民勤地区荒漠植物叶片功能性状及水分吸收特性研究

Leafs are the major organs of exchange of water and atmospheric environment, are the basic unit of energy exchange of the atmosphere – plants system, are also one of the most easily affected by the external environment . In arid regions, Often appear small scale precipitation and hidden water that Only wet plant above ground and surface soil moisture and cannot infiltrate into soil of root zone and absorbed by plant roots, leaf water uptake characteristics was the main utilization mode of small scale precipitation and hidden water. So, What is the relationship between leaf functional traits and leaf water uptake characteristics? What is the relationship between Leaf blade surface morphology structure and leaf water uptake characteristics? This project puts minqin area as the research area, through field investigation and indoor control experiment, determinate 25 kinds of desert plant leaves, analysis change rules of leaf functional traits and relationship between the traits; observe leaf surface morphology and anatomical structure, discuss the relationship between leaf surface structure and leaf water uptake characteristics; reveal the relationship between leaf functional traits and leaf water uptake characteristics, it is great significant to further understand the interaction mechanism of desert plants and rainfall and water use efficiency of desert plants.

叶片是植物与大气环境水气交换的主要器官，是大气－植物系统能量交换的基本单元，也是最易受到外部环境影响的器官之一。在干旱地区，经常出现只能湿润植物地上部分和表层土壤的小量级降雨和凝结水输入,此量级的水分输入无法通过入渗进入根区土壤而被植物根系吸收利用，叶片吸收水分成为利用小量级降水和凝结水的主要方式。那么，荒漠植物叶片功能性状与叶片水分吸收特性的关系如何？叶片表面形态结构与叶片水分吸收特性的关系如何？本项目以民勤地区为研究区，通过野外调查与室内控制实验，测定25种荒漠植物叶片，分析荒漠植物叶功能性状变化规律及性状之间的关系；观测叶片表面形态结构和解剖结构，探讨叶片表面结构与水分吸收特性的关系；揭示植物叶片功能性状与水分吸收能力之间的关系，对于深入理解荒漠植被与降雨的相互作用机制以及荒漠植物水分利用效率都具有重要意义。

叶片功能性状作为植物重要特性之一，直接反映植物获取与利用资源的能力以及适应环境变化而形成的生存对策，具有非常重要的生态学意义。在干旱地区，经常出现只能湿润植物地上部分和表层土壤的小量级降雨和凝结水输入，此量级的水分输入无法通过入渗进入根区土壤而被植物根系吸收利用，叶片吸收水分成为利用小量级降水和凝结水的主要方式。本项目以民勤地区为研究区，通过野外调查与室内试验相结合的方法，系统地对荒漠植物叶片功能性状变化规律及性状之间的关系，叶片功能性状与叶片水分吸收特性的关系，以及叶片表面形态结构与叶片水分吸收特性的关系等方面进行研究。得出以下结论：(1)民勤荒漠植物叶性状特征存在种间差异且变异程度不同，变异范围为14.11%～47.63%；不同功能群植物叶性状存在显著差异。(2)民勤荒漠植物叶片都具有吸水能力，从而提高其在干旱环境中的适应能力。叶片性状存在较大的种间差异；叶片单位面积吸水量与干物质含量呈极显著负相关，含水量增加率与饱和亏呈极显著正相关。生长型对植物叶片吸水能力影响不显著，但一年生草本植物叶片吸水能力较强；叶片质地、叶面属性对叶片吸水能力影响显著。(3)各解剖指标与叶片单位面积吸水量之间相关性均未达到显著水平。叶/同化枝、贮水组织、角质层、表皮厚度指标可成为荒漠植物叶片吸收水分能力综合评价的指标。(4)民勤梭梭、沙拐枣、白刺、柠条锦鸡儿4种灌木植物叶片/同化枝δ13C不同月份之间存在极显著差异，除梭梭外，其他3种植物δ13C生长初期(5月)大于生长中后期(6-10月)。4种灌木植物叶片/同化枝δ13C种间差异达到极显著水平，沙拐枣＞梭梭＞柠条锦鸡儿＞白刺。民勤4种主要灌木植物叶片/同化枝δ13C受物种的影响最大，且与气象因子的关系因其物种而异。该研究加深对荒漠植被与降雨的相互作用机制以及荒漠植物水分利用效率的理解，增强对荒漠植物生态适应对策和格局变化的认识，并为其保护和恢复提供科学依据。