极端干旱区3种植物液流特征及其对环境因子的响应

运用热平衡法包裹式茎流计,对塔克拉玛干沙漠南缘地区优势植物种梭梭(Haloxylon ammodendron)、头状沙拐枣(Calligonum caput-medusae)和疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)（以下简称骆驼刺）生长季茎干液流速率变化规律进行持续观测。利用自动气象站对气象因子如太阳辐射(Rs)、气温(Ta)、相对湿度(RH)以及风速进行同步观测,并对气象因子与不同植物液流速率之间的相关关系进行分析。结果表明:① 梭梭液流速率日变化趋势为双峰或多峰型,表现出明显的“午休”现象,而头状沙拐枣呈单峰或多峰型,骆驼刺则表现为单峰型,两者均没有明显的“午休”现象;头状沙拐枣与骆驼刺液流启动时间比梭梭延后1 h左右,却提前1 h左右到达液流峰值,液流速率下降时间基本一致;② 整个生长季中,梭梭单枝液流量均保持较高水平,在7月达到最大值,而头状沙拐枣和骆驼刺则在8月时达到最大值;③ 3种植物在不同天气条件下液流速率大小依次为：晴天>沙尘暴>阴天>雨天;④ 3种植物液流速率与太阳辐射(Rs)、空气温度(Ta)和空气水汽压差(VPD)呈极显著的正相关(P<0.01),与空气相对湿度的关系则表现为极显著的负相关(P<0.01)。     

灌溉量对多枝柽柳水分生理及生长的影响

运用热平衡式茎流计和压力室,对塔克拉玛干沙漠腹地不同水分管理条件下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的水分生理及生长特征进行了测定与分析.结果表明:在不同灌溉量条件下,多枝柽柳茎干液流速率的日变化不同,在灌溉量为35 kg/(株·次)和28 kg/(株·次)条件下,茎干液流的日变化曲线呈单峰型,且液流速率较高,变幅较大;但在灌溉量为17.5 kg/(株·次)条件下,其日变化曲线为双峰型,液流速率较低,变幅也较大.随着灌溉量的减少,日平均液流速率逐渐降低,日液流累积量也随之降低,日累积液流量分别为6 643.04 g,5 665.88 g,2 827.81 g.不同灌溉量条件下,多枝柽柳的清晨和午后水势都随着灌溉量的减少而降低,其中灌溉量对清晨水势的影响较大.不同灌溉量条件下,多枝柽柳的基径、新枝长度以及新枝直径都随着灌溉量的减少而减小,其平均生长速率也随着灌溉量的减少而降低.     

宁夏盐池毛乌素沙地柠条锦鸡儿茎流及蒸腾特征

利用Dynamax茎流测量系统、JA2103N千分之一天平和自动气象站对毛乌素沙地优生灌木树种柠条锦鸡儿的液流变化、蒸腾速率及其周围的环境因子进行观测.结果表明:①柠条锦鸡儿茎干液流速率日变化趋势呈多峰曲线;液流启动时间为7:00,9:00左右达液流峰值,峰值大小168～450 g/h,20:00左右降为最低,晚间有明显的液流活动现象.②柠条锦鸡儿的茎干液流日变化曲线与叶片蒸腾速率日变化曲线并不吻合,实验测得的叶片蒸腾速率不能同步反映茎干液流的动态变化特征.③柠条锦鸡儿白天液流速率变化趋势与环境因子变化趋势相吻合.相关性分析表明,影响灌木液流变化的主因子依次是太阳有效辐射、土壤含水量、空气温度和相对湿度.     

冀北山地白桦全生长季树干液流特征

依据组织热平衡原理,运用热扩散探针法,于2015年3月1日-2016年3月1日对冀北山地小五台山自然保护区白桦的树干液流速率进行连续监测,并同步观测气温、相对湿度、净辐射、总辐射、风速等环境因子的变化,研究其树干液流特征及其与环境因子的关系。结果表明:1)小五台地区白桦树干液流启动于4月下旬,结束于10月上旬,前后历时160多天。晴天条件下,不同月份树干液流速率日变化均呈典型的单峰曲线。2)生长季各月白桦树干液流速率日均值变化表现为单峰型,以7、8月最高,分别达到0.074和0.083kg·h~(-1)·cm~(-1);5、6、9月次之,达到0.06kg·h~(-1)·cm~(-1)以上。3)白桦5-9月单株日耗水量在65.04-86.69kg·tree-1·d-1之间;生长季单株总耗水量11452.07kg·tree-1,其中以7、8月耗水量最大,分别为2374.32和2687.24kg·tree-1。4)白桦树干液流速率与空气温度、净辐射、总辐射、水汽压亏缺呈极显著正相关,与空气湿度呈显著负相关,与风速相关关系不显著。辐射和气温是影响白桦树干液流速率的主要因子。     

液流—株间微型蒸渗仪法测定新疆杨蒸发蒸腾量适用性分析

采用液流—株间微型蒸渗仪法测定人工种植环境下新疆杨蒸发蒸腾量,并对此方法的适用性进行了分析。结果表明：在生长季5—10月,新疆杨蒸腾量具有明显的季节变化规律,总蒸发蒸腾量为508.26 mm,蒸发量、蒸腾量所占比率分别为37.1%和62.9%;树干液流速率与叶片蒸腾速率变化表现出较好的一致性,热脉冲法能够用于新疆杨蒸腾测定;液流—株间微型蒸渗仪法和水量平衡法测算结果的相对误差在±15%之内,液流—株间微型蒸渗仪法能够适用于新疆杨蒸发蒸腾量测定。     

艾比湖自然保护区胡杨树干液流特征研究

运用热耗散法对胡杨(Populus euphratica)树干液流进行监测,同步测定部分生理特征和环境因子,并分析生长期树干液流变化特征及影响因子。结果表明:1)胡杨在生长期树干液流日变化呈现明显的昼高夜低的起伏趋势,白天液流变化呈双峰曲线,并伴有午休现象,夜间液流速率基本稳定。2)6月蒸腾和空气温度与液流率呈极显著正相关,8月则主要是由光合有效辐射和水汽压亏缺起主导作用,而10月空气相对湿度与液流率呈负相关关系,并且各影响因子与树干液流的时间滞后现象具有差异性。3)经过逐步回归,建立多元线性模型,回归方程显著。     

天山中段雪岭云杉树干液流变化及其与气象因子的关系

运用热扩散式探针和自动气象站对雪岭云杉树干液流密度及气象因子进行了同步观测,研究雪岭云杉树干液流密度变化特征及其与气象因子的关系。结果表明:树干液流密度日变化随着太阳辐射出现周期性;晴-多云天气下液流密度呈单峰曲线变化趋势;阴雨天呈多峰曲线,与晴-多云天气相比液流密度较低且升幅较小。树干液流密度夜间变化平缓,不论晴天还是阴雨天夜间仍存在一定液流。气象条件对云杉树干液流存在显著影响(P<0.05),光合有效辐射强度为影响雪岭云杉树干液流的主导因子。     

华北落叶松树干液流速率主要影响因子及关系的时间尺度变化

为探究树干液流速率Y(ml·cm~(-2)·min~(-1))与主要环境因子的关系随时间尺度(小时、日、月)的变化,在半干旱的宁夏六盘山叠叠沟小流域,于2014年生长季(5-10月)对华北落叶松树干液流速率及其环境影响因子进行同步监测。结果表明:1)树干液流速率在小时尺度上呈现"几"字变化特征,在日尺度上具有不规则波动现象,在月尺度上呈现整体先上升后下降的特征变化。2)树干液流速率在不同时间尺度上与环境因子的相关性发生变化,饱和水汽压差(VPD,k Pa)、空气相对湿度(RH,%)和太阳辐射强度(SR,w·m~(-2))对液流速率的影响在小时尺度上高于日尺度,土壤温度(Ts,℃)、空气温度(Ts,℃)和土壤含水量(SWC,%)对液流速率的影响在日尺度上高于小时尺度。3)回归分析表明,影响液流速率的主要环境因素具有时间尺度差异,饱和水汽压差是影响液流速率变化的最重要因素,月尺度上回归方程为:Y=-0.0350+0.0821×VPD;小时和日尺度上饱和水汽压差、土壤温度、太阳辐射强度和空气相对湿度对液流速率起关键作用,小时尺度方程为:Y=-0.0812+0.0612×VPD+0.0002×SR+0.0027×Ts+0.0004×RH;日尺度方程为Y=-0.0707+0.0524×VPD+0.0022×Ts+0.0002×SR+0.0005×RH。     

沙木蓼蒸腾耗水规律研究

采用热平衡包裹式树干茎流测量系统(Stem Heat Balance,SHB)和自动气象站观测沙木蓼生长季茎干液流以及环境因子,以揭示毛乌素沙地沙木蓼(Atraphaxis bracteata A.Los)蒸腾耗水规律。结果表明:1)沙木蓼液流具有明显的昼夜节律,启动、停止与日出、日落同步,夜间仍保持一定液流,以补充植物体水分亏缺。2)沙木蓼液流规律受天气影响显著:降雨时白天的液流速率大幅下降,夜间液流却大幅提升,日液流总量降至晴天的一半;阴天液流速率平缓,昼夜差距减小,液流总量较晴天小幅下降;多云天液流速率波动剧烈,但总液流量变化不大。3)沙木蓼生长季的液流量与土壤水分状况和植物体的生长阶段密切相关,6、7月份沙木蓼植株处在旺盛的营养生长阶段,新叶生长迅速,加上土壤含水充足,液流量总体是增长趋势,从7月末到8月份沙木蓼植株从营养生长期过渡到生殖生长以开花结果为主的阶段,蒸腾减小,同时天气干旱土壤水分逐渐亏缺,液流量呈下降趋势。4)从6月到8月基茎9mm,16mm,25mm的沙木蓼总耗水分别为100.8kg,170.5kg,301.3kg。沙木蓼植株生长季茎干液流总量基本与基茎成正比,平均为11.5kg/mm/a,可以用来作各个茎级沙木蓼植株的茎干液流推算,进而推算已知林分的总蒸腾耗水量。     

梭梭保护酶活性与土壤微生物量的关系

以准噶尔盆地南缘梭梭(Haloxylon ammodendron)为研究对象,研究其 CAT,POD 和 SOD 活性变化,分析梭梭生境土壤含水量及土壤微生物多样性变化.结果表明:土壤含水量随着土壤深度增加而逐渐减少;在天然样地、交错带样地、人工样地中,交错带样地细菌和放线菌含量最高,说明该区域内土壤微生物活跃.从人工梭梭到交错带梭梭再到天然梭梭,POD 活性没有显著变化,CAT 和 SOD 活性逐渐降低,说明人工种植的梭梭需要经过一段时间适应该区域干旱环境,并逐渐转化为天然梭梭.通过研究发现,人工种植梭梭对梭梭群落恢复和发展有着积极作用.     

准噶尔盆地南缘梭梭群落春季融雪期的土壤呼吸动态

积雪对温带中高纬度地区早春土壤温度和水分具有调控作用,并对土壤呼吸具有重要影响。利用箱式法观测2012年早春积雪融化阶段古尔班通古特沙漠南缘典型温带荒漠梭梭群落内土壤呼吸的动态变化。结果表明：春季融雪期梭梭群落土壤呼吸变异极大,变化范围为0.2~1.2 μmol•m-²•s^-1,日平均土壤呼吸速率变化呈先增后减趋势,但土壤最大呼吸速率随土壤含水量的减少而减少。融雪期灌丛内外土壤呼吸变化规律相同,梭梭灌丛内土壤呼吸速率显著高于灌丛外。融雪期土壤含水量与最大土壤呼吸具有显著的相关关系,但在日尺度上土壤温度与土壤呼吸具有显著的相关关系。研究表明：积雪融化对土壤呼吸具有显著的激发效应,早春积雪变化对土壤呼吸速率将产生重要影响。     

民勤荒漠区植被退化动态定位研究

白刺、沙蒿、麻黄是民勤荒漠区的主要植物种类,梭梭是当地主要固沙造林树种。定位监测表明:民勤5月下旬土壤含水率与灌木、草本植物和优势种密度及植被总盖度之间呈正相关关系。6~7月的降水量与灌木密度和植被总盖度之间呈正相关关系。5~7月的降水量和土壤水分是限制当地荒漠植被密度、盖度的关键因子。从群落类型看,深根性的麻黄和梭梭盖度比较稳定。从地貌看,流动沙丘和半固定沙丘上的植被较稳定,固定沙丘植被普遍严重退化。设置黏土沙障易形成沙面结皮,阻止降水下渗,不利于接收和保存有限的天然降水。     

古尔班通古特沙漠风沙土水分垂直分布与受损植被的恢复

古尔班通古特沙漠中大规模、高强度的人类活动严重干扰和损坏了荒漠植被。在该沙漠特有的生境下 ,受损植被具有一定的自然恢复和更新能力。但要加速恢复过程 ,则需辅以积极有效的措施。本文经过跟踪监测人工种植荒漠植物的出苗、生长以及风沙土水分垂直分布特征 ,查明了植物出苗、存活率和风沙土中水分垂直分布的动态关系。     

梭梭固沙林水分平衡研究：Ⅲ.梭梭柴径流集水固沙林的水分状况

对利用人工坡降和自然坡降两种径流集水方法营造的梭梭固沙林，进行了土壤水分状况和林木生长状况的研究。结果表明，两种集水方法所形成的径流量，均占林地水分平衡收入项的８９％，也是支出项蒸散量的主要基础，现１４．７％和４．９８％的盖度过小，再加大盖度也不会出现供不应求的水分失衡现象。指出径流集水营造固沙林是天山北麓生态、经济两效俱佳的成功措施，但在实施前，应选择好下伏沙土的平坦地，确保径流集水的渗润效应。     

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地三种灌木的离子吸收特性

塔克拉玛干沙漠腹地人工绿地长期使用矿化度 4.0g/L以上的地下水灌溉 ,柽柳、梭梭和沙拐枣三种灌木仍然能够正常生长 ,表现出较强的抗盐特性。通过对三种不同年龄的灌木及其根、茎和凋落物的盐分分析 ,表明 :不同种类和年龄灌木对可溶性离子的吸收特性存在较大的差异 ;同一种灌木不同器官的离子吸收特性差异显著 ,表现出三种灌木在抗盐机理方面不同的生理和生态学特性 ,即 :柽柳从土壤中吸收的大量盐分离子 ,通过叶片的泌盐腺排出体外 ,使植物体内的盐分离子含量保持在相对较低的水平 ,这类植物属于泌盐类植物 ;梭梭能够从外界环境吸收大量的盐分 ,在植物体内储藏 ,并且依靠植物肉质同化枝吸收大量的水分 ,使得植物体内的盐分浓度维持在一定的限度内 ,这类植物属于盐多汁类植物 ;而沙拐枣通过根部运输系统的超滤 ,使得过量的盐被阻止在体外 ,保持植物体内较低的盐分浓度 ,此类植物主动避开盐分 ,属于拒盐类植物     

梭梭柴林地地温变化规律及与土壤湿度关系的探讨

本文利用了中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所莫索沙漠研究站１９９２－１９９４年的试验资料，分析限梭梭柴林地地温的变化规律，并且建立了地温与土壤湿度之间的关系式，从而为治理沙漠环境，防网固少提供了气象保障。     

不同程度干旱胁迫及复水对春玉米(丹玉39)茎流动态的影响

利用大型移动防雨棚开展了玉米干旱胁迫及复水试验,通过分析玉米植株茎流速率变化规律,揭示了不同程度干旱胁迫及复水对玉米植株茎流速率的影响及其对环境因子的响应规律。结果表明:1不同发育期干旱胁迫及对照试验的玉米植株茎流速率在晴天均呈单峰曲线,在阴天或多云天呈现不规则的上下波动状态;干旱胁迫导致玉米茎流速率显著下降并且峰值提前;复水后的茎流速率与对照间的差异缩小,但仍低于对照且峰值提前;2比较拔节—吐丝期茎流速率平均值为:对照重度干旱胁迫中度干旱胁迫,吐丝—乳熟期和乳熟—成熟期均为:对照中度干旱胁迫重度干旱胁迫。3茎流速率与净辐射、气温呈现显著正相关,与相对湿度呈现显著负相关;重度干旱胁迫后,土壤水分的亏缺影响了玉米植株茎流速率,减弱了相对湿度对其茎流速率的影响。     

阿拉善地区天然梭梭优树选择研究

优树选择是梭梭良种选育的基础性工作。以阿拉善盟吉兰泰、塔木素、拐子湖地区的天然梭梭林为目标,以树高、冠幅、当年生长量、生物量为指标,采用种子产量关联法确定了各指标的权重,树高为0.1,当年生长量为0.5,冠幅0.3,生物量0.1;以15万株梭梭调查数据为依据,通过优良林分选择、目测初选、综合选优的方法进行优树选择;确定了各指标的单项评分函数为对数函数,利用权重法确定综合评分,并将综合评分在88.0分以上的单株确定为优树,共在阿拉善盟选择出梭梭优良单株16株。为今后的良种选育工作奠定了基础。     

梭梭林“肥岛”效应的初步研究

梭梭由树冠截留的降雨形成的树干径流将营养物质运送至根颈周围的土壤中,在根颈周围形成“肥岛”,增加该区域土壤的养分含量和水分含量,对自身生存环境产生正向反馈效应,增强了适应干旱环境的能力