梭梭对模拟气候变化因子的生理生态学特征响应.pdf

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1、分类号：密级：无学号：2015200601单位代码：10759石河子大学硕士学位论文梭梭对模拟气候变化因子的生理生态学特征响应学位申请人张维指导教师庄丽教授申请学位门类级别理学硕士学科、专业名称生态学研究方向干旱区植物与植被生态所在学院生命科学学院中国·新疆·石河子2018年6月StudyonphysiologicalandecologicalcharacteristicofHaloxylonammodendrontoglobalclimatechangefactorsADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillm

2、entoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofNaturalScienceByZhangWei(Ecology)DissertationSupervisor:Prof.ZhuangLiJune,2018课题来源国家重点基础研究发展计划项目（“973计划”项目）《亚欧内陆荒漠生态系统对全球变化的响应特征与区域生态安全》，项目编号：2014CB954203，时间：2014年1月—2018年12月摘要近年来，随着温室效应加剧，全球大气温度升高并伴随着降水格局及氮沉降量的改变，使得全球变化与陆地生态系统间的关系已成为国内外研究的重要内容及热点。梭梭（Ha

3、loxylonammodendron），作为一种多年生灌木状小乔木，具有极强的抗旱、耐高温、耐盐碱及防风固沙的能力，同时也因其木质坚硬、火力强以及当年枝条营养丰富而成为当地一种重要的优质薪炭材和饲料树种；然而，随着全球变化以及人为因素等原因，梭梭分布面积逐渐减少，梭梭物种也在不断退化。在未来全球变化背景下，梭梭的光合生理特征以及生境条件将如何响应这种变化尚不清楚；对此，本文通过开顶箱（OTC）模拟增温、降水量、氮沉降量变化及其耦合作用，从梭梭生境土壤理化特性、梭梭同化枝气体交换参数以及抗性生理特征等方面，探讨梭梭是如何响应全球性变化的，并剖析其适应策略。旨在为梭梭在未来全球变化背景下

4、的生长、分布及荒漠生态系统的保护与恢复提供科学依据。主要研究结果及结论如下：（1）与对照相比，增温导致梭梭生境土壤的含水率、电导率及酸碱度均极显著降低，而土壤有机质、全氮、全磷及全钾含量极显著升高，说明增温有利于梭梭生境土壤养分的积累以及减轻其盐碱化程度，同时也会导致土壤水分胁迫程度加重。增温对梭梭气体交换参数的影响：净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度、光合有效辐射及相对湿度日变化整体呈现不同程度的降低，胞间二氧化碳浓度、叶片水气压亏缺、大气温度、叶片温度及大气二氧化碳浓度日变化明显升高；此外，梭梭体内丙二醛含量升高6.03%，过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）

5、、过氧化氢酶（CAT）活性及脯氨酸（Pro）、可溶性糖（SS）和可溶性蛋白（Pr）含量也分别升高9.77%、33.31%、9.77%、112.07%、2.31%和0.99%，说明增温抑制梭梭光合作用，进而加剧其胁迫性伤害。（2）降水量增加提高了梭梭生境土壤的含水率、电导率、酸碱度、全氮及全磷含量，降低了土壤的有机质及全钾含量，说明降水量增加有利于提高梭梭生境土壤的水分含量，促进有机质、钾元素的利用及氮、磷元素的积累，但可能会促进土壤的盐碱化程度。降水量增加对梭梭气体交换参数的影响：促进其净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、光合有效辐射、相对湿度、叶片水气压亏缺日变化升高，降低其胞间二氧化

6、碳浓度、水分利用效率及大气二氧化碳浓度；此外，导致梭梭体内的丙二醛含量降低69.83%，保护酶（POD、SOD及CAT）活性及渗透调节物质（Pro、SS及Pr）含量也分别降低37.35%、61.98%、37.34%、77.62%、37.05%和28.40%，说明降水量增加有利于促进梭梭光合作用的进行，进而减缓其受胁迫伤害的程度。（3）施氮量的逐渐增加使得梭梭生境土壤的含水率、电导率、有机质、全氮及全磷含量逐渐升高，土壤酸碱度及全钾含量则表现为先升高后降低的趋势，说明氮沉降量增加有利于调节梭梭生境土壤的水分含量、促进其C、N、P养分的积累，一定水平的氮含量可能减轻土壤的盐碱化程度及土壤

7、钾素的利用。氮沉降量增加对梭梭气体交换参数的影响：净光合速率、蒸腾速率及气孔导度日变化整体随着施氮量的逐渐增加而升高，胞间二氧化碳浓度及水分利用效率日变化逐渐降低；此外，梭梭体内丙二醛含量、保护酶（POD、SOD及CAT）活性及渗透调节物质（Pro、SS及Pr）含量均降低，说明适度的氮沉降量增加有利于促进梭梭光合作用的进行，进而降低其受胁迫伤害的程度。（4）在自然降水基础上增加30%降水量（W1）时，梭梭生境土壤的含水率、电导率及全钾含I量随着施氮量的逐渐