植物的喀斯特适生性检测原理和技术
作者：吴沿友，邢德科，赵宽等 著
出版时间： 2018年版
内容简介
《植物的喀斯特适生性检测原理和技术》以喀斯特适生植物为研究对象，依据其适生机制，探讨喀斯特适生性的检测原理，开发出检测植物喀斯特适生性的系列技术，建立一系列植物喀斯特适生性检测技术规程。通过对逆境下植物碳酸酐酶响应特征的研究，阐明碳酸酐酶对不同逆境的响应变化规律，开发出基于碳酸酐酶作用机制的植物喀斯特适生性检测技术。通过定量测定植物利用重碳酸盐能力，阐明不同逆境下不同植物的碳酸氢根离子利用对光合作用的贡献，开发出通过测定植物利用重碳酸盐能力评判植物的喀斯特适生性方法。通过研究干旱逆境下植物的水分信息、细胞的紧张度、叶绿素荧光信息以及根系分泌有机酸等的变化，开发出基于叶片紧张度、叶绿素荧光参数或根系分泌有机酸特征检测植物喀斯特适生性的方法。依据喀斯特适生植物的养分利用特征以及对低营养的生理响应，建立基于生理响应和离子吸收动力学特征的植物耐低营养能力的检测技术；同时还开发出基于植物利用硝酸盐能力测定的喀斯特适生性检测技术以及利用根系分泌有机酸特征检测植物抗缺磷胁迫能力的方法。依据喀斯特适生植物的代谢多样性机制，定量评估不同逆境下植物光呼吸份额、糖酵解和磷酸戊糖途径份额的变化，通过定量测定光合生长力和1， 5-二磷酸核酮糖再生能力来判断植物的喀斯特适生性。最后，依据植物对逆境的生理响应，综合评价室内培养植物和自然生境下植物的喀斯特适生性。《植物的喀斯特适生性检测原理和技术》的研究方法和结果可为喀斯特石漠化地区生态修复提供理论依据。
目录
目录
第1章 喀斯特适生植物的适生机制 1
1.1 喀斯特典型土壤环境 3
1.1.1 碳酸盐岩和石灰土 3
1.1.2 石灰土的形成及基本属性 4
1.1.3 石灰土的酸碱特征 5
1.1.4 石灰土的持水特征 5
1.1.5 石灰土的养分特征 7
1.1.6 钙镁元素在碳酸盐岩—石灰土—植物中的迁移特征 7
1.2 喀斯特适生植物的形态特征 9
1.2.1 叶片形态及解剖学特征 10
1.2.2 根、茎形态结构及株型 13
1.3 植物的喀斯特适生性生理生态机制 17
1.3.1 光合作用机制 18
1.3.2 无机营养机制 25
1.3.3 碳酸酐酶作用机制 28
1.3.4 生物多样性作用机制 36
1.3.5 钙调控作用及高钙适应机制 46
1.3.6 根系分泌有机酸作用机制 50
1.4 植物的喀斯特适生性与生态系统的稳定性 54
1.4.1 适生植物对生态系统中的水分的调节 54
1.4.2 适生植物对生态系统中的碳循环的调节 55
1.4.3 适生植物对生态系统中的营养循环的调节 56
1.4.4 适生植物对生态系统的稳定性的决定作用 58
1.5 植物的喀斯特适生性与喀斯特地区生态修复 59
1.5.1 适生植物的筛选配置与植被恢复 60
1.5.2 植物的喀斯特适生性与森林经营和管理 61
1.5.3 适生植物与喀斯特地区景观构建 62
1.5.4 喀斯特适生植物与喀斯特地区的生态经济 63
参考文献 65
第2章 植物的碳酸酐酶与喀斯特适生性 89
2.1 植物碳酸酐酶的测定方法 91
2.1.1 碳酸酐酶的测定方法 91
2.1.2 利用锑微电极测定植物碳酸酐酶活力的电化学方法 93
2.1.3 植物碳酸酐酶活力测定的技术规程 105
2.2 喀斯特逆境下植物碳酸酐酶的响应 107
2.2.1 碳酸酐酶对脱水的响应 108
2.2.2 碳酸酐酶对模拟岩溶干旱的响应 113
2.2.3 碳酸酐酶对重碳酸盐的响应 125
2.2.4 碳酸酐酶对低磷和低营养的响应 129
2.2.5 碳酸酐酶对盐分逆境的响应 131
2.3 碳酸酐酶活力与喀斯特适生植物的鉴定 133
2.3.1 鉴定原理 133
2.3.2 技术规程 134
2.3.3 应用实例 136
参考文献 137
第3章 植物碳酸氢根离子利用能力的检测 142
3.1 植物利用无机碳的途径 143
3.1.1 植物的二氧化碳同化过程 144
3.1.2 植物对碳酸氢根离子的利用 154
3.1.3 喀斯特逆境下植物的无机碳利用策略 155
3.2 二氧化碳稳定碳同位素组成日平均值的测定 157
3.2.1 原理 157
3.2.2 技术规程 159
3.2.3 应用实例 161
3.3 野外生境下植物的碳酸氢根离子利用能力的检测和评判 164
3.3.1 原理 165
3.3.2 技术规程 165
3.3.3 应用实例 167
3.4 控制实验下植物的碳酸氢根离子利用能力及总光合同化能力的检测和评判 168
3.4.1 原理 169
3.4.2 技术规程 172
3.4.3 应用实例 175
3.5 高效利用碳酸氢根离子植物的快速筛选 177
3.5.1 原理 178
3.5.2 技术规程 178
3.5.3 应用实例 180
参考文献 184
第4章 植物抗干旱能力的检测 189
4.1 喀斯特适生植物水分利用特征 191
4.1.1 植物的水分代谢过程 192
4.1.2 植物对代谢水的利用 197
4.1.3 喀斯特逆境下植物的水分利用策略 197
4.2 植物的需水量与抗干旱能力 198
4.2.1 植物需水量的确定 199
4.2.2 干旱逆境下的植物需水量 200
4.2.3 利用指示植物的需水信息确定新型作物需水量 201
4.3 叶片紧张度与植物的水分状况 208
4.3.1 叶片生理电容与叶片水势 209
4.3.2 叶片紧张度 216
4.3.3 叶片紧张度测定方法 216
4.3.4 利用叶片紧张度反映植物水分状况 222
4.4 利用电生理信息快速定量植物固有抗干旱能力的方法 227
4.4.1 原理 227
4.4.2 技术规程 227
4.4.3 应用实例 230
4.5 利用叶绿素荧光信息快速定量植物固有抗干旱能力的方法 234
4.5.1 原理 234
4.5.2 技术规程 235
4.5.3 应用实例 237
4.6 利用根系分泌的苹果酸特征评估植物抗干旱胁迫能力 239
4.6.1 原理 239
4.6.2 技术规程 241
4.6.3 应用实例 245
参考文献 246
第5章 植物耐低营养能力的检测 255
5.1 喀斯特适生植物的养分利用特征 256
5.1.1 植物对氮素的利用 256
5.1.2 植物对无机磷的利用 258
5.1.3 植物对微量元素的吸收利用 259
5.2 植物氮利用能力的检测 260
5.2.1 植物耐低铵能力的检测 261
5.2.2 植物利用硝酸盐能力的测定 265
5.3 植物耐低磷能力的测定 268
5.3.1 基于离子吸收动力学特征的植物耐低磷能力的检测 268
5.3.2 利用根系分泌有机酸特征检测植物抗缺磷胁迫的能力 272
5.3.3 植物固有抗低磷胁迫能力的检测 277
5.3.4 利用不同磷水平下铁含量变化特征判定植物的喀斯特适应性 281
参考文献 286
第6章 植物光呼吸及1，5-二磷酸核酮糖再生能力的检测 292
6.1 1，5-二磷酸核酮糖的来龙去脉 294
6.1.1 核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶的羧化作用 295
6.1.2 核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶的氧化作用 296
6.1.3 核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶对环境的响应和调控 298
6.1.4 喀斯特适生植物核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶特征 300
6.2 基于光/二氧化碳响应曲线的植物光呼吸份额的检测 301
6.2.1 原理 302
6.2.2 技术规程 302
6.2.3 应用实例 305
6.3 植物糖代谢中的糖酵解和磷酸戊糖途径份额的检测 307
6.3.1 原理 307
6.3.2 技术规程 309
6.3.3 应用实例 312
6.4 植物光合生长力的检测 314
6.4.1 原理 315
6.4.2 技术规程 315
6.4.3 应用实例 319
6.5 植物1，5-二磷酸核酮糖再生能力的检测 322
6.5.1 原理 323
6.5.2 技术规程 324
6.5.3 应用实例 327
参考文献 330
第7章 室内培养植物的喀斯特适生性评价 337
7.1 模拟喀斯特逆境下植物的生长及生理响应 338
7.1.1 模拟喀斯特逆境条件的选择 338
7.1.2 植物生长和抗逆境能力的在线测定 340
7.1.3 生理指标的选择和测定 345
7.1.4 不同植物生长及生理对不同逆境的响应差异 348
7.2 植物对模拟喀斯特逆境的生理响应与喀斯特适生性评价 351
7.2.1 构树和桑树对不同喀斯特逆境的响应 351
7.2.2 牵牛花、金银花和爬山虎对不同喀斯特逆境的响应 361
7.2.3 麻疯树和枫杨对不同喀斯特逆境的响应 383
7.2.4 综合评价 389
参考文献 391
第8章 自然生境下植物的喀斯特适生性评价 400
8.1 乔木树种喀斯特适生性评价 402
8.1.1 形态及生态特征 402
8.1.2 光合特征 405
8.1.3 叶绿素荧光特征 416
8.1.4 碳酸酐酶变化特征 418
8.1.5 无机碳利用特征和水分利用特征 421
8.1.6 综合评价 424
8.2 灌木树种喀斯特适生性评价 425
8.2.1 形态及生态特征 426
8.2.2 光合特征 428
8.2.3 叶绿素荧光特征 438
8.2.4 碳酸酐酶变化特征 439
8.2.5 无机碳利用特征和水分利用特征 440
8.2.6 综合评价 442
参考文献 443
Contents
Chapter1 The adaptive mechanism of the karst-adaptable plants 1
1.1 Typical karstic soil environment 3
1.1.1 Carbonate versus calcareous soil 3
1.1.2 The formation and basic properties of calcareous soil 4
1.1.3 The acid base characteristics of calcareous soil 5
1.1.4 The water retention characteristics of calcareous soil 5
1.1.5 The nutrient characteristics of calcareous soil 7
1.1.6 Migration characteristics of calcium and magnesium among carbonate rocks， calcareous soil and the vegetation 7
1.2 Morphological characteristics of the karst-adaptable plants 9
1.2.1 Leaf morphological and anatomical characteristics 10
1.2.2 Morphological structure of roots， stems and plant types in plants 13
1.3 Physiological and ecological mechanisms of the karst-adaptable plants 17
1.3.1 Photosynthesis mechanism 18
1.3.2 Inorganic nutrition mechanism 25
1.3.3 Action mechanism of carbonic anhydrase 28
1.3.4 Biodiversity mechanism 36
1.3.5 Mechanism in the regulation of calcium and adaptation to the environment with high ［bicarbonate］ 46
1.3.6 The action mechanism of the rootexuded organic acids 50
1.4 Plants’ adaptat
