胡杨、灰叶胡杨水势对不同地下水位的动态响应

在不同地下水位条件下,采用植物水势仪测定了新疆荒漠区优势树种胡杨与灰叶胡杨1年生小技的水势日、月动态变化.结果表明:不同地下水位胡杨、灰叶胡扬枝水势日、月变化均呈"V"字型曲线,一天中最低值出现在正午14:00,一年中最低值出现在8月.清晨、正午水势月变化呈"V"字型,月份间变幅较大,月平均永势表现为6月＞7月＞9月＞8月.胡杨水势日变幅、正午水势月交幅均小于灰叶胡杨,不同生境胡杨水势平均值均高于灰叶胡杨.方差分析表明两树种水势差异不显著但不同处理间差异显著.胡杨P-V水分参数ψ100、ψ0、ψ100-ψ0、RWC低于灰叶胡杨,而VP/V0、ROWC、AWC高于灰叶胡杨,表明两优势树种在长期适应干旱荒漠环境过程中采取了不同的生理生态对策.地下水位直接影响树木水势,两树种清晨与正午水势均随地下水位的下降而降低.     

紫花苜蓿耗水规律及其用水效率研究

归纳分析国内外不同地域、不同生产方式紫花苜蓿全生长季动态耗水试验研究结果,可以推断:需水量为450~1 100 mm,极端最高可达1 900 mm;耗水量为300~1 450 mm,极端最高可达2 245 mm;需水强度和耗水强度分别为3~7和2~7 mm/d,短期极端最高需水强度为14 mm/d;种植当年,生物产量和经济产量(含水量14%)的水分利用效率分别为8~12,9~14 kg/(mm.hm2),种植2 a及以上的分别为12~25和14~29 kg/(mm.hm2)。     

灰叶胡杨异形叶的类型及其时空特征

为了探讨灰叶胡杨个体发育过程中异形叶发生和垂直空间分布随径级的变化规律及其相互间的关系,在塔里木盆地西北缘调查同一立地条件下,各径级灰叶胡杨异形叶的类型及空间分布规律。结果显示:1阔椭圆形叶、圆形叶和阔卵形叶有规律地出现在不同的径级阶段,其中阔椭圆形叶出现在2~20径级阶段,圆形叶和阔卵形叶分别从4、6径级开始出现,它们在树冠上的出现均始于树冠的顶部,异形叶的出现与个体发育阶段相关;2 3种异形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级变化而发生动态的消长变化,其中,阔椭圆形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级增加逐渐减小,圆形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级增加先增大后减小,阔卵形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级增加则逐渐增大;3阔椭圆形叶在树冠垂直空间的出现频率及垂直空间分布占冠高的比例,均与胸径、树高呈极显著负相关,圆形叶仅出现频率与胸径、树高呈极显著正相关,阔卵形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,均与胸径、树高呈极显著正相关。说明各类异形叶出现频率及时空变化与胡杨个体发育阶段密切相关,灰叶胡杨的异形叶性是由个体发育阶段决定的,灰叶胡杨在不同发育阶段出现的异形叶是其生长适应策略。     

荒漠绿洲区春小麦耗水规律与水分利用效率研究

为了掌握荒漠绿洲区春小麦的耗水规律,建立高效节水型绿洲农业,通过田间观测试验,分析了6种不同灌溉定额下春小麦的土壤含水量、耗水量、土面蒸发量以及WUE的变化特征。结果显示,不同灌水定额下,春小麦全生育期耗水量的变化范围为450mm~650mm,其中春小麦的平均蒸腾耗水量为总耗水量的81%,而平均土面蒸发量为总耗水量的19%。拔节后期~抽穗前期是春小麦需水的第一关键期,灌浆后期~成熟期是次关键期。WUE随籽粒产量先增大后减小,二者之间呈二次曲线的关系。可见,过度灌溉不利于WUE的提高,造成水资源的浪费。     

河西地区紫花苜蓿的耗水量与耗水规律初探

研究了紫花苜蓿耗水量与叶面积系数、生长高度、干物质积累和地下生物量的关系,探讨了紫花苜蓿的耗水规律,分析了土壤湿度、耗水量对紫花苜蓿生长发育的影响。结果表明,苗期至分枝期是紫花苜蓿的需水临界期;分枝期、开花期耗水量最多,生长速度最大：结实期和成熟期苜蓿耗水量较少,生长较慢,叶面积系数减少。从水分利用率的角度出发,提出了河西走廊紫花苜蓿适宜灌溉量为580mm,为河西地区种植紫花苜蓿,节约水资源,提高水分利用率提供了理论依据。     

胡杨和灰叶胡杨锈菌夏孢子形态和侵染结构观察

 借助直接观察、显微和超微结构观测等手段,对胡杨和灰叶胡杨锈病显症叶片、锈菌夏孢子的形态、孢子萌发和侵染结构进行了观测。结果表明,胡杨和灰叶胡杨的锈菌夏孢子堆、夏孢子形态结构相似;夏孢子堆散生于叶片正反两面,近半球形或半椭球形,呈橙黄色或金黄色;夏孢子散落分布于叶片正反两面,圆形或卵圆形,透明、橙黄色,厚壁,单胞,表面密生刺瘤;胡杨和灰叶胡杨锈菌夏孢子的长轴和短轴长度、刺瘤高度及刺瘤间距四项指标均无显著性差异;夏孢子萌发产生芽管后形成菌丝,通过叶表气孔直接侵染叶片,以菌丝的形式在叶片组织内扩展。     

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。     

干旱胁迫对胡杨和灰叶胡杨光合作用及叶绿素荧光特性的影响

采用盆栽试验,研究正常供水(土壤相对含水量70%～80%)、轻度干旱胁迫(50%～60%)和重度干旱胁迫(30%～40%)条件下2年生胡杨(Populus euphratica)和灰叶胡杨(P. pruinosa)的光合作用及叶绿素荧光特性.结果表明:在干旱胁迫进程中,轻度和重度干旱胁迫下胡杨、灰叶胡杨的净光合速率经历了急剧下降--缓慢回升--下降3个阶段.在相同的干旱胁迫处理下,光合作用及叶绿素荧光参数Pn,Gs,Ci,WUE,Fv/Fm,Fv/Fo,qP和NPQ胡杨明显高于灰叶胡杨,表明胡杨比灰叶胡杨对干旱胁迫具有更强的适应性.     

沙木蓼蒸腾耗水规律研究

采用热平衡包裹式树干茎流测量系统(Stem Heat Balance,SHB)和自动气象站观测沙木蓼生长季茎干液流以及环境因子,以揭示毛乌素沙地沙木蓼(Atraphaxis bracteata A.Los)蒸腾耗水规律。结果表明:1)沙木蓼液流具有明显的昼夜节律,启动、停止与日出、日落同步,夜间仍保持一定液流,以补充植物体水分亏缺。2)沙木蓼液流规律受天气影响显著:降雨时白天的液流速率大幅下降,夜间液流却大幅提升,日液流总量降至晴天的一半;阴天液流速率平缓,昼夜差距减小,液流总量较晴天小幅下降;多云天液流速率波动剧烈,但总液流量变化不大。3)沙木蓼生长季的液流量与土壤水分状况和植物体的生长阶段密切相关,6、7月份沙木蓼植株处在旺盛的营养生长阶段,新叶生长迅速,加上土壤含水充足,液流量总体是增长趋势,从7月末到8月份沙木蓼植株从营养生长期过渡到生殖生长以开花结果为主的阶段,蒸腾减小,同时天气干旱土壤水分逐渐亏缺,液流量呈下降趋势。4)从6月到8月基茎9mm,16mm,25mm的沙木蓼总耗水分别为100.8kg,170.5kg,301.3kg。沙木蓼植株生长季茎干液流总量基本与基茎成正比,平均为11.5kg/mm/a,可以用来作各个茎级沙木蓼植株的茎干液流推算,进而推算已知林分的总蒸腾耗水量。     

不同种源沙柳(Salix psammophila)苗木蒸腾耗水特性的研究

于2004年生长季节利用BP3400精密天平等仪器,在人工模拟干旱的条件下,对5个种源沙柳苗木的连日耗水量和耗水速率日变化规律进行观测。结果表明:5个种源沙柳的连日耗水量呈现一致的波动递减趋势;耗水速率日变化均呈明显的"单峰型"曲线,峰值出现在12:00-14:00,随干旱胁迫的加剧,民勤和榆林种源提前到10:00-14:00。白天平均耗水速率和最大耗水速率均是适宜水分>中度干旱>严重干旱。民勤种源在整个干旱胁迫过程中总耗水量最小为1876.9g,其次是达拉特种源(1972.8g)和盐池种源(2001.8g),耗水量最大是乌审旗(2200.6g)和榆林种源(2112.9g)。沙柳各种源最大耗水速率与白天平均耗水速率的比值非常接近,平均为1.56,根据这一比例关系,在对沙柳的最大耗水速率进行测定后,可以推算出其白天的平均耗水速率,并进一步推算白天(或整天)的耗水量。     

塔里木河上、中、下游胡杨种群高度结构特征

在塔里木河上游沙雅县塔里木乡、中游轮台县轮南镇、下游尉犁县34团胡杨林自然保护区内设置52500m2的样地,应用相邻格子法进行每木调查获取野外资料,分析了不同生境胡杨种群的高度结构、高度级间失稳率等。结果表明:不同研究区胡杨种群结构差异明显,上游沙雅县胡杨种群高度结构呈倒J型,幼龄>中龄>近熟龄>成熟龄,幼苗储备丰富,各龄级高度数量分布均匀,为稳定增长种群。轮南镇胡杨种群高度结构呈倒J型,幼龄>中龄>近熟龄>成熟龄,幼龄和中龄数量储备丰富,各龄级高度数量分布差异大,在水分条件好时为快速增长型种群。34团胡杨种群高度结构呈现下窄上宽的倒金字塔型,成熟龄高度级缺失,近熟龄高度级数量稀少,幼龄级高度数量稀少,整个胡杨种群处于衰退期。不同研究区的失稳率反映的种群的动态与高度级密度曲线反映的一致。     

塔里木河中游灰杨种群的径级结构与格局动态

在新疆塔里木河中游轮台县胡杨林自然保护区内设置0.5hm2的样地,应用相邻格子法进行每木调查获取野外资料,研究灰杨种群径级结构和空间格局特征。结果表明:灰杨种群幼苗、幼树极度缺乏,中、大龄个体较多,其径级结构呈中间大、两头小的壶形,属衰退型种群,其生存发展前景堪忧。灰杨种群空间格局符合聚集分布,随发育进程其空间格局由随机向聚集型转变,大树阶段聚集强度逐渐减弱。种群不同发育阶段的空间分布格局差异与物种本身的生物、生态学特性有关,而且与物种的生境密切相关。     

和田河下游麻扎塔格山附近的灰杨群落及其生物量特征

和田河中下游是灰杨(Populus pruinosa)分布集中的地区,河道两岸形成廊状荒漠河岸林,自南向北延伸,纵穿塔克拉玛干沙漠后,在肖夹克附近与叶尔羌河下游的河岸林衔接,组成欧亚大陆面积最大的灰杨林分布区。1989年10—11月,笔者等在和田河中下游考察期间,对麻扎塔格山附近的灰杨群落及其生物量进行了调查。     

灰杨种群无性系范围及其相互关系的RAPD分析--以阿拉尔地区一个天然灰杨种群为例

灰杨(Populus pruinosa)是荒漠河岸林的重要组成树种。应用RAPD技术对新疆阿拉尔地区的一个天然灰杨种群进行分析,通过10条引物对85个样品DNA扩增得到电泳图谱。结果显示：样品分属4个不同的无性系。所研究灰杨无性系的分布半径至少为350m,其分布范围约38hm^2,证明灰杨具有逐步扩张、形成庞大种群范围的能力。     

土地利用变化对塔里木河中游胡杨林的影响研究

本研究区位于塔里木河中游地区,本研究选取耕地变化、输水堤防的建设以及油气田开发三种土地利用方式,在大量野外调查的基础上,在3S技术和历史数据的支持下,分析了这些土地利用方式变化对胡杨林生态系统的影响。研究结果表明:研究区1992年之后内耕地大量增加,输水堤防对堤防内外侧胡杨生态系统具有不同影响,油气田开发会造成生态破坏和环境污染等问题。     

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.