区特有的濒危植物四合木(Tetraena mongolica Maxim.)和生长于同一生境的近缘种霸王(Zygophyllum xanthoxylon(Bunge)Maxim.)的7个水分关系参数饱和含水量时最大渗透势(Ψssat)、初始质壁分离时的渗透势(Ψtslp)、初始质壁分离时渗透水相对含量(ROWCtlp)、初始质壁分离时的相对含水量(RWCtlp)、质外体水的相对含量(AWC)、束缚水与自由水的比值(Va/V0),以及细胞最大弹性模量(εmax)进行了测定,同时利用Li-6400光合作用测定系统测定了二者叶片气体交换参数的日变化,从生理生态学角度探讨了二者生存力、适应力的差异。结果表明:1)四合木的εmax、ROWCtlp值和RWCtlp值均显着低于霸王,而Ψssat值Ψtslp值、AWC和Va/V0高于霸王。二者保持膨压的能力和方式不同,四合木表现为较小的细胞体积和较强的持水能力,主要以高的组织弹性来保持膨压,而霸王主要以增加细胞质浓度的渗透调节来维持膨压,弹性调节较弱。且四合木保持最大膨压的能力和维持最低膨压的极限渗透势低于霸王,耐旱性弱于霸王。2)自然条件下,四合木和霸王叶片的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)日进程均呈"双峰"曲线,主峰出现在11:00时,次峰出现在15:00时左右,光合作用的午间降低是由气孔导度(Gs)降低造成的。二者相比,四合木光合速率和水分利用效率(WUE)低于霸王,光合能力和对干旱环境适应能力弱于霸王。研究表明四合木在生理生态学方面的生存力、适应力弱于霸王。
智颖飙, 杨持, 王中生, 安树青, 王再岚[7]2008年在《孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)的濒危肇因与机制》文中进行了进一步梳理对我国特有单属种孑遗植物四合木(Tetraena mongolica Maxim)的地理分布、生境条件、种群数量动态、空间分布格局、种间关系、种群的生命表、生殖力表、有性生殖、无性繁殖和遗传变异等种群生态学特征及其濒危肇因进行了系统分析。研究结果表明:四合木种群为高群集分布,种群曲线属Leak凸型。年龄结构不合理,其存活曲线接近于Deevey毢型,且将演化为小种群,群落内的生境异质性显着,种群处于不稳定阶段。四合木从开花期到结果期,生殖分配(RA)呈下降的趋势,生殖过程中胚胎发生败育、种子向幼苗难以转化使其有性生殖受阻,生活史趋于断裂,是最终导致其濒危的重要内因。分布区城市化、工业化以及过度放牧等原因造成其种群孤立和生境破碎化是物种导致濒危的外因,四合木生态适应性和生境适宜性下降造成遗传多样性逐步丧失。同时提出对我国特有植物四合木进行异地保护的可能性与必然性。
李红颖, 刘果厚, 韩春荣, 马少薇, 兰庆[8]2017年在《四合木(Tetraena mongolica)种子萌发出苗对水分和沙埋的响应》文中指出四合木(Tetraena mongolica)是西鄂尔多斯高原特有的珍稀濒危植物。通过室内模拟试验,分析了土壤含水量(5%、10%、15%、20%、25%、30%)、沙埋厚度(0、0.5、1、2、3cm)及其交互作用对四合木种子萌发和出苗的影响,为四合木的繁育及保护提供科学依据。结果表明:四合木种子萌发的最适宜土壤含水量为20%,发芽率最大为81.33%。四合木种子出苗适宜0.5cm以下的浅层沙埋,最适宜覆沙厚度为0.5cm,出苗率最大为73.33%。当覆沙厚度超过2cm时,四合木种子不出苗。土壤含水量和沙埋厚度对四合木种子的出苗率均有显着的影响(P<0.05)。当土壤含水量为20%,沙埋厚度为0.5cm时,四合木种子的出苗率最大、出苗速率最快。
智颖飙, 杨持, 李红丽, 张荷亮, 华宇鹏[9]2014年在《孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)异地保护条件下的气候生物学特征与光合效率》文中认为为了廓清异地保护条件下孑遗濒危植物四合木(Tetraena mongolica)的气候生物学特征、光合生理生态适应性及生境适宜性,应用1971—2011年的地面气象资料进行了不同试验区的气候生物图解与分析,测定了四合木及其伴生种白刺(Nitraria tangutorum)的叶片气体交换参数及光合效率。结果表明:①四合木自然分布区(内蒙古乌海地区)与异地保护区的气候生物学特征存在明显分异;②当年种植的四合木实生苗的生长量大小依次为:乌海四合木核心区实生苗>鄂尔多斯实生苗>阿拉善实生苗;③自然条件下,5个处理的净光合速率(Pn)依次为阿拉善移植的四合木成株(24.05±1.68μmol·m-2·s-1)>乌海客土栽培的四合木(19.97±1.05μmol·m-2·s-1)>乌海栽培的四合木实生苗(18.96±1.04μmol·m-2·s-1)>鄂尔多斯栽培的四合木实生苗(16.64±0.92μmol·m-2·s-1)>阿拉善栽培的四合木实生苗(16.48±0.13μmol·m-2·s-1);异地保护试验区栽培的四合木实生苗的Pn没有明显差异(p≥0.05),即原生境条件下栽培的四合木实生苗的Pn较高。同时,异地保护栽培四合木实生苗中,鄂尔多斯栽培的四合木实生苗的Pn>阿拉善栽培的四合木实生苗。从四合木光合作用特征中的Pn、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度、气候生物学特征和生长量等综合研究结果可以推断,从原生境区东移的实生苗迁地保护,使四合木具有更高的生理生态适宜性和环境适应性。
石松利, 王迎春, 周健华[10]2008年在《四合木(Tetraena mongolica)水分参数季节变化及生境间差异》文中指出运用PV技术对5个不同生境四合木水分参数(Ψssat、Ψstlp、ROWCtlp、RWCtlp、AWC、Va/V0和εmax)的季节动态(5、7、9月份)及生境间差异性进行研究。结果表明:(1)四合木水分参数Ψssat、Ψsttlp值较低,AWC、Va/V0值较高,体现荒漠灌木四合木较强的干旱适应性特点。(2)四合木主要水分参数Ψssat、Ψtslp值及εmax表现为5月份>7月份>9月份,AWC、Va/V0表现为5月份<7月份<9月份,四合木耐旱性随5月份、7月份、9月份递增,这种季节变化规律与植物生长发育的节律相吻合,即与物候的进程一致。(3)对5个生境四合木(低山、台地、丘陵、高平原、倾斜平原)耐旱性排序,得出倾斜平原、高平原>丘陵>台地>低山,将3个月份5个不同生境四合木水分参数进行聚类。结果低山、台地、丘陵四合木为一类,高平原、倾斜平原四合木为一类。方差分析表明:3个月份Ψstlp值、Ψssat值和AWC值均表现为高平原、倾斜平原四合木显着低于低山、台地、丘陵四合木。不同生境四合木的渗透调节机制不同,倾斜平原和高平原的四合木其体内通过增加细胞质浓度进行渗透调节能力较强(较低的Ψstlp值和Ψssat值);而生境为低山、台地和丘陵四合木抗脱水能力较强(较大的AWC值)。
参考文献：
[1]. 内蒙古西鄂尔多斯荒漠珍稀濒危植物水分利用策略[D]. 陈婕. 中国林业科学研究院. 2016
[2]. 四合木扦插繁殖技术研究[D]. 周志刚. 内蒙古农业大学. 2008
[3]. 西鄂尔多斯孑遗植物干旱胁迫生理响应研究[D]. 娜仁花. 内蒙古农业大学. 2007
[4]. 不同生境条件下四合木(Tetraena mongolica Maxim.)种群结构特征[J]. 甄江红, 刘果厚. 生态学报. 2008
[5]. 孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)迁地保护中的光合作用日变化特征与生理生态适应性[J]. 智颖飙, 李红丽, 崔艳, 路战远, 刘佩. 生态环境学报. 2015
[6]. 濒危种四合木与其近缘种霸王水分关系参数和光合特性的比较[J]. 石松利, 王迎春, 周红兵, 周健华. 生态学报. 2012
[7]. 孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)的濒危肇因与机制[J]. 智颖飙, 杨持, 王中生, 安树青, 王再岚. 生态学报. 2008
[8]. 四合木(Tetraena mongolica)种子萌发出苗对水分和沙埋的响应[J]. 李红颖, 刘果厚, 韩春荣, 马少薇, 兰庆. 中国沙漠. 2017
[9]. 孑遗植物四合木(Tetraena mongolica)异地保护条件下的气候生物学特征与光合效率[J]. 智颖飙, 杨持, 李红丽, 张荷亮, 华宇鹏. 中国沙漠. 2014
[10]. 四合木(Tetraena mongolica)水分参数季节变化及生境间差异[J]. 石松利, 王迎春, 周健华. 生态学报. 2008