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贵州喀斯特地区具备特殊的地质结构和环境条件,严重制约和限制了大多数植物在该区域内的正常生长,使得该喀斯特区域内植物种类单一、生态环境脆弱且极易受到破坏。然而不同的植物种类对喀斯特地区典型环境条件具备不同的生理生态响应,因此依据植物在喀斯特环境中是否能够采取生理调节策略与无机碳氮利用策略进而是否表现出一定的适生机制,可以识别其是否为喀斯特环境适生植物。本论文选择喀斯特环境适生植物诸葛菜及其同科的非喀斯特适生植物甘蓝型油菜为试验材料,通过人工模拟手段模拟喀斯特地区典型高pH和高重碳酸盐的碱性土壤环境,采用聚乙二醇(PEG-6000)调节渗透势模拟岩溶干旱,筛选氮同位素比值合适的硝酸盐试剂、铵盐试剂以及碳同位素比值合适的重碳酸盐分别作为氮同位素示踪剂和碳同位素示踪剂,采用稳定同位素技术进行植物无机碳氮同化示踪,开展了重碳酸盐、碱性环境下喀斯特适生植物和非喀斯特适生植物对不同氮源(硝酸盐作为唯一氮源;铵盐作为唯一氮源; Hoagland营养液;铵多硝少营养液)及干旱的碳氮同化响应研究和Hoagland营养液培养下重碳酸盐对喀斯特适生植物无机碳氮同化影响研究,总结了重碳酸盐、偏碱性环境下喀斯特适生植物和非喀斯特适生植物对不同氮源及干旱的碳氮同化响应差异性,进而初步探讨了喀斯特环境适生植物与非喀斯特环境适生植物碳氮耦合差异,以期能为筛选适宜的植物种类进行喀斯特地区生态恢复提供理论依据。本研究取得的主要结论如下:(1) 喀斯特适生植物诸葛菜的生长及光合受干旱、高重碳酸盐、偏碱性环境影响不大而受氮源影响较大,诸葛菜具有极强的“嫌铵”性和极强的硝态氮利用偏好性,其在低氮浓度下具有高氮源获取能力。非喀斯特适生植物甘蓝型油菜的生长及光合除受高重碳酸盐、偏碱性环境影响外,受干旱影响十分显著。甘蓝型油菜也具有一定的“嫌铵”性,但其“嫌铵”性比喀斯特适生植物诸葛菜弱,甘蓝型油菜在低浓度下具备低氮源获取能力,同时也具备较弱的外源碳酸盐吸收利用能力;(2) 喀斯特适生植物诸葛菜与非喀斯特适生植物甘蓝型油菜相比具有较强的硝态氮代谢能力,与此同时诸葛菜与甘蓝型油菜相比铵态氮利用效率很弱。干旱使得喀斯特适生植物诸葛菜的“嫌铵”性更强,却使得非喀斯特适生植物甘蓝型油菜的铵态氮利用效率增加显著;(3) 喀斯特适生植物诸葛菜和非喀斯特适生植物甘蓝型油菜具备不同的氮素利用特征且干旱对诸葛菜和甘蓝型油菜的氮素利用影响也不同。干旱时非喀斯特植物甘蓝型油菜的生长受氮限制而喀斯特适生植物诸葛菜的生长受碳限制,喀斯特适生植物诸葛菜的无机碳同化能力对其生长适生性起决定作用;(4) HCO3-对喀斯特适生植物诸葛菜的无机氮同化有促进作用但对其无机碳代谢无显著影响,这可能与诸葛菜光合作用与无机氮代谢的密切关系主要是通过光合作用中的光合链为氮代谢中的硝酸还原过程和亚硝酸还原过程提供电子来源构建有关。诸葛菜能在重碳酸盐环境生长发育,这与其具备较强的碳酸酐酶(CA)活性或与重碳酸盐条件激活其碳酸酐酶(CA)活性有关;(5) 喀斯特适生植物诸葛菜具稳定的碳氮耦合关系,而非喀斯特适生植物甘蓝型油菜无稳定的碳氮耦合关系。