干旱誘導沙柳和檸條幼苗死亡的生理機制.pdf

1、水力失敗和碳饑餓是造成極端干旱條件下樹木死亡的兩種主要機制，普遍認為等水型植物更易發(fā)生碳饑餓，而異水型植物更易發(fā)生水力失敗，但近來一些證據(jù)并不支持此觀點。為此，我們選用黃土高原水蝕風蝕交錯帶的兩種典型灌木—沙柳和檸條（其中沙柳為等水型植物，而檸條為異水型植物）為模式植物，利用盆栽試驗，系統(tǒng)研究了持續(xù)干旱條件下兩種灌木幼苗生長、水力性質和非結構性碳水化合物(NSC)的動態(tài)變化及極端干旱下的再萌蘗能力，試圖揭示兩種灌木在極端干旱下的死亡機理

2、，結果不僅可以深化樹木死亡機理研究，而且對預測未來該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)對極端干旱的適應性具有一定的理論價值。主要結論如下:
　　(1)兩種灌木生長及水力生理特性對持續(xù)干旱的響應不同。兩種灌木的株高、地徑和生物量相對生長速率呈先上升后下降趨勢，干旱下檸條株高和地徑相對生長速率下降時間早于沙柳，且下降幅度超過沙柳;沙柳葉全部死亡時間要早于檸條。持續(xù)干旱下，檸條的黎明前和正午葉水勢下降程度高于沙柳，沙柳蒸騰速率和水力導度的下降時間早于檸條，下

3、降程度亦高于檸條，但兩種灌木莖栓塞程度差異不大，沙柳水力性質對持續(xù)干旱的響應更敏感。沙柳和檸條的相對黃葉/總葉面積與相對黎明前葉水勢、相對正午葉水勢和相對導水率損失百分比呈顯著正相關關系，而與相對水力導度呈二次曲線關系，表明持續(xù)干旱下水力限制是導致沙柳和檸條葉死亡的重要原因。
　?。?)兩種灌木不同組織中NSC及其各組分濃度對極端干旱的響應不同。極端干旱下沙柳不同組織（根、莖和葉）中可溶性糖含量顯著下降，檸條葉與莖中可溶性糖含量亦

4、顯著下降，而根中可溶性糖含量顯著上升。極端干旱下兩種灌木葉中可溶性糖/淀粉比值顯著下降，沙柳莖與根中可溶性糖/淀粉比值變化不大，但檸條莖與根中可溶性糖/淀粉比值顯著增大。表明極端干旱下檸條根中可溶性糖積累及可溶性糖與淀粉相對比例的改變是其適應極端干旱的一個重要生理機制。持續(xù)干旱下兩種灌木葉中淀粉含量變化不大，但莖和根中淀粉含量顯著下降;兩種灌木不同組織NSC含量均顯著下降。持續(xù)干旱導致檸條不同組織中NSC及其各組分變化的時間大多早且變化

5、幅度大，兩種灌木根中NSC及其各組分變化的時間大多早于莖和葉。極端干旱下水力失敗和碳饑餓可能共同導致兩種植物死亡，沙柳非結構性碳水化合物發(fā)生顯著改變的時間在葉死亡之后，而檸條在葉死亡之前，檸條由水力限制轉為碳限制的時間早于沙柳。
　　(3)極端干旱后復水檸條仍能再萌蘗，其再萌蘗能力與干旱脅迫過程中莖栓塞程度呈顯著負相關，與莖相對含水量及根（主要是粗根）中NSC含量呈顯著正相關,表明檸條再萌蘗能力主要取決于干旱過程中莖水力性質和根中