干旱胁迫对胡杨和灰叶胡杨光合作用及叶绿素荧光特性的影响

采用盆栽试验,研究正常供水(土壤相对含水量70%～80%)、轻度干旱胁迫(50%～60%)和重度干旱胁迫(30%～40%)条件下2年生胡杨(Populus euphratica)和灰叶胡杨(P. pruinosa)的光合作用及叶绿素荧光特性.结果表明:在干旱胁迫进程中,轻度和重度干旱胁迫下胡杨、灰叶胡杨的净光合速率经历了急剧下降--缓慢回升--下降3个阶段.在相同的干旱胁迫处理下,光合作用及叶绿素荧光参数Pn,Gs,Ci,WUE,Fv/Fm,Fv/Fo,qP和NPQ胡杨明显高于灰叶胡杨,表明胡杨比灰叶胡杨对干旱胁迫具有更强的适应性.     

黑河下游荒漠河岸林不同林龄胡杨对脉冲式降雨的响应

分析干旱区不同林龄胡杨对脉冲式降雨的响应,对制定气候变化下胡杨保育恢复策略具有重要意义。通过对降雨前、后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,分析不同深度的土壤水、地下水和降水对胡杨水分利用的贡献比例,并结合胡杨样地土壤剖面含水量的变化,探讨降雨前、后不同林龄胡杨水分利用变化及对脉冲式降雨的响应。结果发现:1降雨前、后胡杨幼苗木质部的δ18O值变化较大,分别为-3.498‰和-7.928‰,而胡杨成熟木木质部的δ18O值变化不大,分别为-7.202‰和-7.225‰;2降雨前、后胡杨幼苗对不同水源水分利用变化较大,降雨前主要利用0~30 cm的土壤水,利用比例达88%~90%,平均值为89.9%,对地下水的利用仅为2.9%。降雨后对降水的利用最高达60%,平均值为19%;降雨前、后胡杨成熟木都主要利用地下水和深层土壤水。     

胡杨生殖构件空间分布特征及其养分动态分析

以同一立地条件下的胡杨(Populus euphratica)雌雄株为研究对象,研究胡杨雌雄株花芽分化至开花阶段生殖构件空间分布特征以及生殖枝与花芽养分含量动态变化规律。结果表明:1胡杨标准枝上生殖枝的数量均为树冠南侧北侧,中层下层上层;雌雄株生殖枝上花芽数量受垂直空间影响较小。2雌雄株生殖枝长度各层次间无显著差异;雄株生殖枝长和基径大小与花芽的长和宽均显著大于雌株;花芽长和宽均表现出T5(4月10日)T4(3月10日)T3(2月10日)T2(1月10日)T1(12月10日)。3花芽养分N、P、K在T5时期均显著升高;生殖枝的P含量同样显著增加,但N、K含量出现小幅度降低,雌株尤为显著。4相关性分析显示,雌雄花芽长、宽均与花芽N、P、K含量呈显著正相关;且雌雄花芽中N、P、K含量两两间也均存在极显著正相关;另外,雌花芽P含量与生殖枝K含量呈显著负相关;而雄花芽P、K含量与生殖枝P含量分别呈极显著、显著正相关。研究结论:胡杨生殖构件的数量分布和形态特征受到空间分布及植株性别的影响;花芽形态、花芽养分含量和生殖枝养分含量三者的变化存在密切的相关性。     

胡杨不同发育阶段叶片形态解剖学特征及其与胸径的关系

采用MSR-9600TFU2扫描仪和常规石蜡切片,分析胡杨不同发育阶段叶片形态解剖学特征及其与胸径的关系。结果表明:1叶片宽、叶面积、气孔密度、厚度均随胸径增加沿树冠基部向顶部方向逐渐增大,叶片长和叶形指数则随胸径增加沿树冠基部向顶部方向逐渐减小。2叶片上下表皮细胞数和表皮细胞长、栅栏组织厚度、栅栏组织细胞长和宽均随胸径增加沿树冠基部向顶部方向逐渐增大;海绵组织厚度随胸径的增加而逐渐减小,树冠基部向顶部方向则逐渐增大。3相关分析显示,叶片宽、叶面积和叶片厚度分别与胸径呈极显著/显著正相关,叶形指数与胸径呈极显著负相关;叶片栅栏组织厚度、表皮细胞数、表皮组织厚度、表皮细胞长分别与胸径呈极显著/显著正相关,海绵组织厚度与胸径呈极显著负相关;叶片形态指标与解剖结构指标间也存在正/负相关关系,表明胡杨叶形态结构变化与个体发育阶段密切相关。     

塔里木河下游胡杨物候特征观测

以塔里木河下游胡杨(Populus euphratica)为对象,对胡杨的开花期、展叶期、第一次展叶期、第二次展叶期、果熟期、叶黄期及落叶期等主要物候期进行观测。结果表明:胡杨各物候期中,开花期持续时间最短,3月29日至4月19日,果熟期持续时间最长,5月25日开始,10月13日结束。由于春尺蠖(Apocheima cinerarius)的危害,胡杨有"二次展叶"现象,第一次展叶期为4月4日至5月1日,第二次展叶期为5月13日至6月4日。胡杨叶黄期和落叶期相重叠,叶黄期从9月26日开始,10月28日结束,落叶期从10月11日开始,11月12日结束。胡杨长达4个多月的果熟期与河道洪水期吻合,这有利于种子的传播、萌发及幼苗扎根,促进天然胡杨林种群的更新及演替。     

黑河中游湿地胡杨蒸腾速率与叶性状的关联性分析

干旱区湿地植物叶片蒸腾作用与叶性状的关联性研究,对揭示植物叶片叶脉网络性状、叶片形态构建模式与植物体内水分平衡间的内在联系至关重要.以黑河中游湿地胡杨(Populus euphratica)为研究对象,按胡杨林距离水域的远近分别设置:I(离水域30～110 m,土壤含水量(SMC)58.23％)、II(离水域160～2...     

塔里木河不同河段胡杨径向生长及径流的影响差异

利用塔里木河上、中、下游采集的胡杨年轮数据和1957-2010年的径流资料,分析塔里木河干流地区胡杨径向生长量与径流量的对应关系。结果表明：① 塔里木河上、中游4个断面的胡杨径向生长量存在显著变化,在20世纪80-90年代出现峰值,总体呈下降趋势。下游2个断面胡杨径向生长量在2000年前年际变化较小,2000年后,受生态输水影响胡杨径向生长量变化幅度较大,英苏和依干不及麻断面分别在2003年和2006年出现峰值。② 塔里木河肖夹克、新渠满、沙子河口、阿其克、英苏和依干不及麻断面的胡杨径向生长量突变分别发生在1996、1999、1991、2000、1998年和1960年或1968年或1978年。③ 塔里木河上、中游胡杨径向生长量与当年1-2月的径流量正相关性最高,下游胡杨径向生长量与当年1-2月的径流量负相关性最高。     

不同地下水埋深下胡杨枝条水力导度及其季节变化

植物水力结构和功能的调整是植物适应环境水分变化的重要途径。通过观测新疆塔里木河沙雅河段垂向距离河道0.01 km、3 km和40 km处3个观测点不同地下水埋深,分析胡杨枝条水力导度及水势等相关水力结构参数的季节变化。结果表明:各观测点胡杨枝条平均导水率损失百分比数(PLC)均高于60%,各观测点之间无显著差异,表明受高蒸腾压力的区域环境影响,胡杨枝条木质部普遍存在较高程度的栓塞;低地下水埋深观测点胡杨比导率(Ks)、叶比导率(Kl)均显著增加,但枝条导水面积与叶面积之比(Hv)显著低于高地下水埋深观测点,表明胡杨主要通过提高Kl控制植物体内水势梯度,以适应深地下水条件,同时Kl增加主要受Ks增加影响,而非Hv;近河道浅地下水条件下,胡杨枝条导水功能受地下水季节波动影响明显,而远离河道深地下水条件下,主要受植物生长物候影响。     

不同林龄胡杨林叶片与土壤的化学计量特征

为了解天然胡杨林生态系统的C、N、P、K含量及化学计量特征,在新疆轮台县轮南镇选取5种不同林龄胡杨林(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林),研究不同林龄胡杨叶和林下土壤C、N、P、K含量及化学计量特征。结果表明:(1)不同林龄胡杨叶的C、N、P、K含量分别为437.77、13.67、1.87、5.26 g·kg-1,林龄对叶片C、N、P、K含量影响不显著。不同林龄胡杨叶片C∶N、C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K为35.46、187.04、87.86、8.40、2.66、0.57,林龄对叶片的C∶P、C∶K影响显著,对C∶N、N∶P、N∶K、P∶K影响不显著。(2)土壤的C、N、P、K含量分别为6.89、0.62、0.57、18.69 g·kg~(-1),林龄对土壤C、N、P、K含量影响显著。不同林龄土壤C∶N、C∶P、C∶K、N∶P、N∶K、P∶K为11.48、12.34、0.36、1.12、0.032、0.032,林龄对土壤化学计量影响差异显著。(3)胡杨叶片N∶P比为8.40,远远小于阀值14,表明胡杨生长发育过程中严重受土壤氮素含量限制。     

干旱区胡杨根际微生物数量及其影响因子

以塔里木河干流下游胡杨为研究对象,基于传统平板培养法所获数据,分析胡杨根际微生物数量总体特征、不同土层深度胡杨根际微生物数量季节及垂直变化,并利用相关分析和因子分析,探讨胡杨根际微生物数量与土壤特性间的相互关系。结果表明:胡杨根际细菌、放线菌、真菌数量差异较大,其中细菌在微生物区系组成中占据优势地位,其次是真菌。胡杨根际微生物数量不仅在春、秋季节有很大差异,且在60～180cm土层内存在垂直变化,其中60cm土层处胡杨根际微生物数量最多。胡杨根际细菌、放线菌数量与土壤特性间无显著相关性,而真菌数量则受土壤特性影响,其中土壤有效磷含量高低对真菌数量影响最显著。     

胡杨种子萌发和胚根生长对环境因子变化的响应

通过温度、水分、PEG和NaCl溶液对荒漠河岸树种胡杨（Populus euphratica Olivier.）种子萌发和胚根生长的影响研究,结果表明：胡杨种子在10～40℃时萌发率均超过50％;其种子能够在完全水分浸泡情况下萌发生长;在NaCl和PEG-6000溶液胁迫下,萌发率与水势呈显著线性负相关（R^2〉0．89）,并受到温度的微弱影响;水势对种子萌发和胚根生长的抑制作用,在高水势时,NaCl比PEG-6000溶液明显,而在低水势时后者超过了前者;在各种胁迫下,胚根生长都比种子萌发受到的抑制明显。实验结果显示,早期的低盐和充分的水分条件是胡杨幼苗存活的关键。     

黑河下游胡杨林耗水规律研究

2003年5-10月,对黑河下游额济纳绿洲中一块25年生的胡杨林耗水进行了研究,结果表明通过标准木的标准比导率和树木胸径和边材面积的相关模型,可以比较准确地推算出林分的蒸腾耗水量。胡杨林的蒸腾耗水量具有明显的季节差异;胡杨幼林在生长季节耗水量为213.4mm。林分的生长状况主要受地下水位和土壤含水量的影响。     

根施外源甜菜碱对胡杨幼苗叶片积累甜菜碱与耐盐特性的影响

在不同盐分处理下(0、100、200、300、500 mmol·L~(-1)Na Cl)对土壤进行盆栽实验,研究根施甜菜碱(GB,5 mmol·L~(-1))对1 a生胡杨(Populus euphratica)幼苗叶片甘氨酸甜菜碱(GB)积累特性与不同时间(第7天、第14天)光合作用的影响。结果表明:(1)盐胁迫单独处理下,相比对照(0 mmol·L~(-1)Na Cl,CK)叶片甜菜碱随盐胁迫强度增大积累量显著增多。盐胁迫和外源GB双重处理下,叶片GB含量总体趋势随盐浓度升高表现为先升高后保持平稳。在低盐胁迫处理时(100~300 mmol·L~(-1)Na Cl)外源GB能诱导叶片产生更多GB,较未经GB处理组叶片GB积累量分别提高44.0%、32.5%和35.9%,而高盐胁迫(500 mmol·L~(-1)Na Cl)则转为抑制,叶片GB含量降低了5.1%。(2)随着盐浓度升高,外源GB虽不能持续促进叶片GB含量,但其对光合维持能力却没有丧失。随着胁迫强度增加,外源GB对叶绿素含量、水分利用效率(WUE)、叶片相对含水量(RWC)及相关光合参数的维持作用越明显。(3)不同时间下盐分和外源GB对胡杨光合作用的影响会改变,外源GB先维持胡杨水分传递过程,后维持CO_2同化能力,最终提高其光合作用。总之,根施GB能够促使胡杨叶片GB积累量发生变化并发挥作用,调节盐胁迫下胡杨光合相关生理过程从而提高其耐盐能力。     

胡杨叶形变化与POD同工酶的关系研究

以5个不同发育阶段的胡杨植株为研究对象,调查各发育阶段胡杨植株树冠不同层次当年生枝同一节位叶片的叶形指数,同时测定其POD同工酶酶谱和酶活性,探讨不同发育阶段胡杨植株叶形的变化规律和POD同工酶酶谱及酶活性间的关系。结果表明:(1)不同发育阶段的胡杨植株都表现出叶形指数随冠层的升高而减小;(2)不同发育阶段的胡杨植株都表现出单株不同冠层叶片中POD同工酶表达具有高度的稳定性和相似性,酶谱带型基本一致,而不同发育阶段的胡杨植株间POD同工酶酶谱在质(酶带数目和迁移率)和量(酶的活性)上表现出不同程度的差异;(3)不同发育阶段的胡杨植株均表现为树冠不同层次当年生枝叶片的叶形指数与POD酶活性极显著正相关(r=0.668,p<0.01)。     

胡杨光合蒸腾与影响因子间关系的研究

对胡杨光合速率和蒸腾速率同各主要影响因子间相关关系进行了研究。结果表明:胡杨光合速率和气孔导度间呈对数关系,蒸腾速率与气孔导度间呈线性关系;两者与光合有效辐射均呈多项式关系;与空气温度均呈二项式关系。结果说明胡杨属气孔限制型植物,气孔导度和光合有效辐射共同决定胡杨的光合和蒸腾作用。气温和相对湿度通过影响胡杨的气孔导度进而影响胡杨的光合速率和蒸腾速率。适宜胡杨进行光合气体交换的环境条件是光合有效辐射保持在1700μmol.m-2.s-1左右,温度保持在35℃左右,相对湿度保持在20%-30%间。     

艾比湖湿地自然保护区阿其克苏河地下水特征与胡杨生长关系研究

通过选取新疆艾比湖湿地国家级自然保护区阿其克苏河东大桥管护站至塌桥子管护站15km为研究区域,在研究区内中德合作项目胡杨样地及垂直河道胡杨、柽柳混交林处采挖地下水测点,在中德合作项目样地划分的样方内做20m×20m植被小样方,观测胡杨的长势,实验室实测地下水矿化度及主要离子（K＋、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、Cl-、C...     

瓜州绿洲胡杨林下土壤水分空间特征研究

利用地统计学方法及ArcGIS中的Kriging空间插值法对瓜州绿洲胡杨林下土壤含水量的空间变化规律进行了研究.结果表明:在垂直方向上,QZ、SG和BL三个样地的土壤含水量随深度的增加而增加,TG样地,由于土壤板结,导致其含水量随深度的增加呈减少趋势.瓜州绿洲胡杨生长阶段与其林下土壤含水量呈负相关关系,且土壤含水量越向...     

胡杨和灰叶胡杨锈菌夏孢子形态和侵染结构观察

 借助直接观察、显微和超微结构观测等手段,对胡杨和灰叶胡杨锈病显症叶片、锈菌夏孢子的形态、孢子萌发和侵染结构进行了观测。结果表明,胡杨和灰叶胡杨的锈菌夏孢子堆、夏孢子形态结构相似;夏孢子堆散生于叶片正反两面,近半球形或半椭球形,呈橙黄色或金黄色;夏孢子散落分布于叶片正反两面,圆形或卵圆形,透明、橙黄色,厚壁,单胞,表面密生刺瘤;胡杨和灰叶胡杨锈菌夏孢子的长轴和短轴长度、刺瘤高度及刺瘤间距四项指标均无显著性差异;夏孢子萌发产生芽管后形成菌丝,通过叶表气孔直接侵染叶片,以菌丝的形式在叶片组织内扩展。