| 题名 | 沙米和差蒿对风沙环境的生理生态适应机制比较研究 |
| 作者 | 崔建垣 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-05-28 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 赵哈林 |
| 关键词 | 沙米 差蒿 风沙环境 生理生态特性 植被演替 |
| 其他题名 | Comparison of Eco-physiological Traits between Agriophyllum squarrosum and Artemisia halodendron in Relation to Their Adaptation to the Sand Dunes in Horqin Sandy Land |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 中文摘要 | 沙米（Agriophyllum squarrosum）和差蒿（Artemisia halodendron）分别是科尔沁沙地流动沙丘和半流动沙丘植被的优势种，在当地退化植被的恢复重建过程中扮演着极为重要的角色。为了阐明它们对沙丘生境的适应机制，用控制试验比较了：①种子萌发对温度、水势和埋深的响应模式；②根系伸展速度和根量的空间分布、以及根系活力对土壤温度的反应；③幼苗生长成活对土壤养分、土壤水分和土壤温度变化的响应；④叶片水分状况、光合作用、质膜透性、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性对土壤水分胁迫的响应。结果如下： 在生长季的4月、5月和7月0-5cm平均土壤温度下，沙米和差蒿种子的最终萌发率都很高（67％－97％），但沙米种子3日内的累计萌发率在3个温度处理下均显著高于差蒿，而且，沙米种子在4月和7月温度下有延迟萌发的现象，但在5月温度下表现为快速连续的萌发模式。当周围水势低于－0.2MPa时，沙米种子的萌发率迅速下降，最终萌发率低于10％，而差蒿种子即使在－0.8MPa下，仍有17％的种子最终萌发。差蒿种子在埋深大于1cm时即出苗困难，沙米在埋深达到4cm仍有22％的种子可以出苗。分析表明，沙米种子的萌发模式有利于保存种子库和提高幼苗成活率，是沙米成为流动沙丘优势种的重要保障。差蒿种子的萌发则缺少这种功能，延迟了它在成功入侵沙丘生境的时间。 沙米种子萌发时，根生长早于芽生长，差蒿相反。出苗24天后，沙米主根深度可达100cm，差蒿只有70cm。差蒿根量在水平和垂直方向的分布梯度都比沙米明显，总根量也远高于沙米，但沙米的细根数量随深度增加有轻微上升趋势，差蒿则降低。同等条件下沙米的单株地下干物质重量、地上干物质重量及其比值分别为1.7g、44.5g和0.038，而差蒿的相应值分别为3.3g、11.6g和0.28。沙米的总生物量是差蒿的4倍左右，但差蒿的根冠比是沙米的9倍左右。沙米的根系活力在土壤温度较低时远高于差蒿，但在高温下远低于差蒿。这表明，沙米根系更适合于植被稀疏、深层土壤水分较好的流动沙丘，而差蒿根系在水分相对贫乏、温度较高的半流动沙丘有优势。 在养分亏缺的情况下，沙米生长受到的影响远大于差蒿，自来水灌溉处理下的沙米生物量只有全营养液灌溉处理的30％，而差蒿的则为52％。土壤氮素积累对沙米幼苗的伤害程度也重于差蒿，以0.8％的尿素溶液灌溉即可造成沙米幼苗的死亡，而差蒿幼苗的死亡只出现在1.6％的处理中。土壤高温会大量杀死沙米幼苗，55℃处理下沙米幼苗的死亡率高达80％，而差蒿只有5％左右。差蒿幼苗的耐旱能力显著强于沙米，桶栽条件下，出苗后停止供水16天时，沙米幼苗的死亡率达到60％，差蒿的只有10％左右。但低日龄沙米幼苗对沙面高温的忍耐性高于差蒿。差蒿幼苗对临近的沙米幼苗有直接的抑制伤害作用，相同水分条件下，沙米单独生长时的死亡率为5％左右，但与差蒿一起种植时的死亡率可超过70％。 沙米对水分胁迫的抵抗能力显著低于差蒿。当土壤水分供应状况恶化时，与差蒿相比，沙米叶片的水分丧失多而水势上升少、净光合速率和光化学效率下降快、质膜相对透性迅速增加。造成这种结局的主要原因是，沙米遇旱时的渗透调节能力低于差蒿，在所有处理中，差蒿叶片的可溶性糖、可溶性蛋白质含量和游离脯氨酸含量都明显高于沙米，游离脯氨酸含量甚至可以高出6倍。尽管沙米的抗氧化酶活性高于差蒿，但未能有效阻止干旱引起的叶片细胞结构和功能的严重破坏，这可以从它急剧升高并远大于差蒿的丙二醛含量上得到验证。 可见，沙米具有高效的萌发机制、快速伸展而活力较高的根系、耐沙面灼伤的幼苗、以及较高代谢水平，这对适应流动沙丘表面易干而深层较湿的水分状况和相对营养面积较大的养分状况有利，因而在流动沙丘占据优势。差蒿种子的萌发特点不利于它入侵流动沙丘，但它耐贫瘠、耐高温、耐干旱的的能力强于沙米，这可以保证它在水分状况恶化、竞争逐渐加剧的半流动沙丘上获得优势地位。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 84 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21489]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 崔建垣. 沙米和差蒿对风沙环境的生理生态适应机制比较研究[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2007. |
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