[00112258]民勤地区荒漠植物叶片功能性状及水分吸收特性研究

1.项目来源与背景 项目“民勤地区荒漠植物叶片功能性状及水分吸收特性研究”是国家自然科学基金委2017年下达的国家青年科学基金项目,项目编号：31700339,承担单位：甘肃省治沙研究所,执行期限：2018年01月-2020年12月。 2.研究目的与意义 叶功能性状引起了国内外学者的高度关注,从不同的区域和角度进行了研究,得出了一系列的研究成果。但是过去的研究内容主要集中在环境对叶功能性状的影响,或者是集中在测定停留在植物叶片表面的截留雨量,而叶片功能性状与叶片水分吸收之间关系研究较少;研究范围上,对荒漠植物叶片的研究也比较少。因此,本项目以民勤地区荒漠植物为研究对象,通过开展野外调查与室内控制实验,分析植物叶功能性状变化规律及性状之间的关系,以及对叶片表面形态结构和解剖结构的观测,探讨植物叶功能性状与叶片水分吸收之间的关系,对于深入理解荒漠植被与降雨的相互作用机制和荒漠有效降雨以及荒漠植物水分利用效率都具有重要意义。 3.主要论点与论据 （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。 4.创见与创新 本研究以民勤地区荒漠植物为研究对象,研究区域具有极强的代表性;所解决的关键问题以水分为限制因子的民勤荒漠地区急需解决的科学问题;研究成果加深对荒漠生态系统不同生态功能型物种利用水资源方式和策略的理解,对于该地区的生态恢复和重建具有非常重要的指导意义。 5.社会经济效益和存在问题 本项目取得初步的研究成果,通过论文发表、专利批准以及行业交流提高了林业管理部门以及科研工作者对荒漠植物叶片功能性状的认知,对荒漠区生态环境建设具有指导性意义,但也存在以下问题：植物地上、地下部分吸收水分策略存在权衡,不同水分条件也会影响植物叶片吸水能力的大小。植物叶片吸水能力同时受到植物体含水量以及叶片特征的影响,后续项目的资助对其做进一步的深入研究。 6.历年奖励情况 无 7.成果简介 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。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。