[01342263]大气CO2浓度升高及干旱胁迫对荒漠植物红砂的影响机制

1) 课题来源与背景：“组大气CO2浓度升高及干旱胁迫对荒漠植物红砂的影响机制 ”为甘肃省科技厅自然基金项目,项目编号为“1606RJZA023”,项目经费为3万,其值时间为：2016.9-2018.8。 2) 研究目的与意义：CO2是植物光合作用的底物,大气CO2浓度上升必然会对光合作用产生影响,引发植物的生理反应,进而影响植物生长发育,影响植物群落乃至生态系统的结构和功能。同时,大气CO2的这种不正常升高可导致水分条件发生改变。干旱事件可从不同尺度影响植物的生理生态学过程,改变其水分利用效率。而水分是植物生长和进行光合作用的最重要的限制因素。植物在应对这样的气候变化时需改变自身生理属性,从而适应新的环境条件。荒漠生态系统是是对全球气候变化响应最敏感的系统类型之一。在这个系统中,水分是植物光合作用、生长、群落生产力和更新的关键限制因素。红砂是典型的超旱生灌木,也是荒漠生态系统的优势种。那么当未来全球大气CO2浓度升高时,红砂的对CO2浓度升高的响应机制与干旱之间有何种耦合关系？这种关系对于未来红砂的种群大小、分布范围、演变趋势又会产生怎样的结果？这种结果对未来荒漠生态系统响应气候变化起到怎样的预测作用？ 3)主要论点与论据：主要通过研究不同CO2浓度及干旱条件下红砂的株高、基径、根体积、主根长、根粗度等生长过程的变化,光合作用、水分利用效率、水分代谢、渗透调节物质、细胞膜透性、过氧化产物以及抗氧化酶活力等生理指标的变化规律。 4)创建与创新：CO2浓度升高可在一定程度上提高红砂的光合能力,尤其是在降雨减少时因CO2增加会提高水分利用效率而增强其抗旱性,能够减缓干旱对红砂的影响,从而增强红砂对未来暖干化气候的适应能力。高浓度CO2和降水减少造成的干旱胁迫时,红砂通过调整渗透调节物质的积累,促进其抗氧化酶活性的表达,使膜脂过氧化程度降低,丙二醛含量减少,对红砂的氧化损伤有一定的保护作用。未来雨减少,CO2浓度增加可促进地下生物量的分配来适应干旱环境,但这种调节作用与降水的多少及处理时间长短有关。CO2升高对除红砂根冠比以外的根系形态指标具有显著的正效应,总根长、总根体积、根平均直径、根冠比、比根长和比表面积对干旱胁迫的响应显著。红砂可通过升高C/N来响应CO2浓度的升高,但C/N比对CO2与水分耦合的响应则因CO2浓度及水分多少而不同。 5)社会经济效益,存在的问题：本研究探明了不同大气CO2浓度和降水对红砂生长发育、生物量分配的影响;揭示不同大气CO2浓度和水分变化下红砂光合生理过程的变化及其机制并初步明确了CO2浓度升高和水分变化对荒漠植物红砂生理生态影响的耦合关系。研究结果对于预测荒漠生态系统响应全球气候变化具有一定的学术参考价值。由于项目工作量较大,经费相对较少,对研究的支持力度不大。在研究内容上就CO2浓度升高和水分变化对荒漠植物红砂生理生态影响的耦合关系探讨还不够透彻,希望能够进一步深入开展这方面的工作。 6)历年奖情况：无。