干旱誘導(dǎo)沙柳和檸條幼苗死亡的生理機(jī)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(jī)制，普遍認(rèn)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(diǎn)。為此，我們選用黃土高原水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)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(yàn)，系統(tǒng)研究了持續(xù)干旱條件下兩種灌木幼苗生長(zhǎng)、水力性質(zhì)和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)的動(dòng)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(jī)理

2、，結(jié)果不僅可以深化樹木死亡機(jī)理研究，而且對(duì)預(yù)測(cè)未來該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)極端干旱的適應(yīng)性具有一定的理論價(jià)值。主要結(jié)論如下:
　　(1)兩種灌木生長(zhǎng)及水力生理特性對(duì)持續(xù)干旱的響應(yīng)不同。兩種灌木的株高、地徑和生物量相對(duì)生長(zhǎng)速率呈先上升后下降趨勢(shì)，干旱下檸條株高和地徑相對(duì)生長(zhǎng)速率下降時(shí)間早于沙柳，且下降幅度超過沙柳;沙柳葉全部死亡時(shí)間要早于檸條。持續(xù)干旱下，檸條的黎明前和正午葉水勢(shì)下降程度高于沙柳，沙柳蒸騰速率和水力導(dǎo)度的下降時(shí)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(zhì)對(duì)持續(xù)干旱的響應(yīng)更敏感。沙柳和檸條的相對(duì)黃葉/總?cè)~面積與相對(duì)黎明前葉水勢(shì)、相對(duì)正午葉水勢(shì)和相對(duì)導(dǎo)水率損失百分比呈顯著正相關(guān)關(guān)系，而與相對(duì)水力導(dǎo)度呈二次曲線關(guān)系，表明持續(xù)干旱下水力限制是導(dǎo)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(duì)極端干旱的響應(yīng)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(duì)比例的改變是其適應(yīng)極端干旱的一個(gè)重要生理機(jī)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(dǎo)致檸條不同組織中NSC及其各組分變化的時(shí)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(shí)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(dǎo)致兩種植物死亡，沙柳非結(jié)構(gòu)性碳水化合物發(fā)生顯著改變的時(shí)間在葉死亡之后，而檸條在葉死亡之前，檸條由水力限制轉(zhuǎn)為碳限制的時(shí)間早于沙柳。
　　(3)極端干旱后復(fù)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(fù)相關(guān)，與莖相對(duì)含水量及根（主要是粗根）中NSC含量呈顯著正相關(guān),表明檸條再萌蘗能力主要取決于干旱過程中莖水力性質(zhì)和根中