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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