西鄂尔多斯地区5种荒漠灌丛光合固碳能力研究

以西鄂尔多斯地区5种天然荒漠灌丛为材料,利用LI-6400便携式光合仪测定了灌丛的光合生理生态指标,对灌丛的光合固碳能力及其影响因子进行了分析。结果表明:单株灌丛日均固碳能力由强到弱为沙冬青(Ammopiptanthus mogolicus)>霸王(Zygophyllum xanthoxylum)>四合木(Tetraena mongolica)>红砂(Reaumuria songarica)>半日花(Helianthemum songaricum);依据年光合固碳量将荒漠灌丛分为3类:年光合固碳高灌丛-沙冬青、霸王(6.216~8.892t·hm~(-2)·a~(-1))、年光合固碳中等灌丛-四合木、红砂(1.742~3.962t·hm~(-2)·a~(-1))和年光合固碳低等灌丛-半日花(0.386t·hm~(-2)·a~(-1));5种灌丛净光合速率均表现为夏季>秋季>春季,除了霸王、四合木和红砂灌丛在秋季呈现"单峰"曲线外,灌丛净光合速率日动态均呈现"双峰"曲线,有明显的"午休"现象;5种荒漠灌丛均属于喜阳植物,其中四合木灌丛对强光有一定的适应性,沙冬青、霸王和红砂灌丛的光能利用效率相对较高,本研究将为荒漠地区的固碳潜力及碳汇计量提供一定的参考价值。     

不同温度条件下沙冬青幼树对土壤失水及复水的生理响应过程

沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是我国西北荒漠区重要的防风固沙造林树种,当地高温、少雨的气候条件常会对其生长产生高温和干旱的双重胁迫,文中以沙冬青幼树为试材,通过人工气候箱调控气温(25℃、32℃、39℃和45℃),采用自然失水的方法(停止浇水0、3、6、9、12d),模拟研究荒漠区定植后的沙冬青幼树对夏季高温和干旱双重胁迫的生理及光合的响应过程,以期为该地区沙冬青定植后的水分管理提供理论依据。结果表明：当气温在25-39℃下,随土壤含水量降至10%,沙冬青叶绿素含量、净光合速率、气孔导度等指标小幅升高;土壤含水量小于6%时,沙冬青幼树叶片含水量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率、水分利用效率等指标明显降低;复水后上述指标均呈现恢复趋势。当气温升至45℃,沙冬青幼树叶片含水量、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率随土壤失水逐渐降低;当土壤含水量为6%时,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率接近0;复水后上述指标也未见恢复现象。此时,高温、土壤失水或复合胁迫都使沙冬青幼树无法正常生长。当气温从25℃升高至39℃时,沙冬青的生理及光合指标受水分的胁迫...     

西鄂尔多斯高原5种荒漠灌丛土壤碳排放特征

为了进一步厘定西鄂尔多斯高原地区5种天然荒漠灌丛土壤碳排放的主控因子,估算灌丛土壤碳排放量,并阐明不同灌丛土壤的碳排放特征,选用5种典型荒漠灌丛林为研究对象,通过土壤碳通量ACE(automated soil CO_2exchange station)监测系统分别测定了5种灌丛土壤呼吸速率、土壤温湿度及碳排放量。结果表明:(1)5种灌丛土壤碳排放速率日动态总体呈现"不对称钟形"单峰曲线特性,峰值在11:30—13:30。5种灌丛生长季土壤碳排放速率均显著高于非生长季,其中半日花灌丛(Helianthemum songaricum Schrenk)比其他灌丛高0.76~1.67倍。土壤年平均碳排放量沙冬青灌丛为8 090.63 kg·hm~(-2)·a~(-1)、四合木灌丛7 868.16 kg·hm~(-2)·a~(-1)、霸王灌丛7 287.40kg·hm~(-2)·a~(-1)、半日花灌丛8 375.69 kg·hm~(-2)·a~(-1)和红砂灌丛7 618.47 kg·hm~(-2)·a~(-1);(2)在3种未来气候情景(低排放情景B1、中等排放情景A1B和高排放情景A2)下,5种灌丛土壤碳排放量将比基准情景高达8.30%,其中霸王灌丛变化最为明显。不同类型灌丛地土壤碳排放对气温变化的响应存在差异,但差异不显著。本研究可为全球环境变化下中国西北干旱、半干旱地区碳平衡估算提供数据基础和参考依据。     

沙冬青等3种沙生植物气体交换特征

在乌兰布和沙漠使用LI-6400植物光合测定系统和压力室同步测定了白刺、沙冬青和油蒿气体交换和水势等的日变化和月变化。白刺、沙冬青和油蒿气体交换日进程变化呈单峰、双峰和多峰。白刺的水势、光合速率、蒸腾速率的日变化曲线多呈单峰型,一般在11:00达到高峰。油蒿水势和光合速率的日变化多呈单峰型,其峰值分别出现在13:00和17:00,蒸腾速率多呈双峰型,峰值分别出现在11:00和15:00。沙冬青的水势、光合速率、蒸腾速率均呈双峰型。白刺光合速率和蒸腾速率都大于沙冬青和油蒿,研究表明沙冬青和油蒿对于环境变化具有较强的敏感性,而白刺对于环境变化具有较强的忍耐性。被试3种植物水分利用效率相对都较低,其排序为:油蒿(2.83μmol CO2·mmol-1H2O)沙冬青(2.59μmol CO2·mmol-1H2O)白刺(1.96μmol CO2·mmol-1H2O)。研究进一步说明较低的水分利用效率是沙生植物长期适应干旱高温气候环境的结果。     

宁南半干旱区不同施肥量下马铃薯光合特性研究

用Li-6400便携式光合仪对宁南半干旱区不同施肥量下马铃薯盛花期功能叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)进行测定。结果表明,在马铃薯生育关键期土壤水分亏缺情况下,4种处理叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度的日变化曲线均为开口向上的抛物线,而净光合速率日变化是气孔调节作用的结果。合理增加氮磷肥可以提高作物光合能力,但施肥对提高净光合速率的效应受到土壤水分状况的制约。土壤水分状况越差,增加施肥对作物光合能力的提高效应越差。高肥处理时,由于马铃薯植株生长旺盛,营养生长期水分消耗过大,生殖生长期土壤水分供应状况更差,作物受到严重的水分胁迫,导致气孔导度、净光合速率和蒸腾速率大幅下降。     

荒漠绿洲区不同灌溉定额对春小麦光合特性及产量的影响

为了明确荒漠绿洲区不同灌溉定额对春小麦光合特性及产量的影响,通过田间观测试验,分析了6种不同灌水定额对春小麦的叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度日变化以及子粒产量的影响。结果显示,高灌溉定额下(360、420、480 mm),春小麦叶片净光合速率和蒸腾速率曲线的变化曲线呈单峰曲线变化,无"午休"现象,而低灌溉定额下(0、240、300 mm)光合速率呈双峰曲线,有"午休"现象,同时高灌溉定额处理下的气孔导度大于低灌溉定额处理;土壤含水量与全生育期春小麦光合速率之间的关系式呈二次曲线关系,当土壤含水量增加到约12%~13%时,光合速率达到最大临界值,而后出现下降。W4处理下的春小麦叶片净光合速率和蒸腾速率高于其它处理,子粒产量、千粒重和水分利用效率(WUE)也最大,是适宜该地区春小麦生长的最佳灌溉量。可见,过度灌溉抑制了春小麦的光合速率,导致减产。同时,降低了春小麦的水分利用效率,造成水资源的浪费。     

祁连山高海拔雨养农业区油菜、小麦光合特性比较研究

在作物生长旺盛期,采用LI-6400便携式光合仪测定了祁连山高海拔雨养农业区环境因子和油菜、小麦叶片光合生理指标,比较了油菜、小麦及低海拔地区作物光合参数的差异性。结果表明:光合有效辐射和空气温度均呈单峰型日变化曲线,而空气湿度呈"S"型日变化曲线,大气CO2浓度为早晚较低,下午高。油菜和小麦的叶片净光合速率日变化均呈双峰型曲线,存在"午休"现象,且上午光合速率高于下午。油菜的蒸腾速率日变化呈双峰型曲线,小麦的蒸腾速率却呈单峰型曲线。气孔导度日变化大体呈"S"型曲线。光合有效辐射是影响叶片净光合速率和蒸腾速率的主要环境因子之一,空气湿度是气孔导度的主要影响因子。大气CO2浓度与小麦叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度呈显著正相关关系。     

半干旱雨养区小麦光合作用、蒸腾作用及水分利用效率特征

对黄土高原半干旱雨养农业区田间春小麦叶片光合生理生态特征及其对环境因子的响应进行了分析,结果表明:天气晴朗时,净光合速率日变化呈典型的双峰曲线,有"午休"现象,上午明显高于下午,且不同生育期峰值出现的迟早不同;蒸腾速率日变化呈不明显的双峰型,其出现最大值的时间晚于净光合速率出现最大值的时间;在生长季节,叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度都受到多个环境因子的共同影响;不同时期,起主导作用的环境因子不同,且同一个因子对几个生理指标的影响程度和强度都有差异,其中,光合有效辐射是对蒸腾速率影响最强烈的环境因子,有显著的相关关系;空气湿度对光合作用的影响大于温度.受环境因子制约最为显著的生理指标是叶片的蒸腾速率和气孔导度.小麦叶片水分利用效率的日变化呈不明显的双峰型,上午高于下午,乳熟期日平均WUE比灌浆期低46.2%,且黄土高原半干旱雨养农业区WUE的高低变化与降水量的高低分布相吻合.     

新疆南疆地区绿洲外围混交林中胡杨和新疆杨光合特性比较

利用Licor-6400便携式光合仪对新疆南疆绿洲外围人工营造的混交林中的胡杨和新疆杨的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci）等光合生理指标进行了测定。结果表明：1）胡杨的净光合速率日变化曲线呈＂单峰型＂曲线,新疆杨的净光合速率日变化曲线呈＂双峰型＂曲线,...     

阿拉善荒漠几种典型灌木种子水分响应与繁殖对策研究

本文以阿拉善荒漠分布的沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、梭梭(Halox-ylon ammodendron)、红砂(Reaumuria soonorica)、阿拉善沙拐枣(Calligonum alaschanicum)、膜果麻黄(Ephedra przewalsetina)、绵刺(Potaninia mongolica)和四合木(Tetreana mongol-ica)等灌木为研究对象,以种子吸胀过程中对水分的吸收速度和水分利用效率作为对水分的响应特性。研究结果表明:所供实验的各种灌木种子吸胀所需时间顺序依次为:梭梭<四合木<绵刺<膜果麻黄<红砂<阿拉善沙拐枣<沙冬青,与之相对应的种子千粒重为沙冬青>阿拉善沙拐枣>红砂>梭梭>四合木>膜果麻黄>绵刺,种子千粒重与吸胀时间呈极显著的正相关关系;吸胀过程中水分吸收速度和水分利用效率分别是阿拉善沙拐枣>沙冬青>四合木>红沙>梭梭>绵刺>膜果麻黄,梭梭>膜果麻黄>绵刺>四合木>阿拉善沙拐枣>沙冬青>红沙。响应于荒漠水分的变化,荒漠灌木可分为对水分敏感性植物和迟钝性植物。对水分敏感性植物,繁殖对策表现为典型的r-对策,千粒重较小,对水分利用效率较高,如绵刺、梭梭等,对水分迟钝性植物,繁殖对策为典型的k-对策,千粒重较大,水分利用效率较低,如阿拉善沙拐枣和沙冬青等。响应于荒漠环境为极度胁迫下的易变环境,水分敏感的植物对荒漠植被的稳定具有重要贡献,响应于相对稳定时间尺度内,水分迟钝植物对荒漠植被构建起着关键作用。这种r-对策和k-对策荒漠灌木对水分不同的利用方式和繁殖方式,既能在干旱多变的气候环境变化下保持一定的荒漠景观植被,又能在稳定气候环境下保持另一种荒漠景观植被,从而确保荒漠地表环境的稳定。     

沙冬青光合速率日变化及其影响因子研究

采用Li-6200光合分析仪,在自然条件下对沙冬青(A.mongolicus(Maxim)Chengf.)光合作用日进程进行了观测,结果表明:在夏季晴天条件下,沙冬青Pn日变化为双峰曲线,峰值分别出现在11:00时和15:00时,具有典型的“光合午休”特征。相关分析和多元回归分析表明,光量子密度和气孔阻力是影响沙冬青叶片Pn日变化的主要生态因子。     

人工环境下沙冬青水分关系研究

沙冬青是一种特殊的常绿荒漠植物，具有很强的抗热性，抗寒性以及抗旱性在本文中，我们在人工控制环境下，研究了沙冬青叶片嬗怀蒸腾作用的关系，沙冬青叶片水势与叶片含水量的关系 以及叶片蒸腾作用与叶片温度的关系。     

干旱胁迫对塔里木盆地红枣光合特性及水分利用效率的影响

以塔里木盆地滴灌枣园3龄枣树为材料,在红枣的盛果期,利用LI-6400型光合仪对不同水分处理下红枣的光合指标测定与分析。结果表明:不同水分处理下红枣净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)的日变化均表现为"单峰"曲线,Pn之间存在极显著差异,而Tr之间差异不显著;不同水分处理下光合有效辐射(PAR)、相对湿度(RH)、大气温度(Ta)、田间CO2浓度(Ca)存在极显著差异;水分利用效率(WUE)存在显著差异。从水分胁迫对红枣叶片光合特性、水分利用效率的影响综合分析,红枣对低水环境有较强的忍耐力,适应在干旱环境中生存,适宜生长的滴灌水量为320m3/667m2左右。     

准噶尔盆地沙漠增温效应对棉花光合速率、蒸腾速率的影响

沙漠增温效应导致了绿洲不同区域热量资源的分异[1],为了进一步了解沙漠增温效应对绿洲不同区域作物的影响,本文通过在准噶尔盆地沙漠区、距沙漠20 km、70 km区域进行试验,从棉花生理生态的角度分析了准噶尔盆地不同区域的农田小气候、棉花净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)的差异。结果表明:(1)准噶尔盆地三个区域之间的光合作用有效辐射差异不大;(2)不同区域的大气温度均呈单峰曲线,距沙漠越近的区域温度越高;(3)不同区域的相对湿度都呈现不断下降的趋势;(4)影响区域间Pn、Tr差异的主要因素是气温的差异。     

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。     

高海拔地区旱地春小麦光合日变化特征

测定小麦旗叶光合特性,比较乌鞘岭地区分期播种陇春8号小麦的光合生理日变化特征.结果表明:净光合速率、水分利用效率随播种期推后有增大趋势.在日变化过程中,上午蒸腾消耗少,水分利用效率高,光合能力比下午强,且有光合"午休"现象.不同播期春小麦光合要素与温度高低有关,在气温较高时段,温度与净光合速率、水分利用效率呈负相关,气...     

科尔沁沙地复叶槭等3个阔叶树种的光合特性及其水分利用效率

在自然条件下,利用LI-6400型便携式光合作用测定系统测定了科尔沁沙地3个阔叶树种复叶槭、紫叶矮樱和紫叶稠李的光合参数,研究各树种水分利用效率特征。结果表明:复叶槭、紫叶矮樱和紫叶稠李的净光合速率日变化呈双峰型,最大峰值出现在8:00~10:00,分别为12.22、11.70和7.24μmol.m-2.s-1。通过比较3个树种的蒸腾速率,得出紫叶矮樱和紫叶稠李的蒸腾速率日均值较低,分别为5.10和4.95mmol.m-2.s-1,而复叶槭蒸腾速率日均值最高,为6.21mmol.m-2.s-1;对于水分利用效率而言,3个树种的日均值由高到低分别为紫叶矮樱(1.08μmol CO2mmol-1H2O)>复叶槭(0.78μmol CO2mmol-1H2O)>紫叶稠李(0.69μmol CO2mmol-1H2O),说明紫叶矮樱对干旱环境适应能力更强。最后,通过净光合速率与各影响因子的相关分析得出,3个阔叶树种净光合速率与其胞间CO2浓度相关系数最大,分别为r复叶槭=-0.954、r紫叶矮樱=-0.968和r紫叶稠李=-0.970,说明胞间CO2浓度是影响树种净光合速率最主要的影响因子。     

干旱胁迫下五种荒漠灌木苗期的生理响应和抗旱评价

采用盆栽断水法模拟土壤干旱胁迫,研究了五种典型荒漠灌木-小叶锦鸡儿、荒漠锦鸡儿、沙冬青、花棒和霸王的生理适应特性.结果表明:干旱胁迫下,五种灌木苗期叶片保水能力和叶绿素a/b降低,可溶性糖、脯氨酸和MDA含量增加.各灌木SOD、POD和CAT活性变化不尽相同,但都相互协调作用维持在一个平衡态进行,且与MDA含量成正相关...