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以宁夏荒漠草原优势种一沙芦草为研究对象,通过盆栽控水试验,将土壤水分分别控制在田间持水量的60-70%、50-60%、40-50%、30-40%和20-30%,5个水平下,对沙芦草的生长及生物量分配特点、稳定碳同位素(δ 13C)值特征与水分利用效率、营养物质积累和光合生理特征开展研究,探讨在不同水分胁迫条件和不同胁迫天数这些生理生态参数的变化规律和差异特点,初步揭示沙芦草应对干旱胁迫的水分利用特征与适应机制。主要研究结果如下:(1)沙芦草在植株生长特性上通过降低株高生长速率和生物量积累速率,促进根系生长速率和提高根冠比来适应水分胁迫。土壤含水量为田间持水量的50-60%时,最适宜沙芦草的生长和生物量积累。(2)沙芦草在水分胁迫下的水分利用效率表现为降低叶片含水量和相对含水量及叶绿素含量下降,增加水分饱和亏和脯氨酸含量以及根和叶的δ13C值,来维持较强的渗透调节能力和耐脱水能力,从而一定程度上促进了沙芦草水分利用效率的提高。(3)沙芦草光合生理上通过降低Pn、Tr,Fm、Fv/Fm、Fv/Fo、Y和qP,增加NPQ,调整Ci、Gs和Ls的变化拐点,使Ci和Gs随着水分胁迫程度先下降后升高,Ls先升高后下降,来调节影响Pn下降的因素,土壤含水量小于田间持水量的40%时由非气孔限制主导,土壤含水量大于田间持水量的50%时由气孔限制主导,保证各项光合生理活动在水分胁迫条件下正常进行。(4)在干旱胁迫下沙芦草营养元素会逐渐向叶部分配,且严重水分胁迫下都会增加N、P、K含量的积累,高的K含量以平衡渗透调节,高的N、P含量以促进叶片光合作用和光合产物的积累,从而适应干旱的生活环境。(5)株高、地下生物量、叶片含水量、净光合速率(Pn)、叶绿素b含量、PS Ⅱ的潜在活性(Fv/Fo)、根系全N含量、叶片全P,此8个指标在评价沙芦草抗旱性能时可优先选取。综合分析表明,沙芦草在水分匮乏时,能够通过增加根系生长,提高叶片和根部水分利用效率,促进营养物质向叶片积累,降低光合生理活动活跃性,以维持较高的体内含水量和渗透调节能力,忍耐脱水,确保地上部分的水分状态和生理活性,促进根系吸水和用水,具有优良的持水能力和抗旱性能,适宜于作为干旱地区植被恢复物种。