全 文 ：书绿洲－沙漠过渡带引种植物光合生理特征研究
罗维成１，２，３，４，５，曾凡江１，２，４，５，刘波１，２，３，４，５，张利刚１，２，３，４，５，
刘镇１，２，３，４，５，宋聪１，２，３，４，５，彭守兰１，２，３，４，５，彭慧清６
（１．中国科学院新疆生态与地理研究所，新疆 乌鲁木齐８３００１１；２．新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测试验站，新疆 策勒８４８３００；
３．中国科学院大学，北京１０００４９；４．中国科学院干旱区生物地理与生物资源重点实验室，新疆 乌鲁木齐８３００１１；５．中国科学院
荒漠与绿洲生态国家重点实验室，新疆 乌鲁木齐８３００１１；６．塔里木油田矿区综合服务中心，新疆 库尔勒８４１０００）
摘要：为了研究引种植物在绿洲－沙漠过渡带极端干旱条件下的适应性，在自然条件下对３种引种植物文冠果、酸
枣、紫叶小檗的光合、水分等生理指标进行了研究。结果表明，１）３种植物的光响应曲线变化趋势基本一致，均表
现为随着光合有效辐射（ＰＡＲ）的增大净光合速率（Ｐｎ）先增大后减小；文冠果和紫叶小檗的光饱和点明显高于酸枣
（犘＜０．０１），说明文冠果和紫叶小檗利用强光的能力较大，对光环境的适应性较强；紫叶小檗的最大净光合速率
（Ｐｎｍａｘ）和暗呼吸速率（Ｒｄ）也明显高于文冠果和酸枣，表明紫叶小檗具有高光合耐胁迫的优势。２）３种植物的叶绿
素含量和丙二醛含量的变化一致，文冠果均显著高于其他２种植物（犘＜０．０５）；３种植物的可溶性糖含量差异不显
著（犘＞０．０５），而紫叶小檗的脯氨酸含量显著高于其他２种植物（犘＜０．０１），说明在该生境下紫叶小檗能够较好的
保持体内水分含量，较好的适应该生境。３）３种植物的清晨水势和正午水势都有相同的大小关系，都是文冠果较
大，酸枣最小，而且植物种之间差异极显著（犘＜０．０１），说明紫叶小檗和酸枣的吸水能力较强，它们主要依靠夜间水
分恢复能力来应对干旱环境。总的来说，３种植物的光合参数及生理指标的变化趋势不是完全一致，这可能是由于
植物种之间的个体差异，以及不同植物对同一生境的差异所致，因此，要想选取适合在策勒绿洲－沙漠过渡带大面
积种植的引种植物，还需做进一步的研究。
关键词：绿洲－沙漠过渡带；引种植物；光合特性；生理指标；水势
中图分类号：Ｑ９４５．１１　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００４５７５９（２０１３）０２０２７３０８
　　塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠，策勒绿洲－沙漠过渡带位于塔克拉玛干沙漠南缘，是我国沙漠化最严重
的地区之一。由于没有较好的经济来源，人民生活水平较低。近年来，随着绿洲的发展人口大量增加，不合理的
开垦导致沙漠不断扩张，威胁绿洲安全，所以防风固沙和改善当地居民生活水平是当前所面临的主要问题。为了
解决这些问题，近几年引进几种具有较高经济价值的防风固沙植物种，如文冠果（犡犪狀狋犺狅犮犲狉犪狊狊狅狉犫犻犳狅犾犻犪）、酸枣
（犣犻狕犻狆犺狌狊犼狌犼狌犫犪）、紫叶小檗（犅犲狉犫犲狉犻狊狋犺狌狀犫犲狉犵犻犻）等，以期对解决这些问题带来帮助。
植物叶片光合作用对光的响应曲线是研究光合特性的最主要内容之一［１］，测定植物的光合作用可以由此获
得光合作用的最大光合速率、净光合速率、表观量子效率、光饱和点、光补偿点等生理参数［２］，有助于判定植物光
合机构运转状况、光合作用能力和光合作用效率及其受环境变化的影响程度［３，４］。植物的水分生理特点和光合
特点与人们采取的植被管理措施密切相关［５］，尤其是在干旱区，植物的水分生理和光合特点直接决定了植物的生
存和发展状况［６］。因此对３种植物的光响应特点、水势以及生理指标特点的探究就显得很有必要。
目前，虽然国内外学者对３种植物的研究做了很多工作，但是主要是集中在对其经济价值和药用价值的探
究，抗旱特性、生理特性及耗水特性，种子萌发和生长特性研究，种群结构和动力以及从化学成分的角度研究其各
种特性［６１０］，叶片的形态解剖特征［１１］，叶片不定梢形成［１２］，幼苗的生理特性和生长［１３］，叶片叶绿素的提取［１４］等方
面。对其生理指标和光响应方面的研究工作做的很少。同时，虽然国内外学者一致认为３种植物都具有耐寒、耐
旱和适应性强的特点。但是目前很少有人能够从机理上解释清楚这些问题，究竟它们为什么具有这样的适应性，
第２２卷　第２期
Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２
草　业　学　报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ 　　
２７３－２８０
２０１３年４月
收稿日期：２０１２０２２４；改回日期：２０１２０４１８
基金项目：国家科技支撑计划项目（２００９ＢＡＣ５４Ｂ０５）资助。
作者简介：罗维成（１９８７），男，甘肃靖远人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｌｕｏｗｅｉｃｈｅｎｇ５２７＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｆｊｚｅｎｇ３６９＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ
它们在干旱、瘠薄生境下的生长又是受哪些因子的限制，在相同的生境条件下哪种植物的适应性更强。因此，本
试验试图通过对３种植物的光响应特点和生理指标特点出发，对比当地大面积分布的优势植物种疏叶骆驼刺
（犃犾犺犪犵犻狊狆犪狉狊犻犳狅犾犻犪）的相关特性，来从机理上探究这些问题。同时，挑选最适合策勒绿洲大面积生长的植物种，
为该区域绿洲－沙漠过渡带自然植被的恢复以及为策勒绿洲的防风固沙工作和改善居民生活水平提供一些可靠
的理论依据。
１　材料与方法
１．１　研究区概况
研究区位于中国科学院新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测试验站试验田内。策勒位于昆仑山北
麓，塔克拉玛干沙漠南缘（８０°０３′２４″～８２°１０′３４″Ｅ，３５°１７′５５″～３９°３０′００″Ｎ）。这里是典型的内陆暖温带荒漠气
候。年平均气温１１．９℃，１月平均气温－１１．７℃，７月平均气温２５．２℃；极端最高气温４１．９℃，极端最低气温
－２３．９℃。５和７月的降雨次数相对较多，但是降水量很少。绿洲平原区年平均降水量仅３５．１ｍｍ，年均蒸发量
高达２５９５．３ｍｍ，干燥度２０．８。水分亏值较大。春夏多大风，风沙灾害频繁，年均８级以上大风３～９次。年均
风速１．９ｍ／ｓ。策勒境内有９条季节性河流，均属于降雨、积雪融水和冰川融水综合补给性河流。河水流量受季
节影响很大，具有洪枯悬殊的特点。一般来说，７和８月，当河水流量超过水库的库容量时，多余洪水被用来灌溉
到绿洲前沿的自然植被［１３］。
１．２　研究方法
实验材料选自试验区内三年生的酸枣、文冠果、紫叶小檗。实验时，选取长势基本相近、健康的６棵植株进行
实验。
１．２．１　光响应曲线测定　实验于２０１０年７月１８－２２日（天气晴朗）进行，使用Ｌｉ６４００ｘｔ（ＬｉＣｏｒ，ＵＳＡ）便携式
光合作用测定系统分别对３种植物叶片进行光响应特性进行测定。从每种植物的试验田中心和周围分别选取３
株健康植株，每株选定２～３轮复叶上的３片成熟完整叶片展开进行测定。测定时使用２ｃｍ×３ｃｍ自带红蓝光
源叶室和二氧化碳注射器分别控制光强和ＣＯ２ 浓度，温度控制为２７℃，ＣＯ２ 控制为４００ｍｍｏｌ／ｍｏｌ。光照强度
设为２０００，１８００，１５００，１２００，１０００，８００，６００，４００，２００，１００，５０，０μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ共１２个梯度。当仪器稳定时记
录数据。
同时，结合ＰＡＲ在０～２００μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ区间的直线回归分析，就能较全面地分析光响应曲线的相关参
数［１６，１７］。在绘制光合速率对光合有效辐射的光响应曲线后，采用非直角双曲线模型（式１）进行模拟：
犘狀＝Φ犘犃犚＋犘狀ｍａｘ－
［（Φ犘犃犚＋犘狀ｍａｘ）２－４犓Φ犘犃犚·犘狀ｍａｘ槡 ］
２犓 －犚犱
（１）
式中，犘狀 为净光合速率（μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ），犘犃犚 为光合有效辐射（μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ），犘狀ｍａｘ最大净光合速率（μｍｏｌ／
ｍ２·ｓ），Φ为光响应曲线的初始斜率，即表观量子效率犃犙犢（μｍｏｌ／μｍｏｌ），犓 为光响应曲线的曲角，犚犱 为暗呼吸
效率（μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ）。
模型参数的估计用ＳＰＳＳ统计分析软件中的非线性回归方法。对ＰｎＰＡＲ曲线的初始部分（ＰＡＲ＜２００
μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ）进行线性回归，它与Ｘ轴（ＰＡＲ）的交点即光补偿点ＬＣＰ（μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ），与直线犢＝犘狀ｍａｘ交点所对
应的Ｘ轴数值即光饱和点ＬＳＰ（μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ）［１６，１７］。
１．２．２　生理指标的测定　参照李合生等［１５］的方法，运用分光光度计（岛津ＵＶ２４５０）对３种植物的叶绿素含量、
丙二醛（ＭＤＡ）含量、脯氨酸（Ｐｒｏ）含量、可溶性糖含量进行测定。
１．２．３　叶面积测定　由于３种植物的测定部位均为形状不规则的叶片，所以测定时尽量让其平铺于叶室内，避
免相互遮挡光线。试验结束后将所测定的植物叶片剪下，扫描后用ＤｅｌｔａＴＳＣＡＮ软件（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＵＫ）计算
叶面积，最后按照实际叶面积在Ｅｘｃｅｌ软件和ＳＰＳＳ软件中计算分析。
１．２．４　水势测定　用压力室（ＰＭＳ；Ｃｏｒｖａｌｉｓ，ＯＲ，ＵＳＡ）测量３种植物的清晨水势和正午水势。早晨６点测
清晨水势，中午１点测正午水势。实验时从生长良好的植株上选取不同的带叶小枝，分别测其水势，重复６次，最
后取平均值，即为所测植株的清晨水势和正午水势。
４７２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２
１．２．５　土壤水分测定　实验开始前对实验样地０～２ｍ的水分状况进行测量，用土钻每隔２０ｃｍ取土，取土点
距离植株基部５０ｃｍ，将取好的土装入铝盒中，置于烘箱内，在６５℃下烘干４８ｈ后称重，计算土壤含水量，每种植
物６个重复。
１．３　数据处理方法
图１　实验样地水分状况
犉犻犵．１　犠犪狋犲狉犮狅狀犱犻狋犻狅狀狅犳狋犺犲狊犪犿狆犾犲狆犾狅狋狊
图２　不同植物种的光响应曲线
犉犻犵．２　犔犻犵犺狋狉犲狊狆狅狀狊犲犮狌狉狏犲狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犾犪狀狋
所有数据的处理和统计分析均用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ
２００３和ＳＰＳＳ１６．０软件完成，采用Ｏｒｉｇｉｎ８．０作图。
２　结果与分析
２．１　试验地水分状况
样地土壤含水量如图１所示，可以看出随着土壤
深度的增加，文冠果和紫叶小檗的土壤含水量也随之
增加，而酸枣样地随着土壤深度的增加，土壤含水量先
增大后减小，随后又缓慢增加。
２．２　三种植物光响应曲线比较
采用非直角双曲线模型对３种植物的光响应曲线
进行模拟，结果显示，各方程的决定系数均在０．９５以
上，说明该模型适合相同条件下３种不同的植物种，能
较好的反映３种植物叶片光合对光照的响应过程。３
种植物在相同的条件下的净光合速率（Ｐｎ）随光合有效
辐射（ＰＡＲ）的变化趋势略有不同（图２），虽然都呈抛
物线形变化，都是随着光合有效辐射的增大净光合速
率先增大后减小，但是顶点值大小不同，文冠果和紫叶
小檗的顶点值较大，出现在光合有效辐射为１８００
μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ的时候；酸枣顶点值较小，出现在光合有
效辐射为５５０μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ的时候，变化趋势较平缓
（图２）。
光强相同时，３种植物的光合速率不同，当ＰＡＲ＜４００μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ时，大小依次是：文冠果＞酸枣＞紫叶小
檗；当ＰＡＲ＞４００μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ时，大小依次是：文冠果＞紫叶小檗＞酸枣；也就是说，在强光下文冠果的净光合
速率最大，紫叶小檗次之，酸枣最小（图２）。
２．３　三种植物的光响应特征参数
在绘制光合速率对光合有效辐射的光响应曲线后，采用非直角双曲线模型进行模拟，分别得出３种植物的光
响应特征参数值（表１）。最大净光合速率（犘狀ｍａｘ）从高到低依次是紫叶小檗、文冠果、酸枣，种间差异显著（犘＜
０．０５）。表观量子效率从大到小依次是文冠果、酸枣、紫叶小檗，文冠果与酸枣和紫叶小檗差异显著（犘＜０．０５）。
暗呼吸速率（Ｒｄ）表示植物没有光照时的呼吸速率，紫叶小檗最大，文冠果次之，酸枣最小，植物种间差异显著
（犘＜０．０５）。光补偿点（ＬＣＰ）反映的是植物叶片光合作用中光合同化作用与呼吸消耗相当时的光强，紫叶小檗
最大，酸枣次之，文冠果最小。光饱和点（ＬＳＰ）反映植物利用光强的能力，其值高说明植物在受到强光照射时生
长发育不易受到抑制。紫叶小檗ＬＳＰ值最大，文冠果次之，酸枣最小。
２．４　生理指标
文冠果的叶绿素含量最高，为２．６０４ｍｇ／ｇ（图３），酸枣次之，为１．５２８ｍｇ／ｇ，紫叶小檗含量最低，为０．５２９
ｍｇ／ｇ，而且３种植物种的叶绿素含量差异显著（犘＜０．０１）。３种植物的可溶性糖含量分别为３．９４６％，４．８２５％，
３．７９７％，差别不显著。紫叶小檗的脯氨酸含量最高，远高于文冠果和酸枣，差别显著（犘＜０．０１）；而酸枣和文冠
果脯氨酸含量近似，差别不显著。文冠果的丙二醛含量最高，为０．０１７μｍｏｌ／ｇ，明显高于其他２种植物，酸枣和
紫叶小檗差别不显著。
５７２第２２卷第２期 草业学报２０１３年
表１　相同条件下３种植物的光响应特征参数比较
犜犪犫犾犲１　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狋犺犲犾犻犵犺狋狉犲狊狆狅狀狊犲犿狅犱犲犾狆犪狉犪犿犲狋犲狉狊狅犳狋犺狉犲犲狆犾犪狀狋狊犻狀狋犺犲狊犪犿犲犮狅狀犱犻狋犻狅狀
植物Ｐｌａｎｔ Ｐｎｍａｘ（μｍｏｌ／ｍ２·ｓ） Φ（μｍｏｌ／μｍｏｌ） Ｒｄ（μｍｏｌ／ｍ·ｓ） ＬＣＰ（μｍｏｌ／ｍ２·ｓ） ＬＳＰ（μｍｏｌ／ｍ２·ｓ）
酸枣犣．犼狌犼狌犫犪 ５．１９±０．９２ａ ０．０３１±０．０１４ａ ０．５９±０．８１３ａ １３．７８±０．２０３ａ ５５０．０±１９．２４ａ
文冠果犡．狊狅狉犫犻犳狅犾犻犪 １６．１８±０．４８ｂ ０．０７３±０．０１０ｂ ０．９６±０．４１６ｂ １０．６９±０．４２２ａｂ １９００．０±２２．３６ｂ
紫叶小檗犅．狋犺狌狀犫犲狉犵犻犻 ２１．３７±１．６０ｃ ０．０２４±０．００５ａ １．８３±０．４１９ｃ ８６．８５±０．３２９ｂ １８００．０±２０．７４ｂ
　注：平均值±标准差；同列不同的小写字母表示差异显著（犘＜０．０５）。
　Ｎｏｔｅ：Ａｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅ±ｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎ；Ｆｏｒｓａｍｅｃｏｌｕｍｎ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｍａｌｌｅｔｔｅｒｓｓｈｏｗｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅａｔ犘＜０．０５．
图３　三种植物生理指标比较
犉犻犵．３　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狆犺狔狊犻狅犾狅犵犻犮犪犾犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳狋犺狉犲犲狆犾犪狀狋狊
　不同小写字母分别表示不同物种间差异极显著（犘＜０．０１）。下同。Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｅｔｔｅｒｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｗｉｔｈｉｎｓｐｅｃｉｅｓ（犘＜０．０１）．
Ｔｈｅｓａｍｅａｓｂｅｌｏｗ．
图４　三种植物种的清晨水势和正午水势
犉犻犵．４　犆狅犿狆犪狉犻狊狅狀狅犳狆狉犲犱犪狑狀犪狀犱犿犻犱犱犪狔
狑犪狋犲狉狆狅狋犲狀狋犻犪犾狅犳狋犺狉犲犲狆犾犪狀狋狊
２．５　清晨水势和正午水势
３种植物酸枣、文冠果、紫叶小檗的清晨水势分别
为－１．５０７，－０．５５８和－０．７３８ＭＰａ，酸枣明显低于
其他２种植物（犘＜０．０１），文冠果和紫叶小檗差别不
显著；正午水势依次为－３．０８６，－１．２６４和－２．５００
ＭＰａ，酸枣的正午水势最小，紫叶小檗次之，文冠果最
大，３种植物之间差别均显著（犘＜０．０１）（图４）。
３　讨论
３．１　三种植物光响应特征参数
在一定的环境条件下，叶片的最大净光合速率
（犘狀ｍａｘ）反映了植物叶片的最大光合能力［１８］，最大净光
合速率越大表明植物的最大光合能力也越大［１９］。Ｒｅ
ｄｏｎｄｏＧóｍｅｚ和 ＭａｔｅｏｓＮａｒａｎｊｏ［２０］认为最大净光合
６７２ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１３） Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．２
速率较大的植物对盐碱和夏季干旱的适应能力也较强。最大净光合速率在一定程度上也可以反映植物对高光照
环境的适应性强弱［２１，２２］。本实验中３种植物种中紫叶小檗的最大净光合速率值最大，酸枣最小（表１），说明在相
同的光照条件下紫叶小檗叶片的最大光合能力最大，同时对盐碱和干旱环境的适应性较强。在相同条件下，该地
区大量生长的优势物种疏叶骆驼刺的Ｐｎｍａｘ值一般在３０μｍｏｌ／ｍ
２·ｓ左右［２３］，与紫叶小檗较为接近，因此，紫叶
小檗在该地区的适应性相对较强。
表观量子效率（Φ）是反映植物在弱光下吸收、转换和利用光能能力的指标［１０］，是光合作用中光能转化效率的
指标之一。一般情况下，植物的表观量子效率在０．０３～０．０７［２４］，该值高，说明叶片光能转化效率高［２７，２９］。本实
验中文冠果的表观量子效率值最大，紫叶小檗最小（表１）。说明文冠果在弱光下转换和利用光能的能力最强，叶
片光能转化效率最高，适应性也较好；紫叶小檗的表观量子效率最小，说明其在弱光下的光能利用和转换效率较
低。有研究表明，水分亏缺和水分过多都会导致植物表观量子效率的降低，但是在不同植物上，土壤水分与表观
量子效率的定量关系还不清楚［３１］。
暗呼吸速率（Ｒｄ）反映的是植物在没有光照条件下的呼吸速率［２４，２９，４１］，与叶片的生理活性有关。一般情况下
阳生植物叶片的暗呼吸速率较高［２５］。当植物受到干旱胁迫时，植物的叶片活性会降低，光合产物的消耗也会减
少，因此有利于干旱胁迫对植物干物质积累的影响［３２］。本实验中，３种植物在相同生境条件下的暗呼吸速率有明
显差别，其中紫叶小檗的暗呼吸效率值最大，酸枣最小（表１）。说明在没有光照的条件下，紫叶小檗叶片的生理
活性最大，能够较好的抵御胁迫。植物生长的环境条件和其生理特点都会对光响应特征参数产生很大的影
响［２８］。因此，其原因需研究３种植物叶片的生理活性后才能发现。
光补偿点（ＬＣＰ）是植物利用弱光能力大小的重要指标，该值越小表明植物利用弱光的能力越强。光饱和点
（ＬＳＰ）是植物利用强光能力大小的指标，光补偿点较低、光饱和点较高的植物对光环境的适应性较强，反之适应
性较弱［１５１８，２６２９，４５］。一般情况下阳生植物的光饱和点明显高于阴生植物，而较低的光补偿点对于植物在低光照水
平下维持碳平衡有积极的作用［２５］。本实验中紫叶小檗的光补偿点最大，文冠果光补偿点最小（表１），说明文冠果
利用弱光的能力最强，紫叶小檗利用弱光的能力最弱。文冠果的光饱和点最高，酸枣值最低。说明文冠果和紫叶
小檗利用强光的能力较大，酸枣利用强光能力很弱，同时也证明了文冠果和紫叶小檗喜光但也耐阴的特性。
３．２　生理指标比较
光合色素含量直接影响植物的光合作用，叶绿素是植物进行光合作用的催化剂，叶绿素含量的高低是反映植
物光合能力的重要指标之一［３０，４４］。叶绿素含量的高低代表了叶片捕捉和利用光能的能力，同时也影响光能在叶
绿体中的分配［３２，３３］。本实验中文冠果和紫叶小檗的叶绿素含量明显高于酸枣（图３）。说明文冠果和紫叶小檗对
光能的利用能力以及对弱光的捕捉能力更强。
渗透调节物质的产生是植物对逆境环境的一种适应性反映，主要作用就是完全或者部分的维持细胞膨压，从
而有益于植物的其他生理过程［３４，４６］。
脯氨酸和可溶性糖均为植物体内的一种重要渗透调节物质，对干旱胁迫反应较敏感。脯氨酸的积累是植物
对水分亏缺的生理反应，累积数量的多少可作为衡量作物抗旱力的生理指标［３２，３９］。脯氨酸和可溶性糖含量的增
加，可以增加渗透势，从而保证植物体内的水分含量，缓解不利环境对植物体的伤害［３６］。本实验中紫叶小檗的脯
氨酸含量最高，明显高于文冠果和酸枣，可溶性糖含量也较高（图３），说明在该生境下紫叶小檗能够较好的保证
体内水分含量，较好的适应该生境。但是这一差异是植物种本身的差异还是该环境胁迫后所致的还不得而
知［３７，４７］。同时任文伟等［３５］认为不能简单的根据植物体内的游离脯氨酸浓度的高低以及胁迫后脯氨酸的积累情
况来确定植物的抗性，因此，要准确比较３种植物的抗逆性，还需要做进一步的研究。
丙二醛含量变化是反映细胞膜脂过氧化作用强弱的一个重要指标，同时丙二醛是植物发生膜脂过氧化时的
最终分解产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。在相同干旱胁迫下丙二醛含量增幅小的品种较耐旱，
增幅越大的品种耐旱力越低［３８，３９］。本试验中３种植物种中文冠果的丙二醛含量最高，紫叶小檗最小（图３）。说
明３种植物受环境胁迫程度文冠果最大，紫叶小檗最小。而在较深的土壤范围内紫叶小檗的土壤含水量最低，因
此紫叶小檗耐旱能力最强，对该生境的适应性也较强。
７７２第２２卷第２期 草业学报２０１３年
３．３　清晨水势和正午水势
水势是植物水分状况的重要指标之一。清晨水势可以反映植物水分的恢复状况，可以用来判断植物水分亏
缺的程度［３９，４０］，受到水分胁迫的植物，其清晨水势会发生明显的下降［４１，４２］。植物水势的变化是对外界环境条件
变化的综合反映，水分在植物体内的运输决定于水分的自由能，表现为水势的高低，同时植物组织的水势愈低，则
吸水能力愈强，反之水势愈高，则吸水能力愈弱，将水分输送到其他较缺水细胞的能力就愈强，这可用以确定植物
的受旱程度和抗旱能力，也可作为合理灌溉的生理指标［４０，４２，４３］。本实验中，３种植物的清晨水势和正午水势都有
相同的大小关系，清晨水势和正午水势的大小关系都是文冠果最大，酸枣最小（图４）。说明酸枣的吸水能力最
强，紫叶小檗次之，文冠果吸水能力最弱。表明以水势为标准时３种植物中酸枣的抗旱能力最强，紫叶小檗次之，
文冠果最弱。
４　结论
在自然条件下，影响植物适应性的因子很多，包括植物根系特点，植物光合作用特点，植物生理指标特征以及
植物本身的一些物理特征［２７，３６］。因此，判断植物的适应性时应该综合考虑这些因子。紫叶小檗和文冠果表现出
类似Ｃ４ 植物的高光合优势，同时二者都具有较高的光补偿点和光饱和点，而酸枣则相对较低。
从本实验的结果来看，３种植物的光合参数及生理指标的变化趋势不是完全一致，这可能是由于植物种之间
的个体差异，以及不同植物对同一生境的差异所致，也有可能是由于３种植物不同的土壤含水量所致。因此为了
更深入更系统的比较研究３种植物的适应性，还需对３种植物的根系生长特征等方面做大量细致的研究，这样才
能为绿洲－沙漠区的植被恢复和经济发展提供科学的依据。
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９７２第２２卷第２期 草业学报２０１３年
犘犺狅狋狅狊狔狀狋犺犲狋犻犮犪狀犱狆犺狔狊犻狅犾狅犵犻犮犪犾犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳犻狀狋狉狅犱狌犮犲犱狆犾犪狀狋狊犪狋狋犺犲犱犲狊犲狉狋狅犪狊犻狊犲犮狅狋狅狀犲
ＬＵＯＷｅｉｃｈｅｎｇ１，２，３，４，５，ＺＥＮＧＦａｎｊｉａｎｇ１，２，４，５，ＬＩＵＢｏ１，２，３，４，５，ＺＨＡＮＧＬｉｇａｎｇ１，２，３，４，５，
ＬＩＵＺｈｅｎ１，２，３，４，５，ＳＯＮＧＣｏｎｇ１，２，３，４，５，ＰＥＮＧＳｈｏｕｌａｎ１，２，３，４，５，ＰＥＮＧＨｕｉｑｉｎｇ６
（１．ＸｉｎｊｉａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｇｒａｐｈｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｉｃｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｕｒｕｉｑｉ８３００１１，Ｃｈｉｎａ；
２．ＣｅｌｅＮａｔｉｏｎａｌＦｉｅｌｄＳｃｉｅｎｃｅＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＳｔａｔｉｏｎｏｆＤｅｓｅｒｔＧｒａｓｓｌａｎｄＥｃｏｓｙｓｔｅｍ，Ｃｅｌｅ
８４８３００，Ｃｈｉｎａ；３．ＧｒａｄｕａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ；
４．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏｇｅｏｇｒａｐｈｙａｎｄＢｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅｉｎＡｒｉｄＬａｎｄ，ＸｉｎｊｉａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ
ＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｇｒａｐｈｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｕｒｕｍｑｉ８３００１１，Ｃｈｉｎａ；
５．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＤｅｓｅｒｔａｎｄＯａｓｉｓＥｃｏｌｏｇｙ，ＸｉｎｊｉａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ
ＥｃｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｇｒａｐｈｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｕｒｕｍｑｉ
８３００１１，Ｃｈｉｎａ；６．ＴａｒｉｍＯｉｌｆｉｅｌｄＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ
ＳｅｒｖｉｃｅＣｅｎｔｅｒ，Ｋｏｒｌａ８４１０００，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｏｅｘｐｌｏｒｅａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙｏｆａｄｖｅｎｔｉｔｉｏｕｓｐｌａｎｔｓｔｏｅｘｔｒｅｍｅａｒｉｄｒｅｇｉｏｎｓ，ｗｅｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｗａｔｅｒｐｏｔｅｎｔｉａｌｏｆｔｈｒｅｅｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓ（犡犪狀狋犺狅犮犲狉犪狊狊狅狉犫犻犳狅犾犻犪，犣犻狕犻狆犺狌狊犼狌犼狌犫犪ａｎｄ犅犲狉犫犲狉犻狊
狋犺狌狀犫犲狉犵犻犻）ｉｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｄｅｓｅｒｔｏａｓｉｓｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌａｒｅａｏｆｔｈｅＣｅｌｅｏａｓｉｓｏｎｔｈｅｓｏｕｔｈｅｒｎｆｒｉｎｇｅ
ｏｆｔｈｅＴａｋｌａｍａｋａｎＤｅｓｅｒｔ．１）Ｔｈｅｔｈｒｅｅｐｌａｎｔｓｐｅｃｉｅｓｓｈｏｗｅｄｓｉｍｉｌａｒｌｉｇｈｔｒｅｓｐｏｎｓｅｃｕｒｖｅｓ：ｔｈｅｎｅｔｐｈｏｔｏｓｙｎ
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狋犺狌狀犫犲狉犵犻犻ｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆ犣．犼狌犼狌犫犪（犘＜０．０１），ｗｈｉｌｅｔｈｅＰｎｍａｘａｎｄＲｄｏｆ犅．狋犺狌狀犫犲狉犵犻犻
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