夏玉米茎流速率变化规律及其影响因子研究

采用FLOW32-1K包裹式茎流计测量茎流速率,分析2018年夏玉米(郑单958)蒸腾量(本研究采用茎流)与气象因子,包括净辐射、温度、饱和水汽压差(VPD)、风速的相关性,并以Pearson相关性系数进行评价。结果显示:试验期间土壤含水率保持在田间持水率的70%～80%,得出在玉米不受水分胁迫条件下,茎流速率与净辐射、温度、VPD、风速均呈线性相关,相关系数分别为0.754、0.622、0.674、0.443,表明太阳辐射与茎流速率关系最密切,与风速关系最小。在夏玉米生长吐丝期、灌浆期和成熟期,晴天时茎流速率日变化为单峰曲线,早上5∶00茎流开始启动,随后茎流速率逐渐上升,在11∶00茎流速率达到峰值74.5 g·h~(-1),随后又降低,一般在21∶00降低为0.0。雨天时由于大气辐射不稳定,表现为多峰曲线,且茎流速率波动较大(0～37.7 g·h~(-1))。经计算夏玉米在灌浆生长期叶面积指数稳定在4.4,这时基础作物系数K_(cb)为1.0,9月10日后显著下降,至收获时(10月1日)降低至0.55。     

不同时间尺度下环境因子与沙柳茎流关系的差异研究

为揭示环境因子对沙柳茎干液流的影响是否存在时间尺度差异,对毛乌素沙地沙柳茎流及环境因子(太阳辐射RA、降雨量P、空气温度T、空气湿度RH、空气温度ST和土壤含水量SW)进行持续6个月的同步观测。结果表明:在月尺度下,ST和SW是茎流变化的主要影响因子,ST单独能解释87.9%的茎流变化,两者综合能解释93.0%;T、ST和RA在日尺度下对茎流变化影响最大,T能解释茎流变化的51.5%,三者共同解释62.2%;小时尺度下,茎流变化受较多环境因子共同影响,但气象因子占主导作用。随时间尺度由大到小,对茎流变化的主导因子由少变多,由土壤因子向气象因子再向综合环境因子过渡。大时间尺度上监测土壤因子可以估算出沙柳的蒸腾耗水量,较小时间尺度上由环境因子推测出的茎流变化不够准确,宜采用仪器直接测定。     

不同生育期幼龄枣树茎流特征及其与环境因子的关系

采用包裹式茎流计对位于新疆阿克苏地区温宿县新疆林科院佳木试验站内的幼龄枣树茎流速率进行连续测定,并同步监测样地内太阳辐射、温度、空气湿度以及风速4个环境因子,研究不同生育期枣树茎流特征及其与环境变化的关系。结果表明:1夜间均存在茎流活动,茎流速率变化曲线除果实膨大期为双峰外,其余生育期内均为单峰;2日累积量变化过程曲线均为"S"形,日均耗水量和总耗水量的趋势均为先增大后减小,且差异性明显,萌芽展叶期最低,果实膨大期最大,日均耗水量分别为2.78 L和8.31 L,总耗水量分别为83.39 L和249.30L;3茎流速率曲线与太阳辐射和温度曲线波形变化趋势基本一致,与空气湿度曲线波形变化趋势相反,茎流速率与环境因子进行偏相关分析,影响枣树茎流速率的主要因子有所差异,但太阳辐射偏相关系数最高,按生育期顺次分别为0.767、0.762、0.873、0.838、0.603和0.825,利用多元线性回归对不同生育期枣树茎流速率与环境因子进行逐步回归,经过回归系数和相关系数检验,各多元线性回归方程均达到了显著水平。     

模拟水、盐胁迫对沙棘幼苗PSII活力影响的对比研究

通过PEG-6000和NaCl模拟试验,研究了水分和盐分胁迫对沙棘幼苗叶片光系统II（PSII）活力的影响。结果显示：2种胁迫抑制了PSII受体侧的电子传递,减少进入电子传递链的能量流,抑制叶绿素的合成,但对单位面积反应中心密度影响不大。不同的胁迫对沙棘叶片PSII活力的影响程度不同：在NaCl胁迫下,单位反应中心吸收...     

药用植物黄芪的茎流速率研究

本文采用植物热平衡流测(Sap Flow System)计,对沙漠绿洲边缘沙地栽植的药用植物黄芪整株茎流速率的日变化、季节变化规律及耗水量进行了测定,测试分析得出:黄芪茎流速率日变化呈双峰曲线,第一茎流速率峰值为91.22gm/hr出现在11:00时;第二茎流速率峰值为111.05gm/hr出现在20:00时;黄芪茎流速率在季节变化中7月份平均茎流速率最大为28.83gm/hr,其次是6月平均值为4.46gm/hr,8月份为4.40gm/hr。经黄芪植物茎流速率样株的耗水量计算,每亩10000株黄芪苗木蒸腾耗水量的生理用水量在6月份每亩为32m3、7月份每亩207m3、8月份每亩31m3、5月和9月共用水30m3。经茎流测试分析表明:在绿洲边缘种植药用植物黄芪比种植农作物玉米、小麦可节水27%-33%;另外,黄芪茎流速率与环境因子之间经相关分析得出,黄芪茎流与大气温度(TAIR)和水气压亏缺(VPD)呈极显著正相关关系,r值分别为0.57004和0.42114;与光量子通量密度(Qn)、大气CO2浓度(CO2.℃)和空气湿度(RH)呈不显著正或负相关关系;同时得出了黄芪茎流与各影响因子之间的回归方程。     

极端干旱区滴灌条件下葡萄茎流变化规律研究

为探究极端干旱区滴灌葡萄植株茎流变化规律及其影响因素,本文采用Flow4-DL包裹式茎流计监测滴灌和沟灌条件下葡萄植株的茎流变化规律,研究了茎流速率的变化规律与气象因子的相互关系,以及日茎流量与参考作物蒸发蒸腾量之间的关系.研究结果表明:在晴天,葡萄植株茎流速率的日变化呈现双峰曲线;在阴天,葡萄植株茎流变化曲线呈现多峰型;通过对各环境因子与葡萄植株茎流进行偏相关分析,得到茎流与光合有效辐射、风速极显著相关,与饱和水汽压显著相关,与温度、湿度不显著相关,相关程度依次为:光合有效辐射＞风速＞饱和水汽压＞空气湿度＞空气温度;采用逐步删除法进行多元回归分析,得到茎流与光合有效辐射、风速、饱和水汽压具有较强的线性相关关系,回归方程达到极显著水平;滴灌和沟灌情况下日茎流量与参考作物蒸发蒸腾量呈显著线性相关关系,且沟灌的相关性高于滴灌.     

半干旱区玉米茎流规律及其对气象因子的响应

采用包裹式茎流计和小型自记式气象站对甘肃省会宁县太平镇主要农作物玉米的茎流速率及其周围的气象因子进行同步观测。分析结果表明:1)玉米的日茎流速率变化趋势基本一致,都呈几字型变化。晴朗天气下,茎流启动时间为6:00,于14:00~15:30达到峰值,持续较短时间后迅速降低,至晚上22:00达到较低值且在夜间保持了一定的茎流活动。而多云和阴雨天气玉米茎流速率则呈不规则曲线。2)玉米茎流速率与气象因子变化趋势相吻合。相关性分析结果表明,影响玉米茎流的主要因子依次是:光合有效辐射、空气温度、空气湿度、风速。玉米茎流速率与气象单因子分析及逐步回归方程表明,对半干旱区玉米茎流起关键作用的气象因子是光合有效辐射与空气湿度。     

温室茄子不同生育期茎直径变化特征及其与气象因子的关系

为了寻找诊断温室作物水分状况的可靠的茎变化指标,对春季温室条件下茄子不同生育期、不同土壤含水量茎变化关键指标进行了研究。结果表明,各生育期低水分处理的茎直径(MDS)日最大收缩量基本上大于高水分处理的MDS,但它们的变化趋势基本一致,这种一致性是由气象因子所致;苗期的日生长量(DI)从未出现过负值,高水分处理的累积DI要大于低水分处理的累积DI,且MDS和DI之间呈现出一定程度的负相关,而其余时期的DI基本上在DI=0附近波动;通过对MDS、DI和相关气象因子进行回归分析发现,MDS和气象因子有更好的相关性,基本上各时期MDS和相对湿度呈负相关关系,与温度、辐射、空气饱和差呈正相关关系;且气象因子对低水分处理的茎变化影响大于对高水分处理茎变化影响,由此提出建立合理土壤水分条件下的气象因子对MDS的预测模型作为诊断温室作物水分状况、实现自动灌溉的方法。     

枸杞叶片净光合速率与其它生理参数及环境微气象因子的关系

采用英国PPS国际有限公司生产的CIRAS-1型光合作用综合测定仪测定了3a生枸杞6月下旬净光合速率、蒸腾速率、气孔阻力等植物生理因子的逐时变化,并同时测定了照度、光合有效辐射、叶温、气温、湿度和田间微风。通过枸杞诸因子与外界环境气象因子的模拟,研究了枸杞叶片净光合速率与外界光、温、水、气和风的关系。结果表明,枸杞净光合速率除受蒸腾速率、气孔导度等因子的影响外,与辐射、温度等环境因素和气象因素的关系非常密切,可以用某些环境气象因子推测植物生理因子的变化。     

核桃树干液流特征及其与气象因子的关系

运用热扩散式探针和自动气象站,对核桃树干液流密度及气象因子进行同步测定,研究不同树龄核桃树干液流密度特征以及与气象因子的关系。结果表明:核桃树干液流日变化呈单峰型,但不同树龄核桃树干液流启动、达到峰值以及夜间液流均存在差异。不同树龄核桃树干液流密度存在显著差异,中龄和老龄核桃树干平均液流密度分别为0.2042,0.5236mL/(cm2.min);最大液流密度分别为0.4909,1.5243mL/(cm2.min)。多元线性回归分析结果表明,核桃树干液流密度与水汽压饱和差、辐射之间呈显著正相关,与相对湿度呈显著负相关,气象因子对核桃树干液流存在显著影响。     

毛乌素沙地旱柳和小叶杨树干液流密度及其与气象因子的关系

研究毛乌素沙地旱柳(Salix matsudana)和小叶杨(Populus simonii)树干液流密度的变化特征及其与气象因子的关系,是实现该地区水与生态和谐发展的基础。利用Granier热消散探针法测量了旱柳和小叶杨不同方向和不同深度的树干液流密度。监测结果表明:不同方位间的树干液流密度日变化特征相似并具有较强的相关性,但监测结果相差较大;不同深度的监测结果也具有类似的特征。如果忽略这种方位间和深度上的变化,整树耗水计算结果的误差最大可达104%。树干液流密度与气象因子的相关分析表明,旱柳和小叶杨的树干液流密度与大气辐射相关性最好,其次为气温。时滞分析表明,旱柳和小叶杨的树干液流密度与净辐射没有时滞,与水汽压亏缺间存在1 h的滞后。由此可见,以树干径流结果为基础在推算单株耗水量时,必须考虑方位及探头深度并合理校正。     

宁夏盐池毛乌素沙地柠条锦鸡儿茎流及蒸腾特征

利用Dynamax茎流测量系统、JA2103N千分之一天平和自动气象站对毛乌素沙地优生灌木树种柠条锦鸡儿的液流变化、蒸腾速率及其周围的环境因子进行观测.结果表明:①柠条锦鸡儿茎干液流速率日变化趋势呈多峰曲线;液流启动时间为7:00,9:00左右达液流峰值,峰值大小168～450 g/h,20:00左右降为最低,晚间有明显的液流活动现象.②柠条锦鸡儿的茎干液流日变化曲线与叶片蒸腾速率日变化曲线并不吻合,实验测得的叶片蒸腾速率不能同步反映茎干液流的动态变化特征.③柠条锦鸡儿白天液流速率变化趋势与环境因子变化趋势相吻合.相关性分析表明,影响灌木液流变化的主因子依次是太阳有效辐射、土壤含水量、空气温度和相对湿度.     

极端干旱区3种植物液流特征及其对环境因子的响应

运用热平衡法包裹式茎流计,对塔克拉玛干沙漠南缘地区优势植物种梭梭(Haloxylon ammodendron)、头状沙拐枣(Calligonum caput-medusae)和疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)（以下简称骆驼刺）生长季茎干液流速率变化规律进行持续观测。利用自动气象站对气象因子如太阳辐射(Rs)、气温(Ta)、相对湿度(RH)以及风速进行同步观测,并对气象因子与不同植物液流速率之间的相关关系进行分析。结果表明:① 梭梭液流速率日变化趋势为双峰或多峰型,表现出明显的“午休”现象,而头状沙拐枣呈单峰或多峰型,骆驼刺则表现为单峰型,两者均没有明显的“午休”现象;头状沙拐枣与骆驼刺液流启动时间比梭梭延后1 h左右,却提前1 h左右到达液流峰值,液流速率下降时间基本一致;② 整个生长季中,梭梭单枝液流量均保持较高水平,在7月达到最大值,而头状沙拐枣和骆驼刺则在8月时达到最大值;③ 3种植物在不同天气条件下液流速率大小依次为：晴天>沙尘暴>阴天>雨天;④ 3种植物液流速率与太阳辐射(Rs)、空气温度(Ta)和空气水汽压差(VPD)呈极显著的正相关(P<0.01),与空气相对湿度的关系则表现为极显著的负相关(P<0.01)。     

沙棘AM真菌孢子形态结构及其生态适应性

为了探明干旱环境下AM真菌形态结构及其生态适应性,2009年7月在内蒙古和河北农牧交错带选取4个样地,采集沙棘(Hippophae rhamnoides L.)根围土壤样品,利用光学显微镜和扫描电镜对分离的AM真菌进行分类鉴定。共分离鉴定3属17种AM真菌,其中球囊霉属(Glomus)11种,无梗囊霉属(Acaulospora)5种,盾巨孢囊霉属(Scutellospora)1种。沙棘AM真菌孢子具有体积小、颜色深、孢壁厚,整体形态不饱满等特征,表现出对干旱荒漠环境的生态适应性。扫描电镜下,不同属种孢子表面纹饰特征差异明显,可作为AM真菌属种分类的参考依据。     

Sap flow characteristics and physiological adjustments of two dominant tree species in pure and mixed plantations in the semi-arid Loess Plateau of China

It is essential to understand the water consumption characteristics and physiological adjustments of tree species under drought conditions, as well as the effects of pure and mixed plantations on these characteristics in semi-arid regions. In this study, the normalized sap flow (SF_n), leaf water potential, stomatal conductance (g_s), and photosynthetic rate (P_r) were monitored for two dominant species, i.e., Pinus tabuliformis and Hippophae rhamnoides, in both pure and mixed plantations in a semi-arid region of Chinese Loess Plateau. A threshold-delay model showed that the lower rainfall thresholds (R^L) for P. tabuliformis and H. rhamnoides in pure plantations were 9.6 and 11.0 mm, respectively, and the time lags (τ) after rainfall were 1.15 and 1.76 d for corresponding species, respectively. The results indicated that P. tabuliformis was more sensitive to rainfall pulse than H. rhamnoides. In addition, strong stomatal control allowed P. tabuliformis to experience low g_s and P_r in response to drought, while maintaining a high midday leaf water potential (Ψ_m). However, H. rhamnoides maintained high g_s and P_r at a low Ψ_m expense. Therefore, P. tabuliformis and H. rhamnoides can be considered as isohydric and anisohydric species, respectively. In mixed plantation, the values of R^L for P. tabuliformis and H. rhamnoides were 6.5 and 8.9 mm, respectively; and the values of τ were 0.86 and 1.61 d for corresponding species, respectively, which implied that mixed afforestation enhanced the rainfall pulse sensitivity for both two species, especially for P. tabuliformis. In addition, mixed afforestation significantly reduced SF_n, g_s, and P_r for P. tabuliformis (P<0.05), while maintaining a high leaf water potential status. However, no significant effect of mixed afforestation of H. rhamnoides was observed at the expense of leaf water potential status in response to drought. Although inconsistent physiological responses were adopted by these species, the altered water consumption characteristics, especially for P. tabuliformis indicated that the mixed afforestation requires further investigation.     

陕北黄土高原丘陵沟壑区沙棘的光合特性研究

利用便携式光合作用测定系统测定了陕北吴旗县沙棘年生长季内叶片净光合速率随光照强度和CO2浓度的变化规律,并测定了沙棘叶片的蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE).结果表明:沙棘叶片光补偿点(LCP)在年生长季内的变化范围为15.66～112.31 μmol/(m2·s),光饱和点(LSP)变化范围为1 327.39～1 638.89 μmol/(m2·s),表观光量子效率(Φ)的变化范围为0.0052～0.0122 μmol/mol;沙棘叶片的CO2补偿点(CCP)在年生长季内的变化范围为120.83～278.29 μmol/mol,CO2饱和点(CSP)的变化范围为192.24～775.59 μmol/mol.表明沙棘为C3植物,不耐荫,宜栽植在阳光充足的地方.沙棘在年生长季内Tr的变化为:8月、9月高于6月、7月、5月;8月份的蒸腾速率最高,5月份的蒸腾速率最低;WUE高低排序为:9月＞5月＞8月＞7月＞6月.     

准噶尔盆地南缘梭梭树干液流规律比较

采用SF-300热脉冲树干液流仪,分析比较了准噶尔盆地南缘人工种植和原生条件下,梭梭树干液流及其土壤水分的变化,建立了人工种植梭梭树干液流速率与气象因子的最优回归方程。结果表明：人工种植梭梭日累积液流量过程线呈近似 “S”型,与土壤含水率具有极显著的相关性;液流速率日变化多呈双峰型,昼夜变化明显,对气温的时滞约1 h;原生梭梭耗水特征相对稳定,日累积液流量过程线近似直线型,与土壤含水率无相关性,液流速率日变化多呈多峰型,无明显日过程。观测期人工梭梭单位面积液流通量平均为0.240 L/(cm².d),是原生梭梭的1.5倍;降雨后人工和原生梭梭液流速率峰值分别比降雨前提前3 h和30 min。     

黄土丘陵沟壑区沙棘人工林不同恢复阶段物种多样性与土壤肥力的关系研究

对黄土高原丘陵沟壑区沙棘人工林不同恢复阶段物种多样性与土壤肥力的关系进行了研究.结果表明,在沙棘人工林恢复的初、中期阶段,α-多样性指数和土壤肥力(有机质含量和氮含量)的增加正相关较明显,在恢复的中期β-多样性指数变化较强烈,且土壤有机质含量变化较大,表现出在沙棘人工林恢复的同时,土壤有机质含量也会有所增加,二者基本上是同步的.对土壤肥力与沙棘人工林植物组成性状的关系进行多元回归分析后发现,土壤全氮与木本植物种数、植物种数和物种多样性等因素有关;全磷与物种多样性等因素有关;土壤全钾和pH值的变化比较复杂,与植物组成性状的关系不明显.     

塔中紫外辐射与气象要素的关系

分析2007年塔克拉玛干沙漠腹地紫外辐射特征和影响因子与气象要素的相关性,并依据有关要素拟合出紫外辐射的估算方程。结果表明：紫外辐射年总量达到305.64 MJ/（m2.a）,7月最大,12月最小,全年瞬时强度峰值在6月,为67.11 W/m2。紫外辐射的变化与总辐射变化呈显著正相关,且紫外辐射在总辐射中所占比例夏季大...     

柴达木盆地河流泥沙特征

根据柴达木盆地河流泥沙来源及变化特点，阐述河流含沙量与输沙量的大小，除与流域土壤、地质分类、植被、河流坡度、降水强度等有关外，还取于河库切割深度、粒径组成，岸坡和护岸情况等。在上述条件一定，含沙量相同时，流量大者，输沙量也大。