【摘要】：鄂爾多斯高原砒砂巖區(qū)降雨少,土壤侵蝕嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境惡化,植被恢復(fù)與重建勢(shì)在必行。水分是當(dāng)?shù)刂参锷L的主要限制性因素。因此,物種選擇成為關(guān)鍵,需要水分利用效率高且耐旱的物種,以提高植被恢復(fù)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。本文以砒砂巖區(qū)沙棘(Hippophae rhamnoides)、芨芨草(Achnatherum splendens)、長柄扁桃(Amygdalus pedunculata)、雜交狼尾草(Pnnisetum amerieanum×P.pureum)、胡頹子(Elaeagnus pungens)和掌葉大黃(Rheum palmatum)為研究對(duì)象,通過比較砒砂巖區(qū)6種植物在水分利用特性方面的差別,包括日光合、蒸騰和水分利用效率,葉綠素?zé)晒鈪?shù),PV曲線等指示的組織耐脫水參數(shù)和碳同位素指示的水分利用效率等方面的差別,以期為砒砂巖區(qū)植被恢復(fù)重建中物種提供依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)凈光合速率日變化因物種差異而呈現(xiàn)不同的曲線形狀。6種植物中,芨芨草和沙棘的凈光合速率日變化表現(xiàn)為單峰型曲線,其余表現(xiàn)為雙峰曲線,有光合“午休”現(xiàn)象。其中,沙棘日光合能力最強(qiáng),而掌葉大黃最弱。對(duì)6種植物的凈光合速率和蒸騰速率日變化曲線分別進(jìn)行有限積分后,得到各植物葉片單位面積的日CO_2同化量與日蒸騰耗水量,以及日均水分利用效率(日CO_2同化量/日蒸騰耗水量)。結(jié)果顯示,日CO_2同化量、日蒸騰耗水量和日均水分利用效率均存在顯著種間差異(P0.05),其中,沙棘葉片的日CO_2同化量和日蒸騰耗水量均最高,而日均水分利用效率則偏低。雜交狼尾草葉片的日CO_2同化量較高,日蒸騰耗水量較低,可以以較低的水分消耗,獲取較高的光合產(chǎn)物。各物種的δ~(13)C值存在顯著種間差異(P0.05),其順序?yàn)楹j子掌葉大黃長柄扁桃芨芨草沙棘。植物的長期水分利用效率可以通過葉片的δ~(13)C值來指示,因此,6種試驗(yàn)植物以胡頹子在生長季內(nèi)水分利用效率相對(duì)較高,沙棘相對(duì)較低。(2)6種植物以掌葉大黃的初始熒光(Fo)最高,沙棘最低,說明掌葉大黃的葉綠素含量相對(duì)較高。葉綠素?zé)晒獯銣缭诟�、低水期�?duì)比說明,高水期葉綠素?zé)晒獾墓饣瘜W(xué)淬滅相對(duì)較高,光合呼吸活性較高,非光化學(xué)淬滅相對(duì)較低。但雜交狼尾草的非光化學(xué)淬滅在高水期明顯高于低水期,光能熱失散較多,而其高水期的光化學(xué)淬滅顯著低于低水期,結(jié)合其較高的最大熒光,說明在低水期仍能保持較強(qiáng)的光合活性。(3)通過PV計(jì)算得到的水分生理參數(shù)表明,6種植物中,芨芨草的飽和滲透勢(shì)(Ψ_s~(sat))和質(zhì)壁分離點(diǎn)滲透勢(shì)(Ψ_s~(tlp))均最低,最大彈性模量(ε~(max))最大,質(zhì)外體含水量(AWC),說明其細(xì)胞壁堅(jiān)硬且彈性小,貯水能力差,滲透勢(shì)低,保水能力強(qiáng),彈性調(diào)節(jié)能力較弱,主要通過滲透調(diào)節(jié)維持膨壓,為低水勢(shì)忍耐脫水類型;雜交狼尾草的ε~(max)最小,細(xì)胞壁柔軟,持水能力強(qiáng),Ψ_s~(tlp)較高,原生質(zhì)耐脫水能力差,加之較高的水分利用效率,說明雜交狼尾草為高水勢(shì)延遲脫水類型;胡頹子的質(zhì)壁分離點(diǎn)相對(duì)滲透水含量(ROWC~(tlp))最低,抗脫水能力最強(qiáng),為延遲脫水類型。綜上,芨芨草在水分利用效率、耐脫水能力等方面均表現(xiàn)出較高的水平;雜交狼尾草可以在低水期保持較高的光合活性,同時(shí)水分利用效率高,耐旱性強(qiáng),對(duì)砒砂巖區(qū)缺水環(huán)境表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q948

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