貝殼堤島3種灌木葉片光合作用的水分響應(yīng)性研究.pdf

1、在我國干旱缺水地區(qū)，如何篩選出具有較高生產(chǎn)力的植被或者在保持中等生產(chǎn)力水平的同時(shí)具有較高水分利用效率的植被，成為植被恢復(fù)與生態(tài)重建的核心問題。黃河三角洲貝殼堤島是世界上規(guī)模最大、唯一新老并存的貝殼堤，主要由生活在潮間帶的貝類死亡之后的殼體及其碎屑，經(jīng)波浪搬運(yùn)在高潮線附近堆積形成，是一種非常獨(dú)特的灘脊地貌類型，具有重要的保護(hù)價(jià)值。黃河三角洲貝殼堤島灘脊地帶海拔相對較高，地下水位較低，貝殼砂土壤孔隙度大、粗砂粒含量最高，涵蓄降水能力差，加之

2、該區(qū)域蒸降比較大，季節(jié)性缺水嚴(yán)重，從而導(dǎo)致該立地條件下植被生長受到干旱缺水的嚴(yán)重限制，植被類型以旱生的灌木和草本植物為主，生態(tài)系統(tǒng)脆弱。酸棗(Ziziphus jujuba var.spinosus)、杠柳(Periploca sepium Bunge)和葉底珠(Securinega suffruticosa(Pall.) Rehd)是灘脊地帶的三種常見灌木樹種，目前，貝殼砂生境不同水分脅迫下主要灌木樹種葉片光合生理活動(dòng)與土壤水分的定量

3、關(guān)系及響應(yīng)過程尚不明確，以至于現(xiàn)有的樹木抗旱生理研究在應(yīng)用于貝殼堤島的適地適樹及物種配置中受到較大限制。
　　本研究以黃河三角洲貝殼堤島灘脊地帶主要灌木酸棗、杠柳和葉底珠的3年生苗木為試驗(yàn)材料，通過盆栽控水試驗(yàn)?zāi)M設(shè)置貝殼砂生境系列水分條件，測定不同水分條件下三種灌木葉片主要光合參數(shù)的光響應(yīng)及葉綠素?zé)晒鈪?shù)，定量評價(jià)不同光合光響應(yīng)模型對三種灌木葉片凈光合速率(Pn）光響應(yīng)過程及其特征參數(shù)的擬合效果，根據(jù)三種灌木葉片光合參數(shù)的光響應(yīng)

4、過程、葉綠素?zé)晒鈪?shù)以及Pn光響應(yīng)最優(yōu)模型的擬合結(jié)果，探討三種灌木葉片光合作用的水分響應(yīng)特性，明確貝殼砂生境三種灌木苗木生長適宜的水分條件，以期為黃河三角洲貝殼堤島主要灌木樹種的立地選擇及水分栽植管理提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。主要研究成果如下:
　　(1)直角雙曲線修正模型對不同水分條件下酸棗葉片Pn光響應(yīng)過程擬合效果較好，非直角雙曲線模型對不同水分條件下杠柳和葉底珠葉片Pn光響應(yīng)過程擬合效果較好，直角雙曲線模型對三種灌木葉片Pn光

5、響應(yīng)過程的擬合效果均為最差。非直角雙曲線模型對三種灌木葉片的最大凈光合速率和光飽和點(diǎn)的模擬效果最好，直角雙曲線修正模型對三種灌木葉片的暗呼吸速率、表觀量子效率和光補(bǔ)償點(diǎn)的模擬效果最好，表明非直角雙曲線模型較適合植物葉片Pn光響應(yīng)低光強(qiáng)階段的擬合，直角雙曲線修正模型較適合植物葉片Pn光響應(yīng)高光強(qiáng)階段的擬合。
　　(2)三種灌木葉片不僅對水分逆境具有較強(qiáng)的生理適應(yīng)性和可塑性，而且具有較高的光合能力，其中，在適宜水分條件下，酸棗苗木具有

6、較高的光合作用潛力、呼吸活性以及對光能的利用能力，光合作用效率最高，杠柳光合作用效率次之，葉底珠光合作用效率較差。
　　(3)三種灌木在輕度干旱或漬水脅迫時(shí)，光合作用主要以氣孔限制為主，在嚴(yán)重干旱脅迫時(shí)，光合作用主要以非氣孔限制為主。酸棗、杠柳和葉底珠葉片氣孔限制與非氣孔限制的轉(zhuǎn)折點(diǎn)分別出現(xiàn)在土壤相對含水量(RWC)為25％、35％和40％時(shí)。三種灌木葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)在非氣孔限制為主的水分閾值內(nèi)發(fā)生顯著變化，以PSⅡ反應(yīng)中心為主

7、的光合機(jī)構(gòu)受到損傷。酸棗光合機(jī)構(gòu)對干旱脅迫的忍耐性最強(qiáng)，杠柳其次，葉底珠最差。
　　(4)黃河三角洲貝殼砂干旱生境酸棗、杠柳和葉底珠苗木生長較為適宜的土壤水分條件分別在RWC為56％-80％、58％-80％和66％-75％的范圍內(nèi)。其中，酸棗的水分生態(tài)幅最寬，杠柳次之，水分生態(tài)幅略窄于酸棗，葉底珠的水分生態(tài)幅最窄。貝殼砂生境三種常見灌木中，酸棗苗木對土壤水分變化的適應(yīng)性較強(qiáng)，杠柳次之，葉底珠最差。
　　綜上所述，黃河三角洲貝

8、殼砂生境三種常見灌木葉片的光合作用對土壤水分逆境具有較強(qiáng)的生理適應(yīng)性和可塑性。酸棗苗木生長較適宜的水分條件在RWC為56％-80％內(nèi)，而酸棗苗木生長所允許的最大土壤水分虧缺在RWC為25％時(shí);杠柳苗木生長較適宜的水分條件在RWC為58％-80％內(nèi)，其生長所允許的最大土壤水分虧缺在RWC為35％時(shí);葉底珠苗木生長較適宜的水分條件在RWC為66％-75％內(nèi)，其生長所允許的最大土壤水分虧缺在RWC為40％時(shí)。三種灌木中，酸棗苗木對貝殼砂生境土