海岸带由于长期受海风、潮汐、风沙流作用会形成海岸沙丘,形成向岸面的迎风坡和背风坡,两坡向在土壤盐度、风速、大气湿度等微环境存在明显的差异(即环境异质性)。但滨麦(Leymus mollis(Trin.)Hara)既可在迎风坡近高潮线生长并形成单一种群,还可在背风坡与其他植物共存。但目前尚不清楚在自然状态下两坡向的滨麦对异质环境的生理适应机理,以及两坡向的滨麦对人工模拟不同风速的响应是否相同和两坡向滨麦的抗风性机理。本研究将通过在自然状态对两坡向生长的滨麦抗氧化酶活力和渗透调节物含量的测定,以及在人工模拟不同风速吹袭下不同坡向滨麦抗氧化酶活力和渗透调节物含量的变化分析,以探讨两坡向滨麦在自然状态下和人工不同风速处理中的抗风性生理调节差异,揭示其生理可塑性调控机理,以丰富植物抗风理论,为海岸带生态修复提供理论依据。结果如下:(1)为了揭示不同坡向滨麦对异质环境的生理适应机理,本文以生长在距高潮线10 m(迎风坡)、30 m(迎风坡)、50 m(坡顶)、70 m(背风坡)处滨麦为试验材料,在夏季高温、无风时对沙丘不同坡向滨麦叶片叶绿素的含量、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活力(SOD、POD、CAT)以及渗透调节物(可溶性糖、脯氨酸)含量进行了测定,以探讨不同坡向滨麦适应异质环境的生理调节机制。结果表明,迎风坡处环境风速较高、温度低、土壤盐度和含水量高,土壤盐胁迫是此处滨麦生长抑制因子;相比之下,背风坡处环境风速较低、温度高、土壤盐度和含水量低,高温、干旱是其滨麦生长抑制因子。生活在海岸不同坡向环境的滨麦在抗氧化酶种类和渗透调节物种类上存在差异,迎风坡(10 m)滨麦叶片的叶绿素含量高、MDA含量高、SOD和CAT活力高、可溶性糖含量高;而背风坡(70 m)生长的滨麦叶片叶绿素含量低、MDA含量低、SOD和CAT活力也低,但其POD的活力却很高、脯氨酸含量高。迎风坡(10 m)处的滨麦可能通过提高可溶性糖含量和SOD和CAT活力维护氧自由基代谢和水分平衡,而背风坡处的滨麦通过提高脯氨酸含量和POD活力来维护氧自由基代谢和水分平衡。滨麦在长期适应迎风坡高盐环境和背风坡高温、干旱环境中,其抗氧化酶种类和渗透调节物种类存在差异,表现出明显的抗逆生理调节可塑性,而这在其适应海岸异质环境中起重要作用。(2)为了更详细了解不同坡向滨麦对不同强度风速的生理响应的差异。本研究以两坡向(距高潮线10 m、70 m)生长的滨麦为试验材料,对自然生长在两坡向的滨麦分别进行不同强度(0、5、9、15 m/s)的人工模拟风吹试验,并测定了不同强度风速处理下叶片抗氧化酶活力,MDA和渗透调节物含量。本结果表明:两坡向滨麦对不同风速的响应相同,随着风速强度的增加,两坡向滨麦叶片的细胞膜透性、MDA、脯氨酸含量及POD活力增高,而叶片含水量、可溶性糖含量、SOD和CAT活力趋于下降。研究还发现,迎风坡和背风坡滨麦叶片在弱风(5 m/s)吹袭下各生理指标均高于强风(15 m/s)吹袭。此外研究还发现,自然状态下,迎风坡滨麦叶片细胞膜透性、MDA、可溶性糖含量明显高于背风坡;但叶片的POD活力,脯氨酸含量则明显低于背风坡;而相对含水量两坡向滨麦差异则不显著。不同风速的吹袭虽未能使迎风坡滨麦与背风坡间高低的趋势逆转,但却从一定程度改变(缩小或增大)两坡向滨麦间的生理差异。两坡向滨麦长期生长在风速不同的环境中,但在遭遇不同风速吹袭下,其滨麦展示的生理调控机理相同,只是生理调控的幅度不同,这充分展示出两坡向滨麦具有较强的生理调控可塑性。总之,生长在不同坡向的滨麦,通过调节抗氧化酶活力和渗透调节物含量来适应海岸沙丘不同坡向的风速异质性环境以及在人工模拟的不同风速处理。不同坡向滨麦对不同海风风速的适应表现出明显的生理可塑性,而滨麦的形态和生理可塑性可能是其在不同海风强度下生存、生长、实现种群扩张的重要生理调控机理。