光是植物赖以生存的重要环境因子，但是植物在获得光的同时不可避免的会受到紫外辐射的伤害。尤其是近年来，人类向大气中排放的大量氮氧化合物和氟氯烃类化合物(CFCs)引起臭氧分子的分解，导致到达地球表面的紫外辐射增加，特别是UV-B辐射增强。而另一方面，植物对UV-B辐射反应的敏感性在种间和品种间存在差异，主要受植物基因型，生态型和生活型的控制。本项目分别以粗枝云杉和青杨组杨树为模式植物，从形态和生理生化方面分别研究了来自不同水分背景下的粗枝云杉种群和来自不同UV-B背景下的青杨种群在增强UV-B下的反应及其反应差异，并探讨了干旱、喷施外源脱落酸(ABA)对它们抗UV-B能力的影响。研究成果可为生态系统的恢复与重建提供理论依据和科学指导。主要研究结果如下：　　 1.粗枝云杉的两个种群，湿润种群(来自四川黑水)和干旱种群(来自甘肃迭部)在水分良好和干旱状况下表现出对增强UV-B的不同响应。同时，干旱对粗枝云杉抗UV-B能力的影响也得到研究：两种胁迫共同作用时，干旱表现出在一定程度上减弱了增强UV-B对粗枝云杉的生理特性的影响。　　 干旱胁迫显著降低了两个粗枝云杉种群的光合同化速率(A)，气孔导度(9s)和Psn的有效光量子产量(Y)，同时，提高了非光化学猝灭效率(qN)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性。与湿润种群相比，干旱种群抗旱性更强，表现为干旱种群拥有更高的SOD和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及更低的丙二醛(MDA)和电导率水平。另一方面，增强UV-B在水分良好条件下，导致两个种群叶绿素含量的显著下降。同时，UV-B增加了湿润种群的UV吸收物质含量。经过一个生长季，干旱和增强UV-B间显著的交互作用表现在两个种群中的MDA和电导率中。相比干旱引起的MDA和电导率的增加，在干旱和增强UV-B两种胁迫同时存在时，增加幅度有所减弱。另外，在湿润种群中，干旱和UV-B的叠加效应表现在Z和gs中，在干旱种群中，则表现在APX活性和qN中。　　 2.干旱和增强UV-B以及二者的共同胁迫对来自不同海拔的两个青杨种群(高海拔种群来自青海大通，低海拔种群来自四川九寨)的生长和生理特性均产生了显著影响。而且，同干旱胁迫单独作用时比较，UV-B作为一种重要的光分子信号，改变了青杨在干旱和UV-B同时存在时的反应。研究结果显示，干旱进一步加剧了UV-B的胁迫效应。　　 本研究中，干旱胁迫单独作用时，显著降低了青杨两个种群的生物量积累和气体交换，具体包括Z、gs、蒸腾速率(E)和光合氮利用效率(PNUE)，提高了两个种群的瞬时水分利用效率(WUEi)、长期水分利用效率(WUEr)、碳同位素组分(613C)和氮含量(N)。同时，UV吸收物质和ABA含量也得到积累。另一方面，增强UV-B对青杨两个种群各个指标的影响，同干旱所引起的效应有着相似的趋势。同低海拔种群相比，高海拔种群有着更强的抗旱和抗UV-B能力，具体表现在高海拔种群有着更多的生物量积累，更强的气体交换和水分利用效率及更高水平的ABA和UV吸收物质含量。相比干旱诱导的生物量积累和气体交换的降低，在干旱和增强UV-B两个胁迫同时作用于青杨时，这种降低表现的更为明显。显著的干旱和UV-B的交互作用还表现在WUEbWUEr，813C，可溶性蛋白含量，UV吸收物质含量，ABA，叶片和茎中的N含量以及C/N比中。　　 3.经过一个生长季的试验观察，增强UV-B、外源ABA及两因子共同作用对青杨的生物量积累、气体交换、内源ABA和UV吸收物质含量、抗氧化系统以及碳、氮含量和碳/氮比均产生显著影响。本试验中，青杨的两个种群分别来自中国西南部的不同海拔地区，高海拔种群来自青海大通而低海拔种群来自四川九寨。外源ABA的胁迫为直接喷施ABA到青杨叶片，而增强UV-B胁迫是利用平方波系统分别保证青杨苗暴露于外界UV-B强度和两倍于外界UV-B强度下。　　 研究结果显示，增强UV-B显著的降低了两个青杨种群的株高、基茎、总叶面积和总生物量等生长指标，同时也导致其A、gs、E和叶片中碳含量的减少。而显著增加了SOD和过氧化物酶(GPx)活性水平，诱导了过氧化氢(H2O2)和MDA的显著增加，促进了UV吸收物质和不同器官中内源ABA含量的显著积累。另一方面，外源ABA引起了青杨光合同化速率的下降，SOD和GPx酶活性的增强，H2O2和MDA含量也表现出显著增加，同时，内源ABA含量得到显著累积。同低海拔种群相比，高海拔种群具有更加抗UV-B和外源ABA的特性。显著的UV-B和ABA的交互作用表现在A，E SOD和GPx活性，以及叶片和根部的内源ABA等一系列指标中。在所有胁迫下，叶片中的碳和氮含量同其在茎和根中的含量显著相关，另外，叶片和茎中的氮含量同茎中的碳含量显著相关。