干旱環(huán)境下胡楊葉片形態(tài)和微觀特征的研究

熊遠(yuǎn)猇 萬(wàn)宇軒 馬麗霞

摘要? ? 為了探究胡楊應(yīng)對(duì)干旱的適應(yīng)機(jī)制，本研究從宏觀方面對(duì)葉片形態(tài)和面積進(jìn)行觀察，到微觀角度對(duì)柵欄組織細(xì)胞、氣孔分布等進(jìn)行觀察，對(duì)比分析胡楊過(guò)渡類(lèi)型葉片（胡楊披針形葉片、胡楊闊卵形葉片）和加拿大楊闊卵形葉片的差異性。結(jié)果表明，胡楊冠層葉片葉形種類(lèi)多、表面蠟質(zhì)皮質(zhì)層厚、氣孔稀疏且下陷、葉脈密度大、碳含量高等特點(diǎn)為胡楊在干旱條件下生存提供了生理基礎(chǔ);同時(shí)，確定了維持胡楊節(jié)流儲(chǔ)水功能的內(nèi)部和外部形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，揭示了胡楊應(yīng)對(duì)干旱的適應(yīng)機(jī)制。

關(guān)鍵詞? ? 胡楊;葉片形態(tài);微觀特征;抗旱機(jī)制

中圖分類(lèi)號(hào)? ? S792.119? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2020）14-0110-03

Abstract? ? In order to explore the response mechanisms of Populus euphratica to drought， this study observed the leaf morphology and area from the macro perspective， and observed the palisade tissue cells， stomatal distribution and so on from the micro perspective， compared and analyzed the differences between transition type leaves of Populus euphratica （lanceolate leaves and broadly ovate leaves of Populus euphratica） and broadly ovate leaves of Canadian poplar. The results showed that the characteristics of Populus euphratica， such as multiple leaf forms， thick waxy cortex layer， sparse stomata and subsidence， large leaf vein density and high carbon content， provided physiological basis for Populus euphratica to survive under drought conditions. At the same time， the study determined the characteristics of internal and external morphological structure that maintained the function of water storage and throttling， and revealed the mechanism of adaptation to drought.

Key words? ? Populus euphratica; leaf morphology; microscopic characteristic; drought resistance mechanism

胡楊（Populus euphratica）是楊柳科楊屬植物，生長(zhǎng)于溫帶大陸性氣候，適應(yīng)干旱的荒漠環(huán)境，在內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗生長(zhǎng)面積廣泛[1]。胡楊夏季日耗水量為20～30 kg/株，春秋季為10～20 kg/株，冬季<10 kg/株。目前，環(huán)境保護(hù)是世界范圍內(nèi)廣泛關(guān)注的話(huà)題，胡楊抗旱性強(qiáng)的特點(diǎn)引起研究者的關(guān)注。本研究旨在從葉片形態(tài)到微觀特征等方面研究胡楊應(yīng)對(duì)干旱的機(jī)理，為環(huán)境保護(hù)及植物微觀結(jié)構(gòu)研究工作提供參考。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料選取胡楊葉片250片（采自額濟(jì)納旗）、加拿大楊葉片250片（采自北京市一〇一中學(xué)校園）。

1.2? ? 樣方設(shè)計(jì)

從河岸到沙丘頂部選取5個(gè)10 m×10 m樣方，樣方1、3位于距河道50～150 m的岸邊，樣方2、4位于沙丘中部，樣方5位于沙丘頂部（圖1）。共調(diào)查834株胡楊，其中770株存活、64株死亡。老年、中年和幼年胡楊分別為52、563、155株。

1.3? ? 試驗(yàn)方法

1.3.1? ? 葉片形態(tài)特征及尺寸。每個(gè)樣方選取3株胡楊樹(shù)，按高度將樹(shù)冠劃分為不同的層面，觀察每一層葉片的形態(tài)及分布特征。取葉片，制作臨時(shí)裝片，放在Axio Imager.Z2型正置顯微鏡下觀察橫切面。用直尺測(cè)量葉片尖端到基部的長(zhǎng)度（葉長(zhǎng)）和葉片的最寬處（葉寬），用游標(biāo)卡尺測(cè)定葉片厚度，計(jì)算葉片面積。計(jì)算公式如下：

葉片面積=葉長(zhǎng)×葉寬/1.2（1）

1.3.2? ? 確定氣孔形態(tài)和氣孔密度。在葉片的上下表皮隨機(jī)選取5個(gè)區(qū)域，通過(guò)顯微鏡觀察葉片上下表皮的氣孔分布，測(cè)量區(qū)域面積并統(tǒng)計(jì)氣孔數(shù)量，確定氣孔密度。將指甲油均勻涂抹在葉片表面，晾干后撕掉，表皮隨即被撕下。將表皮置于載玻片上，通過(guò)顯微鏡觀察單個(gè)氣孔的形態(tài)，利用標(biāo)尺測(cè)量氣孔長(zhǎng)度，重復(fù)5次。

1.3.3? ? 維管束和柵欄組織形態(tài)觀察。取葉送至武漢谷歌生物科技公司，制作石蠟切片，觀察維管束和柵欄組織形態(tài)。