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論文題目：鬆嫩草地優勢禾草生理生態的適應特性研究
鬆嫩草地作為幹、溼氣候與生態系統的過渡區,是對全球氣候變化最為敏感的地帶之一。本試驗選取該地區優勢禾草為研究物件,在對自然條件下植物生理生態的適應特性研究的基礎上,進一步探討了植物對模擬氣候變化(CO_2濃度、水分和溫度變化)的響應規律。研究涉及構件、個體、種群到群落各個不同等級水平,以期於小尺度範圍內初步揭示區域植被與氣候變化之間的相互關係,獲得識別區域植被對全球氣候變化早期訊號,從而提高人類對未來全球變化的預測能力。1.對不同型別優勢禾草碳同化速率(P_N)的研究結果表明:(1)自然條件下植物個體與群落的日動態曲線普遍呈雙峰規律。產生“午休”現象的原因為非氣孔因素, 午間強光導致的溫度升高和大氣相對溼度降低是主要的環境因素。植物光合特徵曲線在數值上的差異主要與光合型別有關,特徵上的差異主要與生境型別有關。相對於個體而言,群體光合日動態變化較為平緩,對於環境變化具有緩衝作用。(2)不同植物以及同種植物的不同構件具有相似的飽和指數形式的光響應規律,強光下 P_N下降由非氣孔因素引起。C_4植物的P_N和光能利用範圍高於C_3植物。不同型別植物的P_N具有強可塑性,處於相似環境中的植物在資源利用特徵與效率方面會產生趨同適應。(3)CO_2倍增不僅可以顯著提高植物的P_N,還能通過擴大光源利用範圍來促進光合作用。C_3植物P_N受CO_2倍增促進強度高於C_4植物,光合型別植物間的差異大於水分型別之間。(4)CO_2倍增對光合的促進與乾旱脅迫的抑制之間互動效應顯著(P0.05)。乾旱將會削弱CO_2的施肥效果,而CO_2升高能夠在一定程度內(0-7.5%PEG)彌補乾旱脅迫對植物P_N的抑制。(5)無干旱脅迫條件下,CO_2 倍增將提高植物的最適溫度。乾旱脅迫條件下,CO_2濃度升高反而會降低植物的最適溫度,加劇乾旱和高溫帶來的脅迫作用。2.對不同型別優勢禾草碳釋放速率的研究結果表明:(1)自然條件下,不同構件之間的暗呼吸速率(Rd)為營養分株〉生殖分株基部葉片〉旗葉;不同光合型別植物之間C_4植物的Rd高於 C_3植物;不同水分生態型別植物中,中生植物的呼吸作用最為微弱。(2)環境CO_2濃度的升高,不同水分生態型別植物Rd對CO_2的響應差異小於不同光合型別植物之間。C_4植物Rd下降明顯,C_3環境可塑性高,變化多樣。CO_2補償點的變化不是簡單地取決於光呼吸速率(Rl)的變化,而是Rl 和光合速率兩者比值變化。(3)輕度乾旱脅迫能夠誘導貝加爾針茅葉片呼吸加強,超過4.84±1.00%PEG濃度的乾旱脅迫則傾向於抑制呼吸。高 CO_2濃度加劇了乾旱對植物的脅迫作用。環境乾旱程度增加,Rl消耗P_N比例的加大導致植物對維持生長原料需求的增加。
中文摘要3-5
英文摘要5-12
引言12-23
第一章、自然概況及研究方法23-32
1.1 試驗樣地自然概況23-25
1.1.1 地理位置及地形外貌23
1.1.2 氣候特點23-24
1.1.3 土壤概況24
1.1.4 植被概況24-25
1.2 試驗材料25-26
1.3 野外試驗設計26-28
1.3.1 個體種群野外試驗26
1.3.2 群體種群野外試驗26-28
1.4 模擬試驗設計28-32
1.4.1 模擬光輻射強度的研究方法28-29
1.4.2 模擬CO_2濃度倍增的研究方法29
1.4.3 模擬溫度梯度的研究方法29-30
1.4.4 模擬乾旱脅迫的研究方法30-32
第二章、天然優勢禾草種群生理生態的適應特性32-54
2.1 四種優勢禾草個體種群生理活動的日動態32-44
2.1.1 環境因子的日動態33-34
2.1.2 碳交換速率日動態及其與環境因子的關係34-36
2.1.3 水交換速率日動態及其與環境因子的關係36-41
2.1.4 氣孔變化日動態及其與環境因子的關係41-42
2.1.5 碳水資源利用對策的生理調節機理42-44
2.2 貝加爾針茅群體種群生理活動的日動態44-49
2.2.1 環境因子的日動態44-45
2.2.2 碳交換速率日動態及其與環境因子的關係45-47
2.2.3 水交換速率日動態及其與環境因子的關係47-49
2.3 貝加爾針茅群體種群生理活動的季節動態49-51
2.3.1 環境因子的季節動態49
2.3.2 環境因子之間的相互關係49-50
2.3.3 碳水交換速率的季節動態50-51
2.4 結論與討論51-54
第三章、天然優勢禾草種群對模擬光輻射強度的響應54-74
3.1 貝加爾針茅不同葉種群的響應54-60
3.1.1 建築學結構及微環境條件55
3.1.2 碳交換過程的響應55-56
3.1.3 水交換過程的響應56-57
3.1.4 氣孔運動及其調節機理57-60
3.2 不同光合型別根莖地下芽植物的響應60-65
3.2.1 碳交換過程的響應60-61
3.2.2 水交換過程的響應61-62
3.2.3 氣孔運動及其調節機理62-65
3.3 不同水分生態型別植物的響應65-72
3.3.1 微生境條件比較65-66
3.3.2 碳交換過程的響應66-67
3.3.3 水交換過程的響應67-68
3.3.4 氣孔運動及其調節機理68-72
3.4 結論與討論72-74
第四章、天然優勢禾草種群對模擬C02濃度倍增的響應74-88
4.1 貝加爾針茅不同葉種群的響應74-77
4.1.1 碳交換速率的響應74-75
4.1.2 水交換速率的響應及其氣孔調節75-77
4.2 不同光合型別根莖地下芽植物的.響應77-81
4.2.1 碳交換速率的響應77-79