干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 典型沙生植物生态适应机制及其进化策略研究

Arid

	典型沙生植物生态适应机制及其进化策略研究
	马全林; 尉秋实; 李得禄; 李亚; 樊宝丽; 何芳兰; 刘有军; 李昌龙; 张锦春; 刘世增; 张莹花; 魏林源; 杨雪梅
完成单位	甘肃省治沙研究所
登记(发布)日期	2017
中文摘要	1、课题来源与背景 “典型沙生植物生态适应机制及其进化策略研究”(145RJIA335)是甘肃省科学技术厅于2014年下达,由甘肃省荒漠化防治重点实验室(甘肃省治沙研究所)承担的省基础研究创新群体项目,项目执行时间为2014年7月至2017年12月。经过项目组三年多时间的研究,完成了项目合同中所规定的各项任务,达到了预期目标。 2、研究目的与意义植物对恶劣环境的生态适应对策和进化策略是植物生态学研究的热点问题。早期大量研究揭示了梭梭、红砂、沙竹和绵刺等沙旱生植物主要通过气孔下陷、午休、减少叶面积、沙套、休眠等适应干旱、高温等恶劣环境条件,但不同的植物生态适应对策明显不同,如对干旱的适应出现避旱、耐旱和躲旱性等类型。随着研究手段与技术水平的提升,对植物适应性的研究更加强调模拟控制试验以及分子水平的研究。甘肃省是沙漠面积最大,风沙危害最严重的省份之一,沙地植被在维系甘肃河西走廊绿洲生态稳定和可持续发展中发挥着不可替代的作用。研究典型沙生植物沙拐枣、沙芥、沙葱、沙米的适应机制及进化策略是其保护与开发利用前提基础,也是地处生态环境脆弱区的甘肃生态建设以及经济社会可持续发展的需要,符合甘肃“生态立省”的战略构想。 3、主要工作 (1)典型沙生植物资源调查实地调查了干旱荒漠区沙拐枣、沙葱和沙米的分布范围及降雨量、海拔等生境特征,研究了不同分布区不同生境下群落的物种组成和数量特征,掌握了沙拐枣、沙葱和沙米的地理分布、生境特征及其资源数量。 (2)典型沙旱生植物生物与生理学特征分析不同地理种源沙葱光合生理参数及叶绿素荧光参数的异质性;研究不同区域、不同演化阶段沙米群落生长状况,分析沙米对干旱胁迫的生理响应;测定沙拐枣叶绿素、净光合速率等光合特征,掌握沙拐枣的生理特性;分析红砂在干旱胁迫下渗透调节物含量及其对叶渗透势的贡献率,Na+积累对其干旱胁迫下光合、水分生理及叶绿素荧光参数的影响。 (3)典型沙生植物的生态适应性及其机制研究沙葱对干旱胁迫的生态适应方式及机制;分析沙米的生长发育特征、种群动态及对风速的响应,明确沙米的生态适应性及其机制;分析红砂种子库的分布及年内动态特征,研究红砂对干旱环境的适应机制;分析沙拐枣更新方式、根系特征及对风沙环境的适应等,研究其生态适应性及其机制;研究沙地云杉育苗及造林技术,测定其生理生态特征。 (4)典型沙旱生植物的进化策略研究沙芥的居群结构和遗传分化,揭示群体水平上形态分化的一致性与非一致性,阐述不同背景遗传变异在物种形态分化过程中的谱系筛选模式或者种间基因流式样;研究蒙古韭的居群遗传结构和分子谱系地理学特征,阐述种群遗传结构形成的历史原因和过程,揭示物种/居群的进化历史和发展潜力。 (5)典型沙生植物种子萌发与出苗试验分析沙米种子在不同温度及生境下最适萌发温度,掌握干旱对沙米种子萌发的影响;掌握打破蝶果虫实种子休眠最有效方式,明确其在不同处理下萌发的适宜温度;明确不同生境梭梭、沙葱种子最适萌发温度及萌发率,比较不同种源梭梭、沙葱种子在形态大小,千粒重等方面的差异。分析不同埋深、光照、种子年代及干旱胁迫对沙拐枣种子萌发及幼苗生长的影响。筛选沙生柽柳扦插繁育生根适宜的基质、插穗长度,确定生根诱导的最佳激素类型及浓度。 4、创见与创新 (1)掌握了干旱荒漠区典型沙生植物沙米、沙芥、沙葱、沙拐枣等植物的分布范围、分布格局、生境特征及其群落组成与数量特征。 (2)揭示了沙葱、沙米、沙拐枣对风沙环境的生态适应性特征及生理适应性特征。 (3)从居群结构、表型变异、遗传分化及生境特征等方面揭示了典型沙旱生植物沙芥、沙葱的进化历史和适应策略。 (4)开展了沙米、沙葱、碟果虫实种子萌发及育苗试验,为不同立地条件人工种群建植播种时间、密度等指标确定提供了科学依据。五、经济、社会、生态效益本项目重点开展基础理论与应用基础研究,没有显著的经济与生态效益。但是,本项目开展不同种源沙米、沙葱营养价值、种子萌发以及种植技术试验,解决了沙米打破休眠技术、大田沙米种植技术、优良沙葱大田种植技术等,为沙米与沙葱人工丰产栽培提供了技术支撑,也产生一定的经济效益。同时,通过人工种植,保护了野生植物资源及其生境,降低了土壤风蚀。 6、历年获奖情况无七、成果简介项目通过研究,掌握了沙拐枣、沙芥、沙葱、沙米的分布范围、生境、群落组成和数量特征,揭示了沙葱、沙米、沙拐枣对风沙环境的生态适应特征与机制,摸清了沙芥、沙葱的进化历史和适应策略,回答了沙米、沙拐枣等流沙先锋植物在沙漠化逆转过程中的消亡原因,为典型沙生植物资源保护与开发利用提供了理论依据。在此基础上,建立了沙拐枣、沙葱、沙冬青等荒漠植物活体库及不同种源沙米、沙芥、沙葱与沙拐枣的种子资源库,解决了沙米人工种植技术。
中文关键词	沙生植物 ; 生态适应机制 ; 进化策略
成果类型	基础理论
中图法分类号	Q948.1
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001772304
来源机构	甘肃省治沙研究所
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243933
推荐引用方式 GB/T 7714	马全林,尉秋实,李得禄,等. 典型沙生植物生态适应机制及其进化策略研究[Z]. 基础理论,2017.