干旱条件下皇甫川流域4种灌木蒸腾特征比较研究

准格尔丘陵区位于鄂尔多斯高原的最西端,是黄河中游水土流失治理、生态环境建设的重点区域.2001年是该区域连续干旱的第3年,在植物生长旺季的8月中下旬,在自然条件下,对准格尔丘陵区主要人工种植灌木中间锦鸡儿、沙柳、羊柴和沙棘的蒸腾耗水特征应用LI-1600稳态气孔计进行野外测定.结果表明:沙棘的蒸腾速率无午休现象,在12:00～16:00时间段内都呈较高的蒸腾速率,其它3种植物的蒸腾速率日变化曲线则呈双峰型.以上4种植物日蒸腾速率从大到小的排列顺序为羊柴>沙棘>沙柳>中间锦鸡儿.在连续3年干旱和人为原因致使沙棘灌木林长势不好的情况下,沙棘单株叶片日蒸腾累计失水量为1169.57g.中间锦鸡儿、沙柳和羊柴的单株叶片日蒸腾累计失水量为分别为887.69g,3739.30g,1907.57g.该研究结果可为农牧交错带准格尔丘陵区水土保持、区域生态系统平衡需水分析以及生态系统恢复与重建提供基础数据.     

干热河谷引种沙漠葳的抗旱生理特征

以引种于干热河谷典型地区元谋的沙漠葳(Chilopsis linearis)为研究对象,测定其旱季水势、叶片保水能力、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Cond)、胞间CO2浓度(Ci)等生理指标的日动态变化。结果表明：在干旱胁迫下,沙漠葳植株通过降低水势以有效地从土壤中吸取水分;沙漠葳叶片失水曲线总体平缓,水分保持能力强;其光合日进程曲线为双峰曲线,在一天中温度、光照和水分条件恶劣的14:00左右仍具有一定的光合能力。耐旱生理研究与田间生长观察表明,沙漠葳可适应干热河谷的恶劣气候并能正常生长。     

毛乌素沙地植被恢复主要植物种的气体交换特性研究

使用Li-6400便携式气体分析系统,观测了自然条件下毛乌素沙地主要植物种小叶锦鸡儿、沙柳、羊柴和油蒿的气体交换特征.结果表明:4种植物的气体交换特征均显示出对干旱环境良好的适应特性.其中,油蒿净光合速率(Pn)和蒸腾速率(E)日变化为双峰型曲线,其它3种植物Pn和E日变化均为单峰型.沙柳和羊柴Pn和E的日均值显著高于小叶锦鸡儿和油蒿,并依赖高光合能力维持其水分利用效率(WUE).而小叶锦鸡儿和油蒿则更加依赖降低气孔导度(Gs)减少蒸腾来提高WUE.此外,沙柳和羊柴的最大净光合速率(Pnmax)、表观量子效率(AQY)和光饱和点(LSP)高于小叶锦鸡儿和油蒿,反映了其较强的光能利用和适应能力.同时,依据不同物种的适应特性,并基于自然生态系统原理,兼顾经济效益,提出了4种植物在植被恢复过程中科学配置的建议.     

海州露天矿排土场复垦刺槐水分生理特征

为研究海州露天矿排土场复垦植被刺槐纯林水分生理特征.采用快速称重法对蒸腾速率进行测量,压力室法对刺槐枝叶水势进行测量,烘干法测定叶片相对含水量和水分饱和亏,同时测量温度、湿度、光照强度、风速气象指标.结果表明,刺槐蒸腾特征曲线呈双峰走势,11?00与17?00出现峰值,平均变化范围在158.441 0~275.415 1 g·kg~(-1)·h~(-1).水势与叶片相对含水量具有相同的变化趋势,7?00与15?00较高,11?00与17?00较低,平均变化范围分别在-1.49~-1.27MPa和71.73%~80.04%,与相对含水率变化趋势相反.水势与光照强度极显著相关,叶片相对含水量及饱和亏与温度显著相关.     

不同时期干旱胁迫对棉花生长和产量的影响Ⅱ棉花生长发育及生理特性的变化

在棉花生育中、后期缺水会使株高降低,果枝数、果节数、铃数减少,铃期变短,脱落增加,导致产量下降。随土壤含水量降低,棉叶水势下降,水分饱和亏上升,叶绿素含量降低,蒸腾强度减弱。叶片水分饱和亏与土壤含水量及叶片蒸腾强度具有高度相关关系,可用作反映棉叶水分状况、指导灌溉的诊断指标。     

4种地被竹的蒸腾特性及蒸发速率的比较

以4种地被竹(铺地竹(Arundinaria argenteostriata)、菲白竹(Arundinaria fortune)、鹅毛竹(Shibataea chinensis)、黄条金刚竹(Sasaella masamuneana f.aureostriata))为材料,研究了它们的蒸腾特性。结果表明,各竹种4月份、8月份蒸腾日变化均为"双峰型"曲线,中间出现短暂的"午休"现象,但各竹种蒸腾速率高峰值出现的时间不同,在11月份则为"单峰型"曲线。其中8月份各竹种的蒸腾速率要大于其余两个月份。各竹种竹秆、叶片蒸发速率与温度、光照呈正相关,且相关性水平达到极显著,与湿度呈负相关,相关性达显著水平。     

干旱半干旱区几种典型灌木半灌木茎叶水分传导系统的结构特征

植物茎干叶片的水力结构特征决定了植物的生态适应能力.本研究在干旱半干旱地区不同的地点采取了几种典型的灌木半灌木植物小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿、柠条锦鸡儿、荆条、沙棘、油蒿为研究对象,探究不同环境中灌木半灌木茎叶水分传导系统的水力结构特征,分析环境差异对这几种典型灌木水力结构特征的影响.结果表明:荆条具有最大的导管直径,沙棘的导管密度最大,几种灌木半灌植物85%以上的导管都为小导管.半灌木油蒿的叶片最厚,中间锦鸡儿的叶脉密度最大,柠条锦鸡儿具有最大的比叶重(LMA)(面积质量).导管密度与导水率呈显著正相关关系(R~2=0.69,P0.05).叶脉密度与比叶重显著正相关(P0.05),说明叶脉密度越高就需要更多的物质成本来构建叶脉.叶脉密度的增加提供了而更多的水分运输路径.年均降雨量与叶片厚度、比叶重、叶脉密度呈显著负相关关系(P0.05).年平均温度与叶脉密度呈显著正相关关系(P0.05),与叶片厚度、比叶重呈不显著的负相关关系(P0.05),说明环境因子的差异是造成植物水力结构差异的主要原因,揭示了灌木半灌木水力结构对不同环境的适应性策略.     

不同基质的水分亏缺对大花蕙兰生理生化特性的影响

测定了大花蕙兰（Cymbidium hybridum)在不同基质及基质含水量下的基质含水量（MWC），叶片含水量（LWC），叶水势（LWP）气孔导度，蒸腾速度，叶绿素含量，以及SOD，CAT，POD活性，MDA和PRO含量及叶片相对透性，结果表明，水藓（SP）基南的保水力高于花生壳掺沙（VPH：Vs=1:1)基质，SP基质临界水分是基质相对含水量的15．86％－12．32％，PH／S基质临界水分16．42％－12．29％，叶片含水量的阈值为87．41％－80．31％。气孔对水分亏缺反应的水势阈值是－0．70－1．35MPa。叶绿素含量对水分亏缺的反应不敏感，叶绿素的变化滞后于水势和叶片含水量，叶片外渗液相对电导率值在水分亏缺处理的后期急剧增加，SOD，CAT，POD活性和MDA及PRO含量变化与水分亏缺之间的变化复杂不宜作水分亏缺的指标，叶片含水量，叶水势可作为大花蕙兰水分亏缺的指标。     

不同土壤含水量对梨枣蒸腾速率的影响

以梨枣为材料,采用室内盆栽,通过测定梨枣叶片的蒸腾速率、叶片含水量、叶片气孔密度及气孔导度、蒸腾耗水量等各项指标,来研究不同土壤含水量(重度缺水、中度缺水、轻度缺水、正常含水)对梨枣苗期蒸腾耗水规律影响。结果表明:不同土壤水分处理下,轻度缺水对梨枣树叶片蒸腾速率没有抑制作用,但中度缺水、重度缺水处理下梨枣叶片的蒸腾速率、叶片的自然含水量、气孔密度及气孔导度、蒸腾耗水量等指标均明显降低。表明在一定范围内,随着土壤含水量的增加梨枣苗期蒸腾速率有明显的提高,当土壤含水量达到田间持水量的70%~75%时,苗期梨枣的蒸腾速率、叶片自然含水量及气孔密度、气孔导度及蒸腾量均达到最大。     

内蒙古皇甫川流域油松蒸腾特点分析

本文对皇甫川流域主要乔木油松 ( Pinustabulaeformis) ,从蒸腾强度和土壤含水量两个方面 ,研究了其水分状况 .在研究中发现 :油松蒸腾日进程为双峰曲线 ,有蒸腾午休现象 ,水分状况较差时蒸腾日进程曲线到达波谷的时间比水分状况较好时大大提前 ;干旱条件下 ,蒸腾速率较低 ,一旦水分状况好转 ,仍可有较高的蒸腾速率 .以皇甫川流域目前种植状况 ,砒砂岩立地以 3× 1 m2密度种植油松为最佳选择 .     

Analysis on water potential of Populus euphratica oliv and its meaning in the lower reaches of Tarim River, Xinjiang

Combined with materials measured on leaves water potential of Populus euphratica ofiv in the process of ecological water delivery in the lower reaches of Tarim River, the influence of ground-water depths and soil salinity on leaves water potential of P. euphratica was analyzed. We found that there was evident negative correlation between the leaves water potential of P. euphratica and ground-water depths. The deeper the ground-water depths were, the lower the leaves water potential of P. euphratica was, the more serious drought stress P. euphratica suffered from. Besides, there was evident negative correlation between the soil salinity and the leaves water potential of P. euphratica. The bigger the soil salinity was, the lower the leaves water potential of P. euphratica was, the more serious drought stress was indicated from which P. euphratica suffered. For sections rather distant for Daxihaizi Reservoir as well as for those places of wells rather distant from the river course, ground-water depths and the soil salinity were high; the leaves water potential of P. euphratica was low. The leaves water potential of P. euphratica can reflect the degree at which P. euphratica suffers from drought and salt stress, and has an important reference meaning in analyzing proper ground-water depths for the survival and growth of P. euphratic in the lower reaches of Tarim River.     

Analysis on water potential of Populus euphratica oliv and its meaning in the lower reaches of Tarim River,Xinjiang

Combined with materials measured on leaves water potential of Populus euphratica oliv in the process of ecological water delivery in the lower reaches of Tarim River, the influence of ground-water depths and soil salinity on leaves water potential of P. euphratica was analyzed. We found that there was evident negative correlation between the leaves water potential of P. euphratica and ground-water depths. The deeper the ground-water depths were, the lower the leaves water potential of P. euphratica was, the more serious drought stress P. euphratica suffered from. Besides, there was evident negative correlation between the soil salinity and the leaves water potential of P. euphratica. The bigger the soil salinity was, the lower the leaves water potential of P euphratica was, the more serious drought stress was indicated from which P. euphratica suffered. For sections rather distant for Daxihaizi Reservoir as well as for those places of wells rather distant from the river course, ground-water depths and the soil salinity were high; the leaves water potential of P. euphratica was low. The leaves water potential of P. euphratica can reflect the degree at which P. euphratica suffers from drought and salt stress, and has an important reference meaning in analyzing proper ground-water depths for the survival and growth of P. euphratic in the lower reaches of Tarim River.     

Carbon loss from an unprecedented Arctic tundra wildfire

Arctic tundra soils store large amounts of carbon (C) in organic soil layers hundreds to thousands of years old that insulate, and in some cases maintain, permafrost soils. Fire has been largely absent from most of this biome since the early Holocene epoch, but its frequency and extent are increasing, probably in response to climate warming. The effect of fires on the C balance of tundra landscapes, however, remains largely unknown. The Anaktuvuk River fire in 2007 burned 1,039 square kilometres of Alaska's Arctic slope, making it the largest fire on record for the tundra biome and doubling the cumulative area burned since 1950 (ref. 5). Here we report that tundra ecosystems lost 2,016?±?435?g?C?m(-2) in the fire, an amount two orders of magnitude larger than annual net C exchange in undisturbed tundra. Sixty per cent of this C loss was from soil organic matter, and radiocarbon dating of residual soil layers revealed that the maximum age of soil C lost was 50 years. Scaled to the entire burned area, the fire released approximately 2.1?teragrams of C to the atmosphere, an amount similar in magnitude to the annual net C sink for the entire Arctic tundra biome averaged over the last quarter of the twentieth century. The magnitude of ecosystem C lost by fire, relative to both ecosystem and biome-scale fluxes, demonstrates that a climate-driven increase in tundra fire disturbance may represent a positive feedback, potentially offsetting Arctic greening and influencing the net C balance of the tundra biome.     

高温对喜树生长及叶片喜树碱含量的影响

喜树碱是喜树(Camptotheca acuminata)的一种次生代谢物,有良好的抗肿瘤活性,在喜树体内的合成和积累受遗传和环境因子的影响。笔者在人工气候室中研究了温度对当年生喜树苗生长及叶片喜树碱合成的影响。试验设置了3种昼/夜(白天6:00至18:00,夜间18:00至次日6:00)温度处理,分别为30 ℃/25℃(T1)、35 ℃/30 ℃(T2)和40 ℃/35 ℃(T3)。结果表明:T3温度条件下,喜树有最高的生物量,T2处理有利于喜树苗高和地径的生长,而T3处理则有利于喜树根和茎的生物量积累。T2处理促进了喜树叶片内可溶性糖的积累,降低了可溶性蛋白质的含量,而T1和T3处理则提高了叶片色氨酸脱羧酶(TDC)的活性; T2处理下喜树碱含量和单株叶片喜树碱产量最高。试验期间喜树碱含量(产量)的变化趋势与TDC活性的变化不一致。综合认为,适宜的温度条件(T2)有利于喜树体内喜树碱的生物合成与积累,喜树碱在喜树体内的生物合成和积累是多种因素综合作用的结果。     

农田土壤温室气体释放通量的研究

采用碱石灰吸收法和Hohenheim Chamber法测定了德国南部农田CO2释放规律,并对两种方法进行了比较。供试作物为冬小麦。在实验期间内,各处理的CO2净释放量均为正值,表明在春季土壤－作物系统是碳的源。一天内作物－土壤系统在大部分内表现为CO2净释放,只在中午11：00至13：00且光照充分时才出现净同化。不同轮作方式下农田CO2累计释放量存在差异。不同处理CO2累计释放产为净释放,但处理间存在显著差别。CO2净释放量与气温、土壤温度极显著相关,与PAR相关性不明显。研究结果还表明,碱石灰吸收法吸收时间和吸收剂的数量对试验结果有影响,而吸收时间的影响更为明显。     

堤(坝)基层状粗粒土发生渗透变形的颗粒运移规律

堤(坝)基常出现强弱互层的土层结构,具有代表性的主要由强透水砂砾石层、弱透水细砂层和强透水砂砾石层组成,渗透时各土层微观的颗粒运移规律对于揭示堤(坝)基渗透变形和破坏机理至关重要。采用三维颗粒流程序并结合"反演模拟法",准确对颗粒细观参数进行了标定,有效的模拟了该多层堤(坝)基渗透变形的发展过程,获得了堤(坝)基渗透变形过程中的颗粒运移特点及颗粒流失情况。结果表明:渗透破坏主要发生在上部砂砾石层中,随着渗透破坏的持续发生,逐渐影响下部土层,该层中细颗粒在粗颗粒孔隙间移动而后逐渐流失,属于典型的管涌破坏。中间细砂层在上部砂砾石层管涌破坏后,其颗粒最先在管涌口正下方Z4区发生流失,其余区域颗粒流失相对较晚,且颗粒流失量均随着计算时间步的增加而增加,导致细砂层出现小范围的变形。随着计算时间的增加,上部砂砾石层的下沉量是逐渐增加的,当上部砂砾石层细颗粒流失达到一定程度,堤(坝)基发生破坏,将对上部建筑物产生重大危害。为从微观角度认识多层堤(坝)基流渗透破坏提供了一定参考。     

复杂工况土质边坡的失稳破坏特征

库岸边坡的失稳和破坏往往会造成严重的人员伤亡与巨大的经济损失。造成边坡失稳和破坏的因素多种多样。开展了不同含砂率的均质饱和土质边坡在水位升降、水下冲刷、震动及不同水流流速下边坡的失稳与破坏室内模型试验。试验结果表明：在水位升降与水下冲刷条件下,均质下蜀土饱和土质边坡稳定性最好,土质边坡含砂率越高,边坡抵抗水位升降与水下冲刷的能力越弱,边坡越易失稳滑塌破坏;在震动作用下,饱和边坡土体内孔压快速上升,有效应力快速减小,边坡更易失稳崩塌破坏。水流潜蚀导致边坡土体细小颗粒更易流失,水流潜蚀作用使边坡坡脚部位形成凹陷空洞,使坡体上部失去支撑而导致边坡崩塌失稳破坏,且水流速度越快,边坡越易破坏。     

遮荫和土壤水分对毛红椿幼苗光合特性的影响

采用3种遮荫(全光照、60%遮荫、80%遮荫)和3种土壤水分(高、中和低)处理,研究了毛红椿幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Co)、胞间CO2浓度(Ci)和叶绿素含量及叶面积等特性。结果表明:毛红椿净光合速率日进程曲线呈“双峰”型,高峰值出现在10:00和16:00,全光照和中度遮荫(60%)情况下有较明显的光合“午休”现象,而强度遮荫(80%)光合“午休”现象不明显。全光照下胞间CO2浓度日进程基本与净光合速率相反,当土壤含水量高时光合作用能力最强。气孔导度日变化呈下降趋势,胞间CO2浓度变化平缓,表明上午10:00以后净光合速率降低主要受非气孔限制因素的影响。在遮荫条件下,毛红椿苗木通过增大叶面积、提高叶绿素含量有效地利用较弱的光辐射,形成适应遮荫条件的生态生存对策。