灰胡杨蒸腾速率对气孔导度和水汽压差的响应

以塔里木盆地珍稀渐危种灰胡杨(Populus pruinosa Schrenk)为材料,研究其蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水汽压差(VPD)日变化及互动关系,以期揭示灰胡杨适应干旱荒漠环境的蒸腾耗水调控机理。结果表明,生长季灰胡杨Tr、Gs和VPD日变化均呈单峰曲线,总体随时间进程呈下降趋势;Tr、VPD峰值均滞后于Gs,这是上午时段Tr对VPD的响应阈值明显高于Gs对VPD的响应阈值所致。灰胡杨Tr与Gs、VPD及上午Gs与VPD均呈二次曲线关系,VPD对Tr、Gs均具双重作用,形成机制在于低VPD下Gs随VPD上升而增大,促进Tr升高;高VPD下Gs逐渐下降,引起Tr降低。数理统计分析表明,Gs是调控灰胡杨Tr的主导因素,而VPD通过Gs间接影响Tr。不同时段Tr的气孔调节机制不同,上午气孔调节为前馈式反应,下午为反馈式反应。综上所述,荒漠区灰胡杨Tr对Gs的响应敏感度高于对VPD,气孔调节是维持水分平衡的重要机制;VPD协同Gs来控制灰胡杨Tr,高VPD下引起叶片气孔关闭以降低蒸腾,维持树体水分平衡达到在干旱荒漠环境下生存的目的。     

红提葡萄光合速率和气孔导度的光响应特征

为了比较几种常用的光响应模型和气孔导度模型对红提葡萄的适用性,利用LC pro+便携式光合仪,测定了大田土壤水分状况良好情况下果粒膨大期和浆果成熟期篱架红提葡萄对光强的响应过程。采用常用的光响应模型(非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型)和气孔导度模型(Ball-Barry模型、气孔导度机理模型)对光合速率及气孔导度进行拟合,同时将气孔导度Ball-Barry模型与光合速率的光响应非直角双曲线模型进行耦合,并与Jarvis模型进行比较,分析了红提葡萄气孔导度的光响应特征。结果表明:非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型均可较好地拟合红提葡萄光合速率光响应过程,但通过非直角双曲线模型获得的初始量子效率(α)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)与实测值更接近,拟合效果更佳(R2≥0.987);气孔导度随光合速率的增大而增大,应用Ball-Barry模型拟合该过程得到的决定系数较大(R2≥0.715),均方根误差较小(RMSE≤0.0127),较气孔导度机理模型能更好地拟合红提葡萄气孔导度与光合速率的关系;构建的Ball-Barry模型与非直角双曲线的耦合模型整体上可以描述气孔导度对光强的响应(R2≥0.703),但拟合高光强下气孔导度精度较低,与耦合模型相比,Jarvis模型模拟值与实测值更加接近(R2≥0.839),且均方根误差最小(RMSE≤0.0106),说明Jarvis模型拟合效果优于耦合模型。研究结果可为定量分析葡萄叶片气孔调节行为和计算光合生产力提供理论依据。     

自然条件下胡杨叶片光合作用的气孔、非气孔限制

文中分析了自然条件下胡杨叶片的外界环境因子及光合生理特征的日变化规律,探讨并剖析了自然条件下胡杨叶片光合作用的气孔和非气孔限制的特征.结果表明,在观测日内:1)净光合速率(Pn)总体呈先升高后降低的趋势,其中在6、8和9月正午前后出现了短暂的\"光合午休\"现象.气孔导度(gs)呈周期性波动,随着水汽压差(VPD)的增加而...     

荒漠植物白麻气孔导度特征及其影响因子研究

依据2010年对干旱荒漠区白麻的观测资料,对白麻气孔运动及其影响因子进行了分析研究并揭示了荒漠植物白麻的水分利用特征。结果表明:(1)白麻气孔导度的整体下降过程中有少许周期性波动,与净光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度的转折点基本一致。(2)白麻气孔导度与影响因子之间进行偏相关分析,多元回归分析,通径分析,最终得出白麻气孔导度主要受光合有效辐射(PAR)、水汽压亏缺(VPD)、叶气温差(ΔT)和空气温度(Ta)的影响。(3)白麻水分利用效率和气孔限制值的关系可以看出:水分利用效率随着气孔限制值的增大而增大,随着气孔限制值的减小而减小。     

节水灌溉条件下夏玉米气孔导度与光合速度的关系

以夏玉米为材料，在人工测试坑控制的３个灌水量下，进行气孔导度与光合速度关系的研究，在高中低３个灌水量下各生育期光合速率Ｐｎ差异是大的为轴雄－－吐丝期，而灌浆期差异最小，Ｐｎ与气孔导度Ｃｓ具有很好的平行关系，同时对不同光照Ｐ与Ｐｎ、Ｃｓ和胞间ＣＯ２Ｃｉ进行了分析，探讨了气孔对光合速率的调节机制。     

西北旱区制种玉米灌浆期气孔导度与叶水势对水氮胁迫的响应

为了探究西北旱区制种玉米水氮胁迫条件下的生理节水机理,设置充分灌溉(FI)与亏缺灌溉(DI)处理,以及施氮(N150)与不施氮(N0)处理,分析了不同水氮模式下叶水势与气孔特征的变化规律。结果表明:充分灌溉条件下,施氮主要通过增加气孔开度和气孔数量提高气孔导度,与不施氮处理相比,气孔开度提高19.46%,气孔数量增加8.46%;亏缺灌溉条件下则通过增加单位面积开放气孔数量和降低气孔开度来应对水分消耗,提高抗旱能力,与充分灌溉相比,亏缺灌溉气孔开度平均降低21.38%,气孔数量平均增加14.08%;增加灌水量能极显著增大气孔开度(P<0.05)和提高玉米叶片黎明和正午叶水势值,促进作物蒸腾作用;FIN150处理较DIN150处理黎明和正午叶水势均值分别上升了3.30%和2.00%,FIN0处理较DIN0处理黎明和正午叶水势均值分别上升了13.41%和14.29%;亏缺灌溉条件下,施氮处理黎明和正午叶水势均值分别上升了2.87%和0.17%。干旱导致气孔导度及正午叶水势的降低可以通过增施氮肥得到部分补偿。     

叶片气孔分布及生理特征对环境胁迫的响应

从干旱、遮荫、盐胁迫、重金属以及CO2浓度5个方面综述了植物叶片的气孔分布及其特性在不同胁迫环境下出现的形态和生理差异。结果表明:(1)干旱胁迫导致大多数植物叶片的气孔密度增大,气孔开度减少,而气孔的分布则随物种和胁迫程度不同而出现差异。(2)遮荫环境导致多数植物的气孔数量和气孔密度减小,气孔的形状发生改变,植物的气孔导度和净光合速率均明显降低。(3)盐胁迫将减少植物的叶片面积,改变叶片的组织结构,增加叶片的气孔密度,降低植物的气孔导度和净光合速率。(4)重金属胁迫则导致植物的气孔导度和胞间CO2浓度均呈现降低趋势。(5)大多数研究都表明叶片的外部形态及其气体交换等特征在提升CO2浓度后将受到显著影响。     

不同施氮量滴灌棉田棉花蕾期脱落酸(ABA)与气孔导度之间的响应关系

利用滴灌盆栽试验,研究棉花蕾期不同施N水平条件下,脱落酸(ABA)含量与气孔导度之间的响应特征。结果表明:在蕾期,盆栽滴灌棉花不同处理纯N分别为2 g·盆~(-1)(N2)、4 g·盆~(-1)(N4)、6 g·盆~(-1)(N6)的条件下,ABA含量与气孔导度之间呈正相关关系,相关性系数(r)的分别为0.905、0.942、0.958,T检验显著水平P分别为0.034、0.016、0.010;2 g·盆~(-1)、4 g·盆~(-1)和6 g·盆~(-1)的模型分别为二次函数、指数函数和指数函数,模型拟合决定系数(R2)分别为0.975、0.894、0.946,F检验P分别为0.025、0.015、0.005,达到显著水平和极显著水平。回归模型较好地描述了滴灌棉花蕾期ABA与气孔导度之间相关性及其不同施N水平的模型特征。     

胡杨单株蓄积量与生物量关系模型研究

森林的蓄积量与生物量评估是森林监测中的重要内容.我国有关森林蓄积方面的资料较为丰富,但是生物量方面的资料较少,因此森林蓄积量与生物量之间转换模型的研究具有重要意义.文中依据在塔里木河下游所伐倒的40棵胡杨样品,首先利用微积分模拟计算了蓄积量,其次用称重法测得胡杨的生物量,最后利用3个模型将胡杨的蓄积量与生物量的关系进行拟合,并将这3个模型的精确度进行对比分析.得出:B=cVd模型的模拟效果最好,所建立的模型为:B =291.459V1.183.     

用双涌源能量守恒模型计算浑善达克沙地羊草群落蒸腾量的研究

文章利用浑善达克沙地南沙梁试验站两年的羊草群落气孔导度及相关的环境因子观测数据,用多元逐步回归法建立了羊草群落单一牧草与环境因子间响应关系模型,并用此模型计算出单一牧草的冠层导度。羊草群落冠层的导度用叶宽、株高加权单一牧草气孔导度获得。利用羊草群落冠层阻力及其他阻力按S-W能量守恒模型计算了两个不同水文年的羊草群落蒸腾量。2004年是丰水年(生育期雨量R=274.6mm;P=5%),计算的羊草群落的蒸腾量为430.1mm,实测土壤蒸发169.0mm;2005年(生育期雨量R=178.8mm;P=50%)计算的羊草群落的蒸腾量为378.4mm,实测土壤蒸发124.2mm。     

不同灌溉量梯度下胡杨和新疆杨苗期的抗旱性比较

在新疆和田地区墨玉县选取两年生的胡杨和新疆杨实生苗,栽植于苗圃进行不同灌溉水量的处理。不同处理下土壤的含水量分别为田间持水量的85%,70%,47%和24%。测定不同处理水平下胡杨和新疆杨在不同时刻的叶片水势,结果表明:胡杨和新疆杨的水势在一天中的变化趋势呈"V"字型,胡杨的水势日平均值高于新疆杨。利用Licor-6400便携式光合仪对两种杨树的净光合速率和蒸腾速率进行了测定,结果显示相同处理下胡杨的净光合速率和蒸腾速率的日平均值大于新疆杨,胡杨的瞬时水分利用效率高于新疆杨。此外,还测量了两种杨树的叶片的稳定碳同位素比率,结果显示胡杨的δ13C值显著大于新疆杨(p<0.05),表明它的长期水分利用效率较高。运用隶属函数综合各个指标的比较结果来看,胡杨的抗旱性强于新疆杨。     

黑河下游胡杨林耗水规律研究

2003年5-10月,对黑河下游额济纳绿洲中一块25年生的胡杨林耗水进行了研究,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。胡杨林的蒸腾耗水量具有明显的季节差异;胡杨幼林在生长季节耗水量为213.4mm。林分的生长状况主要受地下水位和土壤含水量的影响。     

Gas exchange of Populus euphratica leaves in a riparian zone

Riparian vegetation belts in arid regions of Central Asia are endangered to lose their ecosystem services due to intensified land use.For the development of sustained land use,management knowledge of plant performance in relation to resource supply is needed.We estimated productivity related functional traits at the edges of the habitat of Populus euphratica Oliv.Specific leaf area(SLA) and carbon/nitrogen(C/N) ratio of P.euphratica leaves growing near a former river bank and close to moving sand dunes in the Ebinur Lake National Nature Reserve in Xinjiang,Northwest China(near Kazakhstan) were determined and daily courses of CO2 net assimilation(PN),transpiration(E),and stomatal conductance(gs) of two consecutive seasons were measured during July-August 2007 and June-July 2008.Groundwater level was high(1.5-2.5 m below ground) throughout the years and no flooding occurred at the two tree stands.SLA was slightly lower near the desert than at the former river bank and leaves contained less N in relation to C.Highest E and g s of P.euphratica were reached in the morning before noon on both stands and a second low maximum occurred in the afternoon despite of the unchanged high levels of air to leaf water vapor pressure deficit(ALVPD).Decline of g s in P.euphratica was followed by decrease of E.Water use efficiency(WUE) of leaves near the desert were higher in the morning and the evening,in contrast to leaves from the former river bank that maintained an almost stable level throughout the day.High light compensation points and high light saturation levels of PN indicated the characteristics of leaves well-adapted to intensive irradiation at both stands.In general,leaves of P.euphratica decreased their g s beyond 20 Pa/kPa ALVPD in order to limit water losses.Decrease of E did not occur in both stands until 40 Pa/kPa ALVPD was reached.Full stomatal closure of P.euphratica was achieved at 60 Pa/kPa ALVPD in both stands.E through the leaf surface amounted up to 30% of the highest E rates,indicating dependence on water recharge from the ground despite of obviously closed stomata.A distinct leaf surface temperature(Tleaf) threshold of around 30℃ also existed before stomata started to close.Generally,the differences in gas exchange between both stands were small,which led to the conclusion that micro-climatic constraints to E and photosynthesis were not the major factors for declining tree density with increasing distance from the river.     

胡杨光合蒸腾与影响因子间关系的研究

对胡杨光合速率和蒸腾速率同各主要影响因子间相关关系进行了研究。结果表明：胡杨光合速率和气孔导度1司呈对数关系,蒸腾速率与气孔导度间呈线性关系;两者与光合有效辐射均呈多项式关系;与空气温度均呈二项式关系。结果说明胡杨属气孔限制型植物,气孔导度和光合有效辐射共同决定胡杨的光合和蒸腾作用。气温和相对湿度通过影响胡杨的气孔导度进而影响胡杨的光合速率和蒸腾速率。适宜胡杨进行光合气体交换的环境条件是光合有效辐射保持在1700μmol·m^-2·s^-1左右,温度保持在35℃左右,相对湿度保持在20％-30％间。     

塔里木盆地天然胡杨林保护区的生态服务价值评估

文中以分布于塔里木盆地的天然胡杨林为研究对象,使用影子工程法、机会成本法、水量平衡法、市场价值法等方法,对保护区内胡杨林的有机质生产、气候调节、土壤的形成与保护、水分调节(涵养水源)、对环境污染的净化、生物多样性的维持、以及娱乐文化价值7大类间接生态服务价值和木材产品、工业原料等两类直接生态服务价值进行了评估,并分析了结果,以其为减缓自然灾害、维护生态安全提供理论依据.结果表明:1)在塔里木盆地内,面积为39.54×104hm2的天然胡杨林保护区的生态系统服务价值平均为56.07×108元/年;2)研究区内胡杨林的间接服务价值为46.63×108元/年,直接服务价值为9.44×108元/年,直接服务价值约为间接服务价值的1/5;3)各项生态服务价值的大小顺序为:生产有机质＞木材价值＞净化环境＞生物多样性维持＞调节气候＞土壤形成与保护＞娱乐文化价值＞水分调节＞工业原料价值.塔里木盆地的胡杨林生态服务价值巨大,对社会经济的发展起着积极的促进作用,对塔里木河流域乃至整个盆地的综合治理极为重要.     

胡杨树干液流进程与太阳辐射的关系

为了研究胡杨树干液流时间进程与太阳辐射间的关系,利用热比率液流测定系统和自动气象站对2012年4月至9月额济纳绿洲胡杨树干液流速率和太阳辐射进行了同步监测.结果表明:胡杨树干液流与太阳辐射的时间进程在不同的月份呈现出不同特点,树干液流的启动时间比太阳辐射晚1～4小时左右,随着太阳辐射的停止,液流速率开始迅速下降,但液流并没有停止,而是维持在一个较低的水平.太阳辐射与胡杨树干液流在各个月份均存在时滞效应,但不同的月份时滞时间不同,就4至9月而言,液流速率滞后于太阳辐射1小时到达峰值.胡杨在不同的生长发育阶段与太阳辐射的相关性不同,4月液流速率与太阳辐射呈负相关,5～9月液流与太阳辐射呈正相关,相关系数分别为-0.142、0.607、0.701、0.735、0.702、0.636.回归分析结果显示,在胡杨树干液流的数值模拟中,考虑液流相对于太阳辐射的滞后效应可以提高模型的拟合精度.     

胡杨生殖构件空间分布特征及其养分动态分析

以同一立地条件下的胡杨(Populus euphratica)雌雄株为研究对象,研究胡杨雌雄株花芽分化至开花阶段生殖构件空间分布特征以及生殖枝与花芽养分含量动态变化规律。结果表明:1胡杨标准枝上生殖枝的数量均为树冠南侧北侧,中层下层上层;雌雄株生殖枝上花芽数量受垂直空间影响较小。2雌雄株生殖枝长度各层次间无显著差异;雄株生殖枝长和基径大小与花芽的长和宽均显著大于雌株;花芽长和宽均表现出T5(4月10日)T4(3月10日)T3(2月10日)T2(1月10日)T1(12月10日)。3花芽养分N、P、K在T5时期均显著升高;生殖枝的P含量同样显著增加,但N、K含量出现小幅度降低,雌株尤为显著。4相关性分析显示,雌雄花芽长、宽均与花芽N、P、K含量呈显著正相关;且雌雄花芽中N、P、K含量两两间也均存在极显著正相关;另外,雌花芽P含量与生殖枝K含量呈显著负相关;而雄花芽P、K含量与生殖枝P含量分别呈极显著、显著正相关。研究结论:胡杨生殖构件的数量分布和形态特征受到空间分布及植株性别的影响;花芽形态、花芽养分含量和生殖枝养分含量三者的变化存在密切的相关性。     

荒漠河谷胡杨残林复壮更新试验研究

胡杨(Populus euphratica)在额济纳荒漠绿洲中的生态地位极其重要,与绿洲的兴衰息息相关。额济纳荒漠绿洲的胡杨林,目前由于河水泛滥受控制,使依赖于河漫滩而发芽生长的幼林所占林地面积比例下降,林地日趋老化、衰残,致胡杨日渐衰败,绿洲退缩。文中依据多年的试验调查数据,对荒漠河岸林胡杨残林复壮更新效果进行了分析研究。结果表明:围栏封育对加快荒漠河岸林的复壮更新和林下天然植被的恢复,起到了积极而显著的作用。开沟断根,打破了土壤表皮板结层,疏松了土壤,利于根蘖苗萌生,同时也促进了苗木侧根和须根的增加,扩大了根系吸收面积,使苗木生长量提高。间苗定株有效地促进了胡杨老树的根蘖更新。确定了河岸胡杨更新林合理密度为幼龄期为3330株/hm2,中龄期为1665株/hm2,近熟林期为600株/hm2,成熟林期为135株/hm2。在此基础上提出了全面保护好沿河现有胡杨残林的措施,实行分片、分段围栏封育和充分引用季节性河道来水浇灌的前提下,积极促进胡杨残林的复壮和根蘖更新,复壮更新。     

塔里木河下游胡杨生物量动态模拟

文中运用2000-2015年塔里木河下游胡杨测量数据以及2015年胡杨伐倒木称重资料,首先运用森林材积源生物量法研究了2000年胡杨生物量和净生产力,然后对胡杨生物量变化特征进行了动态模拟。结果表明:1)建立了胡杨地上生物量模拟方程F=128.09(D2h)0.6318(R2=0.892)与胡杨树龄模拟方程B=12.711/(1+3.339×e-0.208D)(R2=0.9971),通过模拟可得2000年胡杨总生物量和总净生产力分别为20.329×104t、1.134×104t·a-1,单位面积生物量与生产力分别为2.386t·hm~(-2)、0.133t·(hm~2·a)-1。2)建立了生态输水量与胡杨净生产力之间的关系模型Y=1.0448Ln(x)+1.1154(R~2=0.8608);通过成长模型模拟,可得胡杨生物量增长潜力很大,在合理生态输水并加强保护的前提下,胡杨生物量可以从2000年的20.329×104t增加到2040年的71.62×104t。