用气孔计测定沙漠人工植物的蒸腾

本研究利用LI-1600气孔计测定了沙坡头试验站土壤水分平衡观测场4个样地的油蒿和柠条的蒸腾。结果表明,气孔计同步测定的光合有效辐射的日变化呈现出典型的钟罩形,受此影响的气温和空气相对湿度的变化很大;在同一天的测定中,油蒿和柠条的蒸腾速率和气孔导度变化步调是一致的。将气孔计测定的蒸腾速率依次进行了单位换算、多项式拟合日变化曲线和尺度转换求得日蒸腾量,拟合的日变化曲线均达到显著水平(P<0.05);4个样地油蒿的日蒸腾量显著高于柠条的(P<0.05);柠条和油蒿混合栽植的2个样地的日蒸腾量均小于纯柠条和纯油蒿样地的日蒸腾量。     

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。     

科尔沁沙地玉米叶面蒸腾与棵间蒸发特性

利用Dynamax包裹式茎流测量系统、小型蒸渗仪和LI-6400光合作用系统分别测定了科尔沁沙地玉米(Zeamays)的茎秆液流、棵间土面蒸发和叶面蒸腾速率.结果表明.拔节至成熟期间,科尔沁沙地玉米的逐日平均茎秆液流量为7.3～29.8 g/h,叶面蒸腾量为0.9～3.6mm,棵间蒸发量约占同期总蒸散量的20%,但灌溉...     

宁夏东部荒漠草原猪毛蒿光合特征和水分利用效率对降水变化的响应

荒漠草原植物的生长和生存受降水影响很大,本研究以宁夏东部荒漠草原猪毛蒿种群为研究对象,2017-2020年连续4年监测了降水改变条件下土壤水分特征,测定了猪毛蒿净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度等光合特征,并对其内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率进行了分析。研究表明：4年中无效降水事件（<5 mm）发生次数较多,占当年降水频次的60.00%~82.54%;大雨（≥25 mm且≤49.9 mm）和暴雨等级（≥50 mm）降水事件较少,平均单次降水事件的降水量仅为3.3~6.5 mm·次^-1。不同处理各土层的土壤含水量存在较大差异,表层（10 cm）土壤含水量较次表层（20 cm）和深层（60 cm）的变幅大;次表层（20 cm）土壤平均含水量低于表层,与小降水事件发生频次较高无法入渗补给以及植物吸收消耗有关;深层（60 cm）土壤含水量变化小,较稳定。净光合速率随着光合有效辐射的增加而增大,当光合有效辐射在400~1600 μmol·m^-2·s^-1时,增雨处理提高了猪毛蒿的净光合速率;在光合有效辐射>1600 μmol·m^-2·s^-1时,猪毛蒿净光合速率有下降趋势,且增雨处理下降幅度最大。光合有效辐射在>400 μmol·m^-2·s^-1时,胞间CO₂浓度呈直线下降,达到1600 μmol·m^-2·s^-1时,胞间CO₂浓度最小。蒸腾速率和气孔导度随着光照强度的增加未有显著变化,但增雨处理下猪毛蒿的蒸腾速率和气孔导度均大于其他处理。气孔限制值随着光合有效辐射的增加呈上升趋势,同时降水的增加减小了气孔限制值。猪毛蒿的内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率均在较低的光照强度时（<400 μmol·m^-2·s^-1）随着光强的增加而迅速增大,之后增速减缓。各处理中猪毛蒿最大内禀水分利用效率和最大瞬时水分利用效率在1600~2000 μmol·m^-2·s^-1时达到最大。随着干旱程度的增加,猪毛蒿最大水分利用效率对应的光照强度由2000减小至1600 μmol·m^-2·s^-1。在荒漠草原,当光照强度>400 μmol·m^-2·s^-1时,适度干旱提高了猪毛蒿的水分利用效率。     

青藏高原典型高寒荒漠生长季蒸散及水分消耗特征研究

为探究青藏高原典型高寒荒漠下垫面水分消耗规律,以2019年青藏高原典型高寒荒漠地区沱沱河站监测的涡动数据和微气象数据为基础,分析不同时间尺度蒸散值的变化特征和下垫面水分消耗特征,研究结果表明：小时平均蒸散发量最大值出现在14—15时,达0.46 mm·h^-1;日蒸散值最大值出现在7月7日,为8.58 mm·d^-1,最小值出现在4月2日,为0.30 mm·d^-1;整个生长季蒸散值呈先增加后减小趋势,其中7月份最大,为120.68 mm,4月份最小,为64.80 mm;生长季总蒸散发量为581.15 mm,平均每天蒸散4.01 mm。整个生长季累计降水量为235.70 mm,蒸散发量与降水量（Precipitation,Pr）的差值（The difference between ET and Precipitation,IETP）显示,2019年青藏高原典型高寒荒漠植被生长季（4—8月）水汽交换以下垫面水分消耗为主。     

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。     

灌溉对三种冷季型草坪草蒸散耗水的影响

对多年生黑麦草、草地早熟禾和高羊茅3种冷地型草坪草在生长季内不同水分处理下的蒸散量(ET)进行了田间测定,并对蒸散量与各种环境因子做了相关分析和逐步回归分析。结果表明,3种冷地型草坪草的蒸散量生长季内的变化趋势基本一致,但不同水分处理和不同草种的蒸散量不同;相关分析结果表明,土壤水分梯度为70%～90%田间持水量(FC)时,蒸散量主要由环境因子调节,而土壤水分为30%～50%FC时,蒸散作用受控于土壤水分。     

东达山高寒草甸8种植物气孔特征沿土壤水分梯度的变化

植物叶片气孔密度和大小具有可塑性,在外界胁迫下而变化,是植物适应环境变化的重要机制。为揭示高寒草甸生境趋向干旱化过程中植物气孔特征的变化规律,选择藏东南东达山高寒草甸的8种优势或常见植物作为研究对象,设置10个土壤水分梯度,分析气孔特征的变化。结果表明,根据植物对土壤水分的依赖程度可划分为4种类型:大花嵩草为沼生型,随土壤干旱程度的增加气孔密度增加、气孔大小减小;鸭跖草、小大黄、矮生嵩草和珠芽蓼为湿生型,气孔密度和大小与土壤含水率之间的关系多呈现为单峰曲线格局;圆穗蓼和线叶嵩草为旱生型,气孔特征随土壤干旱程度增加的变化趋势与沼生型植物几乎相反;高山嵩草气孔特征与土壤含水率之间的相关性不显著,在土壤水分梯度上分布范围广,为广布型。每种植物生长都有适宜的土壤水分条件,过高或过低的土壤含水率都将胁迫植物的生长,因此植物气孔特征与土壤含水率之间的关系呈现多种变化格局。     

土壤水分对草坪草蒸散及生长特性的影响

研究了土壤水分对草坪蒸散和生长的影响。结果表明:水分条件能显著影响(P<0.1)草坪草的蒸散,供水多,蒸散量大,供水少,蒸散量小;土壤含水量为田间持水量70%-85%时,草地早熟禾(Poa pratensis)蒸散量最大,55%-70%,次之,40%-55%最低。草坪草叶面积指数、地上和地下生物量均与土壤含水量呈显著的正相关。     

模拟降水量对毛乌素沙柳幼苗蒸发蒸腾的潜在影响

选择毛乌素沙地优势灌木沙柳为对象,研究157.5、315、472.5和630 mm 4种人控年降水量,对沙柳幼苗蒸发蒸腾作用的影响.结果表明,沙柳蒸发蒸腾量随着降水量的增加而逐渐增大,从157.5 mm增至630 mm,日蒸散量分别为1.63、3.11、4.37和5.66 mm,其中沙地蒸发量占主要部分.少量降水时,幼苗蒸腾速率明显呈现"午睡”现象,而充足降水则能消除"午睡”现象.相关分析结果表明,环境因子,如沙地含水率、太阳有效辐射、大气温度和饱和水汽压差,以及植物因素,如叶面积指数、叶片温度和气孔导度等,均能显著影响沙柳的蒸腾作用.     

基于构件特征的内蒙古典型草原植物羊草个体地上生物量估算

生物量是评价草原生态系统生产力的重要指标,草原主要植物个体地上生物量估算模型的建立,可为采用非刈割方法获取较准确的草原地面数据资料提供新方法。通过分析内蒙古典型草原植物羊草的主要构件特征(叶片数、叶长宽积、茎粗、茎高和株高)与其个体地上生物量之间的关系,比较并筛选出能较好预测羊草个体生物量变化的构件指标,采用Minitab软件的回归分析方法,分别利用6月、7月和8月采集的90株和总体270株羊草植物样本,建立羊草不同生长阶段(生长初期、生长旺盛期和生长末期)以及总体样本的个体地上生物量估算方程,并对实测值与模拟值进行t检验分析。结果表明,叶长宽积和株高相对于其他构件信息能够更好地描述羊草个体地上生物量,方程Y=-0.193+0.009X₂+0.011X₅(X₂为叶长宽积,X₅为株高,P<0.01,R²=0.854)为最优羊草个体生物量估算模型。     

降水量的季节分配对羊草草原群落地上部生物量影响的数学模型

根据羊草草原群落地上部生物量连续１３ａ手定位观测资料，分析了降水量及其季节分析对群落地上部生物量年度波动的影响，并应用积分回归模型，计算出１－７月各旬降水量对群落地上部生物量的影响系数。     

无芒隐子草地上部分功能性状对长期放牧的变异性响应

植物个体受放牧干扰影响,通过自身权衡不同功能性状,对不同放牧强度干扰做出差异性适应。为研究长期放牧条件下,植物个体各性状对不同放牧梯度的差异性响应,本研究以荒漠草原优势种无芒隐子草(Cleistogenes songorica)为研究对象,分析其个体功能性状对放牧的响应变化、地上生物量与各功能性状间的关系,以及各功能性状对个体地上生物量的影响权重。结果表明:随放牧强度增加,叶片各性状指标、个体生物量、植株高度、冠(丛)幅均有明显变小、变矮的趋势;除茎基部直径和平均叶长外,无芒隐子草个体地上生物量、茎重、叶重与植株茎、叶各表型性状均呈正相关关系,植物个体地上生物量组分具有较大的变异性,变异性较小的表型性状指标与地上生物量组分的相关性系数相对偏低;影响无芒隐子草地上生物量的表型性状中,总叶面积、叶片数和平均叶长的VIP(variable importance projection)值大于1,其对植物个体地上生物量的贡献率达到61.01%。放牧导致无芒隐子草各功能性状出现显著性差异,但并未改变其作为优势种的地位。     

Soil Water Availability Drives Changes in Community Traits Along a Hydrothermal Gradient in Loess Plateau Grasslands

Plant functional traits can be used to predict ecosystem responses to climate gradients, yet precipitation explains very little variation for most traits. Soil water availability directly influences plant water uptake and thus may assist with the improvement of plant trait–water relationships. However, this promise remains poorly realized due to rare tests. Here, we provide the first study that attempts to link climate factors, vertical soil water availability, and community composition at a regional scale. Our study paired field-measured vertical soil available water (0–300 cm) and community functional composition at 46 herbaceous grassland sites along a steep hydrothermal gradient in the Loess Plateau of Central China. Community functional composition was expressed via community-weighted means of eight traits. Structural equation modeling was employed to evaluate the role of vertical soil available water content, controlled by precipitation and air temperature, in affecting plant community-weighted traits. We found that soil available water content at depths of 20–100 cm was typically responsible for mediating the effects of precipitation and air temperature on plant community composition. This emerged as the predominant factor to explain variations in grassland response traits, including leaf area, specific leaf area, and leaf dry matter content. These traits exhibited clear drought-induced shifts along soil desiccation gradients and responded to drier conditions by reducing leaf area/specific leaf area and increasing leaf dry matter content. Our findings rehighlighted soil water availability as the core driver that needs to be considered in the restoration and management of dryland ecosystems.     

新疆伊犁地区草地植被地上生物量遥感反演

本文以伊犁地区146个草地样地调查数据为基础,结合遥感及气象数据,进行草地植被地上生物量与NDVI、EVI、海拔、年均降水、年均气温、积温、干燥度、湿润指数等因子的回归分析。并通过各因子对地上生物量影响权重参数分析和加权融合,运用ArcGIS软件,反演分析了新疆伊犁地区草地植被地上生物量的空间分布特征。结果表明,新疆伊犁地区草地平均产草量约为704.96 kg/hm²,与20世纪80年代全国草地调查数据相比,产草量有所下降。草地植被地上生物量与各项因子具有较好的相关性,反演结果与伊犁地区的地形、地貌、气候特征基本吻合,反映了伊犁地区草地植被的空间分布特征。地上生物量反演结果得到验证,预测值与实测值之间相关系数(R²)为0.8532;均方根误差(RMSE)为216.559 kg/hm²,偏离度为22.92%,可以为新疆伊犁地区草地资源合理利用与评价提供参考。     

刈割和养分回添对羊草草原植物群落生物量及其构成的影响

基于2011年开始的养分回添控制试验,研究锡林郭勒盟草原羊草+克氏针茅+糙隐子草群落在不同肥料(氮、植物割取部分和有机质)对羊草割草场植物群落地上生物量的影响。结果表明:与不刈割相比,刈割+有机质回添、刈割+植物回添和刈割处理显著降低了植物群落地上生物量,但刈割+N素回添处理生物量并没有显著降低。4种处理均增加杂类草和一、二年生植物的地上生物量。与单纯刈割相比,刈割+植物回添处理可增加根茎禾草生物量;刈割+N素回添处理显著增加丛生型禾草地上生物量。与单纯刈割相比,刈割+植物回添处理增加了羊草(Leymus chinensis)种群地上生物量,刈割+N素回添处理增加克氏针茅(Stipa krylovii)种群地上生物量并显著增加糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)生物量。这说明养分回添对植物群落地上生物量的影响,不仅与所施肥料种类和施肥量有关,还与该草原植物群落物种组成有关。     

松嫩草原羊草群落水分生态的研究

采用自行设计的蒸散仪和加拿大产自动气象设备，研究了松嫩草原羊草群落的水分生态问题，结果表明，生长季晴天条件下，羊草群落的蒸散、蒸腾速率的日变化基本呈双峰曲线，但秒同月份差异显著。环境因子对群落蒸腾作用的影响是综合性的，其中太阳辐射为主导因子，并与群落的蒸腾速率呈极显著相关。温度、相对湿度、土壤含水率的日变化与群落蒸腾速率的日变化相关关系均不明显。降水量、蒸散量、土壤含水量和植物含水量构成土壤－羊草     

不同株高的柠条生物量分配格局及其估测模型构建

采用整株挖掘法测量小株（0< h≤ 50cm）、中株（50< h≤ 100cm）、大株（h>100cm）3个株高的柠条（Caragana korshinskii）地上与地下器官生物量,分析其地上与地下生物量分配格局,并利用易测指标对其地上、地下和全株生物量构建估测模型,旨在揭示不同株高柠条的生物量空间结构特征。结果表明：柠条地上各器官生物量所占比例为老龄枝 >叶 >新生枝,随着株丛高度的增加,老龄枝生物量所占比例呈升高趋势,而叶和新生枝生物量呈现降低趋势;柠条地下生物量随着土壤层次增加而呈降低趋势,3个株高柠条的地下生物量主要集中在0~30cm,其中0~5cm所占比例最高,且同一层不同株高的柠条地下生物量所占比例不同;柠条地上、地下生物量呈幂函数生长关系,地上生物量所占比例高于地下生物量,随株高增大老龄枝所占比例呈升高趋势,而叶、新生枝和地下生物量所占比例呈降低趋势。利用冠幅直径、高和冠幅体积构建的柠条地上、地下及全株生物量的模型较好,小珠和中株建立的估测模型为二次函数,大株建立的估测模型为幂函数,所筛选出来的3个株高最优生物量模型总相对误差（RS）范围为-3.9~-18.08,平均相对误差绝对值（RMA）范围为10.12~18.67,满足要求。