木本植物响应环境胁迫的重要特征和机制

　　《木本植物响应环境胁迫的重要特征和机制》依据植物水分和能量代谢平衡原理，通过切脉、树干打孔、伐桩观测以及渗透胁迫试验等手段，用气象数据分析、热红外成像检测和数字图像解析等生态信息学新方法和新技术，结合水分状态、光合作用、蒸腾强度、气孔导度和花色素苷含量等生理观测和分析，从组织结构层面深入研究了木本植物对环境胁迫的重要响应特征和机理。研究发现，叶色变化、叶焦枯或脱落和冠形变化甚至整株枯萎往往伴随着水分和能量的失衡，且与其气孔、叶脉和输水系统的结构功能相统一。在一定程度上继承和发展了植物蒸腾叶面积缩减的理论，合理地解释了一些自然现象。

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前言
常用缩略语
第1章 叶色的变红 1
1.1 问题的提出和研究背景 1
1.2 植物的红叶现象 3
1.2.1 北美枫香叶片的续红和早红 3
1.2.2 常绿阔叶树山茶的叶续红 9
1.2.3 鳞叶树种侧柏的叶续红 11
1.2.4 其他植物叶色变化 13
1.3 红叶与环境变化的关系及其事例 15
1.3.1 相关的研究报道 15
1.3.2 环境条件与北美枫香的叶色变红 17
1.3.3 黄栌叶色变红与环境的关系 21
1.3.4 爬山虎的叶色变红与环境的关系 22
1.3.5 环境变化与其他树种的红叶 24
1.4 叶色依叶序而变化的现象 25
1.4.1 初生幼叶按叶序的叶色变化 25
1.4.2 成熟叶片按叶序的脱落和变色 28
1.5 叶片结构性变色 32
1.5.1 幼叶萌生过程中的变红现象 32
1.5.2 一些叶状体的变红现象 34
1.5.3 叶尖、叶缘和脉间的变红现象 36
1.5.4 叶脉特征与成熟功能叶片的早红现象 39
1.5.5 叶色变化的分类学共性特征 42
1.6 叶色变化的机理分析 55
1.6.1 幼叶的“窗口期”和叶色变红 55
1.6.2 老龄叶片脱落时的“窗口”期和叶色变红 58
1.6.3 过渡性局部组织的变色 60
1.6.4 叶变色与叶温的关联性 61
1.6.5 叶变色与水分失衡 64
1.6.6 变色的响应机理及其实际应用潜力 67
参考文献 69
第2章 树木蒸腾表面积缩减 72
引言 72
2.1 脱水和盐害的问题 72
2.1.1 以往研究及问题 72
2.1.2 叶尖叶缘枯萎的盐害试验及证据 78
2.1.3 叶尖叶缘枯萎的渗透胁迫试验及证据 80
2.1.4 水分代谢失衡诱发叶尖叶缘枯萎的事件 83
2.1.5 角质蒸腾与叶片的脱水和枯萎 86
2.2 脱水与蒸腾表面的缩减 87
2.2.1 从水分胁迫到蒸腾表面的缩减 87
2.2.2 从切脉试验中获得的叶片可塑性信息特征 91
2.2.3 极端干热和冷冻环境中水链的拉断 94
2.2.4 局部木质部脆弱性的深层解析 99
2.2.5 SPAC空间异质性及其论据 101
2.2.6 内聚力、补偿压与蒸腾表面缩减 104
2.3 各类蒸腾叶面积缩减 109
2.3.1 小叶和畸形 109
2.3.2 脱落和枯萎 112
2.3.3 落花落果 119
2.3.4 常绿树种的局部叶焦枯和脱落 120
2.3.5 其他类型的蒸腾表面缩减 122
2.4 蒸腾表面积缩减的机理分析 124
2.4.1 基于叶脉的叶形发育 124
2.4.2 形态末端的枯萎 128
2.4.3 按叶序的叶片变黄、脱落和枯萎 129
2.4.4 蒸腾叶表面缩减的内在机制 132
2.4.5 缩减蒸腾表面的方式 133
参考文献 135
第3章 极端气象事件与松树枯萎 140
引言 140
3.1 松树枯萎病的研究和问题 142
3.2 强台风和夏季干旱诱发的松树枯萎 146
3.2.1 夏季干旱等诱发的松树枯萎 146
3.2.2 强台风袭击后松树的枯萎 154
3.2.3 松树枯萎与台风和夏季干旱链接的极端事件 158
3.3 松树枯萎的比较气象学分析 162
3.3.1 松属树种的分布和松树枯萎病发生的格局 162
3.3.2 东亚、中北欧和美国气候的差异及比较 164
3.3.3 台风/飓风灾害频发地域的比较 174
3.3.4 松树枯萎病与不同地理环境的关联分析 179
3.4 松脂产量、松树枯萎和农作物受灾 187
3.5 松树枯萎和水分、能量代谢平衡 193
3.5.1 松针对极端干热环境的响应 193
3.5.2 松树枝干对极端环境的响应 198
3.5.3 松树枝叶的水分内聚运动 203
参考文献 205
第4章 木本植物与环境交互作用的复杂性和多样性 211
引言 211
4.1 木本植物系统结构性的综合缺绿症 211
4.2 环境胁迫的多样性和变化 222
4.2.1 植物对泥碳沼泽环境的响应 222
4.2.2 营养元素的限制性 223
4.2.3 树木对大气污染的响应 225
4.2.4 树木对污水的响应 227
4.2.5 树木对酸雨的响应 228
4.3 树木抗性和敏感性的动态变化 229
4.3.1 植物或树木的敏感状态 230
4.3.2 衰老叶片的脆弱性 231
4.4 次生性的病害 236
4.4.1 叶片衰老 237
4.4.2 叶片的衰老过程和次生病害 239
4.4.3 “∧”和“∨”型叶片局部枯萎症状的区分及判别 240
4.4.4 次生病害与气象灾害的关系 244
4.4.5 次生病害的事例 246
4.5 松树枯萎与柯赫法则的有条件适用性 253
4.5.1 松材线虫检测与松树枯萎之间不一致 253
4.5.2 松树枯萎事件的偶然性和必然性 254
4.5.3 柯赫法则的有条件适用性 256
4.5.4 病理学的柯赫法则与生态学的限定性因素原理、多因素综合原理的关系 258
参考文献 259
第5章 树木对气候变化和极端环境的响应 264
引言 264
5.1 气候变化与林木极端气象灾害事件 265
5.1.1 气候变化与极端气象事件 265
5.1.2 气候变化对农林作物和植被的影响 266
5.1.3 气候变化与林木气象灾害 268
5.2 气候波动变化中的盛衰平衡 275
5.2.1 台风等扰动因素与气候的波动变化 275
5.2.2 树木的盛衰平衡 278
5.3 树木对气候变化和气象灾害链的响应 280
5.3.1 容易被忽略的现象和事件 280
5.3.2 间接和迟滞的灾害响应事件 288
5.4 气象灾害事件中木本植物液气界面的直观检测 292
参考文献 301
附录1 叶片和针叶花色素苷的提取及其相关参数的构建和计算 306
附录2 树木枝叶含水率和保水能力(角质蒸腾)的测定 307
附录3 热红外成像枝叶热温的测定以及土壤含水量的估测 308
附录4 RGB图像解析及其相关参数的计算 309
附录5 若干生理指标的测定 311
附录6 气象参数的构建和计算 313
附录7 叶片角度的观测 316
附录8 等距拍摄测定相对叶面积 317
附录9 气孔的观测及其相关参数的计算 318
附录10 叶柄拉力的测定 319
附录11 氯离子(Cl–)和钠离子(Na+)的测试方法 320
附录12 植物种和学名 321
附录13 动物和微生物及学名 326
后记和致谢 327
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