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。     

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。     

叶片光合生理参数变化特征与小麦受旱状态的关系

以小麦为供试作物布设干旱过程试验,研究干旱过程中小麦叶片光合生理参数(包括净光合速率(Pn)、气孔导度(g_ssat)、胞间CO₂与空气CO₂浓度比(Ci/Ca)、最大羧化速率(Vc_max)以及最大电子传递速率(J_max))的变化特征,并探讨干旱不同阶段Pn与g_ssat的关系及其对气孔导度模型斜率的影响。结果表明:土壤有效含水量(ASWC)较大时(>0.5),即水分供给充足条件下,小麦叶片光合生理参数随着ASWC的减少保持相对稳定;而当ASWC降至<0.5时,g_ssat、Ci/Ca以及Pn减小,在ASWC>0.3时,Pn与g_ssat及Ci/Ca的关系保持相对稳定;当ASWC<0.3时,g_ssat随ASWC减小呈显著降低趋势,Vc_max和J_max也在此阶段随ASWC减小而线性降低,而Pn随g_ssat的减小降...     

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。     

胡杨融雪漏斗现象及生态作用

杜加依林春季积雪融化时,存在以胡杨根部为中心的融雪漏斗。通过调查比较胡杨林冠和融雪漏斗的形状相关性,测定漏斗区与林隙地表区温度的不同,分析漏斗区与林隙区表层土壤有机质和总盐的差异。结果表明：胡杨林冠下由于主干的存在,使林冠下土壤能得到较多的太阳辐射能量,并且林冠下枯落物的富集作用和胡杨的＂肥岛＂效应,使林冠下土壤的有机...     

额济纳胡杨林生态效益评价及保护对策探讨

胡杨是古地中海残遗植物种 ,胡杨林生态系统在绿洲演替与发展的不同阶段发挥着主要作用。额济纳胡杨林是我国第二大胡杨林 ,是维系额济纳绿洲存在的重要天然屏障。本文通过对胡杨林生态效益的评价 ,提出胡杨林不仅在生态系统方面有重要作用 ,而且对当地及周边地区的经济、社会发展也有不可替代的作用。并对当前胡杨林存在的问题 ,利用保护生物学和恢复生态学加以研究 ,为胡杨林的保护提出一些措施。     

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间呈对数关系,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。     

NaCl处理对胡杨生长及生理生态特征的影响

以胡杨(Populus euphratica)幼株为材料,采用盆栽试验研究不同NaCl浓度(0、50、100、200 mmol·L-1和400 mmol·L-1)处理对胡杨生长及叶片过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、水势、可溶性糖和脯氨酸含量的影响。结果表明:在≥200 mmol·L-1NaCl处理下,胡杨株高较对照显著减少,在400 mmol·L-1NaCl处理下,基茎粗较对照显著减少,在NaCl浓度≥100 mmol·L-1时,冠幅面积和叶、枝干重较对照显著减少,根干重随NaCl浓度的增加呈显著线性减少趋势。在NaCl浓度≥200 mmol·L-1时,根冠比较对照显著减少。H2O2和MDA含量随NaCl处理浓度升高呈增加趋势。低浓度NaCl处理下(50 mmol·L-1),胡杨叶片SOD、POD、CAT和APX活性较对照均有所提高,在NaCl浓度≥100 mmol·L-1时,SOD、POD和APX活性较对照降低。胡杨叶片水势随NaCl处理浓度升高而降低。在NaCl处理90 d后,胡杨叶片可溶性糖含量随NaCl浓度升高呈逐渐降低趋势。胡杨叶片脯氨酸含量随NaCl处理浓度增加呈先增加后减少的趋势。     

胡杨夜间液流通量及其影响因子研究

夜间液流在树木的整个生长过程中起着非常重要的作用,它不但与夜间蒸腾有关,而且有助于夜间自根系向上运输物质,为植物器官的夜间呼吸提供氧传递的机制。采用热比率技术,测量了荒漠河岸林自然生长条件下胡杨(Populus euphratica)的夜间液流通量大小、变化规律及影响因子。结果表明:1 4月胡杨夜间液流通量变化不大;5月和9月前半夜缓慢下降,后半夜缓慢上升,但变化幅度不大;6、7、8月均呈先下降后上升的趋势,且变化幅度较5月和9月大。2前半夜胡杨累积液流量约占整夜液流量的53%~62%,而后半夜仅占整夜累积液流量的38%~47%;后半夜液流通量显著低于前半夜;胡杨各月夜间累积液流量占整日累积液流量的比例依次为:4月(45.7%)5月(30.7%)8月(30.1%)9月(29.5%)6月(28.6%)7月(26.2%),春季夜间累积液流量占整日累积液流量的比例大于夏季和秋季。3胡杨夜间液流通量受水汽压差、气温等影响,就4—9月来看,胡杨夜间液流通量与环境因子的相关系数依次为:水汽压差(0.63)气温(0.58)空气相对湿度(-0.335)土壤含水量(0.17)。水汽压差是影响夜间液流通量最关键的因子。