骆驼刺叶片和根系主要功能性状对水分胁迫的适应

植物通过改变地上和地下器官的功能性状和养分分配响应土壤水分变化.本研究以生长两年的骆驼刺(Alhagi sparsifolia)幼苗为研究对象,设置了4个水分梯度(W1:田间持水量的30％;W2:田间持水量的40％;W3:田间持水量的55％;CK:田间持水量的75％),并分析了骆驼刺叶和根的主要功能性状的变化特征.结果表明:水分的减少显著降低了骆驼刺的叶、茎、刺、地上、地下生物量(P<0.05),而对根冠比的影响并不显著(P>0.05).骆驼刺幼苗主要通过减小叶面积、增大比叶面积、减小根体积、增加比根长的生长策略响应水分胁迫.初步说明,骆驼刺能利用自身性状间的协同或权衡作用形成不同的适应策略.在所有水分梯度下,骆驼刺将更多的养分分配在根系中,器官间养分含量呈根>叶>茎>刺的规律;地上与地下之间的养分比值和水分变化正相关.本研究为塔克拉玛干沙漠南缘地区荒漠植被生态恢复提供了理论依据.     

极端干旱区骆驼刺对水氮条件变化的生长响应

采用盆栽试验,研究了不同水氮处理下骆驼刺（Alhagi sparsifolia）的形态特征、生物量累积和分配特征,并探讨了适合骆驼刺生长的最佳水氮条件。经过2年的水氮处理发现,水分和氮素处理对骆驼刺的株高、冠幅、基茎、地上和地下生物量累积均有显著影响,对生物量分配还存在着明显的交互作用,但在不同生长年份影响也不同。在第1个生长年份,综合评价结果为干旱低氮（田间持水量30%~35%,施氮51 mg N·kg^-1）处理下生长表现最好,主要表现在株高、基茎、根系生物量和根冠比均有明显增加。在第2个生长年份,则为中水中氮处理（田间持水量60%~65%,施氮102 mg N·kg^-1）下综合生长表现最好,主要表现在地上、地下生物量和根冠比均有显著增加。因此,在骆驼刺幼苗生长早期应推荐干旱低氮处理,随株龄增加则为中水中氮处理更合适。     

不同水分梯度下能源植物芒草和柳枝稷生物量分配规律

黄土高原面积广袤,进行能源植物种植具有巨大潜质。然而,由于该区生态环境脆弱,水分是限制能源植物产量的主要因子。本研究通过室内控水试验,对不同水分梯度条件(田间持水量的75%、55%和35%)下芒草(Miscanthus sinensis)和柳枝稷(Panicum virgatum)两种能源植物干物质的分配规律进行研究,以期为能源植物的节水高产提供依据。结果表明,水分显著影响根生物量、地上生物量及总生物量(P0.05);芒草生物量显著高于柳枝稷;随着水分的降低,生物量显著下降。不同水分条件显著影响柳枝稷的根冠比、而对芒草影响较小;柳枝稷在较低土壤含水量下,通过增加根系数量及根冠比来加强对水分和养分的吸收。在试验条件下,田间持水量的55%与75%水分条件对两种能源植物地上、地下及总生物量无显著影响(P0.05);水分含量在田间持水量的55%下,两种植物有较高水分利用效率。     

骆驼刺幼苗生长和功能性状对不同水氮添加的响应

采用盆栽实验,设计干旱(30%~35%FC)、中水(60%~65%FC)和湿润(80%~85%FC)3个水分梯度以及不施氮、低、中、高4个氮素水平的完全随机组合试验,连续2年研究了不同水分和氮素添加对骆驼刺幼苗生物量、叶片和细根功能性状的影响,并分析了不同功能性状间的相关性。结果表明,骆驼刺幼苗的生物累积、叶片和细根功能性状均受到水氮交互作用的显著影响,但不同生长时期响应格局不同。对于1年生幼苗,总根系生物量在干旱低氮处理下最高,但与中水不施氮处理差异不明显;比叶面积和叶氮含量在干旱中氮处理下均显著高于其他处理,叶片组织密度值却最低;在干旱高氮处理下细根比根长显著高于其他处理,细根组织密度却明显较低。对于2年生幼苗,中水中氮处理的叶片、细根、地上和地下生物量累积均最高;比叶面积在对照处理(干旱不施氮)下最高,叶片组织密度值却最低;干旱低氮处理的细根比根长显著高于其他处理,但细根组织密度明显较低。叶片与细根功能性状间无明显相关性,但叶片与总根系生物量呈极显著正相关。叶氮含量与比叶面积也呈显著正相关,细根比根长与细根组织密度、比叶面积与叶片组织密度均呈显著负相关。这表明叶片与细根功能性状对水氮条件变化的响应并不同步,地上与地下生长的关联主要表现为叶片和根系生物量累积变化的一致性。     

水分梯度对三江平原典型湿地植物小叶章地上生物量的影响

通过野外调查,研究不同水分梯度下三江平原典型湿地植物小叶章个体地上生物量季节动态、干鲜比(DW/FW)及生物量在构件中的分配特征.结果表明,小叶章个体地上生物量在小叶章群落中最大;各水分带小叶章地上生物量的时间动态呈双峰型变化特征,峰值出现时间随积水深度的增加而提前.生长季内,DW/FW随水分的增加而具有波动性,小叶章群落变化最大;灌丛一小叶章群落总体较低;常年积水的3个群落,不同生长期波动变化.小叶章地上生物量分配比:茎>叶>鞘;茎生物量比重,无常年积水群落大于常年积水群落;叶和鞘的生物量比重与茎相反.而水分梯度的直接作用以及各水分梯度下土壤环境条件是不同水分梯度带小叶章生长分异的主要原因.     

干旱胁迫下丛枝菌根真菌对羊草功能性状的影响

羊草是欧亚温带草原的主要优势植物,在生态系统保护及恢复利用中起着至关重要的作用。丛枝菌根真菌与植物共生,能够提高植物的抗旱能力,但目前干旱胁迫下AMF与羊草共生机理仍不明晰。基于此,采用盆栽试验研究轻度干旱（田间持水量56.25%）和重度干旱（田间持水量37.50%）下接种摩西斗管囊霉、幼套近明球霉菌及混合接种对羊草功能性状的影响,结果表明：（1）与对照（田间持水量75%）相比,轻度干旱处理下地上生物量、地下生物量分别降低了24.00%、17.02%,重度干旱处理则分别降低了53.00%、34.04%。（2）在重度干旱下,幼套近明球霉菌显著增加了两种羊草的叶片数、叶宽及根长（P<0.05）;在轻度干旱下,混合接种显著增加了羊草的叶片数、叶宽及根长（P<0.05）。（3）叶片数、株高、叶面积、叶宽、茎高度性状对地上生物量变化的解释率为78.52%,是地上生物量主要调控因子;根表面积、根体积、根分叉数、根长性状对地下生物量变化的解释率为67.10%,是地下生物量主要调控因子。     

土壤水分对捷达苜蓿幼苗的影响

通过盆栽试验,研究了土壤水分对捷达苜蓿幼苗生长的影响。结果表明,捷达苜蓿品种幼苗生长在不同土壤水分梯度下,地上及地下部分生长状况存在差异,捷达苜蓿品种在土壤含水量为16.8%～19.2%时,其茎生长速度、主侧根生长、干物质积累达到最好,在土壤含水量14.4%～16%.时,有利于捷达苜蓿茎秆和主侧根生长,但干物质积累偏低。当土壤含水量达到田间持水量(24%),并持续3d,捷达苜蓿幼苗可以正常生长,但当土壤含水量达到田间持水量,并持续6d,捷达苜蓿幼苗生长受到严重的抑制。当土壤含水量为9.6%～12%时,基本不影响捷达苜蓿幼苗侧根的正常生长。     

不同土壤含水量对草地早熟禾出苗及根系的影响

研究了不同土壤含水量对草地早熟禾品种优异（Poa pratensis cv. Merit）种子萌发以及幼苗生长的影响。共设置5个水分梯度,分别为田间最大持水量的70%（FWC70）、60%（FWC60）、50%（FWC50）、40%（FW40C）和30%（FWC30）,通过测定出苗率、苗长、根长、幼苗鲜质量、根鲜质量、根系总表面积、根系平均直径、根系总长及侧根数指标,探讨土壤水分条件对“优异”种子萌发以及幼苗生长的影响。结果表明,当土壤含水量为田间持水量的60%时,草地早熟禾的出苗率、苗长、根长、幼苗鲜质量、根系总表面积、根系平均直径、根系总长及侧根数都达到最大值,而田间最大持水量的70%和50%水分梯度条件下效果相同。因此,从节约用水的角度考虑,建议建植草地早熟禾草坪时应保持土壤的含水量为田间持水量的50%~60%。     

模拟氮沉降及降水作用下红砂和珍珠猪毛菜幼苗生物量的分配模式

水分和氮素是植物生物量积累的重要资源,也是调节植物在荒漠逆境条件下生物量分配的主要因素。本研究以两种荒漠优势植物红砂(Reaumuria soongarica)和珍珠猪毛菜(Salsola passerina)苗木为试验材料,研究了降水[–30% (低水)、0 (中水)、+30% (高水)]与氮素[0 (N0,无氮)、4 g·(m2·a)?1 (N1,中氮)、8 g·(m2·a)?1 (N2,高氮)]交互作用对其不同生长方式(红砂单生、珍珠猪毛菜单生、红砂和珍珠猪毛菜混生)下的生物量分配及相关生长关系的影响。结果表明：1)红砂和珍珠猪毛菜幼苗受水分和氮素影响显著(P < 0.01)。单生红砂根生物量在低氮、高水时增加,而茎和叶生物量在高氮、中水时增加,其生物量在各器官的分配关系为根 > 茎 > 叶。混生红砂的根、茎、叶生物量分别在无氮和低水、无氮和中水、低氮和高水条件时有所增加,其分配关系为叶 ≥ 茎 > 根。单生和混生珍珠猪毛菜均在低氮和高水时器官生物量增加,两者生物量分配关系一致,均表现为叶 > 茎 > 根。2)混生方式下的红砂和珍珠猪毛菜叶根重比、叶重比、源汇重比均高于单生方式,而根冠比则较单生分别平均减少了52.63%和37.45%,说明两种植物在混生过程中均能将更多的生物量分配到地上部分。未来在降水格局和氮沉降变化条件下,红砂和珍珠猪毛菜的混生状态将可能比其单生状态更有利于适应全球气候的变化。     

土壤水分胁迫对新疆大叶苜蓿的生长及生物量的影响

采用盆栽法研究了不同土壤水分胁迫(田间持水量的90%,70%,40%,20%)对新疆大叶苜蓿的生长及生物量积累的影响。结果表明,土壤水分含量为田间持水量的70%时,苗高、地径、分枝数及侧根数均高于其他处理,叶片、茎、主根鲜生物量和干生物量均最大,最适宜新疆大叶苜蓿生长;土壤水分含量过高(田间持水量的90%)或过低(田间持水量的20%,40%)时,均不利于新疆大叶苜蓿生物量的形成;土壤水分胁迫抑制了新疆大叶苜蓿的生长发育,随着水分胁迫的加剧,苗高和地径生长速度均减慢。该结果为进一步了解新疆大叶苜蓿对水分胁迫的响应规律并为其在干旱区节水灌溉农业中的推广和种植以及为建立持久稳定高产的畜牧业草业生产体系提供理论依据。     

水分对3种冷季型草坪草生长的影响及蒸散需水研究--3种冷季型草坪草地上部分对不同水分梯度的响应

对多年生黑麦草Lolium perenne,草地早熟禾Poa pratensis和苇状羊茅Festuca arundinacea 3种冷季型草坪草生长季内在田间持水量(FC)30%～50%,50%～70%,70%～90% 3个水分梯度下的地上生物量、再生速度及其坪用质量进行了田间测定.结果表明:3种草坪草在FC 30%～50%下的再生速度与50%～70%下的再生速度具有显著性差异,当FC 50%～70%时,再增加水分并不能显著增强草坪草的再生速率.多年生黑麦草、草地早熟禾、苇状羊茅整个试验期间的地上生物量干物质累积在FC 30%～50%,50%～70%之间差异显著,FC 50%～70%与70%～90%下的地上生物量累积差异不明显.3种草坪草叶片组织含水量随着水分梯度的增加而增大,叶片组织含水量对水分梯度的响应基本显著.方差分析结果表明,3种冷季型草坪草在不同的水分梯度下,其坪用质量具有差异显著性(P＜0.05),灌水能显著提高草坪草的质量.但在FC 50%～70%的水分梯度下,3种冷季型草坪草都表现理想(得分＞6.5).     

不同秋眠性紫花苜蓿品种初冬季节的植物量变化研究

通过对不同品种的紫花苜蓿初冬季节植物量（包括地上植物量和地下植物量及茎叶比值和茎叶含水量）的研究，结果表明，在不影响当年苜蓿的越冬和第2年返青及生长发育的条件下（地下植物量不再增加），在所试品种中部分品种茎叶含水量达萎蔫系数含水量以上时，地下植物量不再增加，而地上植物量在不断减少。由此可知，在供试品种中敖汉、苜蓿王、创新、皇后、劳博、WL-323、WL-424、WL-525HQ、WL-612在4℃之前可以对其地上植物量进行利用，对于WL-232HQ、WL-442、13R应该在0℃之前对其地上植物量进行利用，对于阿瑞博最早可以在-2℃时对其地上植物量开始利用。     

遮阴对千根草构件性状、克隆生长及繁殖策略的影响

为开发和利用野生乡土草坪草种质资源千根草(Euphorbia thymifolia),探究其耐阴性强弱与形成机理,通过设置0(CK)、30％、50％、70％的4个遮阴度,经4个月夏季室外处理后,测定基株的构件性状、生物量结构、克隆效率指数及有性繁殖指数等参数,分析遮阴下千根草的生长和繁殖策略.结果表明,1)千根草通过降低叶片数、叶面积、匍匐茎长和分枝强度(P<0.05),形成适应遮阴度的构件数量和质量性状.2)叶性状对遮阴响应顺序为叶数>总叶面积>叶长>单叶面积>叶宽>叶厚,茎性状对遮阴响应顺序为分枝强度>株高>匍匐茎长>分枝密度>一级分枝数,根性状对遮阴响应顺序为不定根数>主根直径>侧根数>主根长.3)遮阴降低了基株生物量(P<0.05),千根草通过调整构件生物量分配比,形成适应遮阴生境的生长策略.4)千根草通过降低有性繁殖分配与繁殖指数应对>30％遮阴(P<0.05),通过降低克隆结构生物量和克隆效率指数适应遮阴生境(P<0.05).综上,千根草为喜光植物,可通过调节构件性状与生物量结构,形成与遮阴度相匹配的克隆生长与有性繁殖策略.     

荻实生苗生物构件对土壤水分胁迫的响应

以荻（Miscanthus sacchariflorus）实生苗为研究对象，对其生物学构件在轻度、中度和重度水分胁迫下的响应进行了研究。结果表明，随着土壤含水量的下降，荻的株高、茎粗、茎节间长度、叶面积、比叶重、地下茎茎粗、地下茎分布深度、地下茎节间长度、地上及地下部分生物量和冠根比均随之下降；荻可以适应轻度的水分胁迫，在轻度水分胁迫下，除了冠根比、茎粗、叶面积和比叶重等构件外，其余生物构件与对照无显著差异（P>0.05）；而在中度和重度水分胁迫下，荻生物构件均受到严重抑制，与对照差异显著（P＜0.05）。     

20份穗花韭种质资源表型数量性状的遗传多样性分析

为探求日喀则地区穗花韭种质资源的遗传多样性，本研究对收集到的20份穗花韭(Milula spicata Prain)种质的17个表型数量性状进行了变异分析、主成分分析和聚类分析。结果表明：20份种质居群内和居群间均有较大的遗传变异和丰富的遗传多样性。除叶片数、地上茎粗、花穗粗的变异系数在30%以内外，地下茎长、花葶粗、根系长、地下茎粗、根系数量、叶宽、叶长、花穗长的变异系数在30%～50%，花葶高、株高、地上地下生物量的变异系数高于50%。主成分分析共提取到4个主成分，累计贡献率86.31%，第1主成分与地上生物量有关，第2，3，4主成分与地下生物量有关。聚类分析将材料分为2个类群，第2类群表型优于第1类群，与主成分分析综合得分排序结论一致。本研究可为穗花韭种质资源的收集和筛选提供理论依据。     

种群密度对沙米异速生长的影响

植物各器官之间的异速生长关系决定了植物的生活史对策,进而影响种群内个体之间的共存和生物多样性的维持。传统方法无法区分植物性状对其的响应是环境造成的,还是由于个体大小差异造成的,而异速生长分析能够解决这一问题。为此,本研究利用异速生长分析方法,通过模拟沙米在退化草地恢复过程中不同的种群密度(16, 44.4, 100和400株/m²),研究其各器官之间的异速生长关系。结果表明,沙米各器官之间都具有显著的异速生长关系:其中根和地上、根和主茎、叶和根、主茎和地上等器官生物量之间的变化不随种群密度的变化而变化,属于表观可塑性;根和茎、茎和地上、叶和茎等器官生物量之间的异速生长及生物量比值均受种群密度的显著影响,属于真正可塑性,这表明种群密度变化的确影响了沙米的生长变化。研究同时发现,沙米叶和地上生物量之间的异速指数仅在44.4株/m²种群密度下接近于0.75,即叶生物量与个体大小呈3/4次幂关系,符合生态代谢理论,而在其他密度时异速指数与0.75有显著差异(P<0.001),表明环境变化可能会导致沙米生长策略发生改变。种群密度对沙米繁殖和其他器官之间的异速生长关系影响不显著,表明在不同种群密度下,沙米仍保持相同的繁殖策略;然而种群密度在沙米生育期对繁殖和其他器官之间的异速常数和个体大小均产生了极显著的影响。因此,在探讨繁殖器官与个体大小的关系时,还需要关注植物生育期的变化,只有生育期相同的时候,才能比较不同研究之间的差异。     

盐分胁迫对骆驼刺幼苗叶片性状的影响

气候变化与人为干扰使得干旱区盐渍化加剧,引发了严重的生态问题。因此,研究干旱区植物叶片性状对盐胁迫的响应具有重要意义。本研究以当年生的骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为研究对象,采用盆栽控制试验,设置不同浓度(50、100、200、400mmol·L-1)的盐处理,分析盐胁迫对骆驼刺叶片性状的影响。结果表明,1)盐胁迫降低了骆驼刺的光合能力,其净光合速率和蒸腾速率显著减小,而水分利用效率则显著增大(P0.05);其荧光参数Fv/F0和Fv/Fm在盐处理下均低于对照处理;2)随盐浓度的增大,叶片的比叶面积逐渐减小,其干物质含量则是先减小后增大,且均低于对照;3)随盐浓度增大,单位质量叶片氮含量(Nmass)和单位面积叶片氮含量(Narea)先降低后升高再降低,单位质量叶片磷含量(Pmass)先降低后升高,单位面积叶片磷含量(Parea)则是先不变后升高,说明骆驼刺对盐分环境有一定的适应性。