梭梭對(duì)模擬氣候變化因子的生理生態(tài)學(xué)特征響應(yīng).pdf

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1、分類號(hào)：密級(jí)：無(wú)學(xué)號(hào)：2015200601單位代碼：10759石河子大學(xué)碩士學(xué)位論文梭梭對(duì)模擬氣候變化因子的生理生態(tài)學(xué)特征響應(yīng)學(xué)位申請(qǐng)人張維指導(dǎo)教師莊麗教授申請(qǐng)學(xué)位門(mén)類級(jí)別理學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)名稱生態(tài)學(xué)研究方向干旱區(qū)植物與植被生態(tài)所在學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院中國(guó)·新疆·石河子2018年6月StudyonphysiologicalandecologicalcharacteristicofHaloxylonammodendrontoglobalclimatechangefactorsADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillm

2、entoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofNaturalScienceByZhangWei(Ecology)DissertationSupervisor:Prof.ZhuangLiJune,2018課題來(lái)源國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（“973計(jì)劃”項(xiàng)目）《亞歐內(nèi)陸荒漠生態(tài)系統(tǒng)對(duì)全球變化的響應(yīng)特征與區(qū)域生態(tài)安全》，項(xiàng)目編號(hào)：2014CB954203，時(shí)間：2014年1月—2018年12月摘要近年來(lái)，隨著溫室效應(yīng)加劇，全球大氣溫度升高并伴隨著降水格局及氮沉降量的改變，使得全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)間的關(guān)系已成為國(guó)內(nèi)外研究的重要內(nèi)容及熱點(diǎn)。梭梭（Ha

3、loxylonammodendron），作為一種多年生灌木狀小喬木，具有極強(qiáng)的抗旱、耐高溫、耐鹽堿及防風(fēng)固沙的能力，同時(shí)也因其木質(zhì)堅(jiān)硬、火力強(qiáng)以及當(dāng)年枝條營(yíng)養(yǎng)豐富而成為當(dāng)?shù)匾环N重要的優(yōu)質(zhì)薪炭材和飼料樹(shù)種；然而，隨著全球變化以及人為因素等原因，梭梭分布面積逐漸減少，梭梭物種也在不斷退化。在未來(lái)全球變化背景下，梭梭的光合生理特征以及生境條件將如何響應(yīng)這種變化尚不清楚；對(duì)此，本文通過(guò)開(kāi)頂箱（OTC）模擬增溫、降水量、氮沉降量變化及其耦合作用，從梭梭生境土壤理化特性、梭梭同化枝氣體交換參數(shù)以及抗性生理特征等方面，探討梭梭是如何響應(yīng)全球性變化的，并剖析其適應(yīng)策略。旨在為梭梭在未來(lái)全球變化背景下

4、的生長(zhǎng)、分布及荒漠生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果及結(jié)論如下：（1）與對(duì)照相比，增溫導(dǎo)致梭梭生境土壤的含水率、電導(dǎo)率及酸堿度均極顯著降低，而土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷及全鉀含量極顯著升高，說(shuō)明增溫有利于梭梭生境土壤養(yǎng)分的積累以及減輕其鹽堿化程度，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致土壤水分脅迫程度加重。增溫對(duì)梭梭氣體交換參數(shù)的影響：凈光合速率、蒸騰速率、水分利用效率、氣孔導(dǎo)度、光合有效輻射及相對(duì)濕度日變化整體呈現(xiàn)不同程度的降低，胞間二氧化碳濃度、葉片水氣壓虧缺、大氣溫度、葉片溫度及大氣二氧化碳濃度日變化明顯升高；此外，梭梭體內(nèi)丙二醛含量升高6.03%，過(guò)氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）

5、、過(guò)氧化氫酶（CAT）活性及脯氨酸（Pro）、可溶性糖（SS）和可溶性蛋白（Pr）含量也分別升高9.77%、33.31%、9.77%、112.07%、2.31%和0.99%，說(shuō)明增溫抑制梭梭光合作用，進(jìn)而加劇其脅迫性傷害。（2）降水量增加提高了梭梭生境土壤的含水率、電導(dǎo)率、酸堿度、全氮及全磷含量，降低了土壤的有機(jī)質(zhì)及全鉀含量，說(shuō)明降水量增加有利于提高梭梭生境土壤的水分含量，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)、鉀元素的利用及氮、磷元素的積累，但可能會(huì)促進(jìn)土壤的鹽堿化程度。降水量增加對(duì)梭梭氣體交換參數(shù)的影響：促進(jìn)其凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、光合有效輻射、相對(duì)濕度、葉片水氣壓虧缺日變化升高，降低其胞間二氧化

6、碳濃度、水分利用效率及大氣二氧化碳濃度；此外，導(dǎo)致梭梭體內(nèi)的丙二醛含量降低69.83%，保護(hù)酶（POD、SOD及CAT）活性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（Pro、SS及Pr）含量也分別降低37.35%、61.98%、37.34%、77.62%、37.05%和28.40%，說(shuō)明降水量增加有利于促進(jìn)梭梭光合作用的進(jìn)行，進(jìn)而減緩其受脅迫傷害的程度。（3）施氮量的逐漸增加使得梭梭生境土壤的含水率、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)、全氮及全磷含量逐漸升高，土壤酸堿度及全鉀含量則表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì)，說(shuō)明氮沉降量增加有利于調(diào)節(jié)梭梭生境土壤的水分含量、促進(jìn)其C、N、P養(yǎng)分的積累，一定水平的氮含量可能減輕土壤的鹽堿化程度及土壤

7、鉀素的利用。氮沉降量增加對(duì)梭梭氣體交換參數(shù)的影響：凈光合速率、蒸騰速率及氣孔導(dǎo)度日變化整體隨著施氮量的逐漸增加而升高，胞間二氧化碳濃度及水分利用效率日變化逐漸降低；此外，梭梭體內(nèi)丙二醛含量、保護(hù)酶（POD、SOD及CAT）活性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（Pro、SS及Pr）含量均降低，說(shuō)明適度的氮沉降量增加有利于促進(jìn)梭梭光合作用的進(jìn)行，進(jìn)而降低其受脅迫傷害的程度。（4）在自然降水基礎(chǔ)上增加30%降水量（W1）時(shí)，梭梭生境土壤的含水率、電導(dǎo)率及全鉀含I量隨著施氮量的逐漸