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梭梭和骆驼刺对干旱的适应策略差异
周洁, 杨晓东, 王雅芸, 隆彦昕, 王妍, 李浡睿, 孙启兴, 孙楠
植物生态学报    2022, 46 (9): 1064-1076.   DOI: 10.17521/cjpe.2021.0338
摘要   (596 HTML156 PDF(pc) (2025KB)(659)  

该研究目的在于揭示干旱荒漠中2个优势种梭梭(Haloxylon ammodendron)和骆驼刺(Alhagi sparsifolia)是否在适应干旱的策略上存在差异。在新疆艾比湖自然保护区内自然形成的干旱胁迫梯度上, 首先测量梭梭和骆驼刺的3类功能性状(叶、光合和水力性状); 其后分析性状随干旱梯度的变化, 性状在两个物种之间的差别, 两物种应对干旱胁迫时所采用策略的差异性。结果显示: 梭梭和骆驼刺的功能性状在干旱梯度上的变化存在不同。除干物质含量外, 其余10个功能性状在梭梭和骆驼刺间均存在显著差异, 但在干旱梯度与物种的共同作用下, 梭梭与骆驼刺之间性状差异呈现缩小趋势。Pearson相关分析表明, 骆驼刺显著相关的性状仅有10对, 而梭梭有15对。主成分分析可将梭梭11个功能性状分为与植物抗旱能力有关的2个典型性状组合类别, 即干旱胁迫-碳获取组和抗干旱胁迫组。但对骆驼刺, 很难划分出与抗旱有关的性状组合。该研究结果表明, 相较梭梭, 骆驼刺具有更强的耐旱能力, 属于保守型物种, 性状之间联系不显著, 但梭梭的性状之间联系紧密, 它利用各种性状之间的权衡和补偿关系尽可能地减小干旱胁迫。该研究揭示了干旱荒漠中不同生活型植物面对干旱胁迫时的性状间关系和环境适应策略, 丰富了水分生理学和植物生态学的相关理论, 可对荒漠植物的保育和多样性的维持提供一定理论参考。



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图4 骆驼刺(As)和梭梭(Ha)的水力性状随同干旱程度的变化以及种间差异(平均值±标准差)。D1、D2和D3表示轻度、中度和重度干旱。大写字母是单因素方差分析的结果, 表示同物种的功能性状随干旱程度的变化, 不同字母表示显著差异(p < 0.05)。小写字母是独立样本t检验的结果, 表示在同一干旱程度下, 功能性状在梭梭和骆驼刺之间的差异, 不同字母表示显著差异(p < 0.05)。
正文中引用本图/表的段落
由图4可知, 骆驼刺和梭梭的黎明前枝水势均随干旱胁迫增加, 呈先下降后上升的趋势。骆驼刺黎明前叶水势随干旱胁迫增加, 呈先增加后下降的趋势, 在中等干旱胁迫样地的数值显著高于低干旱胁迫样地。相反, 梭梭黎明前叶水势随干旱胁迫增加, 表现出不显著的下降趋势。骆驼刺的枝比导率随干旱胁迫增加表现出不显著的下降趋势, 但对梭梭, 其值在中等干旱胁迫样地的数值显著高于低和高干旱胁迫样地。
独立样本t检验的结果说明, 对叶功能性状, 在两个物种间, 梭梭的叶厚(嫩枝直径)显著大于骆驼刺, 但骆驼刺的叶面积、比叶面积(除高干旱胁迫外)显著高于梭梭。干物质含量在两物种间没有显著差异(图2); 对水力性状, 梭梭的黎明前枝水势和枝比导率均低于骆驼刺, 但黎明前叶水势在低和重干旱胁迫下高于骆驼刺, 在中等干旱胁迫时两者没有显著差异(图4); 对光合性状, 梭梭的水分利用效率和净光合速率在低、中干旱胁迫时高于骆驼刺, 在重旱胁迫时低于骆驼刺, 但骆驼刺的气孔导度和蒸腾速率明显高于梭梭(图3)。
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