气孔性状的变异及其适应机制
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘聪聪 |
| 答辩日期 | 2022-08 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 何洪林 ; 何念鹏 |
| 关键词 | 气孔性状 气孔比率 演化 格局 群落构建 生态系统功能 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 英文摘要 | 气孔是植物叶片进行碳水交换的重要器官，其形态和行为一定程度上影响着植物光合和蒸腾作用；气孔的变异既可体现植物的适应策略，又对生态系统生产力和碳水循环等过程具有重要影响。由于气孔功能的特殊性和重要性，将气孔性状纳入全球动态植被模型的呼声日趋高涨。然而，当前关于气孔形态特征及其功能的研究局限于少数物种或局部，人们对天然植被气孔性状在区域特征、变异机制及其与生态系统生产力间的关系仍不清楚。 本研究的主要研究结果分为以下三个部分： 1）本研究首次在区域尺度上量化了不同群落的气孔性状的分布，包括群落加权平均值、方差、偏度和峰度。我们的研究结果表明在干旱胁迫的条件下，植物的气孔空间利用效率e 更加收敛于适应当地环境的最优值，而植物分配给气孔空间的比例却相当多样化，导致最大气孔导度g 的功能生态位分化更为明显。最大气孔导度g 和气孔面积指数f 被认为是生态意义完全相同的性状，本研究中却发现二者在环境适应上相似，但在生态系统生产力调控上却发挥着相反的作用，这警示我们在未来的研究中将气孔面积指数f 作为最大气孔导度g 的替代性指标应该谨慎。 2）在本研究中，我们搜集了486 个物种-站点组合的上下表皮气孔密度，计算了其总气孔密度和气孔比率，并探究了双面气孔植物与环境因子的关系。我们的研究结果发现木本植物和草本植物上下表皮气孔密度和总气孔密度间无显著差异，但气孔比率在木本植物中略高；上下表皮气孔密度对气孔比率演化中的贡献相同。温度的变异性状是上下表皮气孔密度和总气孔密度的重要驱动因子，而气孔比率主要受到干旱度指数的影响。 3）气孔在叶片表皮的排列组合模式会影响气体的交换过程，但如何量化气孔的排列组合模式却尚未被提出，为此，本研究提出三个相互独立的指标来量化气孔的排列组合模式。基于最小生成树，本研究提出了气孔均匀度来量化气孔在叶片表皮分布的均匀程度；基于气孔距离重心的距离，本研究提出了气孔离散度来量化气孔在叶片表皮分布的离散程度；基于气孔间的最邻近距离，本研究提出了气孔聚合度，可以帮助我们判定气孔分布的集群性（聚集、随机和规则）。这三个指标间的关系较弱，代表着气孔分布的三个不同维度。本研究提出的这三个指标克服了只用气孔密度只描述气孔"丰度"的缺陷，为来可能在培育农作物、探究植物适应与演化、甚至古气候重建中发挥重要的作用。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 88 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/194325]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘聪聪. 气孔性状的变异及其适应机制[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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