果树蒸腾光合及水分利用率与土壤含水量关系研究

以山西省吉县地区幼龄苹果、梨为研究对象,在盆栽实验的基础上,研究了不同土壤含水量条件下两种果树蒸腾速率、光合速率日变化规律,得出苹果、梨的蒸腾速率在土壤含水量6%～10%时呈现双峰曲线,中午出现低谷区;而在土壤含水量12%～20%时,呈现正午峰值型的单峰曲线。在此基础上研究了蒸腾、光合及水分利用率与土壤含水量的关系：蒸腾速率、水分利用率与土壤含水量相关关系可用三次四项式描述,而光合速率与土壤含水量呈二次相关关系。黄土高原半干旱区适宜苹果生长的土壤水分范围为12%～14%,最佳土壤含水量为12.37%;适宜梨树生长的土壤水分范围为12%～16%,最佳土壤含水量为15.19%。     

氮素营养对干旱地区小麦光合生理的影响

对不同供氮条件下小麦光合速率、蒸腾速率、细胞间隙CO2浓度的分析表明,土壤水分胁迫下,细胞间隙CO2浓度日变化则呈"W"型,叶片光合速率和蒸腾速率日变化均呈单峰型,光合峰值出现在上午10:00前后,蒸腾峰值则出现在上午11:00前后;土壤水分胁迫下,过多施用氮肥可使作物细胞间隙CO2浓度下降,显著抑制叶片蒸腾和光合速率,合适的施氮量应保持在90kg/hm2左右。     

不同土壤水分下侧柏苗木光合特性和水分利用效率的研究

在黄土半干旱区,采用人工控制土壤水分的方法,使用Li-6400便携式光合作用测定系统,对侧柏苗木净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度及其相应的环境因子进行了测定。结果表明:不同土壤水分状况下侧柏苗木光合速率日变化曲线呈“双峰”型,均有不同程度的“午休”现象,且上午的光合速率明显高于下午;气孔导度受水分和光热胁迫的影响,日变化曲线呈凹型;胞间CO2浓度受空气CO2浓度和气孔导度的双重影响,呈现出早晚高,正午低的日变化进程;水分利用效最高值出现在上午较早的时分,且上午的水分利用效率明显高于下午;随着土壤水分的增加,净光合速率和蒸腾速率升高,而水分利用效率降低。根据Farquhar和Sharkey的观点,造成净光合速率下降的原因既有气孔限制又有非气孔限制因素,上午净光合速率下降的主要是由气孔限制因素造成的,午间和下午光合速率的降低则主要归因于叶肉细胞羧化效率的降低。     

内蒙古乌兰布和沙漠主要灌木光合日变化特征比较研究

对乌兰布和沙漠耐旱植物沙拐枣属、柽柳属、锦鸡儿属的14种植物进行光合日变化特征研究。结果表明:(1)14种沙生灌木净光合速率日变化呈双峰型,峰值均出现在10:00与16:00,有明显的光合"午休"现象,且主要是由气孔因素引起的。净光合速率日均值排序为:柠条锦鸡儿中间锦鸡儿乔木状沙拐枣多花柽柳细穗柽柳白皮沙拐枣东疆沙拐枣甘蒙柽柳荒漠锦鸡儿多枝柽柳头状沙拐枣长穗柽柳狭叶锦鸡儿红皮沙拐枣;(2)沙拐枣属、柽柳属蒸腾速率日变化呈单峰型,峰值分别出现在10:00,14:00,锦鸡儿属植物蒸腾速率日变化呈双峰型,峰值出现在10:00,16:00。蒸腾速率日均值排序为:多花柽柳细穗柽柳甘蒙柽柳柠条锦鸡儿荒漠锦鸡儿中间锦鸡儿多枝柽柳白皮沙拐枣长穗柽柳乔木状沙拐枣狭叶锦鸡儿头状沙拐枣东疆沙拐枣红皮沙拐枣;(3)14种沙生灌木水分利用效率日变化均为双峰型,上午的水分利用效率高于下午,最高值出现在10:00,水分利用效率日均值排序为:乔木状沙拐枣红皮沙拐枣长穗柽柳柠条锦鸡儿白皮沙拐枣头状沙拐枣东疆沙拐枣中间锦鸡儿多枝柽柳狭叶锦鸡儿甘蒙柽柳荒漠锦鸡儿细穗柽柳多花柽柳;(4)在相同的环境条件下,乔木状沙拐枣、长穗柽柳、柠条锦鸡儿对该区的干旱环境有相对较强的适应能力。     

土壤水分及环境因子对刺楸叶片气体交换的影响

通过测定不同土壤水分条件下,3a生盆栽刺楸苗木的气体交换参数及其周围环境因子,探讨土壤水分及微气候因子对光合速率、蒸腾速率、气孔导度等气体交换参数的影响规律。结果表明:随着水分胁迫的加剧,刺楸叶片蒸腾速率、净光合速率和气孔导度总体上表现出减小的趋势,且随着胁迫的加剧,下降的幅度越大,蒸腾速率、净光合速率和气孔导度在重度、中度、轻度胁迫下日均值分别比对照下降6 6 % ,2 5 %和16 % ,81% ,30 %及5 1% ,70 % ,17%和14 %。随着土壤水分的减少,净光合速率下降逐渐由气孔限制转变为非气孔限制,水分利用效率并未完全表现出下降的趋势,日平均值表现为对照>中度>轻度>重度。逐步回归分析表明,刺楸苗木叶片水气交换参数,不仅受土壤水分的影响,同时也受外界环境因子的综合影响,且影响程度差异较大,回归方程相关系数较好     

金沙江干热河谷不同土壤水分对台湾青枣生理生态特性的影响

为了更好地指导金沙江干热河谷地Ⅸ台湾青枣的种植,提高产量,该文研究了4种不同土壤水分处理(A,B,C,D处理的土壤含水率在台湾青枣的全育期分别保持在田间持水量的40%～55%,55%～70%、70%～85%、85%～100%)对台湾青枣净光合速率和蒸腾速率的影响,分析了土壤水分和光合速率、土壤水分和蒸腾速率的关系,计算出不同土壤水分处理的水分利用率,得出以下结论:(1)净光合速率的日变化和季节变化均呈现"双峰"曲线,在土壤含水率为出问持水量的70%～85%时达到最大;(2)蒸腾速率的日变化和季节变化均呈现"双峰",随着土壤含水量的增加而增大,土壤含水率为田间持水量的85%～100%时达到最大,日变化最大值为10.95 mmol/(m2·s),季节变化最大值出现在6月,为10.2 mmol/(m2·s);(3)水分利用率在土壤含水率为田间持水量的55%～70%时达到最大,日变化最大值出现在8:00,为7.63μmol/mmol,季节变化平均值为1.85 μmol/mmol.     

水肥(氮)对小麦生理生态的影响 (Ⅰ)水肥 (氮 )条件对小麦光合蒸腾与水分利用的影响

光合速率在日出后随着光强的增强而急速升高,4月20日是小麦光合最强。净光合速率日变化随施氮量的增加而下降,水胁迫处理显著低于高水处理;不同时段变化净光合速率随施氮量和土壤含水量的增加而增加,但总的趋势是降低的。小麦蒸腾速率日变化总体趋势是在日出后随着光强的增强而急速升高、随光强的减弱而降低。小麦蒸腾速率日变化曲线为单峰型,中午最高。叶片蒸腾速率日变化随土壤水分供应增加而增加,随氮肥供应增加而下降;不同供水供氮条件下,叶片蒸腾速率的分异在日中尤其是上午比较明显。蒸腾速率从4月10日一直呈现下降趋势。小麦叶片水分利用率日变化曲线为"L"型,即早上较高,中午和下午都非常低。4月20日叶片水分利用率最高,5月10日最低。叶片对不同土壤水分和氮控制的反映为高氮低水高水分利用率,反之,则水分利用率较低。不同水、氮在上午对叶片水分利用率影响差异比较明显,下午则趋于一致。     

不同土壤水分下黄土高原侧柏生理生态特点分析

采用人工控制土壤水分，形成单株幼龄侧柏的不同水分梯度环境。在自然环境下利用Li-1600稳态气孔仪和Li-6200光合仪对山西省方山县试验基地内侧柏的蒸腾速率、净光合速率、气孔阻力及其环境因子进行了观测，并辅以盆栽苗木水分胁迫条件下的林木生理指标观测，对生理指标和土壤含水量的关系进行了研究。结果表明：侧柏蒸腾日进程为双峰曲线，水分状况较差时蒸腾日进程曲线到达波谷的时间比水分状况较好时大大提前，干旱条件下蒸腾速率较低；净光合速率的日进程为双峰曲线，水分状况较差时日进程变为单峰曲线，侧柏叶片光合作用午前以气孔限制为主，而午后以非气孔因素限制为主。维持蒸腾速率所适宜的土壤含水量为19.90％；净光合作用的最佳土壤含水量为15．75％；维持叶片水分利用效率的最佳土壤含水量为10.65％．选取维持最佳叶片水分利用效率的土壤含水量临界值作为林木密度调控的土壤水分阈值，侧柏为9．5％～11％。     

不同土壤水分下黄刺玫光合生理生态特性的初步研究

应用CIRAS-2型光合作用系统,在半干旱黄土丘陵沟壑区,测定了3 a生黄刺玫在不同土壤水分条件下净光合速率、光合有效辐射、蒸腾速率、叶片水分利用效率的日变化,并同步测定了胞间CO2浓度、气孔导度等因子。结果表明:黄刺玫的净光合速率随土壤含水量的增加而增加,不同土壤水分条件下,净光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率的日变化曲线不同。适合黄刺玫生长的土壤水分范围在15.0%~6.3%。结论:黄刺玫是抗干旱能力很强的树种,在干旱缺水和强光、高温为突出环境胁迫因子的半干旱地区,黄刺玫最宜栽培于水分状况相对较好、光照强度相对较低的阴坡,可能会比阳坡获得更大的生产力。     

不同土壤水分对赤松光合作用与水分利用效率的影响研究

在不同土壤水分条件下研究了赤松光合特征及其水分利用效率的变化。结果表明,不同土壤水分处理对赤松幼苗净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率等生理指标及其日变化均产生明显影响;中度水分胁迫时赤松幼苗的光合午休比对照提前1h且午休时间长,其净光合速率和气孔导度的下降平行进行,而且,日平均水分利用效率的下降幅度比日平均净光合速率的下降幅度小。     

不同土壤水分条件下侧柏幼苗的生理活动及氮素分配策略

以北京地区3年生侧柏幼树为研究对象,采用温室内盆栽试验,设置5个不同土壤含水量水平,采用15N同位素自然丰度法研究不同水分条件下侧柏幼苗的生理活动、生物量分配及氮素吸收和分配情况。结果表明:(1)在水分胁迫下,侧柏单株净光合速率、呼吸速率、蒸腾速率均表现为最低值,随着干旱胁迫解除,含水量增加到正常值,各指标分别增加为原来的4.86,3.74,7.29倍,叶片含水量和叶面积分别增加了24.37%,23.69%;之后当土壤含水量超过正常值时,随着土壤水分含量的进一步增加,各指标略有下降。(2)在水分胁迫下,生物量分配和氮素分配受到抑制。随着含水量增加,生物量分配表现为地上部分>地下部分;氮素分配率表现为根>叶>茎,随着土壤含水量增加根和叶的氮素分配向茎转移。(3)侧柏幼苗在土壤含水量达到70%~80%的田间持水量时,其生长发育表现为最佳状态。     

不同灌水技术下香梨地土面蒸发规律研究

对新疆库尔勒灌溉实验站香梨地不同灌水技术处理的土面蒸发进行了试验研究,并分析了土面蒸发强度与土壤含水量和土面蒸发强度与土壤耗水强度间的关系。结果表明,各处理在整个生育期的平均土面蒸发强度由大到小依次为微喷、小管和环管,其累积土面蒸发值分别为116.05,104.53和89.60mm。各处理棵间相对土面蒸发强度与0-20cm土层深度的土壤含水量相关关系显著,呈二次递增规律。土壤耗水强度在生育期内整体上呈现从大到小的变化规律,大小顺序依次为微喷、环管和小管,且土面蒸发强度均随着土壤耗水强度的增大而增大,二者之间呈幂函数关系。     

山东临朐2019年“8·10”特大暴雨水土保持调查

2019年8月10日6时至12日6时,受台风“利奇马”影响,山东淄博、东营、潍坊等地区发生特大暴雨天气,造成了严重的水土流失灾害。暴雨发生后,水利部水土保持监测中心组织调查人员,运用现代技术手段对暴雨中心典型小流域进行了系统、全面的水土保持实地调查。结果表明:(1)本次特大暴雨降雨量为570.6 mm,最大24 h降雨507.6 mm,均超过历史记录;(2)本次暴雨造成严重水土流失灾害,典型小流域水蚀模数达9741 t/km^2,是多年平均值的2.4倍,梯田损毁率达5.96%,河道淤积厚度达10~30 cm,近1/3生产道路完全损毁,引起了严重的重力侵蚀,多处发生滑坡、泥石流;(3)通过对比小流域调查发现,高林草覆盖和重点工程治理分别可削减洪峰模数79%和36%,降低水蚀模数分别达80%和54%;重点治理小流域道路损毁比例减少23.9%,梯田损毁减少40.4%,重力侵蚀减少40%以上。调查摸清了本次特大暴雨径流输沙特征、土壤侵蚀状况、水土流失成灾情况、水土保持措施效益等,初步形成了科学的暴雨水土流失调查方法体系,为今后暴雨水土保持调查制度的建立提供了良好基础。     

温室黄瓜叶面积扩展与光合特性对土壤水分的响应研究

温室盆栽试验研究土壤水分对黄瓜叶面积扩展与光合特性的影响结果表明,黄瓜叶片扩展经历了指数生长(EG)、线性生长(LSG)和稳定生长(SCG)3个阶段。随土壤含水量的增加,叶面积(LA)显著增大,叶片生长速率(LGR)的最大值明显提前。叶片相对扩展速率(RER)在指数生长阶段迅速增加,但在线性生长和稳定生长阶段则逐渐减小。土壤含水量显著影响了叶片的扩展和光合特性。叶片生长进程中,叶绿素含量和净光合速率(Pn)逐渐增加,处理间差异明显,不同水分处理的叶片净光合速率日变化均表现为单峰曲线,其表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)具有显著差异。     

荒漠旱区梨园秸秆覆盖的节水效应及对梨树生长结果的影响

1996～1998年对干旱荒漠地区梨树覆盖秸秆后的节水效应研究表明：覆秸秆后能从整体上提高0～60 cm土层土壤含水率1.8%～3.6%，提高最大幅度出现在该区旱季，此时覆盖树土壤含水率为10.3%～13.6%，而对照已处轻中度水分亏缺状态。根系因此生长加速，总根量增加66～88条/m²，树体水分状况得到相应改善，发育枝的含水率与水势分别提高0.87%～1.33%和0.26～0.35 MPa；叶片含水率与水势分别提高1.28%～2.07%和0.31～0.42 MPa；叶绿素含量增加19.4%，光合速率提高18.1%。果实生长加速，果实纵径和横径平均日生长量增加0.07 mm和0.058 mm，果实纵径快速生长期延长15 d左右，单果质量增加17～24 g，在覆秸秆树挂果数不超过对照树12%时，均可增大果实体积。     

白榆沙棘光合生理参数与土壤含水量关系研究

采用Li-6400便携式光合仪在模拟光照条件下，对不同水分处理的白榆、沙棘进行观测。观测参数包括：净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度等。并且运用SPSS数据处理软件进行分析，从而确定白榆、沙棘光合生理参数与土壤含水量之间的关系，并在研究过程中对试验地土壤水分进行有效性评价；其等级分别为：无产无效水、低产低效水、高产高效水、高产低效水。而把高产高效水作为指导当地林业生产的土壤水分管理条件。结果表明白榆沙棘具有高产高效的土壤含水量分别为11．4％～17．2％；9．5％～16．5％。     

坡位对土壤水分及植被空间分布的影响

[目的]探讨微地形对土壤含水量和生物量的影响,为浑善达克沙地环境建设和合理开发利用提供理论参考。[方法]以内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场境内的中国科学院内蒙古草原生态系统定位站沙地样地为研究对象,对坡底、坡顶、阴坡和阳坡等坡位的植被和土壤水分等指标的测定,对其进行方差分析和相关性分析。[结果]坡底以多年生杂类草占优,阴坡以灌木、半灌木及多年生禾草为主,阳坡以灌木、半灌木、多年生禾草及1,2年生植物为主,坡顶以多年生禾草和1,2年生草本植物为主;0—50cm土壤平均含水量的大小顺序为:坡底阴坡阳坡坡顶,生物量顺序与土壤平均含水量一致;坡顶、坡底、阳坡和阴坡各层土壤水分变异系数由大到小的顺序因土层和坡位的不同而表现出一定的差异性,0—50cm各层平均变异系数坡顶最大,坡底次之,阳坡最低;生物量和各层土壤含水量均呈现正相关关系,其中0—5,5—10和20—30cm土壤含水量与生物量之间表现为极显著线性正相关(p0.01)。[结论]微地形对植被种类和土壤含水量具有一定影响,且土壤含水量和植物生物量呈现正相关关系。     

缙云山针阔混交林土壤呼吸速率对降水输入量变化的响应

为探讨亚热带季风性湿润气候地区降水对土壤呼吸的影响,于2014年选取重庆市缙云山自然保护区内针阔混交林为研究对象,通过人为拦挡和增水方式模拟不同降水输入量对土壤呼吸速率的影响,包括达到土壤含水量的70%(增水70%,70%A),100%(增水100%,100%A),130%(增水130%,130%A)及对照(CK)和零降水(Z)5种情况。结果表明:(1)不同降水处理下土壤呼吸速率日变化均呈单峰变化曲线,并在12:00—14:00之间达到最大值;其年内月变化也为单峰曲线,于8月份达到最大值,12月份达到最小值。(2)适当增水可以提高土壤呼吸速率与10cm深度土壤温度的Pearson相关性,但指数模型的拟合度以对照组最好,减水和过度增水都会减少其相关性;温度敏感性Q10值的变化情况与其相同。(3)土壤呼吸速率与10cm深度的土壤含水量的相关性总体很低,但明显受到土壤水分条件影响,除零降水处理表现为极显著正相关外,对照组几乎不相关,增水处理转为明显的负相关,尤其增水130%后呈显著负相关。(4)在研究地区的自然环境条件下,增水100%时提高了土壤呼吸速率,也扩大了其变化范围,减水明显降低了土壤呼吸速率。     

不同水分条件下3种灌木幼苗的耗水及生长特征

[目的]研究岳武高速公路填方边坡3种绿化灌木幼苗在不同土壤水分条件下的耗水特征及生长表现,为该地区边坡早期植被恢复和护坡植物维护提供参考。[方法]选取马棘、二色胡枝子、紫穗槐幼苗为试验材料,采用盆栽称重法测定其在不同土壤水分处理下〔田间持水量(FC)的30%~45%,45%~60%,60%~75%和75%~90%〕的阶段耗水特征及生长变化。[结果]3种灌木幼苗的日耗水变化曲线均呈单峰型特征,峰值出现在中午时分;月耗水量、总耗水量均随土壤含水量的升高而增大,且差异显著;不同水分条件下灌木幼苗的株高、地径、生物量增量差异显著,马棘长期处于30%~45%FC、二色胡枝子和紫穗槐长期处于30%~45%FC,45%~60%FC水分条件下其幼苗生长受到抑制;土壤水分含量对灌木幼苗的水分利用效率影响较大,75%~90%FC和30%~45%FC均会降低幼苗的水分利用效率。[结论]综合考虑灌木幼苗的耗水量及生长特征,认为马棘幼苗土壤含水量维持在45%~60%FC、胡枝子和紫穗槐维持在60%~75%FC时能够实现幼苗正常生长,同时又能实现水分的高效利用。     

模拟降水氮沉降对藏北高寒草甸土壤呼吸的影响

全球范围内大气氮沉降量的升高,增加了陆地生态系统的氮输入,从而影响土壤CO₂的排放。2014年采用生长季（6-8月）喷洒添加定量NH4NO3液体的方式模拟降水氮沉降,参照中国氮沉降分布格局决定氮素添加剂量为40kgN·hm^-2·a^-1（N40）,以喷洒等量清水为对照（CK）。生长季内定期测定植物群落生物量,并利用LI-8100土壤碳通量测量系统,选两个典型晴天进行土壤呼吸速率日动态变化过程测定,同时在6月下旬-9月初定期测定土壤呼吸速率,以探究氮沉降增加对藏北高寒草甸土壤呼吸的影响。结果表明：（1）氮沉降使高寒草甸地上生物量显著增加（P<0.05）。（2）高寒草甸生长季土壤呼吸具有明显的典型日动态变化和生长季变化。典型日动态呈双峰曲线,土壤呼吸速率最大值出现在13：00-14：00和16：00;生长季变化呈单峰曲线,最大值出现在8月,生长季初期和末期土壤呼吸速率较低。（3）氮沉降极显著促进了高寒草甸的土壤呼吸,与对照相比,生长季平均土壤呼吸速率增加66.1%（P<0.001）。（4）土壤呼吸速率与土壤温度、土壤湿度和地上生物量呈极显著正相关关系（P<0.001）。（5）氮沉降对土壤呼吸的温度敏感性无显著影响。研究结果说明在高寒草甸,由于氮沉降导致地上地下生物量增加,从而导致土壤呼吸速率的增加。