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相似文献
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1.
水分胁迫对两种荒漠灌木幼苗生长与水分利用效率的影响   总被引:5,自引:3,他引:2  
冯燕  王彦荣  胡小文 《草业学报》2011,20(4):293-298
通过盆栽试验测定了不同水分胁迫下霸王和柠条幼苗的生长生理特性,长期水分利用效率(WUEL)和叶片碳同位素组成(δ13C 值),并对各生长指标、δ13C 值与WUEL进行了相关性分析。结果表明,1)重度水分胁迫显著降低霸王和柠条的总生物量、地上生物量、总叶面积、叶数;2)随水分胁迫程度增加,霸王和柠条的WUEL与叶片δ13C值逐渐提高,且WUEL与δ13C 值呈显著正相关(P<0.05);3)霸王和柠条的WUEL与总叶面积、总叶数呈极显著负相关(P<0.01),与总生物量呈显著负相关(P<0.05);4)柠条的生物量和总叶面积显著小于霸王,但其根冠比较高,且在水分胁迫时,生物量、叶面积、叶数大幅度降低,对水分胁迫反应更敏感;5)同一水分梯度,柠条的WUEL较低,但δ13C值相对较高。  相似文献   

2.
紫花苜蓿水分利用效率对水分胁迫的响应及其机理   总被引:15,自引:7,他引:8  
采用盆栽试验,测定了3种紫花苜蓿品种的光合(Pn)、蒸腾(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔密度和叶片碳同位素组成(δ13C)等,探讨不同紫花苜蓿品种在水分胁迫下的水分利用效率(WUE)的变化。结果显示,陇东苜蓿和新疆大叶苜蓿叶片WUE在50%田间持水量(FWC)水分胁迫下最高,在75%FWC下最低,而阿尔冈金苜蓿则相反;以日为尺度,各品种在25%FWC下WUE最高,在75%和50%FWC下WUE大小则因品种不同而表现不同;Pn/Ci随水分胁迫增加而下降,而气孔密度上升;δ13C值也随水分胁迫的增加而增加。上述结果表明,水分胁迫可提高紫花苜蓿水分利用效率,但品种间有差异;气孔因素和叶片羧化效率共同影响紫花苜蓿的水分利用。  相似文献   

3.
刘万弟  李小伟 《草地学报》2022,30(8):2058-2065
植物叶片δ13C自然丰度能够揭示植物对环境的适应策略。本研究分析了宁夏6种针茅属植物叶片δ13C与环境因子的关系,并量化了气候与土壤因子对δ13C的影响程度,结果表明:宁夏针茅属植物叶片δ13C范围为-28.07‰~-24.56‰,均值为-26.31‰,其中,戈壁针茅δ13值最大(-25.91‰),沙生针茅最小(-27.96‰);δ13C与经度呈显著负相关,随纬度和海拔增加呈先上升后下降趋势;土壤因子单独解释量为32.87%,气候因子单独解释了7.54%,二者共同解释量为34.17%。通过蒙特卡洛检验,土壤全磷(TP)是影响针茅叶片δ13C的最主要因素,土壤全磷与δ13C呈显著正相关,年均温(MAT)、太阳辐射量(SRAD)、土壤容重(BD)与δ13C显著负相关。本研究结果可为揭示温性草原针茅属植物响应气候变化的适应策略及大尺度研究提供基础数据支持。  相似文献   

4.
为了解稳定同位素13C在草原植物体中的分配和变化以及水分和温度对13C组成(δ13C)的影响,在内蒙古羊草草原的生长盛期(7-9月),应用13C脉冲标记技术,测定了13C脉冲标记处理和对照处理下羊草草原植物活体和活根中的δ13C,分析了土壤水分、气温和地温对植物体中δ13C的影响。结果表明:对照处理中羊草草原植物活根δ13C值比活体高1~2‰,标记处理中活体δ13C值显著高于活根,标记处理中活体和活根的δ13C均显著高于对照处理。生长盛期,标记和对照处理中植物活体和活根的δ13C值均表现为先减小再增加,随后再减小的趋势。对照处理中活体和活根以及标记处理中活根的δ13C与0~20 cm土壤水分含量之间线性负相关,而标记处理中活体δ13C与0~20 cm土壤水分之间存在二次函数关系。标记、对照两处理中羊草草原活体、活根δ13C与温度均呈线性正相关。  相似文献   

5.
植物的稳定碳同位素组成(δ13C)能反映植物对干旱环境的适应能力。为研究荒漠草原区猪毛蒿(Artemisia scoparia)的生存策略,本研究以猪毛蒿为试验对象,分析了猪毛蒿同化枝δ13C值与土壤因子,种群数量特征,以及猪毛蒿个体生物量分配间的关系。结果表明:猪毛蒿同化枝δ13C值分布为-29.76‰~-25.10‰。试验区内土壤体积含水率、土壤硬度对猪毛蒿同化枝δ13C的影响不显著。δ13C值与密度呈显著负相关关系(P<0.05),与盖度、株高和冠幅呈极显著正相关关系(P<0.01)。δ13C值与营养器官生物量、繁殖器官生物量、地上生物量、地下生物量和总生物量均呈极显著正相关关系(P<0.01);猪毛蒿营养器官生物量与繁殖器官生物量呈极显著正相关(P<0.01)。综上可得,猪毛蒿同化枝δ13C值与植株种群数量特征、个体生物量分配存在明显的相关性,表明猪毛蒿为适应荒漠草原环境,能够采取独特的生存适应策略。  相似文献   

6.
研究了日粮中C3和C4饲料组成不同时,牛不同组织中δ13C值的变化规律。18头12~14月龄的青年牛随机分为6组,分别饲喂C4植物含量为52.0%,61.6%,71.2%,80.8%,90.4%,100.0%的饲料,其他日粮成分为C3植物,132 d后屠宰。利用同位素比值质谱仪测定了牛尾毛、脱脂牛肉、粗脂肪、各种饲料的δ13C值。结果表明,牛组织中碳同位素组成主要受饲料的影响,随着时间的延长,饲喂同一种饲料的牛个体间碳同位素组成差异减小;牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪中的δ13C值随着C4植物含量在牛饲料中的比例增大而升高,并且均与C4植物含量呈极显著的相关性(P<0.01);牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪中的δ13C值依次递减,三者之间相关性达到极显著水平(P<0.01)。用牛组织中的δ13C值可以预测日粮中C4植物所占的比例,牛尾毛、脱脂肌肉、粗脂肪均可作为牛肉溯源的材料。  相似文献   

7.
在气候变化和过度放牧影响下,高寒草地退化日趋严重。当前,围栏封育作为退化草地生态恢复的主要措施之一,其对植物功能性状和生理过程影响的研究相对较少。以藏西北荒漠草原植物为对象,选取植物叶片碳(LCC)和氮含量(LNC)及稳定同位素组成(δ13C和δ15N)来表征植物水分利用效率(WUE)和氮素利用效率(NUE),以期探明围栏封育对高寒荒漠草原植物WUE和NUE的相对影响。结果表明:1)高寒荒漠草原不同功能群植物间LCC、LNC、δ13C和δ15N存在差异;2)在植物群落和功能群水平上,围栏封育对LCC、LNC、δ13C和δ15N均无显著影响;3)土壤含水量和pH值是影响荒漠植物叶片δ13C的主要因子,表明植物内在WUE主要受土壤因素的调控。生长季气温是影响叶片δ15N的主导因子,表明气候条件是影响藏西北荒漠草原生态系统氮循环的主导因素;4)荒漠草原植物WUE和NUE之间无明显权衡关系。综上所述,短期围栏封育并不会显著改变藏西北荒漠草原植物WUE和NUE;且荒漠草原生态系统碳氮循环主要受当地环境因素影响。因此,建议在脆弱高寒荒漠生态学研究中加强关于植物生理和功能性状对环境变化响应过程的研究,从而更好地理解群落构建和演替以及养分循环机制。  相似文献   

8.
荒漠植物白刺新固定碳在植物-土壤系统中的分配   总被引:1,自引:0,他引:1  
定量生长季内荒漠植物新固定碳在植物-土壤的分配规律,对理解全球碳循环有着重要意义。采用野外原位13C-CO2脉冲标记法,测定植物各器官及土壤13C丰度值,比较不同标记时间段白刺新固定碳分配在不同器官、土壤和呼吸损失中的分配规律,并量化了白刺光合碳向地上、地下碳库的转移。结果表明:不同标记时间段内13C-新固定碳在白刺叶、茎、根、土壤中的分配差异明显。在标记后1 h内,叶片和茎中13C丰度值迅速上升到最高值,13C丰度值分别达到520.1‰和592.5‰,比对照分别增加14和20倍,此后13C丰度值随时间推移逐渐下降,直至趋于稳定;而标记后18 h在根系和土壤中发现被标记的13C,13C丰度值分别达到9.5‰和-23.8‰,白刺新固定碳经地上部呼吸和土壤呼吸损失量分别在标记1和18 h后达到最大。标记32 d后,白刺新固定碳在地上部和地下部13C分配比例分别占35.59%和32.49%,呼吸损失(地上呼吸+土壤呼吸)占31.92%。荒漠植物白刺生长季年固碳量为2895.6 kg C·hm-2·yr-1,表明白刺在荒漠生态系统碳循环中起着重要的碳汇作用。  相似文献   

9.
草地早熟禾对干旱及旱后复水的生理响应研究   总被引:7,自引:1,他引:6  
为了进一步明确冷季型草坪草形态、水分生理和碳分配模式对干旱及复水处理的反应,本试验以草地早熟禾草的3个栽培种:新歌来德、午夜和奖金为材料,进行人工模拟干旱处理21d,然后再恢复浇水21d。期间测定了草坪质量、叶片相对含水量(RWC)、总的非结构性碳水化合物(TNC)含量及14C同化物在根、茎、叶的分配率。试验结果表明,干旱胁迫造成3个品种的草坪质量和RWC明显下降,变化幅度因品种和处理时间不同而存在差异;复水后,草坪质量和RWC不同程度地得到恢复,其中奖金表现出较强的恢复能力。干旱胁迫初期,3个品种根部14C分配率明显增加,干旱14d时,3个品种14C分配模式为:根>茎>叶。随着干旱胁迫的进行,14C由根部向茎和叶片转移,其茎和叶片中14C分配率明显升高。复水21d后,3个品种中14C分配率模式为:茎>叶>根;干旱胁迫期间,3个品种的叶片、茎和根之间TNC积累量一直发生变化,干旱胁迫21d时,3个品种TNC含量在根、茎、叶中的积累模式为:叶>茎>根。复水后,3个品种根、茎、叶中TNC积累量较干旱胁迫21d时各自对应器官中TNC积累量有不同程度下降,但TNC在根、茎、叶中的积累模式与干旱胁迫期间保持一样。试验结果表明,在干旱和复水处理中碳同化物在植物体内不同器官不同分配率及碳水化合物在植物体内不同器官中积累是草坪草对干旱胁迫及复水处理的一种生理调节反应,将为今后研究草坪草在其他逆境胁迫下的抗性提供了一定的科学参考。  相似文献   

10.
为研究紫花苜蓿在叶片和根系水平上响应干旱胁迫的形态和生理的品种特异性规律,在温室内分析了干旱胁迫下WL363HQ和巨能7紫花苜蓿株高、分枝数、生物量及叶片和根系中丙二醛(MDA)、脯氨酸、抗氧化酶类物质、C、N含量、C/N、稳定性C同位素(δ13C)和稳定性N同位素(δ15N)。结果表明:干旱胁迫显著降低了供试品种地上部分和根系的干重及分枝数(P<0.05)。干旱胁迫显著降低了巨能7的株高(P<0.05),但增加了巨能7的根冠比,而WL363HQ的结果与之相反,这说明干旱胁迫下供试品种的株高和根冠比具有品种特异性的规律。干旱胁迫增加了WL363HQ和巨能7叶片和根系中MDA和脯氨酸的含量及抗氧化酶物质的活性,且在器官水平也具有品种特异性规律。干旱胁迫下巨能7叶片的MDA含量显著增加(P<0.05),而在WL363HQ根系中的MDA含量也显著增加(P<0.05)。干旱胁迫下WL363HQ叶片脯氨酸含量、POD和SOD活性,及根系SOD的活性均显著增加(P<0.05),而巨能7仅叶片SOD活性,根系脯氨酸含量、POD活性显著升高(P<0.05)。尽管干旱胁迫对供试品种叶片和根系C、N含量无显著影响(P>0.05),但干旱胁迫显著提高了WL363HQ和巨能7紫花苜蓿根系的δ13C(P<0.05),且WL363HQ叶片的δ15N均显著高于巨能7(P<0.05)。此外,干旱胁迫均显著提高了巨能7叶片和根系的C/N(P<0.05)。干旱胁迫下供试品种C、N代谢参数并没有在叶片和根系中表现出较为明显的品种特异性规律,深层次的机制还有待进一步研究。本研究结果将为进一步掌握紫花苜蓿叶片和根系协同抗旱机制及抗旱丰产紫花苜蓿新品种的选育提供理论依据。  相似文献   

11.
为探究干旱胁迫后燕麦(Avena sativa)生长及水分利用的响应变化,本研究选择‘青燕1号’(Avena sativa ‘Qingyan No.1’)进行干旱胁迫处理,研究水分亏缺对燕麦生长发育的影响。结果显示:燕麦株高、茎粗和叶面积随着胁迫程度和次数增加下降明显;干旱胁迫抑制了根、茎、叶和穗鲜重的增加,各处理以苗期-拔节期、孕穗-抽穗期、开花-乳熟期持续性中度和重度干旱降幅最大;干旱胁迫后光合性能变化明显,蒸腾速率下降幅度达4.11~10.35 mmol·m-2·s-1,净光合速率降幅达3.10~16.59 μmol·m-2·s-1,气孔导度降幅达0.03~0.34 mol·m-2·s-1;干旱胁迫后燕麦水分利用效率(water use efficiency,WUE)以苗期-拔节期、开花-乳熟期轻度干旱处理最高(4.95),各器官稳定碳同位素分辨率(△13C)有增有减,其中△13Csp与WUE呈极显著负相关,△13Cle和△13Cst与WUE呈显著负相关。整体水平来看,干旱胁迫程度和次数对燕麦形态特征、器官鲜重及光合性能的影响大小表现为:中度和重度胁迫、胁迫3次影响最大。  相似文献   

12.
为探讨小黑麦幼苗经过盐胁迫后水分利用效率和渗透调节系统的响应机制,选用10份不同种质小黑麦为对象,以土壤含盐量0.6%NaCl为胁迫组,正常浇水为对照组(CK),研究盐胁迫对小黑麦生长、水分利用特征、渗透调节物质含量的影响,以明确不同种质小黑麦苗期耐盐能力的强弱,为宁夏地区耐盐小黑麦品种评价提供理论依据。结果表明:盐胁迫抑制小黑麦的正常生长,促进其水分利用效率和渗透调节物质的积累与转移。在盐胁迫下,X-520的株高最高,X-516次之,SD的分蘖数和地上生物量最多;此外,SD、X-520和X-516的稳定碳同位素(δ13C)含量较高,分别为-27.33‰、-27.40‰和-27.39‰;SD的脯氨酸、可溶性蛋白和淀粉含量均为最高。相关分析表明,δ13C与相对含水量、有机渗透调节物质、根系钠离子、叶片钾离子间均显著正相关(P<0.05)。通过聚类分析得出,不同种质小黑麦耐盐能力强弱可分为3类,耐盐性较好(SD、X-520、X-516),耐盐性一般(JIN、J-46),耐盐性较差(T-5、HN、T-9、XJ、T-11);同时,经主成分综合评...  相似文献   

13.
以果叶兼用桑树品种中桑5801号为试材,在田间调查叶果比的基础上,采用13C同位素标记技术,研究桑果转色期不同叶果比对桑叶光合作用、糖代谢、13C同化物分配和果实品质的影响。结果表明:疏叶后10 d桑果处于盛熟期,适度疏叶提高了叶片叶绿素含量、中部叶位叶片的净光合速率(Pn)和蔗糖含量;疏叶后20 d挂果量骤减,叶片叶绿素含量、Pn和蔗糖含量均大幅度下降。13C同化物输出量比率和果实13C含量随叶果比下降先增加后降低,均以T2处理组(叶果比0.6)最大。除了T1组(叶果比0.4),其余处理组的果实综合品质均较好。研究表明,在桑果转色期适度疏叶使得树冠微环境良好,透光透风,能够有效提高光合同化物向果实的转运效率和转运量,保证良好的果实品质。  相似文献   

14.
为筛选出适宜宁夏干旱半干旱地区种植的抗旱性燕麦(Avena sativa)种质,试验采用盆栽控水法模拟干旱胁迫处理,研究15份燕麦种质材料的生长性能、光合参数、渗透调节物质含量及碳稳定同位素组成(δ13C值)等对干旱胁迫的响应特征,综合分析比较和评价15份燕麦种质材料的抗旱性。结果表明,与对照相比,干旱胁迫下15份燕麦材料的生长指标、光合参数和叶片相对含水量均显著下降,而淀粉含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、丙二醛含量和δ13C值均显著上升。主成分分析表明,15份燕麦种质材料的抗旱性排序为:‘喜韵’>‘三星’>‘荟峰’>‘白燕7号’>‘甜燕2号’>‘盐池燕麦’>‘甜燕70’>‘挑战者’>‘禾王’>‘梦龙’>‘甜燕麦青海’>‘喜越’>‘甜燕麦’>‘大富翁’>‘莫尼卡’。因此,‘喜韵’‘三星’和‘荟峰’可在干旱半干旱地区推广种植。  相似文献   

15.
草原生态系统呼吸在碳循环和气候变化过程中发挥重要作用,它包括土壤呼吸和地上部植物体呼吸,且不同的生态系统呼吸组分对于环境变化有不同的响应机制。为区分生态系统呼吸,探讨草原呼吸对温室气体排放的贡献,研究利用稳定同位素13C自然标记法和13C脉冲标记法,并结合静态箱-Keeling plot方法对内蒙古锡林河流域羊草草原生态系统呼吸进行了区分, 并分析比较 2 种方法的区分结果。结果表明:1)实验中13C自然标记样方和13C脉冲标记样方生境一致,两者土壤温度和土壤含水量无显著差异,13C自然标记法和13C脉冲标记法的区分结果具有可比性。2)对比自然标记法,脉冲标记法显著提高了生态系统呼吸、土壤呼吸和地上部植物呼吸的δ13C值(P<0.05)。3)13C自然标记法和13C脉冲标记法区分结果Fs/Feco(土壤呼吸通量/生态系统呼吸通量)在2011年分别是(75.2±4.3)%和(73.8±2.9)%,在2012年分别是(89.2±2.0)%和(89.1±1.4%)。统计分析结果表明,2种方法获得的区分结果无显著差异(2011: P=0.567; 2012: P=0.674),表明自然状态下,羊草草原生态系统呼吸、地上部植物体呼吸和土壤呼吸之间的δ13C值差异足够用来区分生态系统呼吸,这一发现能够提高同位素标记法区分生态系统呼吸的效率,进而为生态系统碳循环过程的精细研究提供参考。  相似文献   

16.
不同高寒草甸土壤碳氮稳定同位素和密度的差异   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了解不同类型高寒草甸土壤碳氮稳定同位素和密度的差异,采用稳定同位素质谱仪Isoprime100对采自黄河源区不同高寒草甸覆被条件下0~30 cm土壤进行了碳氮稳定同位素组成特征和密度分析。结果表明,高寒草甸土壤δ13C值介于-25.42‰~-24.20‰之间,δ15N值介于3.37‰~4.69‰之间,显著高于大气δ15N值。δ13C值和δ15N值均随土壤深度加深而增大。人工草地土壤δ13C值显著低于轻度和重度退化草甸(P<0.05),而δ15N值显著高于轻度和重度退化草甸(P<0.05)。土壤碳氮比最小值为7.89,最大值为9.97,平均碳氮比为8.71。土壤有机碳含量和全氮含量呈正相关(P<0.01),二者的回归方程为y=0.0963x+0.0336(R2=0.9619)。轻度退化草甸、严重退化草甸和人工草地0~30 cm土壤碳密度依次为7.14、6.67和6.46 kg/m2;全氮密度依次为0.83、0.77和0.75 kg/m2。植物吸收、生长有利于12C和14N的输出,而将较重的13C和15N留在了土壤中。人工草地植物生长势强,形成的地上生物量多,吸收了较多的土壤氮素14N,导致土壤15N升高。植被退化或种植人工草地均可导致土壤碳氮密度的显著降低,这种变化主要发生在0~20 cm土层。  相似文献   

17.
了解同域分布的高原鼢鼠和家畜的营养生态位关系,对于正确认识高原鼢鼠在草地生态系统中的功能和位置,以及科学界定其危害具有重要意义。本研究选择祁连山东段高寒草甸同域分布的高原鼢鼠与白牦牛作为研究对象,通过稳定性同位素(13C和15N)技术研究二者的营养生态位及其种间关系。结果表明,高原鼢鼠食物源中的15N和13C稳定同位素在其肌肉中富集的时间最短,在毛发和骨骼中富集的时间最长,而白牦牛食物源中的15N和13C稳定同位素在其毛发中富集的时间最短,在肌肉和骨骼中富集的时间最长;白牦牛各组织中,肌肉组织的营养层次(NR)、摄食来源的多样性水平(CR)、δ13C/δ15N围成的总面积(TA)和校正后的总面积(SEAC)最高,其次是骨骼组织,在毛发中最低,而在高原鼢鼠各组织中,骨骼组织的上述4种生态位指标最高,其次是肌肉组织,在毛发中最低;2种食草动物只有在肌肉组织中有生态位重叠,重叠面积为0.192‰<...  相似文献   

18.
对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)(中苜一号)的生长条件进行控制,并在分枝期对其进行13C脉冲标记,收集标记后第6,12,18,24,30 d的叶、茎、根以及土壤样品,测定各样品中13C含量,以此来探讨苜蓿光合碳的吸收与转移。结果表明:苜蓿各组分光合产物的分配顺序为茎>叶>根;13C转移速率为叶>茎>根,随着时间的延长,苜蓿各组分13C含量逐渐减少,最终达到稳定状态;渗漏到土壤中的13C含量在0~10 cm土壤层显著高于10~20 cm,但10~20 cm的13C含量比较稳定。  相似文献   

19.
分析了塔里木河下游以芦苇为优势种群的草地植物群落地上生物量时空分布特征及其对物种多样性和地下水的响应。结果表明,1)在时间上,2007年群落地上生物量最高,达741.75g/m2;在空间上,群落地上生物量随垂直河道距离的增加显著减少。2)物种多样性与群落地上生物量呈显著正相关。3)地上生物量在地下水埋深<3m时较高,且地上生物量对地下水中的Mg-Cl盐含量最为敏感,群落耐盐上限在5.0g/L左右。  相似文献   

20.
为了探究过度放牧对不同草原生态系统氮(N)素的影响,选取内蒙古3种主要类型草原(草甸草原、典型草原和荒漠草原)为研究对象,分析了连续多年过度放牧对植物生物量与叶片、根系和土壤中总氮(TN)和稳定氮同位素(δ15N)值的影响。研究结果表明:过度放牧显著降低草原植被地上、地下生物量(P<0.05);无牧条件下,3种主要类型草原植物叶片、根系和土壤的TN、δ15N值自东向西呈现下降趋势,并且所有植物叶片(R2=0.73, P<0.001)、根系(R2=0.86, P<0.001)的TN和δ15N表现出显著正相关;过度放牧降低了3种草原植物叶片、根系和土壤中TN、δ15N的值。综上所述,过度放牧对3种草地生态系统N循环造成不同程度的影响,因此我们应采取多样化的管理方式,使草原生态系统可持续发展。  相似文献   

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