SPAC中油松栓皮栎混交林水分特征与气体交换

20 0 1年 4— 10月 ,通过林内标准地观测的方式 ,对北京西山地区一块 3 1年生的油松栓皮栎混交林的水势 (用压力室测定 )日变化、净光合速率和蒸腾速率 (用Licor 640 0测定 )日变化过程进行测定 .结果表明 ,在土壤 植物 大气连续体 (SPAC)系统中 ,生长季内水势的波动幅度按从大到小的顺序是大气 >植物 >土壤 ,其中大气水势的绝对值要比植物和土壤水势高 1～ 3个数量级 .土壤、植物和大气水势的日变化规律类似 ,并表现出明显的季节差异 .在生长季不同标准日内 ,油松和栓皮栎的净光合速率和蒸腾变化规律差异较大 .通常 ,栓皮栎的净光合速率和蒸腾速率明显高于油松 ,但在水分胁迫时 ,二者的差异会减小 .在生长季中的绝大部分时段 ,树木由于环境因子特别是土壤水分的限制作用不能达到其潜在的光合和蒸腾能力     

不同肥力水平下土壤-植物-大气连续系统水势温度效应研究

通过对田间土壤-植物-大气连续系统(SPAC)的昼夜观测,确定温度为影响SPAC水分运移的重要因素.随土壤温度升高土壤水势增大,显示温度对田间土壤水势的正效应,且高肥力的正效应大于低肥力.温度对小麦叶水势具有显着负效应,即小麦叶水势随气温升高而降低.温度与大气水势也呈现负相关,随着温度升高大气水势降低.温度与土壤-植物及植物-大气间水势梯度呈正相关,随气温升高,两者水势梯度增大.     

SPAC水分热力学函数及幼苗各叶位水分状况

1986～1987年在土壤-植物-大气连续系统(SPAC)中测定了土壤、小麦和玉米、大气的需水指标并计算了热力学函数。结果表明:SPAC中土壤水的偏摩尔自由能>植物水的偏摩尔自由能>大气水的偏摩尔自由能。大气水偏摩尔焓>土壤水偏摩尔焓>植物水偏摩尔焓。大气水的偏摩尔熵>土壤水的偏摩尔熵>植物水的偏摩尔熵。随着温度的升高,土壤水势、玉米小麦叶水势均升高,而大气水势降低。在SPAC中,玉米、小麦幼苗各叶位水势均表现为从基部向上依次增高的现象。     

不同水分状况下SPAC水分热力学函数特征和水势温度效应

在冬小麦的苗期、拔节期、扬花期,给予两种不同的水分处理(正常灌水和干旱),测定土壤、植物、大气的水势并计算热力学函数。结果表明:正常灌水条件下,不同生育期土壤水的△G比较接近,而干旱条件下土壤水的△G变化幅度较大。植物水的△G随小麦生长发育逐渐降低。无论正常灌水或干旱条件下,3个生育期中土壤水、植物水的△H大小变化趋势与△s变化相同,两者呈极显著相关。随着温度升高,土壤水势、植物叶水势均升高。当含水量降低时,土壤、植物的水势温度效应增高。     

干旱过程中苹果茎水势和叶水势的变化研究

分别于8：00和15：00,对田间生长的4 a生苹果树在充分灌水后的22 d干旱周期内的茎水势和叶水势进行跟踪测定,同时测定了土壤充分湿润、中度水分亏缺及严重水分亏缺条件下上述指标的日变化。结果表明：在3种土壤水分条件下叶水势的变化幅度在0.2MPa左右,差异不明显 而午间茎水势则由土壤充分湿润时的-0.6MPa降至土壤水分严重亏缺时的-1.8MPa,下降了1.2MPa。在整个干旱周期中,午间茎水势的变化虽受日蒸发量的影响,但其变化趋势与土壤水势的变化趋势较一致。随着干旱的加重,午间茎水势与叶水势之差,即茎、叶水势梯度也出现极大变化。在土壤充分湿润时,茎、叶水势梯度高达1.5MPa 在土壤水分严重亏缺条件下,差异缩小为0MPa。研究认为苹果外围新梢水势及茎水势与叶水势梯度的变化对土壤水分亏缺的反应比叶水势的变化更敏感,因此较适宜作为衡量果树水分亏缺程度的生理指标。     

去除凋落物对不同林龄油松次生林土壤呼吸的影响

【目的】探究3个龄级油松天然次生林去除凋落物后生长季土壤呼吸速率对环境因素的响应。【方法】采用LI-8100土壤碳通量仪测定中龄林(HF)、近熟林(NF)、成熟林(MF)3个龄级油松天然次生林生长季总土壤呼吸速率、去除凋落物后土壤呼吸速率,并同步采用自带的土壤温湿度传感器测定5cm深度处的土壤温度(T)和湿度(W)、近地面大气温度(Ta)和相对湿度(RH);采用氯仿熏蒸浸提法测定5cm深处土壤微生物量碳(MBC)。【结果】各林龄油松林土壤呼吸速率及其环境因子均呈明显的季节变化,表现为6-8月较高,5月和9月较低。测量期间,油松HF、NF、MF去除凋落物处理的土壤呼吸速率平均值分别为2.45,2.62和1.85μmol/(m~2·s),分别比未去除凋落物的对照处理的3.69,3.23,3.48μmol/(m~2·s)下降33.4%,18.8%和47.0%。对照试验条件下,各油松林土壤呼吸速率采用双变量T、W模型拟合时效果较好(R2=0.464~0.821);去除凋落物试验条件下,各油松林水热因子对土壤呼吸速率的影响较小,MBC对土壤呼吸速率的影响较大,在油松NF、MF林分中均达到显著水平。对照试验条件下,各油松林土壤5cm深度处的温度敏感性系数QT10值随着林龄的增加而减少;去除凋落物试验条件下,除油松NF的大气温度敏感性系数QTA10升高外,其他林龄油松林温度敏感性系数Q10均降低。【结论】对照试验条件下,水热因子交互作用是土壤呼吸速率变化的主导因子;去除凋落物试验条件下,土壤湿度和MBC是导致各林龄油松林土壤呼吸速率差异的关键因子,较高的土壤水分和MBC更有利于凋落物分解释放CO2。     

土壤水分连续变化过程对盆栽红叶石楠苗期蒸腾特性的影响

研究了在连续土壤水分变化过程中盆栽红叶石楠Photinia frasery2年生扦插苗的土壤水势、叶片水势和蒸腾速率的日周期变化和连日变化过程．以期找出土壤水分条件对红叶石楠的蒸腾特性的影响。结果表明：随干旱胁迫的加重和土壤水势的持续下降．土壤水势和叶片水势日变化过程均呈V字型,于10：00—14：00达全天最低值,且波动幅度随水分胁迫加剧而加大：日平均蒸腾速率随土壤水势下降逐渐下降。蒸腾速率日变化波动幅度逐渐减小,蒸腾速率高峰值出现时间逐渐提前．由开始胁迫的10：00（3．620mmol·m^-2·s^-1）提前到最后的8：00（0．952mmol·m^-2·s^-1）。相关性分析表明．红叶石楠的蒸腾速率与土壤水势和叶片水势呈极显著（r=o．804^＊＊）和显著（r=0．566^＊）正相关。图3表1参19     

供水对林木生理反应特性的影响

采用人工供水的方法 ,对油松、侧柏、刺槐进行 1 5 ,1 0 ,0 5倍降水量的灌水处理 ,形成一定的土壤含水量样度 ,测定灌水后 3树种的生理指标 ,结果表明 :1 5 ,1 0 ,0 5倍灌水处理后 ,油松、侧柏、刺槐的净光合速率分别比对照提高 60 2 % ,63 3% ,2 5 0 % ;63 5 % ,2 7 9% ,5 1 %和 5 7 7% ,2 7 0 % ,4 9% .供水对油松的促进作用最为明显 .生长季中 ,各树种的光合速率和蒸腾速率变化具有双峰型特点 .油松、侧柏、刺槐在生长季中 ,1 5 ,1 0 ,0 5倍灌水处理及对照蒸腾速率平均为 0 41 6× 1 0 - 4 ,0 383× 1 0 - 4 ,0 345× 1 0 - 4 ,0 30 8× 1 0 - 4 mol/g·s;0 35 2× 1 0 - 4 ,0 32 2× 1 0 - 4 ,0 30 2× 1 0 - 4 ,0 2 2 7× 1 0 - 4 mol/g·s和 0 0 0 9,0 0 0 9,0 0 0 8,0 0 0 7mol/m2 ·s.各处理叶水势的测定表明 :随土壤含水量的增大树木叶水势随之升高 ,且油松的水势高于侧柏 ,但各处理间变化较小     

浅埋条件下地下水对人工草地SPAC系统影响初探

在地下水埋深较浅的地区,潜水参与和影响了SPAC系统的水分、生物、化学等过程.试验结果表明,潜水对土壤-植物-大气连续体的水分过程和生物过程都有影响.潜水通过控制土壤水分进而影响土壤水势、莒蓿叶水势,从而影响苜蓿的生育过程,最终影响苜蓿的产量.结果显示:对于紫花苜蓿,在没有灌溉的条件下,其根区土壤水分、土水势、叶水势和叶面积指数、株高等生理指标与充分灌溉的差异不显著.研究成果对于深入分析SPAC系统水分运移规律和充分利用地下水、制定合理的节水灌溉方案以及通过控制地下水对农作物生长进行调控等有着一定的理论价值和生产意义.     

红壤农田中花生SPAC水势分布

土壤 -植物 -大气连续体 (SPAC)中水分传输过程是农田生态系统水分迁移与能量转换中最重要的环节。SPAC尽管介质不同、界面不一 ,但在物理上是一个统一的连续体 ,可以用水势这一统一的能量指标来描述各个环节能量水平的变化。水分从土壤中被作物根系吸收向上一直传输到叶气腔再散失到大气中 ,水势是驱动力 ,水在其中流动的通量与驱动力 (水势差 )成正比 ,与阻力成反比。可见 ,研究SPAC水势分布规律有助于定量计算水流通量 ,并为作物根系吸水和水分散失、作物水分供需评价提供依据 ,而且对调节农田生态水分循环和节水农业措施有重要指导…     

油松栓皮栎混交林林地蒸散和水量平衡研究

20 0 1年 4— 1 0月 ,对北京西山地区一块 31年生的油松、栓皮栎混交林的林地蒸散和水量平衡进行了研究 .结果表明 ,通过标准木的标准比导率和树木胸径和边材面积的相关模型 ,可以比较准确地推算出林分的蒸腾耗水量 .油松和栓皮栎混交林的蒸腾耗水表现出明显的季节差异 ,栓皮栎的生长季标准比导率明显高于油松 ,是油松的 2 6倍 .就北京西部山区而言 ,林分存活与否的关键在于其是否能够经受住春季降雨少、气温高、湿度低、土壤残留水分少等干旱环境的考验     

清耕与覆草措施对枣树叶水势的影响

从生态节水理念出发,以阿克苏市红旗坡农场棉花试验基地内的2.67hm2枣园为研究对象,对枣园采取清耕与覆草措施,比较两者的水分状况,以达到节水灌溉的目的。同时对清耕与覆草措施下枣树叶水势的日、季变化规律及影响因子进行分析。结果表明,清耕与覆草措施的枣树叶水势日变化均值分别为(-1.23±0.66)MPa和(-1.14±0.60)MPa,季变化均值分别为(-1.24±0.12)MPa和(-1.17±0.10)MPa。覆草措施的枣树叶水势明显高于清耕措施,两者日变化曲线均呈单谷型,季变化均呈"V"型,这种变化规律是枣树适应该地区生境的生理特征之一。清耕与覆草措施枣树叶水势的日变化与气温、大气相对湿度、辐射照度有十分显著的相关性,季变化与土壤水势也有十分显著的相关性。清耕与覆草措施下枣树叶水势与蒸腾量也呈线性相关,土壤水势下降,蒸腾加快,叶水势降低;土壤水势上升,蒸腾减弱,叶水势回升。     

内蒙古库布其沙地小叶锦鸡儿水势研究

[目的]初步研究小叶锦鸡儿水势日变化、月变化及其与环境因子之间的关系。[方法]采用PSYPRO水势仪测定库布齐沙地小叶锦鸡儿的叶水势,对叶水势日变化、月变化进行动态研究,并分析其和水分在SPAC系统中的运移过程。[结果]小叶锦鸡儿叶水势的日进程在5、9月份呈单峰曲线变化,6～8月份则表现为双峰曲线变化。15：00左右通常是一天中叶水势的最低值。叶水势与大气温度和光照呈显著负相关,而与大气相对湿度呈正相关,相关系数为0.88。大气相对湿度对植物水势的影响最大。水分在SPAC系统中运移的主要阻力发生在叶-气界面。水分在小叶锦鸡儿体内运移过程中,植物体内部茎-叶的水势差（0.077MPa）远远小于根-茎的水势差（1.050MPa）。[结论]该研究为库布齐沙地的植被恢复与重建提供了理论依据和参考。     

景天属植物需水特性及节水灌溉研究

[目的]研究景天属植物的耗水规律及需水特征,为景天属植物在北方干旱地区进行抗旱节水生态建设提供理论依据。[方法]以草地早熟禾为对照,研究了德景天、八宝景天、三七景天、卧茎景天4种景天属植物的耗水规律和需水特性。[结果]浇水后进行控水,4种景天属植物及草地早熟禾的土壤水分在控水约10 d内大量蒸发,土壤相对含水量下降了60%左右,土壤已达重度干旱;4种景天属植物及草地早熟禾的日蒸散量随土壤水分的减少而减少,在控水约10 d内大量蒸散,之后日蒸散量极小。4种景天植物的年蒸散量为177.09~247.22 kg/m2,草地早熟禾年蒸散量为811.05 kg/m2,当地年降雨量为474.50 kg/m2,理论上4种景天植物均无需灌溉,草地早熟禾需年补充水分336.55 kg/m2、年浇水10次;园林绿化实践中4种景天属植物的浇水应为2次/年,草地早熟禾的浇水应为12次/年。[结论]景天属植物抗旱性极强,能够耐受极端干旱环境而保持正常生长和景观,从而实现节水灌溉。     

半干旱黄土丘陵区河北杨和油松生长季树干液流特征

为探究半干旱黄土区河北杨Populus hopeiensis和油松Pinus tabulaeformis树干液流密度变化特征,利用Granier热扩散探针监测陕西省延安市吴起县河北杨和油松人工林生长季（6-10月）树干液流密度的变化过程,并同步测定气象因子、林下土壤含水量和树木茎周长变化。结果表明:①2种树种树干液流密度日变化表现为“昼高夜低”单峰或双峰型曲线,油松比河北杨晚1 h左右到夜间水平。河北杨各月日均液流量大小为7月（3.69 kg·d-1）> 6月（2.90 kg·d-1）> 8月（2.63 kg·d-1）> 9月（1.47 kg·d-1）> 10月（1.16 kg·d-1）,油松为7月（5.74 kg·d-1）> 6月（3.30 kg·d-1）> 8月（3.29 kg·d-1）> 10月（2.06 kg·d-1）> 9月（1.76 kg·d-1）。2种树种晴天树干液流密度变化幅度较大,而雨天变化幅度较平缓。②观测期间,2种树种均存在夜间液流活动,主要发生在0:00-6:00,在1:00点开始逐渐上升。河北杨和油松夜间液流量占全天总液流量最大比例分别为23.8%和16.6%,观测期间平均比例分别为12.1%和10.0%。③相关分析表明:河北杨液流密度与太阳辐射和气温呈极显著正相关（P < 0.01）,与风速显著正相关（P < 0.05）,与相对湿度极显著负相关（P < 0.01）,油松液流密度与太阳辐射、风速、气温和土壤含水量呈极显著正相关（P < 0.01）,与相对湿度和气压显著负相关。2种树种液流密度日变化与茎周长日变化呈显著负相关关系,液流活动能够指示树干茎周长白天收缩和夜间膨胀的日变化。     

广西合浦山口红树林互花米草成熟期叶水势初步研究

于2008年9月初互花米草成熟期,利用WESLER公司生产的PSYPRO水势测量系统测定广西舍浦山口红树林泥沙质土壤生长的互花米草水势日变化,同步测定光量子通量密度、温度、湿度情况,并分析互花米草叶水势的变化规律及其与气象因子之间的关系。结果表明,互花米草叶水势均受光量子通量密度、气温及相对湿度的影响,其中温度对互花米草叶水势的影响最大,而光量子通量密度和湿度对叶水势的影响则相对较小,互花米草水势日变化与3个气象因子间相关性极显著。     

玉米对持续干旱的反应及红壤干旱阈值

 【目的】研究玉米对红壤干旱的反应以及红壤干旱程度定量表达和干旱阈值。【方法】在田间小区遮雨条件下种植夏玉米，设置连续干旱12～36 d等6个处理，用FDR水分仪每日测量0～60 cm不同土层含水量，定期观测玉米植株生长状况和气孔导度，收割后考种。【结果】玉米的株高、茎粗、气孔导度、根系数量等测量值在不同干旱天数之后显著降低，在不同土壤干旱程度下出现阈值反应，连续干旱25 d之后，玉米籽粒产量显著降低5%。干旱过程中，土层贮水量和累积相对失水量之间的关系可以用对数线性方程表示，将方程的斜率转换为取值在［0，1］区间的指数D，可以定量表达土壤干旱程度。【结论】D值既可以表示土壤干旱状况又可以表示作物受旱程度，玉米拔节－抽穗期红壤干旱程度D达到0.55则产量显著降低。     

盛夏干旱期猕猴桃园百喜草覆盖与敷盖的生态生理效应

在盛夏干旱期，猕猴桃园行间百喜草覆盖（Covering)与株间百喜草敷盖（Mulching)可以降低地表温度，根际土温与冠幕气温，有效保持土壤含水量及冠幕空气相对湿度，随干旱期的持续延长，猴猴桃园土壤含水量，叶片水势，叶片光合速率均逐渐降低，而进喜草覆盖与敷盖可在一定程度上延缓它们的下降。     

应用TDP技术研究油松树干液流流速

应用TDP(ThermalDissipationProbe)技术对油松树干液流及其影响因素进行了初步研究,经过野外近1a的实地定位观测,研究结果显示该研究区油松在研究年份中除4、6、7、8月份外,土壤含水量低于10%,土壤水势小于-15MPa.油松树干液流速率与土壤容积含水量和土壤水势呈明显线性相关关系.油松在全生长期受水分胁迫影响.油松树干液流速率在7、8月份明显受气象因素影响,在5、6月份则主要受土壤水分影响,在9、10月份不同时间段分别以土壤水分或气象因素为主要影响因素.在7、8月份油松树干液流速率与太阳总辐射、大气水势、空气相对湿度、绝对温度呈明显的线性相关关系.从油松树干液流速率及影响因素的变化可以看出,油松在该研究区大部分时间受到干旱胁迫的影响,通过抚育间伐降低密度,割灌、除草降低其他植物的耗水竞争,均可能是有利于油松良好生长的营林措施.