陆生植物对全球变化的适应性研究进

全球变化的过程正在加剧,影响植物的生态因子也将发生不同程度的变化.大气CO2浓度升高、温度升高、降水格局的变化及由于臭氧层变薄而引起的紫外线B辐射增强等已经严重地影响了植物的生理生态过程.从不同方面,特别是从植物对关键生态因子变化的生理生态适应机制和它们间的交互作用等方面,评述了国内外近年来的研究进展,提出了未来全球变化背景下植物对全球变化的适应性研究需重视的方面.     

聚丙烯酰胺和CO2浓度变化对胡杨叶片光合和水分利用效率的影响

采用盆栽实验研究了不同聚丙烯酰胺用量下较短时间内CO2浓度升高对1年生胡杨叶片光合和水分和用效率的影响。结果表明：（1）随着聚丙烯酰胺用量的减少,土壤水吸力上升,干旱胁迫加重。叶片水势、净光合速率（Pn）、水分利用效率（WUE）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）随着干旱胁迫的加重而降低,胞间CO2浓度（Ci）则呈上升趋势。（2）随着CO2浓度的升高,各处理的胡杨叶片Pn、WUE、Ci上升,Tr、Gs下降。由此说明：CO2浓度升高对胡杨叶片Pn和WUE的促进作用在一定程度上能缓解干旱胁迫作用;聚丙烯酰胺用量大时,CO2浓度升高对胡杨Pn的促进作用较好;随着外界CO2浓度的升高,气孔关闭,蒸腾速率降低,从而增加了胡杨WUE,这将加强胡杨的耐旱能力。     

浮床陆生植物对水体生态环境影响的研究

利用浮床陆生植物吸收水体中过剩的营养物质,改善水质,优化水体的生态环境.两个月的实验结果表明对照组为α-中污带,三个实验组为β-中污带.这说明实验组比对照组降低了一个污染等级.值得注意的是,引起太湖蓝藻藻害的微囊藻在三个实验组都没有发现,而对照组仍然存在,并为主要优势种.从生物多样性分析来看,实验组比对照组有明显提高.     

陆生植物生态体系治理有机废水的研究

本工作采用以陆生植物空心菜在水体中形成的生态系为对象,进行了有机废水的治理研究。空心菜在水体中与微生物等形成了以有效的废水处理体系,在降解COD、有机氨氮方面,取得了较好的效果。在曝气条件下,进料COD浓度为1300mg/LCOD的条件下,COD降解率达90%以上,COD最大处理能力达10.56gCOD(L-1(d-1。无机氨氮降解率达94%,有机氨氮降解率达73%以上。     

藓类植物脱水耐性与生理生态适应性的研究进展

干旱胁迫下,藓类植物表现出一系列生理生态适应性变化.重点阐述藓类植物在干旱胁迫下的生理代谢指标,综述了藓类植物的脱水耐性和生态适应性的关系.分析表明,藓类植物耐脱水生理生态适应性受多方面调节和控制,对藓类植物脱水耐性的研究要从多方面综合考虑.     

全球气候变化下高山植物生理特性的研究进展

青藏高原因其独特的地理区位和气候环境特征,成为全球气候变化的敏感区域.研究气候变化对青藏高原植被生理特性的影响,对于保护高原自然生态系统有着积极的意义.分析了气候变暖对植物光合作用、生物量以及水分利用效率的影响,并对全球气候变化下高山植物生理特性的研究做了展望.     

蚕豆(Vicia faba L.)对不同水分胁迫的光合适应性研究

以重庆市的蚕豆当家品种之一的大白豆为材料,通过人工水分胁迫处理,发现随干旱程度的增加,蚕豆叶片的叶绿素a、叶绿素b含量和叶绿素总降低,Hill反应活力下降,净光合速率下降,同化产物的积累减少,最终表现为植株生物量的降低,水分胁迫下植株净光合速率下降,光饱和点降低,光补偿点提高,CO2补偿点提高,光呼吸增大,生长减弱,这时导致生物量积累减少的主要原因。     

外来植物仔簕树生理生态特性的季节变化

为研究外来入侵植物簕仔树Mimosa bimucronata在广州的生态适应性,以便为防治其生态危害提供科学依据.利用便携式光合-蒸腾仪于广州白云山对簕仔树和3种本地植物（阳性树种木荷Schima superba、阴性树种阴香Cinnamomum burmannii和九节Psychotria rubra）的活体叶片进行1年内不同季节的生理生态特性测定.结果显示：4个季节的簕仔树日均净光合速率（以CO2计）分别为0.22、1.00、1.94和1.62μmol.m-2.s-1;低光照时,簕仔树净光合速率低,光照强时净光合速率较高,九节和阴香的净光合速率较大,木荷最低.簕仔树4个季节的日均呼吸速率（以CO2计）分别为0.28、0.32、0.65和0.45μmol.m-2.s-1,均高于其它3种植物.4种植物中,簕仔树的蒸腾速率变幅最大,4个季节日均蒸腾速率（以H2O计）分别为0.01、0.07、0.24和0.06μmol.m-2.s-1,秋季最高.簕仔树的水分利用效率在干旱的冬季最大,表现出比本地植物更抗旱.在群落内部的低光照下,与本地物种相比,簕仔树在有机质积累上未见优势,但在高光照条件下,具有较高的净光合速率,且在干旱季节的水分利用效率更具潜力,可考虑生境遮蔽或提高水分来降低其生长速率.     

植物对气候逆境的抗逆适应性

本文根据现代植物逆境生理的研究进展，简明阐述了气候逆境对植物的不良影响和植物在形态结构上表现出的抗逆适应性。     

田间增加UV-B辐射对丝瓜光合作用日变化及水分利用效率的影响

在自然条件下，增加不同强度的UV—B辐射，对攀援植物丝瓜叶片光合速率日变化和水分利用效率进行了研究，发现经增加R1强度UV—B辐射处理的丝瓜的净光合速率和蒸腾速率比对照上升了28％和33％，水分利用效率则下降了3．4％，而经增加R2强度UV—B辐射处理的丝瓜的净光合速率和蒸腾速率比对照上升了47％和13％，水分利用效率也上升了28％，且其光合作用不受午间强光的抑制，光合午休现象消失了．这表明，在该实验的UV—B强度下，丝瓜的光合作用不但未受抑制，反而还增强了，说明适当增加UV—B辐射对丝瓜的生长有利．     

杨梅属两种植物光合特性对CO2浓度升高响应的比较研究

本文用LI-6400便携式光合作用测定系统(Li-cor,Inc.USA)研究了杨梅属接杨梅、杨梅植物叶片的Pn、Gs、Tr、WUE等参数对短期CO2浓度升高的响应,并运用光合作用辅助软件计算了它们的Rday、CCP、Amax、Vcmax、Jmax.结果表明:CO2浓度升高过程中,2种植物Pn和WUE增大,而Gs和Tr降低,Gs和Tr间呈极显著的正相关关系;它们的Rday、CCP、Amax没有显著差异,而Vcmax、Jmax为矮杨梅大于杨梅.研究认为,短期CO2浓度升高有利于增强两植物的保水能力、抗旱性,有利光合作用的进行.两植物相比较,总的情况是短期内矮杨梅对CO2浓度升高的响应大于杨梅.     

干旱与半干旱区一年生植物水势对模拟降水变化的响应

植物水势可以反映和度量植物水分状况.通过测量叶片水势,可以掌握植物受水分胁迫程度,以及植物对水分的敏感程度.以内蒙古干旱与半干旱区2种藜科一年生猪毛菜类植物:猪毛菜(Salsola collina)、雾冰藜(Bassia dasyphylla)和2种禾本科一年生小禾草类植物:虎尾草(Chloris virgata)、冠芒草(Pappophorum boreale)为研究对象,模拟5 mm、20mm、70 mm和150 mm四种降水量水平,通过监测叶片水势来研究一年生植物水势对降水量变化的响应.研究表明,一年生猪毛菜类植物比一年生小禾草类植物对降水更敏感,一年生小禾草类植物比一年生猪毛菜类植物更抗旱.一年生猪毛菜类植物表现出以相对较高的水势来延迟脱水的干旱适应方式,一年生小禾草类则表现出更多以较低的水势来忍耐脱水的干旱适应方式.     

大气CO2浓度增加对冬小麦品质性状的影响

依据自行设计的模拟气候变化试验装置系统(CGC),研究大田条件下CO2浓度增加对不同冬小麦品种(中育5号和中优9701)品质性状诸如面粉蛋白质含量、沉降值、面团特性以及淀粉糊化特性的影响.结果表明:面粉蛋白质含量随CO2浓度增加(幅度为57mg·kg-1)明显下降,CO2浓度从451mg·kg-1增加到565mg·kg-1时,中育5号和中优9701品种的面粉蛋白质含量分别下降了4.5%和3.1%;在451～565mg·kg-1范围内,CO2浓度增加使沉降值降低,但影响较小,而对面团流变学特性诸如面团形成时间和延伸性有负面影响,其中对中优9701粉质参数影响微小;CO2浓度增加对烘烤品质影响不利,尤其面包体积下降明显.此外,CO2浓度增加对淀粉糊化特性的影响具有双重性,一方面CO2水平有限度的升高可在一定程度上改善面条的食用品质;另一方面CO2水平进一步提高又对食用品质产生负面影响.     

银杏叶片三个不同发育阶段光合特性对CO_2浓度升高响应的比较研究

利用LI-6400便携式光合测定系统(L i-cor,USA),研究了银杏幼叶、全展嫩叶和成熟叶三个不同发育阶段Pn对短期CO2浓度升高的响应,并运用photosynthesis assistant software计算了它们的CCP、CE、Vcm ax、Jm ax。结果表明:CO2浓度升高过程中,银杏叶片三个发育阶段的Pn-CO2响应均为二次曲线,同一条件下,叶片光合作用的响应程度为成熟叶>全展嫩叶>幼叶,银杏成熟叶的CCP最低,CE、Jm ax和Am ax最高,作为幼叶与成熟叶过渡阶段的全展嫩叶其光合特性与幼叶更为接近。     

锦鸡儿属植物稳定性碳同位素组成对内蒙古东西水热梯度变化的响应

以广泛分布于荒漠区和草原区的锦鸡儿属(Caragana)植物为研究对象,通过对61份锦鸡儿属叶片样品δ13C值的测定,分析了锦鸡儿属植物稳定同位素组成变化特征,养分元素及其与环境因子(年降水量和年均温度)的关系,研究结果显示:四种锦鸡儿属植物δ13C值分布范围-24.93‰～-27.95‰,平均值为-26.12‰,随着...     

140年来植被和大气CO2浓度变化对东亚气候影响的数值模拟

利用区域气候模式通过分别采用现代植被和工业革命前植被及相应CO2浓度模拟了近140年来植被和大气CO2浓度变化对东亚区域气候的影响.结果表明,两者共同作用使东亚许多地区产生了升温现象,但这种温度变化在地域上具有不均匀性,蒙古、内蒙古、东北、西北增暖最为明显,而中国南部一些地区却存在降温现象;工业化造成的植被退化使东亚地区呈现总体干旱化的趋势,虽然CO2浓度增加易导致降水增多,但综合考虑两者的影响,使中国东部、内蒙古、四川北部的降水明显减少,而西北、华南沿海的降水有所增加;同时现代东亚冬、夏季风都比工业革命前有所增强.但由于植被退化,该地区的大气水汽含量及土壤水含量均有所减小.     

植物耐盐的生理生态适应性研究进展

 植物耐盐机制的研究对盐渍土改良利用和选育培育耐盐植物新品种具有重要意义。盐分胁迫下,植物表现一系列生理生态适应性变化。根据近年来对植物耐盐的研究,本文重点阐述了植物体内渗透调节、抗氧化酶活性、光合途径的转变、激素信号转导、植物体内相关蛋白的高表达、形态结构的改变等耐盐的生理生态适应性机制。进一步分析表明,植物耐盐的适应性受多方面调节和控制,应该把多方面的因素都联系起来综合考虑。     

植物入侵对土壤微生物影响的种群适应性生长模型

植物入侵为入侵地提供新的增量营养,激发土壤中微生物在不同生存状态之间随营养的变化而进行转换.文章利用微分方程模型分析了当微生物功能反应满足生殖常数R0＞1时,微生物数量达到新的平衡状态.若新增营养丰富,微生物将有机会大量繁衍,数量逐渐达到平衡状态εx=(,0,Rx).说明植物的成功入侵过程改变了土壤微生物功能群.     

钒冶炼厂周边陆生植物对重金属的富集特征

对某钒冶炼厂周边土壤和植被进行现场采样,共采集到高等植物20科29种,土壤样品7个,采用ICP- MS和ICP-OES分析本土植物和土壤中重金属含量.结果表明,冶炼厂周边土壤普遍存在V、Cr和Cd污染现象,重金属V和Cr的污染问题突出.29种植物体内均检测到V、Cr、Cd和Pb,其中V含量相对较高.本土植物蜈蚣草体内重金属V含量最高,其地上部分V积累量为86.51 mg·kg-1,地下部分为814.25 mg·kg-1;野胡萝卜对Cd的富集和转运能力显著高于其他植物,地上部分和地下部分Cd含量分别为18.56 mg·kg-1和5.66 mg·kg-1.两种植物表现出对钒冶炼导致周边复合重金属污染极高的耐性,可作为钒冶炼厂周边土壤重金属污染植物修复的先锋物种.     

多浆荒漠植物与中生植物对干旱胁迫反应的比较研究

对旱生植物沙拐枣、梭梭和中生植物杨树、沙枣在干旱胁迫下的水分生理特性进行了比较研究.结果显示,4种植物均表现出不同程度的水分亏缺,并且具有明显的日变化,其中中生植物沙枣、杨树的水分亏缺日变化表现为大起大落.梭梭的水势低于其他3种植物,低水势有利于植物从土壤吸收水分,增强植物抗旱性.沙枣、沙拐枣的蒸腾速率日变化分别为双峰型和单峰型,而梭梭和杨树表现为平缓型.4种植物在整个蒸腾速率日变化过程中,环境因子起主导作用.4种植物的水分利用率日平均值依次为沙拐枣＞沙枣＞梭梭＞杨树.沙拐枣比梭梭能更有效地利用水分,尽管梭梭的水分利用效率低于沙拐枣,但其具有较低的水势和蒸腾速率,具有很强的水分吸收和减少水分丧失的能力,因此,相对而言也适宜在干旱的沙漠生境中生存.尽管沙枣的水分利用率较高,但因其具有较高的蒸腾和较大的叶面积,因此更适合于水分较好的荒漠生境,是主要的防护林树种.