光合作用是植物生长的基础，干旱胁迫引起的植物水分亏缺会降低叶绿体光化学及生物化学活性，使光合作用受到抑制，从而影响植物的生长发育（姚庆群和谢贵水，2005）。在应对水分亏缺时，气孔调节往往被认为是控制水分运输和叶片蒸腾来维持光合功能的最重要机制（高冠龙等，2018），植物光合器官中气孔是光合作用碳同化的入口，也是蒸腾散水的出口，在平衡优化植物光合与蒸腾关系中发挥着重要作用。所以，气孔限制和非气孔限制对光合作用的影响机制一直是研究者们关注的重点。气孔和水力运输系统将土壤和叶片紧密联系在一起调节利用可利用的水资源，并沿着有利于提高WUE 的方向发展（Brodribb and Jordan，2008；龚容等，2015）。因此，从植物的气孔行为角度可以进一步探究植物的水分利用与调节机制。植物WUE 与光合器官结构特征之间必然存在紧密联系（李芳兰等，2005）。在第六章我们讨论了δ13C 值主要受植物光合作用及水分运输过程中碳分馏的影响，而植物叶片的内部结构的变化（如气孔、叶绿体、线粒体等）也必然会影响CO2 在叶肉组织中的扩散和分馏，进而影响δ13C 值（容丽等，2008；张海娜等，2013），从而影响WUE。目前从植物光合生理和叶肉细胞重要细胞器超微结构的角度开展植物的水分利用关系与干旱适应机制研究还比较匮乏。
本章重点探析4 种优势植物在不同程度的干旱胁迫条件下光合作用的气孔调节行为有何异同，叶绿素荧光参数的响应变化能否说明植物叶素体光合活性中心的受损状态，叶肉细胞重要细胞器的超微结构变化存在怎样的种间差异和处理间差异，从而进一步揭示4 种优势植物应对干旱胁迫的生理生态响应机制。(www.chuimin.cn)
主要反映了植物叶片叶绿素荧光参数的响应变化，可将第一主成分归为光合反应活性因子。表7-5不同主成分的特征值和累积贡献值 Table 7-5Principal component variance analysis表7-6主成分载荷矩阵 Table 7-6Principal Component Load Matrix图7-7干旱胁迫对4 种植物光合生理、叶绿素荧光等叶片功能性状影响的主成分分析 Fig.7-7The principal component analysis of the effects of drought stress on the functional properties of 4 plant species......
2023-11-04
可见，严重干旱胁迫处理对蒙古冰草生理代谢活动还未造成严重影响，其光合能力下降可能是气孔限制因素影响占主导作用。4 种植物的Ci/Ca 值和WUEi 趋势相反，随着干旱胁迫程度的增强其Ci/Ca 值降低而WUEi 升高，甘草和短花针茅的WUEi 与Ci/Ca 的相关性未达到显著水平，但牛枝子和蒙古冰草的WUEi 和Ci/Ca 值达到了极显著水平。可见，严重干旱胁迫条件下的WUEi 并不能反映4 种植物长期WUE 的实际变化。......
2023-11-04
但在干旱、半干旱的荒漠草原地区，年降水量只有300 mm 左右，在植物生长季，蒸发量大，土壤水分匮乏，极大限制了植物生长及维持生态系统的功能。在第三章，我们初步获悉了2 个样地的土壤水分氢氧同位素特征和4 种优势植物的水分利用来源的时空变化。......
2023-11-04
不同采样期降水的δ18O 值在-11.99‰～-5.01‰变化，δ2H 值在-96.71‰～-40.51‰变化，且随着降水量的增多其氢氧稳定同位素值变小趋于贫乏。图3-2不同水源的氢氧稳定同位素组成特征 Fig.3-2δ2H and δ18O values of soil water， rain water and groundwater at study site.注：SWEL 表示土壤水分蒸发线，S.SWEL 和 A.SWEL 分别表示短花针茅样地和蒙古冰草样地的土壤水分蒸发线。......
2023-11-04
研究区位于宁夏东部风沙区的盐池县，南靠黄土高原，北与毛乌素沙地相连。地貌由黄土高原向鄂尔多斯台地过渡，气候由半干旱区向干旱区过渡，植被由干草原向荒漠过渡，土地利用由农区向牧区过渡。这种典型的过渡地带造成了该地区自然条件资源的多样性和脆弱性。该地区属于宁夏重要的生态屏障和牧业基地，也是中国“两屏三带”生态安全体系建设的关键区域，对宁夏草地生态建设及宁夏牧草业发展起着重要作用。......
2023-11-04
短花针茅根和叶的WUE 随着干旱胁迫强度增加也呈上升趋势，其中，叶的WUE 增加幅度显著大于根，T4 处理下叶、根的WUE 比CK 分别提高了16.86%、7.17%，各器官WUE 表现为根＞叶。图6-3不同干旱胁迫处理下4 种植物各器官WUE 的变化 Fig 6-3The change of WUE in different organs of 4 plants under different drought stress treatments......
2023-11-04
汤章程提出植物主要以避干旱和耐干旱两种形式来抵抗或适应干旱。但目前尚无统一方法区分植物水分调节行为的种间差异。本研究中，4 种优势植物在形态解剖、生理生化、生态等性状方面形成了一套各具特色的干旱适应策略。但是每种植物的干旱适应机制并不是唯一不变的，随着干旱程度的变化，其适应模式之间也会发生转换或者连续变化，以确保植物水力系统的安全，维持生存力。......
2023-11-04
图3-5 所示，4 种植物在37.7mm 降水后其茎秆水δ18O和δ2H 值趋于正值，显著大于少量降水和大量降水后的茎秆水δ18O 和δ2H 值，也显著大于同一测定期土壤水分的δ18O 和δ2H 值，与同期雨水的δ18O 和δ2H 值相近或相交，直观分析判断其可能利用的水分为雨水补给的浅层土壤水。......
2023-11-04
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