黃土丘陵區(qū)撂荒群落共存種水分利用特性比較研究.pdf

1、研究群落共存種對土壤水分變化的響應(yīng)，以比較其耐旱性差異，對于理解干旱半干旱地區(qū)降水波動對植物群落共存種的適合度以至多度的影響，以及植被演替的水分生理生態(tài)機(jī)理具有重要作用。本文通過控水槽的恒水和變水試驗，以10種黃土丘陵區(qū)撂荒群落共存種（阿爾泰狗娃花、豬毛蒿、中華隱子草、小花棘豆、冰草、無芒隱子草、鐵桿蒿、達(dá)烏里胡枝子、茭蒿和白羊草）為研究對象，設(shè)置了以下處理:1）恒水條件下適宜水分、中度及重度干旱脅迫（分別為75％、60％和45％的田間

2、持水量）下生長季中三個月份（8、9和10月）;2）變水條件下不同密度（高、中和低，各物種的14株、8株和2株/土槽）水分波動過程中（持續(xù)干旱、復(fù)水和復(fù)水7天后，土壤水分含量相當(dāng)于40％、75％和60％的田間持水量）。測定了以上10種植物的適合度指標(biāo)（株高、生物量和存活率）、耐旱性相關(guān)生理指標(biāo)(超氧化物歧化酶(SOD)活性、谷胱甘肽(GSH)含量和類胡蘿卜素含量）和水分利用與光合特性（葉綠體a和b含量、日光合速率、日蒸騰速率和水分利用效率

3、）的變化。分析了恒水條件下各共存種上述指標(biāo)在生長季中對水分處理的響應(yīng)，及變水條件下上述指標(biāo)的旱后變化與恢復(fù)，研究群落共存種耐旱性、水分利用特性與其適合度，及與演替旱化趨勢上其生態(tài)位置間的聯(lián)系，探討水分限制性地區(qū)群落演替的水分生理生態(tài)機(jī)理。結(jié)果表明:
　　1)10種群落共存種在營養(yǎng)階段適合度（株高、生物量和存活率）的差異
　　10種群落共存種在營養(yǎng)階段適合度排序適宜水分與中度脅迫、重度脅迫（秩相關(guān)系數(shù)分別為0.612和0.6）

4、無顯著差異，但適宜水分條件下到中度、重度干旱脅迫，冰草的適合度有所上升，豬毛蒿有所下降。10種群落共存種營養(yǎng)階段適合度在適宜水分條件下，豬毛蒿相對較高，小花棘豆相對較低;在中度脅迫條件下，白羊草相對較高，中華隱子草相對較低;在重度脅迫條件下，白羊草相對較高，鐵桿蒿相對較低。
　　2)10種群落共存種的部分耐旱性生理指標(biāo)（SOD、GSH和類胡蘿卜素）的差異
　　在恒水處理試驗，GSH和類胡蘿卜素在不同水分條件下存在顯著差異。相

5、較于SOD活性，GSH和類胡蘿卜素含量受到水分脅迫顯著升高，顯示GSH和類胡蘿卜素對于干旱脅迫響應(yīng)積極。10種群落共存種的SOD、GSH和類胡蘿卜素存在顯著種間差異，中華隱子草的SOD活性和GSH含量，達(dá)烏里胡枝子的類胡蘿卜素含量，無芒隱子草的GSH和類胡蘿卜素含量都相對較高。說明無芒隱子草的耐旱性相對較強(qiáng)。
　　在變水處理試驗，9種群落共存種的SOD和GSH在不同水分處理存在顯著差異，也具有顯著種間差異。相較于GSH含量，SOD

6、活性隨著水分脅迫程度的增加而快速升高，顯示SOD對于干旱脅迫響應(yīng)較快。茭蒿SOD活性，中華隱子草GSH含量都相對較高。說明具有較高SOD活性的茭蒿對干旱脅迫的響應(yīng)相對較快。
　　3)10種群落共存種的水分利用效率（葉綠素含量和光合參數(shù)）的差異
　　葉綠素a、b含量和水分利用效率在不同水分處理存在顯著差異，葉綠素a、b含量受到水分脅迫時顯著上升，但在重度脅迫呈現(xiàn)出下降趨勢，而水分利用效率隨著水分脅迫程度的增加而上升。同時，10

7、種群落共存種的葉綠素a和b含量、日光合速率、日蒸騰速率和水分利用效率存在顯著種間差異。小花棘豆的日光合速率，無芒隱子草的葉綠素a含量、日光合速率和日蒸騰速率，達(dá)烏里胡枝子的葉綠素a、b含量和日光合速率都相對較高;小花棘豆、豬毛蒿、鐵桿蒿和阿爾泰狗娃花的葉綠素a、b含量和日蒸騰速率，中華隱子草、冰草、達(dá)烏里胡枝子、茭蒿和白羊草的日蒸騰速率都相對較低。根據(jù)10種群落共存種光合速率和蒸騰速率的比值，表明小花棘豆的水分利用效率較高，分別為4.0