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1 绪论1

1.1 红砂简介1

1.1.1 红砂［Reaumuria soongorica（Pall.）Maxim］分布区1

1.1.2 红砂生物生态学特征1

1.1.3 红砂形态解剖学特征2

1.2 红砂逆境生理生态学研究进展2

1.2.1 红砂形态解剖适应性2

1.2.2 光合作用与光保护机制4

1.2.3 抗氧化系统特征5

1.2.4 渗透调节5

1.2.5 细胞分子遗传学研究6

1.2.6 内源激素6

1.3 红砂保护与开发的意义7

2 红砂种群结构、动态及空间格局研究9

2.1 研究背景9

2.2 研究区概况与研究方法10

2.2.1 研究区概况10

2.2.2 研究方法12

2.3 甘肃中西部地区不同生境下红砂种群结构和动态分析14

2.3.1 种群分布现状14

2.3.2 年龄结构特征14

2.3.3 红砂种群静态生命表及存活曲线16

2.3.4 时间序列预测18

2.3.5 种群动态变化指数分析20

2.4 种群空间格局20

2.4.1 不同生境红砂种群的空间分布格局分析21

2.4.2 不同发育阶段红砂种群空间分布格局分析21

2.5 小结23

2.5.1 种群结构方面23

2.5.2 种群动态方面23

2.5.3 种群格局方面24

3 红砂不同天然群体种子表型性状及活性相关性研究25

3.1 研究背景25

3.2 研究材料与研究方法26

3.2.1 群体的确立与试验材料的采集26

3.2.2 种子表型性状的测定方法28

3.2.3 种子活性性状的测定方法28

3.2.4 统计分析方法28

3.3 河西走廊不同红砂天然群体种子表型性状相关性研究29

3.3.1 红砂群体间和群体内的形态变异特征29

3.3.2 红砂种子形态变异特征30

3.3.3 各群体表型性状的相对极差31

3.3.4 红砂天然群体间的表型分化及各形态特征变异来源32

3.3.5 红砂表型性状和采集地的地理生态因子的相关关系34

3.3.6 红砂天然群体表型聚类分析35

3.4 河西走廊不同红砂天然群体种子活性相关性研究36

3.4.1 红砂种子活性群体间和群体内的变异特征36

3.4.2 红砂种子变异特征38

3.4.3 红砂种子活性性状间的相关关系39

3.4.4 红砂种子活性性状和群体的地理生态因子的相关关系40

3.4.5 红砂天然群体种子性状聚类分析41

3.5 小结42

3.5.1 表型变异方面42

3.5.2 活性变异方面42

4 盐胁迫和贮藏温度对红砂种子生理特性的影响43

4.1 研究背景43

4.2 研究材料与研究方法45

4.2.1 材料来源45

4.2.2 发芽试验45

4.2.3 盐胁迫试验45

4.2.4 贮藏温度试验处理46

4.2.5 生理指标测定方法46

4.2.6 数据处理46

4.3 盐胁迫对红砂种子吸胀过程中生理特性的影响46

4.3.1 盐胁迫对红砂种子发芽率的影响46

4.3.2 盐胁迫对红砂种子MDA含量的影响47

4.3.3 盐胁迫对红砂种子可溶性糖含量的影响48

4.3.4 盐胁迫对红砂种子CAT活性的影响49

4.3.5 盐胁迫对红砂种子POD活性的影响50

4.3.6 盐胁迫对红砂种子SOD活性的影响51

4.4 贮藏温度对红砂种子生理特性的影响53

4.4.1 不同温度贮藏下红砂种子丙二醛（MDA）含量的变化53

4.4.2 不同温度贮藏下红砂种子脯氨酸（Pro）含量的变化54

4.4.3 不同温度贮藏下红砂种子可溶性糖（SS）含量的变化55

4.4.4 不同温度贮藏下红砂种子可溶性蛋（SP）白含量的变化56

4.5.5 不同温度贮藏下红砂种子超氧化物歧化酶（SOD）活性的变化57

4.4.6 不同温度贮藏下红砂种子过氧化物酶（POD）活性的变化57

4.4.7 不同温度贮藏下红砂种子过氧化氢酶（CAT）活性的变化58

4.4.8 贮藏时间对红砂种子生理特性的影响59

4.4.9 各贮藏温度红砂种子指标间的相关性分析67

4.5 小结71

4.5.1 盐胁迫红砂种子生理特性方面71

4.5.2 贮藏温度红砂种子生理特性方面71

5 干旱胁迫对红砂叶片的生理特性的影响73

5.1 研究背景73

5.2 研究方法与研究内容74

5.2.1 试验材料培养74

5.5.2 水分梯度试验设计75

5.2.3 PEG胁迫幼苗的培养及试验设计75

5.2.4 试验方法76

5.4.5 数据分析77

5.3 土壤水分胁迫对红砂幼苗叶绿素荧光和抗氧化酶活性的影响77

5.3.1 土壤水分胁迫对红砂叶片相对含水量的影响77

5.3.2 土壤水分胁迫对红砂叶片叶绿素含量的影响78

5.3.3 土壤水分胁迫对红砂叶片叶绿素荧光参数的影响79

5.3.4 红砂叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数的关系82

5.3.5 土壤水分胁迫对红砂叶片抗氧化酶活性和丙二醛的影响83

5.4 土壤水分胁迫对红砂幼苗生长和渗透调节物分配的影响85

5.4.1 土壤水分胁迫对红砂幼苗生长的影响85

5.4.2 土壤水分胁迫对红砂幼苗渗透调节物质含量的影响85

5.4.3 土壤水分胁迫对红砂幼苗渗透调节物分配的影响87

5.5 不同天然种源红砂幼苗对PEG胁迫的生理响应88

5.5.1 PEG胁迫对不同地理种源红砂幼苗渗透调节物质的影响88

5.5.2 PEG胁迫对不同地理种源红砂幼苗丙二醛含量的影响88

5.5.3 PEG胁迫对不同地理种源红砂幼苗叶片相对质膜透性的影响88

5.5.4 PEG胁迫对不同地理种源红砂幼苗活性氧清除酶的影响90

5.5.5 干旱胁迫下红砂种源生理指标的方差分析和相关性分析92

5.5.6 4个地理种源红砂幼苗抗旱性的隶属函数值分析95

5.6 两个海拔分布下红砂叶片对渗透胁迫的生理响应96

5.6.1 渗透胁迫对红砂叶片水分生理特征的影响96

5.6.2 渗透胁迫对红砂叶片MDA含量的影响97

5.6.3 渗透胁迫对红砂叶片O2￣产生速率的影响98

5.6.4 渗透胁迫对红砂叶片抗氧化酶活性的影响98

5.6.5 渗透胁迫对红砂叶片渗透调节物质的影响101

5.6.6 渗透胁迫下红砂叶片生理特征的相关性102

5.7 小结103

5.7.1 幼苗叶绿素荧光和抗氧化酶活性方面103

5.7.2 不同天然种源红砂幼苗对PEG胁迫的生理响应104

5.7.3 两个海拔分布下红砂叶片对渗透胁迫的生理响应104

6 自然降水梯度下红砂天然群体抗旱性综合评价106

6.1 研究背景与研究内容106

6.1.1 研究背景106

6.1.2 研究内容108

6.2 研究区概况与研究方法108

6.2.1 研究区概况108

6.2.2 研究方法112

6.3 水分梯度下不同天然种群红砂叶片生理特性比较研究114

6.3.1 不同区域红砂相对含水量及饱和亏比较114

6.3.2 不同区域红砂MDA和O2￣产生速率比较114

6.3.3 不同区域红砂叶绿素含量比较115

6.3.4 不同区域红砂SOD、POD和CAT活性比较117

6.3.5 不同区域红砂渗透调节物质比较118

6.4 水分梯度下不同天然种群红砂光合特性比较研究119

6.4.1 研究区环境因子日变化比较119

6.4.2 不同地区红砂气体交换参数日变化比较121

6.4.3 不同地区红砂水分利用效率日变化比较124

6.4.4 内外因素与红砂光合及蒸腾速率的相关性分析125

6.5 水分梯度下不同天然种群红砂荧光特性比较研究127

6.5.1 不同地区红砂叶绿素荧光交换参数日变化比较127

6.5.2 环境因素对红砂叶片叶绿素荧光参数影响的逐步回归分析130

6.6 4个地理种群红砂的抗旱性综合评价132

6.6.1 不同地理种群红砂的各项抗旱指标值132

6.6.2 不同地理种群红砂抗旱性定量评价133

6.6.3 基于灰色关联度抗旱性与抗旱指标的相关关系评价135

6.7 小结139

6.7.1 叶片生理特征方面139

6.7.2 气体交换方面139

6.7.3 叶绿素荧光方面140

6.7.4 抗旱综合评价方面140

7 红砂根系形态和构型对干旱的生态适应142

7.1 研究意义与进展144

7.1.1 研究意义144

7.1.2 研究进展145

7.1.3 研究内容149

7.2 研究区概况与研究方法149

7.2.1 研究区概况149

7.2.2 研究方法153

7.2.3 试验数据处理156

7.3 红砂根系形态对干旱的生态适应158

7.3.1 不同生境条件下红砂根系形态特征比较158

7.3.2 不同生境条件下红砂主根长度和粗度的变化158

7.3.3 不同生境条件下红砂侧根长度、数目、直径的变化159

7.3.4 不同生境条件下红砂生物量分配的变化162

7.4 红砂根系构型对干旱的生态适应163

7.4.1 不同生境条件下红砂根系拓扑指数与拓扑结构的比较163

7.4.2 不同生境条件下根系分形特征比较164

7.4.3 不同生境条件下红砂根系分支率比较166

7.4.4 不同生境条件下红砂根系连接长度的比较167

7.5 红砂细根序级形态特征及功能研究168

7.5.1 细根系形态指标168

7.5.2 根系分级及养分特征170

7.5.3 养分特征与根系形态特征的关系171

7.6 小结172

7.6.1 根系形态方面172

7.6.2 根系构型方面173

7.6.3 细根序级结构和功能方面173

8 干旱胁迫对红砂幼苗根系形态和生理特性的影响174

8.1 研究意义与研究进展175

8.1.1 研究意义175

8.1.2 研究进展176

8.1.3 研究内容180

8.2 材料与方法180

8.2.1 试验材料及培养180

8.2.2 试验设计180

8.2.3 根系采样与处理181

8.2.4 根系形态指标及生物量测定181

8.2.5 根系生理指标测定方法181

8.2.6 地上生物量181

8.2.7 数据计算与处理182

8.3 红砂幼苗根系形态特征和水分利用效率对水分变化的响应182

8.3.1 不同水分条件下红砂根系形态结构参数的比较182

8.3.2 不同水分条件下红砂幼苗不同构件生物量的比较187

8.3.3 不同水分条件下红砂幼苗水分利用的比较189

8.4 人工模拟水分梯度下红砂幼苗根系生理特性研究190

8.4.1 干旱胁迫下红砂幼苗根系活力的变化190

8.4.2 干旱胁迫下红砂幼苗根细胞过氧化物酶活性的变化191

8.4.3 干旱胁迫下红砂根系MDA含量的变化192

8.4.4 干旱胁迫下红砂幼苗根系脯氨酸含量的变化193

8.4.5 干旱胁迫下红砂幼苗根系可溶性蛋白含量的变化195

8.4.6 干旱胁迫下红砂幼苗根系生物量分配的变化196

8.5 小结197

8.5.1 根系形态方面197

8.5.2 根系生理方面197

9 新研究中的关键科学问题199

9.1 幼苗定居过程中红砂种子萌发和根系生长对降水变化的响应199

9.2 红砂自然更新生态学过程研究201

参考文献203