沙漠人工植被蒸渗池测定及蒸腾量推算

2003年6月-2004年10月植物生长季,利用表面覆盖油毡的非称重式蒸渗池测定了油蒿和柠条的蒸腾量,观测了土壤水分平衡场的蒸散量及植物地上部分生长情况。结果表明,蒸渗池测定结果通过单位换算统一和尺度转换,同LI-1600气孔计测定结果进行方差分析表明物种间(油蒿和柠条)差异达显著水平(P<0.05),测定方法间(蒸渗池和LI-1600气孔计)差异不显著。从而说明,在干旱沙漠区利用蒸渗池表面覆盖油毡测定植物蒸腾是可行的,以叶面积指数和有效盖度为基础进行叶片水平与种群水平间的尺度转换是成功的;同时,基于蒸渗池测定结果推算出了土壤水分平衡场4个样地的蒸腾总量。2003年的降水量约是2004年降水量110.9 mm的2倍多;受此影响,2003年的植物地上部分生长情况好于2004年;同时,干旱不仅降低了样地内植物的蒸腾量和蒸散量,而且增加了降水的蒸发损失。     

毛乌素沙地主要建群植物蒸腾耗水特性的研究

在植物生长旺季初期(7月份),采用LI-1600型气孔针对毛乌素沙地主要建群植物油蒿(Artemisia ordosica)、中间锦鸡儿(Caragana intermedia)、沙柳(Salix psammophyla)和旱柳(Salix matsudana)的蒸腾耗水进行了测定。结果表明:供试植物的蒸腾速率日动态曲线均为单峰型,无午休现象,其中固定沙地油蒿和半固定沙地油蒿的蒸腾速率在中午13∶00出现峰值。气孔扩散阻力是所有供试植物蒸腾速率的主要影响因子。对供试植物的蒸腾耗水进行的评估表明,不同植物的日最大蒸腾速率和日平均蒸腾速率大小为固定沙地油蒿>半固定沙地油蒿>沙柳>旱柳>中间锦鸡儿;植物单株月累计蒸腾耗水量大小为旱柳>沙柳>固定沙地油蒿>半固定沙地油蒿>中间锦鸡儿;植物种群单位面积单位时间内的蒸腾耗水量大小顺序为固定沙地油蒿>半固定沙地油蒿>沙柳>旱柳>中间锦鸡儿。     

库布齐沙地三种植物光合、蒸腾特性和水分利用效率研究

采用LI-6400便携式光合系统,对库布齐沙地建群种油蒿以及人工栽培植物塔落岩黄芪和沙打旺的光合作用、蒸腾作用及水分利用效率进行了研究。结果表明,库布齐沙地的油蒿表现出高光合、高蒸腾的特点,其净光合速率和蒸腾速率均大于塔落岩黄芪和沙打旺,但水分利用效率较低;塔落岩黄芪表现出高光合、低蒸腾的特点,水分利用效率较高;沙打旺表现出低光合、低蒸腾的特点,水分利用效率介于油蒿和塔落岩黄芪之间。油蒿与塔落岩黄芪的净光合速率日变化呈明显的双峰曲线,沙打旺只在16∶00出现一个单峰。气孔导度和光合有效辐射作为重要的生理因子和主要环境因子分别影响着三种植物净光合速率和蒸腾速率的变化。     

西北地区8种耐旱植物营养成分在秦川肉牛瘤胃的降解情况

本试验采集了西北地区8种耐旱植物(柠条、油蒿、桑叶、苦马豆、千屈菜、香豆子、元宝枫叶、无芒雀麦),选用4头体重相近的秦川牛肉用新品系瘤胃瘘管公牛进行试验,探究8种植物干物质(DM)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)的瘤胃降解特性。结果：常规营养成分：CP含量从小到大依次为无芒雀麦、千屈菜、油蒿、元宝枫叶、柠条、香豆子、桑叶、苦马豆(P<0.05);元宝枫叶与油蒿NDF、 ADF含量相近(P>0.05),其他植物均存在显著差异(P<0.05)。瘤胃降解特性：桑叶与苦马豆的DM降解效果显著高于其他6种植物(P<0.05),无芒雀麦48 h的 DM降解率仅29.56%,显著低于其他植物(P<0.05),油蒿、千屈菜、元宝枫叶48 h时DM降解情况差异不显著(P>0.05);CP的ED值从小到大依次为无芒雀麦、元宝枫叶、千屈菜、油蒿、柠条、香豆子、桑叶、苦马豆(P<0.05);NDF的ED值从小到大依次为无芒雀麦、元宝枫叶、油蒿、千屈菜、柠条、香豆子、苦马豆、桑叶(P<0.05),ADF的ED值从小到大依次为无芒雀麦、元宝枫叶、油蒿、千屈菜、苦马豆、香豆子、柠条、桑叶,其中柠条、苦马豆、香豆子和油蒿、元宝枫叶差异不显著(P>0.05)。     

施水量对毛乌素沙地4种优势植物叶绿素荧光的影响

以毛乌素沙地4种优势植物沙柳、杨柴、油蒿和柠条为对象，研究人工控制4种施水量模拟叶绿素荧光的对全球降水量变化的影响。结果表明，不同施水量对供试植物的初始荧光、最大荧光，可变荧光和PSII光化学效率均具有显著影响。4种植物的以上参数对不同施水量的响应差异明显。施不量157.5mm，沙格、杨柴、油蒿和柠条以及施水量630.0mm的柠条受到明显的水分胁迫，表现出明显的光抑制现象。     

施水量变化对毛乌素沙地4种优势植物叶绿素荧光的影响

以毛乌素沙地4种优势植物沙柳、杨柴、油蒿和柠条为对象，人工控制4种施水量来模拟叶绿素荧光对全球降水量变化的响应。结果表明，不同施水量对这4种优质植物的初始荧光、最大荧光、可变荧光和PSII光化学效率均有显著影响，而且4种植物的这些参数对不同施水量的响应差异明显。在157.5mm施水量时沙柳、杨柴、油蒿和柠条以及630.0mm施水量时柠条都受到明显的水分胁迫，表现出明显的光抑制现象。     

黄土高原半湿润区不同生长年限苜蓿叶片光合性能研究

利用Li-6400型光合作用测定系统,测定了不同生长年限苜蓿叶片的光合参数.结果表明,1)生长年限对苜蓿光合特性有较大的影响,对气孔导度的影响最大,其次是蒸腾速率和叶绿素相对含量.2)苜蓿叶片净光合速率、蒸腾速率日变化均呈现"双峰"曲线,有明显的光合"午休"现象.3)净光合速率与光合有效辐射、气孔导度、叶绿素相对含量呈极显著正相关,与蒸腾速率呈显著正相关,与田间CO<,2浓度呈极显著负相关.蒸腾速率与叶绿素相对含量、光合有效辐射呈极显著或显著正相关,与田间CO<,2浓度呈极显著负相关.4)从苜蓿的光合特性综合分析,苜蓿的最佳利用期为6年.     

沙生植物差巴嘎蒿光合特性及其模拟研究

对自然条件下沙生植物差巴嘎蒿的光合作用日变化及光响应等进行了观测。结果显示,差巴嘎蒿净光合速率日变化曲线为双峰型,有明显的光合“午休”现象,根据Farquhar和Sharkey的判别方法,差巴嘎蒿净光合速率在8:00-14:00期间下降主要由气孔因素造成,14:00后净光合速率的降低则主要由非气孔因素造成的。水分利用效率日变化曲线为双峰型,显示了差巴嘎蒿对干旱环境的强适应性。采用不同光响应和气孔导度模型对差巴嘎蒿光响应曲线进行了拟合,结果表明,直角双曲线修正模型和气孔导度修正模型模拟结果与实际观测值具有较好的一致性。     

伊犁蒿和草原苔草蒸腾强度的初步研究

本文初步研究了伊犁篙和草原苔草的蒸腾强度以及与环境因子的相关性,研究结果表明:两种牧草一天的蒸腾强度过程为单峰,草原苔草蒸腾强度大于伊犁蒿,同一种牧草在不同坡向的蒸腾差异不显著,并且根层的土壤温度对蒸腾有显著影响。对在垂直梯度上(150cm 和60cm)伊犁蒿蒸腾强度与大气温湿度关联度分析表明,在这两个层次上的温湿度作用不同,从而又进一步用稳态气孔计法进行了生理活动和环境因子之间的相关性分析,从理论上初步讨论了它们之间的辩证关系。     

4个紫花苜蓿品种分枝期光合速率、蒸腾速率日变化及其影响因子分析

在自然条件下,利用CIRAS-Ⅱ型便携式光合仪对分枝期的阿尔冈金、WL323高品质、WL414、大富豪4个紫花苜蓿品种(3龄1茬)的叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及相关的生理因子和生态因子的日变化进行测定,分析了4个紫花苜蓿品种的光合、蒸腾速率以及各影响因子对光合、蒸腾速率日变化的影响.结果表明,Pn、Tr及相关生理、生态因子的日变化趋势都呈单峰曲线或U型曲线,WL323高品质是高光合、高水分利用率和低蒸腾品种;4个苜蓿品种Pn的下降是由非气孔因素所致,Tr日变化与气温(Ta)、光合有效辐射(PAR)相关性最密切,且变化趋势一致;而Pn则主要受PAR和胞间CO2浓度(Ci)及气孔导度(Gs)的影响,其日变化趋势与PAR变化趋势相同,与Ci的变化趋势相反;生态因子PAR和Ta是4个紫花苜蓿品种Tr的主要决定因子,Ca是主要的限制因子,PAR是Pn的主要决定因子;生理因子Gs是Pn和Tr的主要决定因子,Ci是主要限制因子.     

黄土高原撂荒地植物群落共存种光合特性对土壤水分变化的响应

植物群落共存种的环境适应性和相对竞争能力差异是植物群落动态和演替的两个决定性因素,其中光合特性与二者都有紧密关联,因此研究群落共存种光合特性的差异对理解群落演替机理具有重要意义。以黄土丘陵区10种主要的撂荒地植物群落共存种为研究对象,测定其在不同的生长月份(8-10月)和不同水分条件下(适宜水分及中度、重度干旱胁迫)光合速率、蒸腾速率和水分利用效率等的变化,分析植物群落共存种光合特性对土壤水分变化的响应。结果表明:1)3种水分条件下,无芒隐子草、白羊草、小花棘豆和达乌里胡枝子的净光合速率日变化均呈单峰曲线,而冰草和阿尔泰狗娃花的则呈双峰曲线,有光合“午休”现象,10种群落共存种以无芒隐子草的日光合能力峰值最大,冰草的最小;2)除中华隐子草和阿尔泰狗娃花外,多数种的蒸腾速率日变化在3种水分条件下均呈单峰曲线,其中,无芒隐子草的日蒸腾能力峰值最大,小花棘豆的最小;3)日均净光合速率和日均蒸腾速率存在显著种间差异和生长月份差异(P<0.05),其中,无芒隐子草的日均净光合速率和日均蒸腾速率最大,而日均水分利用效率在不同物种和生长月份之间则无显著差异(P>0.05);4)在演替生态位置上,10种群落共存种以演替前期种的日均蒸腾速率和日均水分利用效率相对较低,而演替后期种相对较高,表明演替后期的植物水分利用性能较高。在干旱半干旱的黄土高原丘陵区,伴随演替进程的土壤环境旱化,演替后期序列种凭借其较高的水分利用能力,将在撂荒地群落中占据优势地位,从而逐渐代替演替前期种。     

天津滨海区草坪草净光合与蒸腾速率日变化特征

研究晴天条件下4种草坪草在不同供水处理下净光合速率和蒸腾速率的日变化特点。结果表明:草地早熟禾(Poa pratensis)和日本结缕草(Zoysia japonica)的净光合速率日变化曲线为双峰型,而高羊茅(Festuca arundinacea)和匍匐翦股颖(Agrostis stolonifera)为3峰型。草地早熟禾、高羊茅、匍匐翦股颖在供水处理间净光合速率差异极显著,而日本结缕草差异不显著;4种草坪草蒸腾速率的日变化曲线均为双峰型;草地早熟禾、高羊茅在供水处理间蒸腾速率差异极显著,匍匐翦股颖差异显著,日本结缕草差异不显著;草地早熟禾与高羊茅水分条件宜在(70%~55%)W,日本结缕草和匍匐翦股颖以(55%~40%)W为宜。     

不同荒漠草原植被根际与非根际土壤养分及碳库管理指数特征

通过对宁夏荒漠草原恢复工程主要植被柠条、沙蒿、短花针茅和蒙古冰草根际与非根际表层(0~5 cm)、亚表层(5~10 cm)和深层(10~15 cm)土壤养分、土壤总碳(soil total organic carbon,C_r)、活性有机碳(active organic carbon,C_A)、碳库指数(carbon pool index,CPI)及碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)特征进行分析研究,探讨不同植被恢复对土壤养分、CPMI变化特征的影响。结果表明: 1)4种植被土壤养分均随土壤深度增加呈降低趋势,根际大于非根际,柠条群落根际和非根际表层速效钾(AK)含量高达130.81和111.96 mg/kg,相对于亚表层和深层分别高6.87、31.65 mg/kg和23.57、61.44 mg/kg,随土层深度增加,根际表层,亚表层和深层比非根际土壤分别高18.84、35.55和48.63 mg/kg,表现出了荒漠草原特殊的“肥岛”聚集效应,不同群落间差异显著(P<0.05); 2)4种植被类型土壤总有机碳C_r含量在2.09~17.11 g/kg范围内,土壤碳库管理指数CPMI均表现为根际大于非根际,C_r和C_A含量在土壤垂直剖面中的分布相似,具有一定的“聚表效应”,柠条和蒙古冰草群落表层比亚表层碳库活度分别增加了38.41%和29.54%,不同植被类型之间碳库活度表现为蒙古冰草>沙蒿>柠条>短花针茅,植被恢复显著改善了土壤有机质分布状况和土壤碳库质量,明显增强荒漠草原土壤碳汇功能; 3)荒漠草原土壤CPMI 与土壤养分含量显著相关(P<0.05),pH与C_r、C_A、CPI和CPMI呈显著负相关(P<0.05),相关系数分别为-0.661、-0.437、-0.661和-0.410,与其他土壤养分指标呈显著或极显著正相关(P<0.05; P<0.01),土壤氮(N)、磷(P)、钾(K)促进了土壤碳库循环周转速率,显著提高土壤质量和生产力。CPMI能够用来作为评价土壤质量和土壤管理措施的有效指标。     

风沙流频繁吹袭对樟子松幼苗光合水分代谢的影响

为了解风沙流频繁吹袭对樟子松幼苗光合水分代谢的影响,2013年在内蒙古科尔沁沙地研究了0（对照）,6,9,12,15和18 m／s 等6个风速处理风沙流（风沙流强度相应为1．00,28．30,63．28,111．82和172．93 g／cm·min）4次吹袭下3龄樟子松幼苗光合速率、蒸腾速率、水分利用效率等指标的变化规律。结果表明,1）频繁的风沙流吹袭,可以改变樟子松幼苗蒸腾速率、气孔导度、胞间 CO2浓度和水分利用效率的日变化规律,但对光合速率日变化规律影响较小;2）随着风沙流强度的增加,其叶片相对含水量、叶面温度和日均光合速率、日均水分利用效率趋于下降,18 m／s 处理和对照相比分别下降4．6％,1．8％,52．6％和56．3％;日均蒸腾速率、日均气孔导度和胞间 CO2浓度趋于增加,18 m／s 处理和对照相比分别增加31．6％,75．0％和30．9％;3）随着风沙流强度的增加,其日最大光合速率和日最大水分利用效率趋于下降,日最大胞间 CO2浓度趋于增加,15 m／s 以下风沙流吹袭其日最大蒸腾速率降低,15 m／s 以上风沙流吹袭其日最大蒸腾速率显著增加;4）在风沙流吹袭下,樟子松光合能力的降低主要源于叶片含水量和叶片温度的下降以及叶片的机械损伤,而蒸腾速率的增加主要源于气孔导度的大幅度提升。     

兰州北山3个灌木优势种光合特性

本研究对兰州北山植被优势种柽柳(Tamarix austromongolica)、侧柏(Platycladus orientalis)和柠条(Caragana korshinskii)的光合特性和微气象环境进行了测定,分析了其日变化特点,并通过灰色关联度分析方法探讨了净光合速率(Pn)与生理因素及环境因素的关联程度。结果表明,1)自然条件下,3种植物的P_n日变化均为不对称的双峰曲线,存在明显的光合"午休"现象,这是由于午间高光强、高温构成光抑制现象。2)生理因素分别与3种植物P_n的关联度由大到小依次为,柽柳:胞间CO_2浓度(C_i)叶温(T_l)蒸腾速率(T_r)气孔导度(G_s)饱和水汽压(VPD)气孔限制值(Ls),侧柏:T_rT_lVPDC_iL_sG_s,柠条:TrTlCiGsVPDLs;生理因素中C_i对柽柳P_n的影响最大,T_r对侧柏和柠条P_n的影响最大。3)环境因素分别与3种植物Pn的关联度由大到小依次为,柽柳:光合有效辐射(PAR)相对湿度(RH)土壤温度(Ts)土壤湿度(SM)大气温度(Ta)大气CO_2浓度(Ca),侧柏:PARSMT_aT_sRHC_a,柠条:RHPARSMT_aC_aT_s;环境因素中PAR对柽柳和侧柏P_n的影响最大,RH则对柠条P_n的影响最大。     

放牧制度对短花针茅荒漠草原主要植物种光合特性日变化影响的研究

以内蒙古苏尼特右旗短花针茅荒漠草原为研究对象,通过划区轮牧与自由放牧的比较试验,研究3种主要植物种短花针茅、无芒隐子草和碱韭光合特性日变化对不同放牧制度的响应。结果表明,1)短花针茅、无芒隐子草和碱韭光合速率、蒸腾速率和气孔导度均表现为双峰型,具有明显的“午休”现象。胞间CO₂浓度表现为双谷型。2)在其他条件相同时,放牧方式的不同对主要植物种的净光合速率、蒸腾速率无影响,但对双峰值出现的时间有所影响。3)对照禁牧和划区轮牧较自由放牧提高荒漠草原疏丛型禾草无芒隐子草的气孔导度和胞间CO₂浓度。     

刈割时期和加工方式对柠条锦鸡儿饲用价值的影响

选用4头装有瘤胃瘘管的西门答尔牛,用常规全收粪法测定柠条锦鸡儿(Caraganakorshinskii)的消化率,用瘤胃尼龙袋法测定瘤胃降解率;选用荷斯坦育成母牛54头,分别饲喂当年生花期、结实期和2年生结实期切碎、揉碎及粉碎柠条锦鸡儿,测定饲喂效果。结果表明:干物质(DM)、有机质(OM)、粗蛋白质(CP)瘤胃降解率以开花期最高(P<0.05),当年生结实期显著高于2年生结实期老枝(P<0.05);中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和瘤胃降解率,当年生开花期与结实期差异不显著,但皆显著高于2年生老枝(P<0.05);OM消化率以花期揉碎处理最高(P<0.05),结实期揉碎和花期切碎间差异不显著,但显著高于其它处理;CP、NDF和ADF消化率均以花期揉碎最高,与结实期揉碎差异不显著,但显著高于其它处理;每千克代谢体重柠条锦鸡儿和日粮干物质采食量均以结实期较高;加工方式以粉碎采食量高;结实期揉碎处理的采食率、日增重最高(P<0.05),每千克增重消耗精料最少,增重成本最低。