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UV-B辐射对三种高寒草甸一年生植物光合作用、生长和繁殖的影响

作　者: 张娜
导　师: 杜国祯
学　校: 兰州大学
专　业: 生态学
关键词: 一年生植物 UV-B辐射高寒草甸继代回栽辐射敏感性适应
分类号: Q947
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

以窄叶野豌豆(Vicia angustifolia L.)为材料,在青藏高原东部的兰州大学合作定点试验站开展大田UV-B试验,设置近环境处理,一代滤除、继代滤除、滤除回栽处理,和一代补增、继代补增、补增回栽处理,观察当前环境中的UV-B辐射、模拟9%臭氧衰减造成的增强UV-B辐射在一代和两代上对野豌豆的光合作用、生长和繁殖的影响。结果显示: (1) 一代滤除处理与近环境处理相比,环境UV-B辐射对窄叶野豌豆的形态建成、生物量积累和繁殖有负作用,对光合作用和水分利用有正效应,总体上近环境处理下野豌豆个体的适合度不如弱UV-B辐射条件下的高; (2) 继代滤除处理中,环境UV-B辐射对野豌豆的作用,与一代滤除处理中体现出的作用方向一致,且除蒸腾速率外在影响程度上均有加强,表明环境UV-B辐射对该种的作用存在累代积累效应; (3) 滤除回栽处理中,野豌豆各变量的值,除净光合速率、叶面积、株高和根长/茎长外,与近环境处理差异显著,滤除UV-B处理的植株的子代出现了遗传上的变异; (4) 在一代补增处理中,叶面积、株高、根长下降,净光合速率、生物量积累、生物量分配和繁殖产量不受影响,植株形态上的变化(如叶厚度增加)可以避免UV-B辐射增强造成的损伤,但根长/茎长、根冠比、水分利用效率下降,显示出水分利用受限的迹象; (5) 在继代补增处理中,野豌豆大部分变量值,与一代补增处理相比,更接近近环境处理,生物量积累、繁殖分配和繁殖产量甚至超过近环境处理下的水平,经过增强UV-B处理的野豌豆的子代在UV-B增强条件下,具有比原辐射环境中更高的适合度; (6) 在补增回栽处理中,野豌豆各变量值,除净光合速率、叶面积、株高和根长/茎长外,与近环境处理的差异显著,生物量积累、繁殖分配和繁殖产量较近环境处理下增加,确证增强UV-B处理过的植株的子代产生了适应性增强的遗传上的变异。我们认为,青藏高原上的窄叶野豌豆具有多种机制适应环境UV-B的变动。另外,还开展了研究UV-B辐射对中华野葵(Malva verticilla var.chinensis)和密花香薷(Elsholtzia densa Benth)影响的比较试验,观察环境UV-B辐射、增强UV-B辐射对这两种植物光合作用、生长和繁殖的影响,比较这两种植物的UV-B辐射敏感性和应对环境UV-B辐射变动的方式和能力。结果显示:

全文目录

中文摘要  7-9
ABSTRACT  9-12
第一章引言  12-29
  1.1 UV-B研究现状  12-14
    1.1.1 臭氧衰减造成的地表UV-B辐射增强的现状  12-13
    1.1.2 UV-B辐射生态学的发展  13-14
  1.2 青藏高原紫外研究现状  14-15
  1.3 UV-B辐射对植物光合作用的影响  15-18
    1.3.1 经典的UV-B辐射增强导致光合受抑论  15-16
    1.3.2 最近得出的无威胁论  16-17
    1.3.3 UV-B辐射增强对高海拔植物光合作用的影响  17-18
  1.4 UV-B辐射对植物形态的影响  18-22
    1.4.1 UV-B辐射对叶形态的影响  19-20
    1.4.2 UV-B辐射对整株形态的影响  20-22
  1.5 UV-B辐射对植物生物量积累和分配的影响  22-25
    1.5.1 UV-B辐射对生物量积累的影响  22-23
    1.5.2 UV-B辐射对生物量分配的影响  23-25
  1.6 UV-B辐射对植物繁殖产量的影响  25-26
  1.7 本研究的目的及意义  26-29
第二章材料与方法  29-37
  2.1 实验样地  29
  2.2 植物材料  29-33
    2.2.1 窄叶野豌豆  29-31
    2.2.2 中华野葵  31
    2.2.3 密花香薷  31-33
  2.3 试验设计  33-37
    2.3.1 UV-B处理  33
    2.3.2 试验方案  33-34
      2.3.2.1 窄叶野豌豆的继代试验  33-34
      2.3.2.2 中华野葵和密花香薷的比较试验  34
    2.3.3 数据收集  34-35
    2.3.4 数据处理  35-37
      2.3.4.1 窄叶野豌豆的继代试验  35-36
      2.3.4.2 中华野葵和密花香薷的比较试验  36-37
第三章结果与分析  37-77
  3.1 窄叶野豌豆的继代UV-B试验  37-63
    3.1.1 环境UV-B辐射对窄叶野豌豆的影响  37-50
      3.1.1.1 环境UV-B辐射对窄叶野豌豆形态建成过程的影响  37-38
      3.1.1.2 环境UV-B辐射对窄叶野豌豆形态的影响  38-41
      3.1.1.3 环境UV-B辐射对窄叶野豌豆光合作用的影响  41-43
      3.1.1.4 环境UV-B辐射对窄叶野豌豆生物量积累及分配的影响  43-46
      3.1.1.5 环境UV-B辐射对窄叶野豌豆繁殖产量的影响  46-50
    3.1.2 UV-B辐射增强对窄叶野豌豆的影响  50-63
      3.1.2.1 UV-B辐射增强对窄叶野豌豆形态建成过程的影响  50-51
      3.1.2.2 UV-B辐射增强对窄叶野豌豆形态的影响  51-55
      3.1.2.3 UV-B辐射增强对窄叶野豌豆光合作用的影响  55-57
      3.1.2.4 UV-B辐射增强对窄叶野豌豆生物量积累和分配的影响  57-60
      3.1.2.5 UV-B辐射增强对窄叶野豌豆繁殖产量的影响  60-63
  3.2 UV-B辐射对密花香薷和中华野葵影响的比较试验  63-77
    3.2.1 UV-B辐射对中华野葵和密花香薷形态发育过程的影响  63-65
    3.2.2 UV-B辐射对中华野葵和密花香薷形态的影响  65-68
    3.2.3 UV-B辐射对中华野葵和密花香薷光合作用的影响  68-70
    3.2.4 UV-B辐射对中华野葵和密花香薷生物量积累和分配的影响  70-73
    3.2.5 UV-B辐射对中华野葵和密花香薷繁殖产量的影响  73-77
第四章讨论  77-93
  4.1 环境UV-B辐射对窄叶野豌豆的影响  77-81
  4.2 环境UV-B辐射对中华野葵和密花香薷的影响  81-83
  4.3 模拟9％臭氧衰减造成的UV-B辐射增强对窄叶野豌豆的影响  83-87
  4.4 模拟9％臭氧衰减造成的UV-B辐射增强对中华野葵和密花香薷的影响  87-89
  4.5 三种一年生高寒草甸植物对环境UV-B辐射的敏感性和适应性  89-93
第五章结论  93-95
参考文献  95-107
在研期间发表文章  107-108
致谢  108

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