榆林毛乌素沙地水分特性对造林的影响初探

空气湿度和土壤湿度对沙生植物有很大影响,它强烈地制约着植物蒸腾作用的强度。引起植物凋萎甚至干枯死亡、受粉不良、落花或子粒不实。研究沙地水分性质,对沙区造林和抚育有非常重要的现实意义。     

植物对水分胁迫的形态及生理响应

为了适应不同条件的水分胁迫,在长期的进化过程中,一些植物演化出了一套适应机制和策略.对水分胁迫下植物在形态和生理方面的反应和适应性及其相关研究进展进行了综述.     

3种耧斗菜属植物幼苗对不同水分处理的形态生理响应及其抗性

【目的】比较东北地区3种耧斗菜属植物幼苗在不同水分处理下的抗性,探索水分管理阈值,为其栽培管理提供理论依据。【方法】以3种耧斗菜属植物(尖萼耧斗菜、小花耧斗菜、耧斗菜)幼苗为材料,通过盆栽控水试验,设土壤相对含水量分别为(90±5)%（T1）、(70±5)%（T2）、(50±5)%（T3）和(30±5)%（T4）4个处理,每5 d测定1次植株的形态,试验进行10,15,20 d时测定生理指标,试验10 d采样后对T3、T4组幼苗进行复水处理,比较3种耧斗菜属植物幼苗在不同水分处理下的表现及复水效果,采用隶属函数法比较3种耧斗菜属植物幼苗的抗性。【结果】3种耧斗菜属植物幼苗在T2处理下外观评分、株高和冠幅均达到最大值;处理10 d时随着土壤含水量的下降,细胞膜透性、丙二醛含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、花青素含量、SOD活性和POD活性均呈先下降后上升趋势,最低值基本出现在T2组;可溶性蛋白、叶绿素含量均呈先上升后下降趋势,最高值均出现在T2组;T3、T4组幼苗复水后部分生理指标有所恢复。不同水分处理下3种耧斗菜属植物的抗性强弱依次为尖萼耧斗菜＞耧斗菜＞小花耧斗菜。【结论】土壤相对含水量(70±5)%为3种耧斗菜属植物幼苗生长的最佳水分条件,若考虑节水因素最低可降至(50±5)%。     

毛乌素沙地沙生植物蒸腾规律探讨

用快速称质量法测定宁夏盐池县沙泉湾生态示范区内的代表性植物柠条、沙柳、沙蒿、赖草在生长季的蒸腾速率,同时测定环境因子的变化.结果表明,人工植被柠条的蒸腾速率变化为单峰曲线形式,而同为人工植被沙柳的蒸腾速率为双峰曲线形式.天然植被沙蒿和赖草的蒸腾速率变化都为双峰曲线形式,4种植物都具有适应干旱环境的水分生理特性,但是各自的抗旱方式不同.随着温度的升高,4种植物的蒸腾速率都有增加的趋势,由于不同土层的土壤含水率不同,影响了植物蒸腾速率的高低.     

5种绿化植物对SO2的吸收能力与生理响应

采用人工模拟熏气法,研究玉兰、紫荆、蔷薇、香樟、夹竹桃5种绿化植物对SO_2气体吸收净化能力及其生理变化特征。结果显示,在不同SO_2质量浓度(0.25、0.50 mg/m~3)环境下,玉兰和香樟叶片硫含量以及对SO_2吸收净化量最高,叶片硫含量及SO_2吸收净化量均表现为玉兰和香樟显著高于紫荆、蔷薇和夹竹桃(P0.05),紫荆和夹竹桃较低,不同绿化植物叶片硫含量以及对SO_2吸收净化量随SO_2浓度的增加而增加。玉兰和香樟叶片类胡萝卜素、叶绿素、可溶性蛋白和可溶性糖含量最高,叶片类胡萝卜素含量、叶绿素含量、细胞膜渗透率、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量均表现为玉兰香樟蔷薇紫荆夹竹桃。紫荆和夹竹桃叶片游离脯氨酸含量、细胞膜渗透率、丙二醛含量最高,叶片游离脯氨酸、丙二醛含量均表现为玉兰香樟蔷薇紫荆夹竹桃。不同绿化植物叶片净化量与叶片生理特性具有显著的相关性,叶片对SO_2吸收净化量与类胡萝卜素含量、叶绿素含量、细胞膜渗透率、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量呈显著或极显著的正相关,与游离脯氨酸、丙二醛含量呈显著或极显著的负相关,以玉兰和香樟的相关系数绝对值最大。由此可知,玉兰和香樟对SO_2吸收净化能力较强。其研究结果为我国城市功能型植物选择和生态景观林带建设提供科学依据。     

毛乌素沙地资源植物研究

为了解毛乌素沙地资源植物类型、数量、用途及其利用现状,确定该区资源植物的保护措施与利用途径,采用东、中、西3条线路,经过3个阶段,历时21 d,行程5000多公里,对毛乌素沙地资源植物进行综合考察,并结合文献资料进行分析、研究、论证,最后在研究基础上提出了毛乌素沙地资源植物开发利用途径与保护措施。结果表明,毛乌素沙区资源植物较为丰富,按主要用途将毛乌素沙区资源植物分为4类,即食用资源植物、药用资源植物、工业用资源植物和防护与观赏资源植物。食用资源植物共有8类82科229属320种,其中野生饲料植物类种数最多,为106种,其次为野菜植物类,为74种,蛋白类植物类最少,为11种;药用资源植物共有4类54科178属281种,其中中草药类的科、属、种数最多,分别为36,163和251,其次为植物农药类,分别为9,7,14;工业用资源植物共有4类32科112属200种,其种间数量分布比较均衡;防护与观赏资源植物共有4类43科169属232种,其中野生花卉植物类和防风固沙植物类的科、属、种数均较多。提出了加强资源植物调查及资源植物利用基础与技术研究、重视引种驯化和栽培工作、协调好资源植物利用和保护之间的关系、并建立毛乌素沙区资源植物自然保护区和植物资源种质基因库等保护措施。     

不同生活型植物吸收凝结水后水分及荧光生理差异

为明确干旱区荒漠典型不同生活型植物对凝结水的吸收,以梭梭(Haloxylon ammodendron)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)和对节刺(Horaninowia ulicina)为研究对象,通过野外原位凝结水模拟试验,综合分析不同生活型植物光合器官的水分变化及荧光生理响应。结果表明,梭梭、沙拐枣和对节刺这3种植物都具有吸收凝结水的能力,逆向水势梯度正是其吸收凝结水的物质基础。对于利用深层土壤水或地下水的中深根系植物梭梭、沙拐枣与利用浅层土壤水的浅根系植物对节刺而言,吸收冠层凝结水的现象证明部分荒漠植物已经进化出了"多面下注"的水分利用策略。CK处理下,3种植物在暗适应下沙拐枣与对节刺初始的荧光(F_o)差异显著(P<0.05);ZG1处理下,光适应与暗适应下3种植物的F_o′、F_m′、F_s差异性一致,且具体表现为梭梭分别与对节刺、沙拐枣差异显著(P<0.05);ZG2处理下,梭梭的F_o′与沙拐枣、对节刺均有显著差异,而对于F_m     

水分胁迫对植物生理生化研究进展

文章从水分胁迫下的气孔运动、光合作用、呼吸作用、激素代谢、活性氧与丙二醛、渗透调节物质、物质代谢、酶系统发生变化等八个方面叙述了植物在水分胁迫条件下的生理生化变化。     

云南松幼苗对水分胁迫的生理响应

 以云南松2年生幼苗为试验材料进行盆栽控水试验,研究了幼苗对干旱胁迫的生理响应。结果表明：随着胁迫时间的增加,叶片相对含水量、叶绿素a,叶绿素b,类胡萝卜素和叶绿素含量先降低后升高,叶绿素a/b,PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm),PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)均呈现下降的趋势。对不同胁迫下的生理指标的变化进行比较,说明云南松具有一定的耐旱性,重度干旱胁迫会严重损伤云南松     

不同遮阴处理大叶黄杨叶片生理响应

[目的]研究遮阴处理大叶黄杨叶片生理响应。[方法]以大叶黄杨为研究对象,在50％、75％和90％3个遮阴处理下,测定叶面积、比叶重、叶形指数等形态指标以及叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a／b值、质膜透性、游离脯胺酸等生理指标。[结果]结果表明,大叶黄杨具有极强的耐阴性,且随着遮阴强度的加强,其叶片形态与生理指标表现出规律性响应。[结论]园林绿化中应充分利用大叶黄杨的耐阴性,合理配置。     

毛乌素沙地典型岩性导热系数试验和模型研究

【目的】研究毛乌素沙地4种典型岩性的导热系数与含水率之间的关系。【方法】根据毛乌素沙地岩性特征和沉积环境不同,制定了相应的试验方案,利用JW-Ⅲ型热流计测定不同含水率条件下的导热系数,利用Campbell模型和赵贵章模型分析了毛乌素沙地典型岩性的导热系数与含水率之间的变化规律及其拟合误差。【结果】毛乌素沙地4种典型岩性中砂质壤土和风化砂岩的导热系数-含水率变化曲线呈线性,而风积沙和莎拉乌苏组的导热系数-含水率变化曲线基本呈非线性。Campbell模型对各种岩性导热系数曲线的拟合均呈线性,而用赵贵章模型可很好地反映参数的变化特征。赵贵章模型拟合的不同岩性导热系数-含水率变化曲线的相关系数均大于0.97,而均方根差均小于0.005。【结论】利用赵贵章等提出的导热系数和含水率模型能很好地反映参数的变化特征,可见该模型的拟合精度可以满足要求。     

Mycorrhizal and dark septate endophytic fungi under the canopies of desert plants in Mu Us Sandy Land of China

Biodiversity of arbuscular mycorrhizal colonization and spore density was investigated in 20 desert plants (dominant or common species) collected from different locations of Mu Us Sandy Land of China. We observed three mycorrhizal types including Arum-type, Paris-type, and an intermediate type among the plants. Another type of potentially beneficial fungi associated with roots of all species was also observed, namely, dark septate endophytic fungi (DSEF). Of the 20 sample plants examined, all species were coinfected by the two target fungi (Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) colonization of Salix psammophila and DSEF colonization of Periploca sepium were as low as 4%). Based on this investigation, we speculated that the DSEF are ubiquitous in desert ecosystems and can co-occur with AMF in desert plants, functioning much like mycorrhizal fungi. Further studies will be required to elucidate interactional mechanisms with AMF and the mechanisms operating in desert ecosystem.     

半干旱黄土丘陵区4种灌木树种的光合特性研究

【目的】研究半干旱黄土丘陵区4种灌木树种在不同坡位条件下的光合生理生态适应性,为该区人工植被建设中树种的合理配置提供科学依据。【方法】以陕西北部吴起县境内人工栽培的灌木林小叶杨(Populus simonii)、山杏(Armeniaca sibirica)、山桃(Amygdalus davidiana)、柠条(Caragana korshinskii)为试验材料,利用Li-6400便携式光合仪,测算其光合特性、蒸腾速率和水分利用率等生理生态指标,系统比较阳坡不同坡位条件下4种灌木树种的适应性及差异。【结果】从4种灌木树种的光响应曲线看,均没有出现光抑制现象,非直角双曲线模型对其光响应曲线的拟合效果良好,拟合系数(R²)均超过0.98;不同坡位条件下,4种灌木树种的叶片最大净光合速率(Pn_max)、平均瞬时蒸腾速率(Tr)、光补偿点(Lcp)和光饱和点(Lsp)均以坡上位最高;4种灌木树种在坡上位的叶片Pn_max排序为小叶杨＞山桃＞山杏＞柠条(P＜0.05),在坡中位的排序为小叶杨＞山桃＞柠条＞山杏(P＜0.05) ;除小叶杨的叶片表观量子效率(a)以坡中位条件下显著最高(P＜0.05)外,其余3种灌木树种在坡上位与坡中位间无显著差异;不同坡位条件下,除山杏的叶片平均瞬时水分利用效率(WUE)以坡上位显著最高外(P＜0.05),其余3种灌木树种均以坡中位显著最高(P＜0.05)。【结论】结合黄土丘陵沟壑区的水分环境条件来考虑,山杏较为适宜于在阳坡坡上位种植,而小叶杨、山桃和柠条适宜于在阳坡坡中位种植。     

毛乌素沙地油蒿光合电子传递速率生长季动态及其对环境因子的响应

[目的]探究干旱半干旱地区植被光合生理在生长季动态变化及其对各个影响因子的响应机制,对进一步了解该区植被对波动环境的适应性具有重要意义.[方法]该研究于2019年5-9月,对典型沙生植被油蒿的光合电子传递速率(ETR)进行长期原位连续监测,同步观测光合有效辐射(PAR)、空气温度(Ta)、相对湿度(RH)和土壤含水量(...     

库布齐沙漠几种常见灌木光合生理特征与土壤含水量的关系

2006年7—9月,采用Licor-6400便携式光合作用测定系统在模拟光照条件下,对库布齐沙漠不同水分处理的3年生柽柳、小叶锦鸡儿、杨柴苗木进行观测。观测指标包括:光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、表观量子效率（AQY）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）、羧化效率（CE）等。运用SPSS数据处理软件进行分析,确定这3种灌木光合生理特征与土壤含水量之间的定量关系。结果表明:①3种灌木光合生理特征对土壤含水量变化具有明显的阈值响应。②不同土壤含水量（SWC）下,柽柳、小叶锦鸡儿、杨柴苗木Pn最大值（Pnmax）的增加幅度分别为521、648、14.31 μmol/(m2·s)。③LSP随土壤含水量（SWC）的变化并不是特别明显,值在1 000～1 400 μmol/(m2·s)之间波动。④LCP随SWC的增加呈下降趋势,变化范围为217～741 μmol/(m2·s)。⑤AQY随SWC的增加呈上升趋势,变化范围为0.01～0.04。⑥柽柳、小叶锦鸡儿和杨柴维持Pnmax的SWC分别为13.8%、13.3%和15.2%;维持最高叶片水分利用效率（WUE）的SWC分别为10.0%、11.0%和8.5%;土壤水合补偿点分别为1.1%、0.8%和0.9%。⑦柽柳、小叶锦鸡儿和杨柴最适宜的SWC范围分别为10.0%～13.8%、11.0%～13.3%和8.5%～15.2%。      

浙江省38种园林绿化植物对氟化氢气体的抗性及吸收能力

为充分发挥城市绿地吸收有害气体的生态功能,采用人工熏气法,对浙江省38种园林绿化植物对氟化氢气体的抗性及吸收能力进行了研究．通过系统聚类分析方法,将参试植物的抗性及吸收能力划分为弱、较弱、中等、较强和强等5个等级。结果显示,38种植物对氟化氢的抗性差异较大,抗性最强的熏气持续时间为9h（麦冬Ophiopogon japonicus）,抗性最弱的仅2h（枫香Liquidambar formosana等）;参试的落叶植物中弱和较弱抗性物种占87．50％,而常绿植物在弱至较强各等级的分布较均匀,表现出比落叶植物的抗性更强。植物对氟化氢气体的吸收能力差异非常显著,部分植物具有十分惊人的吸收能力。大叶榉Zelkova serrata的绝对吸收能力最强,达13．66g·kg^-1,是最小吸收能力植物湿地松（Pinus elliottii,117．06mg·kg^-1）的116．65倍;落叶植物中吸收能力中等的所占比例最大,为37．5％。常绿植物则由弱到强吸收能力等级呈现出逐渐递减趋势。试验各植物对氟化氢抗性与吸收能力线性相关不显著。     

毛乌素沙地南缘沙丘生物结皮对凝结水形成和蒸发的影响

在水分极度匮乏的荒漠生态系统,凝结水是除降雨之外最重要的水分来源之一,它对荒漠生态系统结构、功能和过程的维持产生重要的影响。为探明半干旱沙区生物结皮表面的凝结水形成和蒸发特征,采用自制的微型蒸渗计(直径7 cm、高5 cm的PVC管)实验观测了不同类型地表(裸沙、浅灰色藻类结皮、黑褐色藻类结皮和苔藓结皮)对凝结水形成和蒸发的影响。结果表明:(1)观测期间共有20次凝结水形成记录,除降雨天气外,几乎每天都能观测到水分凝结现象;(2)不同类型地表凝结水总量依次为(1.998±0.075),(2.326±0.083),(2.790±0.058)和(3.416±0.068) mm,生物结皮表面的凝结水总量显著大于裸沙(P < 0.05);随生物结皮的发育,不同类型生物结皮表面的凝结水总量呈增加的趋势,凝结水总量之间差异显著(P < 0.05);观测期间不同类型地表日平均凝结水量依次为(0.100±0.003),(0.116±0.004),(0.140±0.002)和(0.171± 0.003) mm,不同类型地表日平均凝结水量之间差异极显著(P < 0.01);(3)凝结水形成过程的观测结果显示,凝结水19:00开始形成,23:00-凌晨1:00形成不明显,1:00-7:00继续形成,除浅灰色藻类结皮外,太阳升出后在黑褐色藻类结皮和苔藓结皮表面继续形成少量的凝结水;凝结水7:30开始蒸发,10:30到11:00之间结束蒸发,凝结水在裸沙和浅灰色藻类结皮中的保持时间显著大于黑褐色藻类结皮和苔藓结皮中的保持时间(P < 0.05);(4)凝结水的形成受大气温度、地表温度、空气相对湿度和大气地表温度差等气象因素的影响,但其形成过程不与某一个气象因素呈简单的线性关系。     

狼尾草等6种植物对十溴联苯醚污染土壤的生理响应及其修复效果

考察了狼尾草、龙葵、空心菜、苣菜、芥菜和鱼腥草6种植物对土壤中十溴联苯醚(BDE-209)的生理响应及其修复效果。结果表明,在BDE-209污染条件下,供试植物体内丙二醛(MDA)含量升高,表明植物受到一定的毒害作用,而在植物抗逆境机制作用下,植物体内可溶性蛋白质含量升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性下降;在供试植物生物量方面,BDE-209对龙葵、空心菜和狼尾草地上部有促进作用,而对苣菜、芥菜具有一定的抑制作用;6种修复植物体内均检测出BDE-209,且地上部与根部BDE-209含量具有显著差异,其中狼尾草根部干重含量高达16.93mg·kg-1;修复60d后,土壤中BDE-209含量均有一定程度的下降,最高去除率可达40.44%,且根际土与非根际土BDE-209去除率有显著差异。修复效果依优劣次序为狼尾草>龙葵、空心菜>鱼腥草>芥菜>苣菜。     

黑河流域蓝绿水在典型年份的时空差异特征

蓝绿水研究目前主要集中在蓝绿水资源量及其时空分布评价方面,在流域尺度上考虑气候因素的蓝绿水时空差异研究甚少。本文选取中国西北干旱内流河地区的黑河流域,采用标准化降水指数(SPI)和降水距平指数(M)2个指标确定典型年份,并分析不同典型年份(干旱年、湿润年、平水年)的流域蓝绿水时空差异特征。结果表明:1)黑河流域的蓝水与绿水的合计深度从降雨量较高的上游到降雨量较低的下游呈现递减趋势;2)蓝绿水总量在湿润年份(1998年,252.72亿m3)明显大于干旱年份(1978年,167.73亿m3);3)绿水系数,即蒸散发占水资源总量的比例,在干旱年份(90.30%)明显高于湿润年份(85.41%)。同时,降水较低的年份(干旱年份)或地区(下游)绿水占水资源的比例明显高于降水较高的年份(湿润年份)或地区(上游)。黑河流域的典型年份蓝绿水数量与时空差异特征的分析可为探讨气候变化下蓝绿水演变及加强中国内陆河流域绿水资源管理提供参考。