黄土高寒区几种灌木树种基于SPAC系统的耐旱耐盐性研究

论文摘要

本研究围绕土壤—植物—大气连续体系统(SPAC)内水分运动的动态观测,对青海省黄土高寒区的主要造林灌木霸王、匙叶小檗、北方枸杞、银水牛果等进行了一系列研究。内容包括:研究区土壤水分、大气水分动态规律;干旱胁迫条件下SPAC系统中水势变化及水分运移规律;盐胁迫条件下土壤、植物水势的变化规律;干旱胁迫、盐胁迫条件下植物的蒸腾变化;植物耐旱、耐盐机理判别。取得的主要研究成果:1.研究地在植物生长季的大气降水分布不均,在植物生长旺盛期降水不足,引起土壤干旱,限制了植物生长所需的水分。2.随着土壤干旱胁迫增加,植物叶水势的日过程曲线都变为双峰,日变幅都有先增大再减小的趋势。通过比较植物叶水势极差值、叶水势与土壤水分的关系,得出四个树种应对环境能力的大小为匙叶小檗〉银水牛果〉霸王〉北方枸杞;另外,经实测模拟,得出影响植物叶水势的主要气象因子关系密切。3.随着土壤水分胁迫的增加,霸王、匙叶小檗的蒸腾速率日过程曲线由单峰变为双峰,而北方枸杞、银水牛果的蒸腾速率日过程曲线一直都呈双峰。经比较,同一水分梯度下霸王的蒸腾水平最高,属于高蒸腾植物,而银水牛果最低,属于低蒸腾植物。4.试验测定SPAC系统不同界面的水势,并计算系统内水流传输阻力,结果表明,水流在叶片—气界面的阻力远大于土壤—叶片的传输阻力;通过比较四个树种SPAC系统内的水势梯度比,霸王的吸水能力最大,蒸腾最强。5.通过对植物干旱胁迫处理,得到四个树种的萎蔫系数分别为:霸王(6.67%)、匙叶小檗(6%)、北方枸杞(6.08%)、银水牛果(6.79%);植物的土壤水分利用效率都在85%以上。另外,基于叶水势与土壤含水量、土壤水势的关系判别四个树种都为低水势忍耐脱水耐旱树种。6.相同水分条件下,比较植物在土壤盐分浓度为0、5‰、15‰下叶水势的大小,结果为:三个树种叶水势值均在盐分浓度为5‰的土壤中最高;另外,在有盐土壤条件下,影响植物叶水势的主要气象因子发生了变化。7.相同水分条件下,三个树种的蒸腾速率都在5‰的土壤盐分浓度下最高;另外,不同土壤盐分条件影响三个树种蒸腾速率的主要气象因子都发生了变化。8.随着土壤盐胁迫的增加,三个树种的土壤水分的利用效率不断降低,经比较:三个树种的耐盐性强弱为:霸王〉银水牛果〉北方枸杞。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 引言
• 1.1 SPAC 系统的提出
• 1.2 水分在SPAC 中运移研究历史及现状
• 1.3 植物水势及相关研究
• 1.3.1 植物水势对干旱和盐胁迫的变化研究
• 1.3.2 植物水势对气候因子变化规律影响的研究
• 1.3.3 SPAC 中水分运转阻力和水势梯度分布研究
• 1.4 植物介绍
• 2. 研究目的、意义和内容
• 2.1 研究的目的、意义
• 2.2 研究的内容
• 2.2.1 植物耐旱性研究
• 2.2.2 植物耐盐性研究
• 3. 研究地概况及研究方法
• 3.1 试验地自然条件
• 3.2 试验材料和方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 研究方法
• 3.2.2.1 盆栽试验的处理
• 3.2.2.2 各要素的测定
• 3.2.2.3 数据处理
• 3.2.3 技术路线
• 4. 土壤-大气系统的水分变化
• 4.1 土壤水分变化
• 4.1.1 土壤含水量季节变化
• 4.1.2 不同植物土壤水势日变化
• 4.2 大气水势变化
• 4.2.1 大气水势与相对湿度的日、季变化
• 4.3 小结
• 5. 干旱胁迫下植物水分变化
• 5.1 不同植物叶片保水力比较
• 5.2 不同植物叶片相对含水量的比较
• 5.3 叶水势日变化
• 5.3.1 同一土壤含水量条件下四种植物叶水势日变化比较
• 5.3.2 同一植物不同土壤含水量条件下叶水势日变化比较
• 5.4 植物叶水势与气象因子的关系
• 5.4.1 同一土壤含水量条件下四种植物叶水势与气象因子的关系比较
• 5.4.2 不同土壤含水量条件下同一植物叶水势与气象因子的关系比较
• 5.5 小结
• 6. 干旱胁迫下植物蒸腾特性研究
• 6.1 植物蒸腾日变化
• 6.1.1 不同植物同一土壤含水量蒸腾日变化比较
• 6.1.2 同一植物不同土壤含水量蒸腾日变化比较
• 6.2 不同树种蒸腾速率与叶水势的关系
• 6.2.1 蒸腾速率日变化与植物叶水势日变化的关系
• 6.2.2 干旱胁迫条件下蒸腾速率与叶水势的关系
• 6.3 小结
• 7. 干旱胁迫下SPAC 系统中不同界面水分变化规律及相互影响
• 7.1 植物叶水势与土壤水分关系
• 7.1.1 干旱胁迫条件下植物叶水势与土壤含水量的关系
• 7.1.2 干旱胁迫条件下植物叶水势与土壤水势的关系
• 7.2 叶水势与大气水势的关系
• 7.3 不同树种的SPAC 系统水流阻力
• 7.4 不同树种的SPAC 系统水势梯度
• 7.5 小结
• 8 植物耐旱机理判别
• 8.1 植物萎蔫系数与耗水指数
• 8.2 植物耐旱性判别模型
• 8.3 小结
• 9. 盐胁迫下土壤-植物系统的水势研究
• 9.1 土壤水势的变化
• 9.2 植物叶水势的变化
• 9.2.1 叶水势日变化
• 9.2.1.1 同一树种同一土壤含水量不同盐分浓度条件叶水势日变化比较
• 9.2.1.2 同一树种同一盐分浓度不同土壤含水量条件叶水势日变化比较
• 9.2.2 植物叶水势与土壤盐分关系
• 9.2.2.1 不同树种同一盐分条件下叶水势与土壤水分的关系
• 9.2.2.2 不同盐分浓度下植物耐盐性比较
• 9.2.3 植物叶水势与气象因子关系比较
• 9.2.3.1 同一土壤含水量不同盐分浓度叶水势与气象因子的关系比较
• 9.3 小结
• 10. 盐胁迫下植物蒸腾的变化
• 10.1 相同土壤含水量不同盐分浓度蒸腾日变化比较
• 10.2 相同土壤含水量不同盐分浓度蒸腾与气象因子关系比较
• 10.3 不同盐分浓度下蒸腾与水势的关系
• 10.4 小结
• 11. 结论与建议
• 11.1 结论
• 11.1.1 试验期间试验地土壤——大气系统的水分变化
• 11.1.2 水分胁迫条件下，植物通过自身的水分变化表现出的耐旱特性
• 11.1.3 不同水分梯度下，植物通过蒸腾表现出的耐旱特性
• 11.1.4 气象因子影响蒸腾作用，进而产生叶水势日变化
• 11.1.5 基于叶水势与土壤含水量、土壤水势的关系，判别植物的耐旱特性
• 11.1.6 水分在SPAC 运移过程中，不同树种水流阻力、水势梯度大小的比较
• 11.1.7 不同盐分胁迫对土壤水势、植物叶水势及植物蒸腾能力的影响
• 11.1.8 不同盐分胁迫条件下，气象因子对植物水势、蒸腾的影响
• 11.1.9 三个树种耐盐性的比较
• 11.2 建议
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢