不同地下水埋深柽柳-芦苇的生理响应

不同地下水埋深柽柳、芦苇的生理响应①陈敏1,2,陈亚宁1,2,李卫红1,2,陈亚鹏1,2(1中国科学院绿洲生态与荒漠环境重点实验室,新疆乌鲁木齐830011;2中国科学院新疆生态与地理研究所,新疆乌鲁木齐830011)摘要:结合塔里木河中游沙吉力克断面、阿其河断面地下水位的动态监测,对柽柳、芦苇叶片的叶绿素、可溶性糖、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等生理指标进行分析测试。研究表明,随着干旱胁迫加强,柽柳、芦苇的可溶性糖含量,MDA含量,SOD活性呈显著增加,叶绿素含量和POD活性显著减少,显示出植物受到了不同程度的干旱胁迫,并通过调节自身生理代谢过程,以增强抗旱性;柽柳、芦苇叶片各生理指标和地下水埋深存在着密切的相关关系,与可溶性糖含量、MDA含量、SOD活性呈正相关,与叶绿素含量、POD活性呈负相关;地下水位是影响塔里木河流域植物生理特征的的主要环境因子;在相同水分胁迫下,芦苇的生理过程比柽柳强烈,对地下水埋深变化更为敏感。关键词:地下水位;生理响应;塔里木河中游;抗旱性中图分类号:Q948.11文献标识码:A文章编号:1000-6060(2009)01-0072-09(72～80)逆境时,植物内部会发生一系列的生理生化变化,来适应各种逆境,同时植物体内的生理生化的变化又可以反映其遭受环境胁迫状态和程度。在西北内陆干旱区,干旱胁迫是植物逆境最普遍的形式,也是影响植物生长发育的主要因子,在干旱胁迫下,植物体内叶绿素会受到破坏,光合作用受到抑制,生长受到威胁,因此,叶绿素降解程度可用作抗旱性的检测指标〔1〕;可溶性糖是植物体内重要的渗透调节物质,植株在受到水分胁迫时,体内可溶性糖含量显著增加,提高细胞原生质浓度,以增强抗旱性〔2,3〕。丙二醛(MDA)为膜脂过氧化的主要产物之一,水分胁迫下,MDA含量随着胁迫强度增加而升高,加速膜脂过氧化,植物细胞中MDA变化大小,预示着膜的受伤程度〔4-5〕,植物体内超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)能够在干旱等逆境中,清除植物体内过量的活性氧,维特活性氧代谢平衡,保护膜结构,增强植物抗旱性〔6-8〕。国内外学者关于叶绿素、可溶性糖、MDA、SOD、POD与植物抗旱性的关系已进行了大量研究,并且大多数是通过人为改变外界条件或施加外源性物质对作物的抗逆性进行的研究〔9-13〕,然而,关于干旱区内陆河流域,塔里木河流域中游天然植物与地下水埋深关系的研究较少。塔里木河是一条游荡性河流,为减少水量无效耗损,加大向下游的输水力度,在中游沙子河口至阿其河口段进行了河道整治工程,在150km河段上,共修建堤防229km,堤防的修建势必会对塔里木河中游自然生态过程造成影响,人工防护堤修建后,地下水埋深对天然植物生长的影响程度如何?天然植物所受干旱胁迫程度如何?等科学问题尚不清楚,并且这些问题直接关系到塔里木河中游绿色带的萎缩与扩展,关系到区域生态环境保育与生物多样性的保护。本文从抗逆性生理学的角度,以塔里木河中游柽柳、芦苇为研究对象,对植物叶绿素、可溶性糖、第32卷第1期2009年1月干旱区地理ARIDLANDGEOGRAPHYVol.32No.1Jan.2009①收稿日期:2008-01-17;修订日期:2008-04-25基金项目:“国家自然科学基金(40871059,90502004);中国科学院西部行动计划项目(KZCX2-XB2-03)和国家“十一五”支撑计划项目(2006BAC01A03)共同资助”作者简介:陈敏(1974-)硕士研究生,从事环境生态学研究.E-mail:xjcmin@126.com通讯作者:陈亚宁,研究员,博士生导师,从事水资源与地表生态过程研究.E-mail:chenyn@ms.xjb.ac.cnMDA、SOD、POD等生理指标与地下水埋深关系进行探讨,研究人工防护堤外围,不同地下水埋深天然植物生理变化特点及植物所受干旱胁迫程度,为塔里木河流域荒漠河岸林的生态保育提供理论依据。1研究区概况塔里木河位于新疆南部,全长1321km,塔里木河中游段系指从轮台县的英巴扎至尉犁县的恰拉,河段长约398km。该区地处欧亚大陆腹地,属于大陆性暖温带、极端干旱沙漠性气候,生态环境极为脆弱。多年平均降水量变化在17.4～42.8mm,蒸发能力为1125～1600mm;气候干燥,多大风天气,最大风速达40m/s;多年平均气温10.7℃,极端最低气温-30.9℃,极端最高气温达43.6℃。本区域主要物种:乔木主要有胡杨(Populuseuphratica),灌木主要有柽柳(Tamarixspp)、黑刺(lyciumrutherni-cum)、铃铛刺(Halimodendronhalodendron)、及半灌木植物骆驼刺(Alhagisparsifolia