北京松山落叶阔叶林生态系统水分利用效率变化特征及影响因素

基于松山通量观测站点2019年4～10月份通量数据,定量分析了松山落叶阔叶林生态系统水分利用效率(WUE)特征及影响因素.利用涡度相关技术对北京松山落叶阔叶林生态系统的水通量进行长期原位连续监测,利用微气象监测系统对空气温度(Ta)、土壤温度(Ts)、光合有效辐射(PAR)、降雨量(P)、饱和水气压差(VPD)等环境因...     

缙云山针阔叶混交林涡相关适用性及碳通量变化特征

目的 探讨涡度相关法在缙云山针阔叶混交林的适用性,并明晰针阔叶混交林生态系统的碳源/碳汇情况,从而为该地区的森林经营和林业可持续发展提供科学依据。 方法 利用涡度协方差观测方法,获得了缙云山针阔叶混交林2019.11—2020.10的碳通量监测数据。通过湍流数据质量评价、能量闭合及通量足迹,分析对涡度相关应用于该下垫面的适用性进行验证。在时间序列上对碳通量的变化进行分析,并对研究区内碳源或碳汇情况进行评估。 结果 研究期内,显热通量(H)、潜热通量(LE)和碳通量(Fc)的湍流数据质量评价较好,高质量数据占比分别为77%、61%和62%;在生长季(4—10月),上层能量闭合率为0.82,下层能量闭合率为0.73;研究期内通量高贡献区域所处方向与全年主风向（东北）一致;在研究期内,该生态系统年固碳量为887.40 g·m−2,月均日变化和季节均日变化大多为双峰型,生长季的Fc累积变化量为：−826.2 g·m−2,非生长季则只有：−61.2 g·m−2;影响碳通量的主要环境因子是光合有效辐射和风速,R2分别是0.75和0.43。 结论 涡度相关法在缙云山针阔叶混交林生态系统的监测过程中具有较好的适用性,且通量监测的数据来源可信,质量评价良好。研究期内,该生态系统处于碳汇过程,生长季的碳汇能力显著高于非生长季。光合有效辐射和风速是影响碳通量变化的主要环境因子。     

基于涡度相关技术测算地表碳通量研究进展

准确测定地表碳通量对评价陆地生态系统碳源、碳汇的区域分布、寻找未知碳汇及预报未来的气候变化趋势意义重大, 涡度相关法以其独特的优势成为研究碳通量的标准方法。文中简要回顾了涡度相关技术的发展历程和基本原理, 概述了其优缺点, 着重总结了碳通量变化规律、环境响应机理及碳收支和测量尺度提升在陆地生态系统碳通量方面的研究成果, 并从避免误差、数据处理、模型的应用及数据的空间拓展等方面探讨了今后的研究重点。     

紫荆叶片夏季水分利用效率的日变化

紫荆叶片净光合速率日进程曲线为“双峰”形，光合效率午间明显降低，主要由非气孔限制引起。蒸腾速率和气孔导度的日变化为“单峰”形，午间最高。水分利用效率早晚较高、午间较低。净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率与一些环境因子的相关性都达到0．01显著水平。利用多元逐步回归方法分别得到了净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率与环境因子的最优方程。     

稳定碳同位素在森林植物水分利用效率研究中的应用

介绍了植物水分利用效率与稳定碳同位素的相关性,以及影响植物碳同位素丰度值δ13C的主要因子,重点分析几种重要环境因子对林木δ13C的影响,表明降雨量、土壤水分状况、温度、光照和CO₂浓度等因素都会在不同程度上影响植物叶片气孔导度和CO₂的固定,导致植物δ13C发生变化;并从森林抚育间伐措施对δ13C的影响,水分胁迫条件下δ13C的变化,以及δ13C的替代测定方法等方面提出了研究展望。     

不同杨树无性系扦插苗水分利用效率的差异及其生理机制

植物的生理需水和用水率存在显著差异,并且这种差异受基因控制,可以进行遗传改良(张正斌等,2000;张正斌,2003;Condon et al.,2002;Gorny,1999;Udayakumar et al.,1998).     

浅析陆地生态系统水分利用效率对气候因子的响应

气候变化对陆地生态系统水分利用格局影响显著。水分利用效率作为陆地生态系统碳水耦合的关键指标,反映了植物抗旱能力和生态系统的生产力水平。探究水分利用效率对CO₂、水分、温度以及太阳辐射等气候因子的响应情况,为探究气候变化对陆地生态系统的影响提供理论参考。     

园林树木的水分利用效率研究概述

水分是树木赖以生存的必要因子之一,是保证植物正常生长发育的关键生态要素。该文回顾了城市园林树木水分利用效率的测定方法和影响因素,为确定园林绿地的灌溉量提供技术方法,使其达到树木的生理需求,同时实现节水的目的。根据园林树木的水分利用特征进行科学管理,这对于节水型园林绿地景观具有重要意义。     

非生长季长白山红松针阔叶混交林CO2通量特征

采用开路式涡度相关系统对长白山红松针阔叶混交林非生长季的CO2通量特征进行连续监测.结果显示:非生长季CO2通量变动范围为-0.3～0.5 mg·m-2s-1;秋末与初春均为显著的释放过程,虽然气温低于生物学最低温度,但在晴朗的午间,森林仍有数小时表现为碳汇的特征;在冬季覆雪状态下,森林存在微弱的相对恒定的CO2释放,在融雪阶段有一释放高峰;土壤温度高于0℃时,净生态系统碳交换量与5 cm深土壤温度呈指数相关变化.观测期间(190 d),长白山红松针阔叶混交林净碳交换量为127 g C·m-2,整体表现为一定强度的碳释放.     

不同土壤水分条件下保水剂对杨树水分利用效率的影响

比较了不同保水剂使用量下土壤有效贮水量,设置3种土壤水分条件(田间持水量的70%、55%和40%)研究了保水剂对杨树水分利用特征的影响。结果表明,随着保水剂用量的增大,土壤有效贮水量增加;随干旱程度增加,叶片水势和生物量降低。三种土壤水分条件下,随着保水剂用量的增加,灌水量显著减少;同一保水剂用量情况下,中度土壤干旱条件下水分利用效率最大;随着保水剂用量的增加,各干旱条件下水分利用效率相应上升。     

植物水分利用效率的研究进展

阐述了水分利用效率概念和测定方法的发展、水分利用效率的时间和空间变化规律、不同生活型植物的水分利用效率与水分利用效率的外在和内在影响因子、水分利用效率的遗传背景分析、水分利用效率和抗旱性关系及提高水分利用效率的措施，最后分析了今后水分利用效率的研究趋势。     

8种园林树种光合作用特征与水分利用效率比较

以光合蒸腾测定系统测定了夏季生长期内 8种 2-3年生园林树种叶片气体交换特征参数的日变化。结果如下:(1)净光合速率 (Pn)、气孔导度 (gs)、蒸腾速率 (E)、水分利用效率 (WUE)日变化明显,且存在明显的种间差异。 (2)净光合速率日均值 (μmol·m-2 ·s-1)依次为鸡冠刺桐 (11.2) 水翁(9.7)、印度紫檀 (8.6)、柳叶垂榕 (8.5) 假苹婆 (6.3) 水瓜栗 (5.8)、南洋樱花 (5.6) 中国无忧树(3.4),前 4个树种固定CO2 的能力高于其它树种。 (3)蒸腾速率 (mmol·m-2 ·s-1)日均值分别是鸡冠刺桐 (3.4 0) 柳叶垂榕 (2.79) 水翁 (2.5 5) 假苹婆 (2.32)、水瓜栗 (2.32) 中国无忧树 (2.2 5)、印度紫檀 (2.2 5) 南洋樱花 (1.5 7),前 3个树种比其它树种消耗更多的水分。 (4)印度紫檀、水翁、南洋樱花和鸡冠刺桐具有较高的水分利用效率,分别是 3.97、3.73、3.6 8、3.4 8和 3.84 μmolCO2 ·mmol-1OH2O,而柳叶垂榕、假苹婆、水瓜栗、中国无忧树的水分利用效率相对较低,分别为 3.0 3、2.79、2.6 4和2.5 μmolCO2 ·mmol-1OH2O,表明消耗等量的水分前 4个树种比其它 4个树种能够固定更多数量的CO2,即能够更有效地利用土壤水分。这些信息有助于解释不同树种在生长速度、生物生     

植物水分利用效率提高途径研究综述

日益严重的水资源短缺已成为世界性环境问题之一,严重影响世界农林产业的可持续发展。提高植物水分利用效率（WUE）,是实现有限水资源高效利用、促进全球农林产业可持续发展的重要战略措施。文中从修剪、地表覆盖、亏缺灌溉、施肥、外源ABA施用和品种选育6个方面综述了提高植物水分利用效率途径的国内外研究情况,以期为在日益严重的水资源短缺条件下提高农林植物WUE、实现有限水资源的高效利用和农林业可持续发展提供借鉴。     

桤木不同品系蒸腾特性与水分利用效率的研究

对H1、H12、J5和J10等4个四川桤木品系的蒸腾特性和水分利用效率进行了研究,结果表明(1)蒸腾速率日变化呈单峰、双峰曲线2种类型,具有明显的峰值,属轻蒸腾午休型.峰值出现时间因不同曲线类型和不同品系均有差别;蒸腾速率月均值以6月份(H1、H12)、7月份(J5、J10)的最高,分别是2.57、3.65、2.64、3.84 mmol·m-25-1;J10、H12品系的蒸腾速率月均值明显高于J5、H1品系;(2)净光合速率日变化4月呈单峰曲线,6～8月有单峰、双峰2种类型,以6月份最高,H1、H12、J5、J10的净光合速率峰值分别为12.20、18.56、15.64、18.43 μmoI·m-2s-1,8月份最低,分别为6.43、11.73、9.62和10.74 μmol·m-2s-1;(3)水分利用效率日变化以上午700～900最高,下午或傍晚较低;4月(H1、J5)、6月(H12和J10)的水分利用效率平均值最大,分别为4.82、5.80、2.98、3.34 μmol·mol-1,且H1和J5分别大于H12、J10.(4)通过多因子回归分析,影响蒸腾速率的关键因子是气孔导度、光照强度与空气温度,H1对光合有效辐射变化不敏感,受CO2浓度影响的品系H12受温度的影响较小,对水分比较敏感.     

豫东平原3种模式杨树-小麦复合系统水分利用效率的研究

农林复合系统的林木和作物会充分利用水肥光热等资源,但搭配不合理也可能产生资源竞争,其中,种间水分竞争尤为突出。本文在冬小麦4个生育期内采用稳定碳同位素技术研究了豫东平原2年生、6年生和15年生3个间作模式的杨树-小麦复合系统的水分利用状况。结果表明:3种间作模式杨树和小麦的δ¹³C(稳定碳同位素比率)和WUE(水分利用效率)均总体表现为小麦拔节期最高。在整个小麦生育期(拔节期除外),2年生杨树的δ¹³C和WUE都显著高于6年生和15年生杨树。在小麦返青期,相比其他模式,2年生杨树间作小麦的δ¹³C和WUE最高;在拔节期、开花期和成熟期则均为单作小麦显著高于3种间作模式小麦。单作小麦的耗水量比与2年生杨树间作的小麦低25.71%,但分别是与6年生和15年生杨树间作小麦耗水量的2.78和1.88倍。3种林龄杨树-小麦间作模式总体都表现为树行中间和西侧的小麦WUE和耗水量大于树行东侧。2年生杨树间作小麦的株高、LMA(比叶重)、产量、总生物量、总耗水量和LER(土地当量)均高于单作小麦和其他模式间作小麦;但单作小麦的千粒质量、收获指数和产量水分利用效率则最大。2年生杨树-小麦间作模式的产量和土地利用率最高,但随着杨树的长大,间作模式内不再适合种植小麦,可替代种植一些耐荫作物。     

山鸡椒水分及氮素利用效率性别特异性动态

【目的】以雌雄异株山鸡椒为研究材料,分析雌雄植株在生殖生长过程中水分及氮素利用策略的性别特异性动态变化规律,以期为雌雄异株植物资源分配动态变化机制提供理论依据。【方法】测定雌雄植株在开花后105～165天共5个时期叶片养分含量(碳含量、氮含量、碳氮比)、稳定碳同位素组成(δ¹³C)、稳定氮同位素组成(δ¹⁵N),并分析其动态变化规律。【结果】1)雌雄株叶片δ¹³C平均值分别为-29. 38‰和-28. 08‰。性别和发育时期对雌雄株叶片δ¹³C值影响均显著,5个时期雌株δ¹³C值均显著低于雄株;且随发育进程雌雄植株δ¹³C值均不断下降。2)雌雄株叶片δ¹⁵N平均值分别为1. 90‰和2. 95‰。性别和发育时期对雌雄株叶片δ¹⁵N值均有极显著影响,开花后105～150天(即雌株果实中精油及柠檬醛含量快速积累期)雌株δ¹⁵N值显著低于雄株;随着发育进程,雌雄株叶片δ¹⁵N值均表现出双峰变化趋势,双峰出现在开花后105天和135天,雌株叶片δ¹⁵N在开花后120天达到最低值,雄株叶片在开花后165天时达到最低值。3)雌雄株叶片碳含量平均值分别为49. 44%和49. 28%。开花后105天和120天,雌株叶片C含量高于雄株叶片C含量,开花后135～165天(果实精油快速积累期到稳定期),雌株叶片C含量低于雄株。雄株叶片C含量随发育进程显著升高,而雌株叶片C含量在不同时期无显著差异。4)雌雄株叶片N含量平均值分别为1. 71%和1. 51%。性别对N含量影响显著,雄株叶片N含量均低于雌株(除开花后135天)。5)雌雄株叶片C/N平均值分别为29. 15和33. 72。性别对叶片碳氮比影响显著,雌株C/N值在不同发育时期均小于雄株,但发育时期对其无显著影响;随着发育时期推进,雄株C/N值下降程度高于雌株。6)雌雄植株叶片δ¹³C与N含量以及δ¹³C与δ¹⁵N之间均无显著相关性。【结论】山鸡椒雌雄植株在养分含量、水分及氮素利用策略存在差异,且在开花后105～165天表现出动态变化规律。雌株水分利用效率低于雄株,从果实精油及柠檬醛含量快速积累期到稳定期,雌株水分利用效率不断下降;雌株氮利用低于雄株,且随着植株发育,雌雄株叶片氮素利用效率均表现出双峰变化趋势;雄株叶片氮含量低于雌株,分配更多的氮素至花芽以保证花粉形成;果实精油快速积累期到稳定期,雌株叶片碳含量低于雄株,为果实及种子的形成提供更多的碳元素。