不同土壤水分条件下刺槐光合特性研究

论文摘要

黄土高原生态环境脆弱,土壤水分是该区植物生长的制约因素。刺槐作为黄土高原的主要水土保持和造林先锋树种之一,因其既喜湿润肥沃的土壤又耐干旱瘠薄,具有较强的适应性和抗逆性,在黄土高原干旱半干旱区的植被恢复和生态建设中发挥着重要的作用。开展刺槐对不同土壤水分条件的光合生理响应研究,对于刺槐在黄土高原地区更好的科学栽植和抚育管理具有重要的理论与现实意义。本研究以一年生刺槐盆栽苗为研究对象,通过设置干旱梯度处理,对比分析刺槐在不同土壤水分条件下的光合生理特性,探讨环境因子对刺槐光合作用的影响方式及程度。主要研究结果如下：1、在不同土壤水分条件下,刺槐叶片同一光合生理参数的日变化动态趋势近似一致。净光合速率日变化呈现双峰曲线,即在中午出现明显的午休现象,且上午峰值显著大于下午峰值。刺槐叶片的气孔导度与净光合速率的日动态进程有相似的变化趋势。水分胁迫导致刺槐叶片净光合速率的降低表现为气孔限制与非气孔限制两种方式。在8：00-10：00,净光合速率的降低由非气孔限制引起；而10：00-12：00,净光合速率的降低由气孔限制引起。2、尽管各光合生理参数在不同土壤水分条件下的日变化趋势相似,但干旱胁迫情况对它们有着显著的影响。在全天的七个测定时间点,刺槐叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、气孔限制值、羧化效率都表现出：正常土壤水分>中度干旱胁迫>重度干旱胁迫。胞间CO2浓度则表现为：重度干旱胁迫>中度干旱胁迫>正常土壤水分。水汽压亏缺在三种土壤水分条件下的变化幅度较小。3、刺槐叶片的水分利用效率在不同土壤水分条件下,于全天不同时段表现出不同的对比结果,6：00至12：00表现为：正常土壤水分>中度干旱胁迫>重度干旱胁迫,14：00表现为：中度干旱胁迫>正常土壤水分>重度干旱胁迫。在重度干旱胁迫条件下,虽然刺槐叶片的水分利用效率在全天绝大部分时间都处于低水平,但从12：00开始一直持续上升,于18：00升至相对较高水平,且高于正常土壤水分和重度干旱胁迫。刺槐叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、气孔限制值、水分利用效率、羧化效率的日均值都表现为：正常土壤水分>中度干旱胁迫>重度干旱胁迫,且差异都达到显著水平。胞间CO2浓度则为：重度干旱胁迫>中度干旱胁迫>正常土壤水分,且差异显著。4、对环境因子,包括光合有效辐射、空气温度、空气CO2浓度、空气相对湿度的日变化动态进行了同步监测。选择刺槐叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率、羧化效率作为主要光合生理参数,采用通径分析方法,探讨了各环境因子对光合生理参数的影响程度。综合考虑直接通径系数、间接通径系数、简单相关系数,在正常土壤水分、中度干旱胁迫、重度干旱胁迫条件下,空气温度和空气相对湿度都是影响刺槐光合生理参数的主要环境因子。5、刺槐幼苗在受到水分胁迫时,其光合生理行为对外界环境的变化更加敏感,所以环境因子对刺槐光合生理参数的直接影响更大。随着土壤干旱胁迫的加剧,刺槐为了有效补充自身水分,对外界空气中的水分更加依赖和敏感,从而刺槐的各光合生理参数与空气相对湿度的相关性不断增强。此外,在不同土壤水分条件下,分别建立了四种环境因子对刺槐叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率、羧化效率的多元回归方程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究背景
• 1.2 影响林木光合作用的主要因素
• 1.2.1 光照强度对林木光合作用的影响
• 1.2.2 温度对林木光合作用的影响
• 2浓度对林木光合作用的影响'>1.2.3 大气CO₂浓度对林木光合作用的影响
• 1.2.4 土壤水分对林木光合作用的影响
• 1.3 土壤水分胁迫对林木光合生理特性的影响
• 1.3.1 土壤水分胁迫对林木光合作用的影响
• 1.3.2 土壤水分胁迫对林木气孔导度的影响
• 1.3.3 土壤水分胁迫对林木蒸腾作用的影响
• 1.3.4 土壤水分胁迫对林木水分利用效率的影响
• 1.4 刺槐光合作用的研究现状
• 1.5 本研究的目的及意义
• 第二章 研究材料与方法
• 2.1 研究材料
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 干旱处理
• 2.2.2 气体交换测量
• 2.2.3 统计分析
• 第三章 不同土壤水分条件下刺槐光合生理参数的对比
• 3.1 刺槐光合生理参数在不同土壤水分条件下的日变化
• 3.2 不同土壤水分条件下刺槐光合生理参数日均值的方差分析
• 3.3 小结与讨论
• 第四章 环境因子对不同土壤水分条件下刺槐光合生理参数的影响
• 4.1 环境因子的日变化
• 4.2 环境因子对不同土壤水分条件下刺槐光合生理参数的通径分析
• 4.2.1 环境因子对正常土壤水分条件下刺槐主要光合生理参数的通径分析
• 4.2.2 环境因子对中度干旱胁迫条件下刺槐主要光合生理参数的通径分析
• 4.2.3 环境因子对重度干旱胁迫条件下刺槐主要光合生理参数的通径分析
• 4.3 小结与讨论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.1.1 不同土壤水分条件下刺槐光合生理参数的对比
• 5.1.2 环境因子对不同土壤水分条件下刺槐光合生理参数的影响
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 英文缩略词
• 致谢
• 作者简介