随着全球气候的变化以及人类活动的加剧,地域水资源的匮乏已经严重影响了我国的林农业的可持续性和国家的经济发展,越来越多的研究试图揭示植物干旱体系形成的机制,为脆弱生态的恢复和重建提供有效的理论支持。锦鸡儿属植物起源于同一个祖先,在不同的降水梯度下,形成地理替代分布种,从我国年均降水量大于1500mm的湿润地区到年均降水量不足100mm的荒漠地区都有广泛分布,进化出适应不同生存环境的结构功能,这对我们研究植物抗旱体系的形成提供了良好的材料。本论文通过研究干旱胁迫下锦鸡儿属植物地理替代分布种生物量的分配、气孔导度和叶水力传导随水势下降的分化,试图揭示锦鸡儿植物沿降水量梯度分布的机制。取得的主要结果见下:1.锦鸡儿属植物的茎段密度,单位叶面积干重(LMA),根深、根冠比在干旱、半干旱分布种(柠条、中间、小叶)与湿润、半湿润分布的物种(树、南口、红花、扁刺、柄荚)沿降水的递增无一定的规律可循,上述指标不足以对锦鸡儿属植物形成地理替代分布的机制进行解释。但从根系相对生物量沿土壤深度的分布来说,干旱、半干旱地区分布种将相对更多的生物量用于深层根系生长,而湿润、半湿润地区分布的物种将更多的生物量用于浅层根系生长。2.在干旱胁迫下,和干旱、半干旱地区分布种的物种相比,湿润、半湿润地区分布的种倾向于具有更低的水势,但所有种(柠条、中间、小叶、树、南口、扁刺、柄荚)具有的最低水势均低于-7.0MPa,说明不同降水梯度下分布的锦鸡儿属植物均有良好的干旱忍耐能力。随凌晨叶水势的持续下降,干旱、半干旱地区分布的物种气孔导度、蒸腾速率下降相对迅速,这保证了植物遇干旱胁迫时有效减少水分的散失,将干旱胁迫的负面效应降至最低,提高植物的存活力;而湿润、半湿润地区分布的植物气孔导度、蒸腾速率对水势的下降反应迟钝,干旱胁迫下维持自身体内水分的平衡能力较差。3.锦鸡儿属植物地理替代分布种的叶水分传导速率随水势的下降出现分化。干旱、半干旱地区分布的物种水力传导丧失50%(P50)和80%(P80)对应的水势均低于湿润、半湿润地区分布的物种(柄荚除外),说明干旱、半干旱地区分布的物种干旱胁迫下叶维持水分传导的能力强,水力传导损失率低,脆弱性低,干旱适应能力强;湿润、半湿润地区分布的物种干旱胁迫下叶维持水分传导的能力差,水力传导损失率高,脆弱性强,干旱适应能力差。干旱、半干旱地区分布的物种P50和P80之间的区间较宽,说明植物导管气穴栓塞化发生缓慢,湿润、半湿润地区分布的植物P50和P80之间的区间较窄,说明导管气穴栓塞发生相对迅速。另一方面,干旱、半干旱地区分布的锦鸡儿属植物叶失去80%气孔导度对应的水势高于湿润、半湿润地区分布的植物,说明干旱、半干旱地区分布的物种气孔导度下降较快,从而减少蒸腾来防止植物叶水势的过度下降,减少导管气穴化栓塞的发生,对叶水力通路起保护作用,湿润、半湿润地区分布的植物气孔关闭相对较慢,植物干旱胁迫下对叶水力传导通路的保护能力差。