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中国沙漠  2020, Vol. 40 Issue (2): 17-23    DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2019.00082
    
胡杨(Populus euphratica)对干旱胁迫的生态适应
李端1,2, 司建华1, 张小由1, 高雅玉1,2, 罗欢1,2, 秦洁1,2, 任立新3
1. 中国科学院西北生态环境资源研究院 内陆河流域生态水文重点实验室, 甘肃 兰州 730000;
2. 中国科学院大学, 北京 100049;
3. 黄河水利委员会上游水文水资源局, 甘肃 兰州 730000
Ecological adaptation of Populus euphratica to drought stress
Li Duan1,2, Si Jianhua1, Zhang Xiaoyou1, Gao Yayu1,2, Luo Huan1,2, Qin Jie1,2, Ren Lixin3
1. Key Laboratory of Eco-Hydrology of Inland River Basin, Northwest Institute of Eco-Environment Resources, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China;
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
3. Upstream Hydrology and Water Resources Bureau of Yellow River Conservancy Commission, Lanzhou 730000, China
 全文: PDF(721 KB)  
摘要: 以两年生胡杨幼苗为试材,采用盆栽实验,比较胡杨(Populus euphratica)在干旱胁迫下的生态适应性。结果表明:在植物整体方面,随着干旱程度的增加,胡杨枝条和叶片的导水能力均增加,通过增加导水率形成了在干旱环境下对水分的有效吸收和传输。同时,胡杨在干旱胁迫下增加水力利用效率\,维持体内的水分利用能力。在细胞层面,胡杨通过积累生物酶和脯氨酸维持渗透平衡,其中脯氨酸起到持续性的保护作用。胡杨通过叶片厚度及栅栏组织厚度的增加形成了对干旱具有适应性的储水和保水结构,达到了对水分的有效保持。在干旱胁迫时,胡杨从微观到宏观进行了一系列的调整,形成了对水分的有效吸收及传输、保持和利用的适应体系。对胡杨干旱适应性的研究对黑河下游生态系统的恢复和重建具有重要意义。
关键词: 胡杨(Populus euphratica)干旱导水率水分利用效率水分保持    
Abstract: Pot experiment was designed to compare the ecological adaptability of Populus euphratica under different drought stress by using two-year old seedlings. The results showed: as for the whole plant, with the increase of drought stress, the water conductance of whole shoots and leaves increased, and P. euphratica could absorb and transmit water effectively in arid environment by increasing the hydraulic conductance. At the same time, P. euphratica could maintain water use ability by increasing water use efficiency under drought stress. At the cellular level, P. euphratica maintained osmotic adjustment by accumulating biological enzymes and proline, and the effect of proline provided continuous protection. P. euphratica formed an adaptive water storage and water retention structure with the increase of leaf thickness and palisade tissue thickness. As a result, the effective maintenance of water was formed. In the face of drought stress, P. euphratica made a series of adjustments from micro to macro to form an adaptive system, which was effective in absorption and transmission, maintenance and utilization of water. The study of drought adaptability in P. euphratica is vitial to the restoration and reconstruction of ecosystem in the lower reaches of the Heihe River.
Key words: Populus euphratica    drought    hydraulic conductance    WUE    water maintenance
收稿日期: 2019-07-30 出版日期: 2020-04-26
:  Q945.78  
基金资助: 国家重点研发计划项目(2016YFC0501009,2016YFC0400908);内蒙古自治区科技重大专项(zdzx2018057);中国科学院创新交叉团队项目(JCTD-2019-19)
通讯作者: 司建华(E-mail:jianhuas@lzb.ac.cn)     E-mail: jianhuas@lzb.ac.cn
作者简介: 李端(1987-),女,山西人,博士研究生,从事生态水文研究。E-mail:liduan@lzb.ac.cn
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李端
高雅玉
罗欢
秦洁
司建华
张小由
任立新

引用本文:

李端, 司建华, 张小由, 高雅玉, 罗欢, 秦洁, 任立新. 胡杨(Populus euphratica)对干旱胁迫的生态适应[J]. 中国沙漠, 2020, 40(2): 17-23.

Li Duan, Si Jianhua, Zhang Xiaoyou, Gao Yayu, Luo Huan, Qin Jie, Ren Lixin. Ecological adaptation of Populus euphratica to drought stress. Journal of Desert Research, 2020, 40(2): 17-23.

链接本文:

http://www.desert.ac.cn/CN/10.7522/j.issn.1000-694X.2019.00082        http://www.desert.ac.cn/CN/Y2020/V40/I2/17

[1] 陈亚宁,张小雷,祝向民,等.新疆塔里木河下游断流河道输水的生态效应分析[J].中国科学:地球科学,2004,34(5):475-482.
[2] 周智彬,李培军.中国旱生植物的形态解剖学研究[J].干旱区研究,2002,19(2):35-40.
[3] McDowell N G.Mechanisms linking drought,hydraulics,carbon metabolism,and vegetation mortality[J].Plant Physiology,2011,155(3):1051-1059.
[4] Cochard H,Herbette S,Hernández E,et al.The effects of sap ionic composition on xylem vulnerability to cavitation[J].Journal of Experimental Botany,2010,61(1):275-285.
[5] Engelbrecht B M J,Comita L S,Condit R,et al.Drought sensitivity shapes species distribution patterns in tropical forests[J].Nature,2007,447(7140):80-82.
[6] 李芳兰,包维楷.植物叶片形态解剖结构对环境变化的响应与适应[J].植物学报,2005,22(增刊):118-127.
[7] 时丽冉,刘志华.干旱胁迫对苣荬菜抗氧化酶和渗透调节物质的影响[J].草地学报,2010,18(5):673-677.
[8] Si J H,Feng Q,Cao S K,et al.Water use sources of desert riparian Populus euphratica forests[J].Environmental Monitoring & Assessment,2014,186(9):5469-5477.
[9] 曾凡江,张希明,Foetzki A,等.新疆策勒绿洲胡杨水分生理特性研究[J].干旱区研究,2002,19(2):26-30.
[10] 杨永青,王文棋,Ottow E A,等.干旱胁迫下胡杨生理适应机制的研究[J].北京林业大学学报,2006,28(增刊2):6-11.
[11] 陈亚鹏,陈亚宁,李卫红,等.塔里木河下游干旱胁迫下的胡杨生理特点分析[J].西北植物学报,2004,24(10):1943-1948.
[12] Zhou H Y,Chen Y N,Li Wei,et al.Xylem hydraulic conductivity and embolism in riparian plants and their responses to drought stress in desert of Northwest China[J].Ecohydrology,2013,6(6):984-993.
[13] Tyree M T, Patio S, Bennink J,et al.Dynamic measurements of roots hydraulic conductance using a high-pressure flowmeter in the laboratory and field[J].Journal of Experimental Botany,1995,46(282):83-94.
[14] 朱广廉.植物生理学实验指南[M].北京:北京大学出版社,1993:51-54.
[15] 陈豫梅,陈厚彬,陈国菊,等.香蕉叶片形态结构与抗旱性关系的研究[J].热带农业科学,2001(4):14-16.
[16] 郭改改,封斌,麻保林,等.不同区域长柄扁桃叶片解剖结构及其抗旱性分析[J].西北植物学报,2013,33(4):720-728.
[17] 任红旭,陈雄,王亚馥.抗旱性不同的小麦幼苗在水分和盐胁迫下抗氧化酶和多胺的变化[J].植物生态学报,2001,25(6):709-715.
[18] Bohnert H J.Strategies for engineering water stress tolerance in plants[J].Trends in Biotechnology,1996,14(3):89-97.
[19] Nardini A, Salleo S, Raimondo F.Changes in leaf hydraulic conductance correlate with leaf vein embolism in Cercis siliquastrum L[J].Trees,2003,17(6):529-534.
[20] Pan Y P,Chen Y P,Chen Y N,et al.Impact of groundwater depth on leaf hydraulic properties and drought vulnerability of Populus euphraticain the Northwest of China[J].Trees,2016,30(6):2029-2039.
[21] 姚广前,魏阳,毕敏慧,等.干旱胁迫下4种锦鸡儿属植物叶脉密度与最低水势关系[J].中国沙漠,2018,38(6):1252-1258.
[22] 张怡,罗晓芳,沈应柏.干旱胁迫下四倍体刺槐幼苗水分利用效率及稳定碳同位素组成的研究[J].西北植物学报,2009,29(7):1460-1464.
[23] 王晓,夏江宝,周东兴,等.黄河三角洲贝壳砂干旱生境杠柳(Periploca sepium)叶片的光合作用特征[J].中国沙漠,2019,39(4):139-148.
[24] 司建华,常宗强,苏永红,等.胡杨叶片气孔导度特征及其对环境因子的响应[J].西北植物学报,2008,28(1):125-130.
[25] 吴建慧,郭瑶,崔艳桃.水分胁迫对绢毛委陵菜叶绿体超微结构及光合生理因子的影响[J].草业科学,2012,29(3):434-439.
[26] Potters G,Pasternak T P, Guisez Y,et al.Stress-induced morphogenic responses:growing out of trouble[J].Trends in Plant Science,2007,12(3):98-105.
[27] Yang S D.Difference of ultrastructure and photosynthetic characteristics between lanceolate and broad-ovate leaves in Populus euphratica[J].Acta Botanica Boreali-occidentalia Sinica,2005,25(1):14-21.
[28] 潘莹萍,陈亚鹏,王怀军,等.胡杨(Populus euphratica)叶片结构与功能关系[J].中国沙漠,2018,38(4):765-771.
[29] 钟悦鸣,董芳宇,王文娟,等.不同生境胡杨叶片解剖特征及其适应可塑性[J].北京林业大学学报,2017,39(10):53-61.
[30] Chris Bowler,Montagu M V,Dirk Intze.Superoxide dismutase and stress tolerance[J].Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology,1992,43(1):83-116.
[31] Harborne J B.Introduction to ecological biochemistry[J].Biochemistry & Molecular Biology Education,2010,6(1):24.
[32] 汤章城.逆境条件下植物脯氨酸的累积及其可能的意义[J].植物生理学报,1984(1):15-21.
[1] 孙一梅, 田青, 吕朋, 郭爱霞, 李平平, 朱丽琴, 左小安. 科尔沁沙地沙质草地与固定沙丘植物群落结构对极端干旱的响应[J]. 中国沙漠, 2021, 41(1): 129-136.
[2] 李传华, 殷欢欢, 朱同斌, 周敏, 王玉涛, 孙皓, 曹红娟, 韩海燕. 干旱对河西走廊植被净初级生产力的影响[J]. 中国沙漠, 2021, 41(1): 145-155.
[3] 常学尚, 常国乔. 干旱半干旱区土壤水分研究进展[J]. 中国沙漠, 2021, 41(1): 156-163.
[4] 周晓兵, 张丙昌, 张元明. 生物土壤结皮固沙理论与实践[J]. 中国沙漠, 2021, 41(1): 164-173.
[5] 王姣月, 秦树高, 张宇清. 毛乌素沙地植被水分利用效率的时空格局[J]. 中国沙漠, 2020, 40(5): 120-129.
[6] 张润霞, 赵学勇, 李晶, 吕文强, 柴媛媛, 岳红琴. 干旱荒漠区土地利用方式快速转变对土壤入渗性能的影响[J]. 中国沙漠, 2020, 40(4): 146-153.
[7] 李玲萍, 卢泰山, 刘明春, 胡丽莉, 王素萍. 基于标准化流量指数(SDI)的石羊河流域水文干旱特征[J]. 中国沙漠, 2020, 40(4): 24-33.
[8] 张雯莉, 朱恭, 黄文广, 张宇, 王蕾, 罗晓玲, 刘玉冰. 红花岩黄芪(Hedysarum multijugum)、灌木铁线莲(Clematis fruticosa)和互叶醉鱼草(Buddleja alternifolia)幼苗适应干旱的生理特征比较[J]. 中国沙漠, 2020, 40(3): 159-167.
[9] 杨晶晶, 吕瑞恒, 梁继业, 冯建菊, 马国财, 康佳鹏. 塔里木盆地盐生和干旱生境柽柳(Tamarix)凋落物分解特征[J]. 中国沙漠, 2020, 40(1): 215-222.
[10] 马鹏里, 韩兰英, 张旭东, 刘卫平. 气候变暖背景下中国干旱变化的区域特征[J]. 中国沙漠, 2019, 39(6): 209-215.
[11] 韩兰英, 张强, 贾建英, 王有恒, 黄涛. 气候变暖背景下中国干旱强度、频次和持续时间及其南北差异性[J]. 中国沙漠, 2019, 39(5): 1-10.
[12] 李小妹, 严平. 干旱区沙漠与河流复合地貌过程研究进展[J]. 中国沙漠, 2019, 39(5): 97-104.
[13] 黑维高, 詹瑾, 韩丹, 杨红玲, 李玉霖. 科尔沁沙地2种优势固沙灌木的相容性生物量模型[J]. 中国沙漠, 2019, 39(5): 193-199.
[14] 骆丹丹, 白小明, 孙艳敏, 金艳丽, 陈辉, 袁娅娟, 李玉杰. 甘肃野生马蔺(Iris lacteal var. chinensis)对干旱胁迫的生理响应及抗旱性[J]. 中国沙漠, 2019, 39(5): 210-221.
[15] 王晓, 夏江宝, 周东兴, 赵自国, 董林水. 黄河三角洲贝壳砂干旱生境杠柳(Periploca sepium)叶片的光合作用特征[J]. 中国沙漠, 2019, 39(4): 139-148.