黄土高原常用造林树种水分利用特征

在适宜土壤水分、中度干旱和严重干旱3种土壤水分条件下研究了黄土高原干旱、半干旱地区常用的人工造林树种84k杨树（Populus spp．）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、沙棘（Hippophae rhamnoides）和油松（Pinus tabulaeformis）苗木生长及水分利用特征。结果显示,干旱胁迫使各树种成活率、生长速率、光合速率均显著下降;84k杨树和刺槐单叶水分利用率（WUE）在适宜水分下最高,沙棘的在中度干旱下最高;在中度干旱下,4个树种的总水分利用率最高。而严重干旱下最低。无论干旱与否,4个树种中沙棘生长速率最高。在中度干旱条件下,4个树种均可良好生长,而严重干旱下生长均受到显著抑制,其中84k杨树受影响最大;4个树种中沙棘和油松的耐旱性较强,同时油松在各种土壤水分下其生长速度和干物质生产均显著低于其它3个树种;刺槐和84k杨树的耗水量、生物量及水分利用率在3种土壤水分下均显著高于沙棘和油松,84k杨树和刺槐均属于高耗水树种;研究结果表明。84k杨树和刺槐不适宜大面积栽植在黄土高原缺水地区,仅适合栽植在阴坡、沟道等适宜水分条件下。沙棘和油松则适宜栽植在土壤水分较低的地区,如阳坡、峁顶等立地条件上。     

不同干旱土壤条件下杨树的耗水规律及水分利用效率研究

 在适宜土壤水分（70%θf）,中度干旱（55%θf）和严重干旱（40%θf）3种土壤水分条件下研究杨树（Populus simonii）的耗水特性和水分利用特征。结果表明,随着土壤含水量的下降,杨树叶水势、相对含水量(RWC)、生长速率、光合速率及单叶水分利用效率（WUE）显著下降;在适宜水分和中度干旱条件下,杨树的快速生长和干物质迅速积累时期主要集中在5～6月,严重干旱下快速生长时期和干物质积累主要集中在5月;杨树总耗水量和总生物量的大小顺序为：适宜水分＞中度干旱＞严重干旱;WUE则表现出中度干旱下最高,严重干旱下最低;杨树在适宜水分下的日、旬、月耗水量明显高于中度干旱和严重干旱处理;杨树在适宜水分、中度干旱和严重干旱条件下的最高耗水月分别在6～7月,最高旬耗水量分别在7月中旬、上旬和6下旬;在中度水分亏缺和严重水分亏缺下的最高耗水日出现的时间比适宜水分下的最高耗水日提前1～2个月以上。一天中的最大耗水高峰随着杨树生育期和土壤含水量的不同而有明显差异。研究结果表明,杨树不具备耐旱植物的特征,因此在黄土高原缺水地区不适宜大面积栽植,只能用于水分条件较好的立地条件下造林。     

土壤干旱对黄土高原4个乡土树种生长及干物质分配的影响

研究了不同土壤水分条件对黄土高原4个乡土树种幼苗生长及干物质分配的影响.结果表明,中度干旱(50%～55%θf)下虎榛子(Ostryopsis davidiana Decne.)和白刺花(Sophora viciifolin Hance)的生物量比适宜水分下(70%～75%θf)增加20.23%和3.93%,而大叶细裂槭(Acer stenolobum Rehd.var.megalophyllum Fang et Wu)和辽东栎(Quercus liaotungensis Koidz.)生物量分别降低13.59%和35.25%;重度干旱(40%～45%θf)对幼苗生长均有明显抑制作用.白刺花地上部与地下部的生长受水分胁迫影响较小,较其他树种具有更强的耐旱性;干旱对辽东栎地上部生长的影响较地下部大,重度干旱下其生长明显受抑制.随干旱程度加剧幼苗的根冠比增大,在重度干旱下大叶细裂槭根冠比达2以上.虎榛子整体生长速度较慢,对干旱的适应可能更多表现在生理上的耐旱.     

不同土壤水分状况对杨树、沙棘水分关系及生长的影响

在盆栽条件下对杨树、沙棘进行了3种土壤水分处理,研究结果表明：沙棘的叶含水率在同一土壤水分下比杨树高、而水势低,说明沙棘叶的抗旱保水能力强于杨树;沙棘单叶的光合速率能够长时间维持在较高的水平,蒸腾速率却并非如此。杨树无论在生长初期,还是生长中期其单叶WUE均高于沙棘。以新生枝生物量／耗水总量计算的整体WUE在3种土壤水分条件下,杨树的WUE分别是沙棘的2．4倍、2．3倍、2倍,其差异达极显著水平,但在3种土壤水分条件下2个树种都以中度亏缺下的水分利用率最高。整个生长季节处在严重干旱下的杨树和沙棘的生长均受到显著影响,沙棘生长受干旱影响程度小于杨树,从整个生长趋势上看杨树适宜于良好水分下的生长,沙棘在适宜水分和中度亏缺下均可良好生长。     

辽东栎(Quercus liaotungensis)幼苗对土壤干旱的生理生态适应性研究

用盆栽方法人工模拟土壤干旱条件,研究辽东栎天然萌生幼苗对土壤干旱的生理生态反应.结果表明:随土壤含水量的减少,辽东栎幼苗的耗水量明显下降,耗水高峰期提前,在重度干旱下耗水峰形由单峰变为双峰.在干旱胁迫前期辽东栎叶水势变化较平缓,后期则急剧下降,尤其在严重干旱下,水势变化趋势呈"M"形,叶片含水量较稳定,对土壤水分含量变化不敏感.在中度干旱下辽东栎叶片的持水力有所增加.辽东栎属低蒸腾速率树种,平均仅为2.98μg·cm-2·s-1.不同生长季节蒸腾速率日进程不同,8月份的蒸腾速率日进程在适宜水分下是双峰曲线,在中度干旱下是单峰曲线,重度干旱下蒸腾速率一直维持在较低水平,呈波状起伏;9月份的蒸腾速率下降近50%,仍有明显的单峰(适宜水分下)和双峰(中度干旱下).对蒸腾速率与环境因子的简单相关分析表明:在适宜水分和中度干旱下,光照强度对辽东栎幼苗蒸腾速率影响最大,在重度干旱下,大气温度对辽东栎的蒸腾速率影响较大.随土壤含水量减少,辽东栎幼苗的蒸腾速率在中度干旱时上升,重度干旱时急剧下降,光合速率、瞬时水分利用效率、羧化效率均下降;地上部生长受抑,根冠比加大,WUE1下降,而WUE2在中度干旱下升高,在重度干旱下下降.其幼苗不耐高温强光,高温强光对其光合和蒸腾有抑制作用,特别是在土壤严重干旱下表现更明显.     

黄土区防护林主要造林树种水分供需关系研究

通过3年的定位观测,分析了晋西黄土区护林主要造林树种刺槐和油松寺地供水与耗水关系,油松和刺槐林地4－6月林地水分消耗大于供给,供耗矛盾突出;雨季水分供应充足,土壤贮水增加;相同条件下密度大的林分耗水量较大,在干旱季节和年份,相同条件下,密度大的林分林地有效供水较少,林地水分亏损较为严重;不同坡向的水分缺量大小顺序为阳坡＞半阳坡＞阴坡,本文引入耗水特性系数来表示林分耗水的大小和需水量的满足程度,研究表明,用耗水特性系数表示林木规律和水分供耗关系是适合的衡量指标。     

刺槐与环境因子相关性的缩元递阶矢量分析

为了研究环境因子对刺槐综合影响,揭示其重要影响因子,研究设置了水分适宜、干旱、严重干旱3种不同生境,从环境因子--刺槐生理变化--刺槐生长状况3个层次采用多个指标进行了实验观测.根据实验结果,利用缩元递阶矢量分析法对层与层间的关系进行分析.分析结果表明:土壤有效供水量和温度是两个重要的因子.在水分适宜的条件下,环境因子对叶水势和WUE有一定的影响,对其它生理指标没有明显影响,刺槐基本上不受环境因子的制约,能够按自身生理发展.但随着干旱加重,环境因子对刺槐的影响加重,刺槐的生理变化受环境因子的制约.在干旱、严重干旱的条件下,光合速率,蒸腾速率,WUE是3个重要指标,生理变化对枝条生长有制约性.刺槐在生长季内的生物总量明显下降,土壤水分对刺槐的生长、成活有重要影响.由此得出:刺槐的生长与土壤水分、土壤有效供水量、温度等环境因子关系密切,种植刺槐时要注意它的生存环境,特别是土壤的水分含量.缩元递阶矢量分析法是一种值得应用的好方法.     

速生树种尾巨桉和竹柳幼苗耗水特性和水分利用效率

速生树种尾巨桉和竹柳因其水分消耗和利用问题引起了一些争议,因而受到了广泛的关注,由于尚缺乏科学的观测数据,而其中许多指责或支持也尚无定论,因此必须深入研究此2种树种耗水性能和水分利用效率,以期科学评价其水分消耗和利用性能。采用盆栽苗木称重法和Li-6400光合系统测定方法分别测定尾巨桉(Eucalyptus urophylla×Eucalyptus grandis)和竹柳(Salix sp.)苗木在不同土壤水分条件下耗水量、耗水速率和苗木不同生长期叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE),研究表明:(1)正常水分条件下,尾巨桉和竹柳日总耗水量和最大耗水速率分别为(182.05±12.74)g/d、(100.48±10.95)g/d和(66.31±9.91)g·m-2·h-1、(89.50±13.54)g·m-2·h-1,土壤水分条件下降时,2种苗木耗水量和耗水速率均呈显著下降趋势,严重干旱胁迫时尾巨桉降幅更大。(2)正常水分条件和轻度水分胁迫下2种苗木耗水速率日变化趋势均为明显"单峰"曲线,且峰值均出现在12:00—14:00,中度干旱胁迫时则其变化趋势呈"双峰"曲线,峰值分别在10:00—12:00和14:00—16:00出现,严重干旱胁迫时日变化规律不明显。(3)正常水分条件和轻度水分胁迫下2种苗木耗水速率与环境温度显著正相关,与相对湿度显著负相关,随着干旱胁迫的发展,环境因子对耗水速率的影响有所减弱。(4)叶片水平来看,与尾巨桉相比,竹柳具有高光合、低蒸腾、高水分利用效率的特点,2种苗木由生长初期进入生长旺期时,净光合速率和蒸腾速率均发生相同幅度增加,而水分利用效率基本保持不变。(5)从单株耗水量和耗水速率以及叶片水分利用效率综合来看,竹柳属节水性能较好速生树种,而尾巨桉虽然存在叶片水平高蒸腾和低水分利用效率的情况,但从单株苗木水平上来讲,其耗水速率甚至低于竹柳,特别在土壤水分严重亏缺情况下其白天平均耗水速率仅为(4.02±0.60)g·m-2·h-1,也表现出了一定的抗旱节水能力。     

干旱胁迫对桂西南石漠化地区主要造林树种光合与耗水特性的影响

研究植物耐旱特性和耗水问题对困难立地植被恢复的树种选择具有重要意义。以桂西南岩溶山地常见造林树种肥牛树(Cephalomappa sinensis)、香樟(Cinnamomum camphora)和仪花(Lysidice rhodostegia) 2年生实生苗为对象,采用盆栽苗木称量法和Li-6400光合系统测定方法相结合,研究不同土壤水分条件下3个树种的光合特性、水分利用效率和蒸腾耗水特性。结果表明:3个树种苗木净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)随土壤干旱胁迫增强呈下降趋势;胞间CO2浓度(Ci)随干旱增强先呈下降趋势,至重度干旱时显著升高,气孔限制值(Ls)则随干旱增强呈增加趋势,至重度干旱时则显著下降(P0.05);轻度和中度干旱胁迫导致苗木Pn下降的主要原因为气孔因素;重度干旱胁迫下Pn下降的主要原因为非气孔因素。肥牛树在轻度干旱胁迫下水分利用效率最高,至重度干旱胁迫时显著下降;香樟和仪花的水分利用效率随干旱胁迫增强而增加,以中度干旱时期最高,至重度干旱时显著下降(P0.05);苗木全天耗水量均随干旱胁迫增强而下降,相同土壤水分条件下以仪花的全天耗水量最高;耗水速率日变化均为单峰曲线,耗水速率最大峰值在不同土壤水分条件下有所不同;在轻度和中度干旱下,以仪花的白天平均耗水速率最高,重度干旱下以肥牛树的白天平均耗水速率最高,仪花其次;隶属函数分析结果显示,综合评价值的大小顺序为肥牛树香樟仪花,苗木的隶属函数加权平均值介于0.3～0.5,具有中等抗旱特性。     

黄土高原水土保持林对土壤水分的影响

黄土高原植被恢复的限制因素主要是土壤水分,植被与土壤水分关系的研究对黄土高原植被恢复具有重要意义.2008年7月1日至2009年10月31日间采用EnviroSMART土壤水分定位监测系统以每30min监测1次的频度,对晋西黄土区刺槐人工林地、油松人工林地、次生林地的土壤水分变化进行了研究.研究得出:次生林地0-150 cm土层中平均蓄水量为331.95mm,刺槐人工林地为233.85 mm,有整地措施的油松人工林地为314.85mm,刺槐人工林比次生林多消耗的98.10mm土壤水分主要来源于80 cm以下土层.次生林主要消耗0-80 cm土层的水分,而人工林不但对0-80 cm土层水分的消耗量大于次生林,对深层土壤的消耗也较次生林大,这将有可能导致人工林地深层土壤的“干化”.在土壤水分减少期(11-1月)刺槐人工林土壤水分的日均损耗量为0.86mm、油松人工林为0.82 mm、次生林为0.84 mm.土壤水分缓慢恢复期(2-5月)刺槐人工林地土壤水分的恢复速度0.90mm/d,油松人工林地为0.53 mm/d、次生林地为0.79 mm/d.土壤水分剧烈变化期(5-10月)刺槐人工林地土壤水分含量的极差为95.71mm,油松人工林地为179.1mm,次生林地为72.03mm.在干旱少雨的黄土高原进行植被恢复时,应多采取封山育林等方式,依靠自然力量形成能够与当地土壤水资源相协调的次生林,是防止人工植被过度耗水形成“干化层”、保障水土保持植被持续发挥生态服务功能的关键.     

应用水葫芦去除电镀废水中重金属的研究

应用水葫芦去除电镀废水中重金属的研究李卫平,王军,李文,王俊初（中国人民解放军总后节能环保中心武汉４３００３３）ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＷａｔｅｒＨｙａｃｉｎｔｈｔｏｔｈｅＲｅｍｏｖａｌｏｆＨｅａｖｙＭｅｔａｌｓｆｒｏｍＥｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｅＷａ...     

Filamentous green algae inhibit phytoplankton with enhanced effects when lakes get warmer

1. Filamentous green algae (FGA) may represent an alternative state in high‐nutrient shallow temperate lakes. Furthermore, a clear water state is sometimes associated with the dominance of FGA; however, the mechanisms involved remain uncertain. 2. We hypothesised that FGA may promote a clear water state by directly suppressing phytoplankton growth, mostly via the release of allelochemicals, and that this interaction may be affected by temperature. 3. We examined the relationships between FGA, phytoplanktonic chlorophyll a concentrations and zooplankton in a series of mesocosms (2.8 m³) mimicking enriched shallow ponds now and in a future warmer climate (0 and c. 5 °C above ambient temperatures). We then tested the potential allelopathic effects of FGA (Cladophora sp. and Spirogyra sp.) on phytoplankton using several short‐term microcosms and laboratory experiments. 4. Mesocosms with FGA evidenced lower phytoplanktonic chlorophyll a concentrations than those without. Zooplankton and zooplankton : phytoplankton biomass ratios did not differ between mesocosms with and without FGA, suggesting that grazing was not responsible for the negative effects on phytoplanktonic biomass (chlorophyll a). 5. Our field microcosm experiments demonstrated that FGA strongly suppressed the growth of natural phytoplankton at non‐limiting nutrient conditions and regardless of phytoplankton initial concentrations or micronutrients addition. Furthermore, we found that the negative effect of FGA on phytoplankton growth increased up to 49% under high incubation temperatures. The experiment performed using FGA filtrates confirmed that the inhibitory effect of FGA on phytoplankton may be attributed to allelochemicals. 6. Our results suggest that FGA control of phytoplankton growth may be an important mechanism for stabilising clear water in shallow temperate lakes dominated by FGA and that FGA may play a larger role when lakes get warmer.     

苋菜的光合特性

宽菜Amaranthus cruentus cv.生长在调控的温室条件。在光强0至800μmol.m~(-2)S~(-1),光合速率(PN,μmol.CO_2m~(-2)、s~(-1))随光强(PFD,μmol、m~(-2)、s~(-1))增高而增大,其关系为PN=56.82 PFD×10~(-3)—2.13。光补偿点为60μmol.m~(-2)、s~(-1)。叶片在1400 μmol.m~(-2)、s~(-1)达到光合光饱和点。在叶温35℃,叶片/空气水蒸汽压陡度20 m Pa、Pa~(-1)和外界CO_2浓度340μ1、1~(-1),光饱和光合速率为51.63±4.90μ mol.CO_2、m~(-2)、S~(-1)。在光强0至600μmol.m~(-2)、s~(-1),气孔传道率随光强增高而增大。光强高于600μmol.m~(-2)、s~(-1),气孔传道率变化较小。细胞间CO_2浓度为120μ1.1~(-1)由于细胞间CO_2浓度在光合速率——CO_2关系曲线的转折点,可能表明光合作用不受气孔限制。结果表明,苋菜适于高光强环境生长,在干旱条件下具有高的光合速率。     

水分胁迫下的大豆叶取向

通过大田及盆栽实验,初步探讨了植株水分状况对大豆叶取向运动的影响。大豆末端小叶在木质部水势约为-9.1×10~5Pa时,开始呈直立状态,且大水势下降到-14.4×10~5Pa时开始发生倒位现象。随着水分胁迫加剧(超过两个临界值),大比例的末端小叶发生上述两种现象。中午木质部水势与叶片角有显著相关性。实质上,水分胁迫有诱导并加剧避日性叶取向的作用。干旱植株在复水后不到2个小时,其叶取向便可逆转。大豆叶片避日性取向通过降低接收辐射可防止叶温升高和木质部水势的下降.高度避日态并不影响叶片净光合率。     

宁夏水资源利用中的生态经济问题

宁夏地处我国西北内陆,属大陆性气候,具有雨雪稀少,气候干燥,日照充足,风大沙多的特点。地形以山地、高原为主。地势南高北低,自北向南为贺兰山地、宁夏平原、鄂尔多斯高原、黄土高原、六盘山地等。河流均属黄河水系,主要河流有黄河、清水河、苦水河、葫芦河、祖厉河、泾河等。由于宁夏具引黄河水灌溉之便利,因而素以“塞上江南”而名蜚中外。     

Phytoextraction of salts by Atriplex Nummularia Lindl. irrigated with reject brine under varying water availability

Abstract

Reverse osmosis is a widely known technology used to produce fresh water from brackish waters. However, the reject brine from desalination plants poses a serious threat to the environment due to soil and groundwater salinization. The aim of this study was to investigate the potential of Atriplex nummularia to extract salts from a soil irrigated with reverse osmosis brine, at varying moisture levels. A field experiment was conducted in a split-plot design, with randomized complete blocks replicated four times. Treatments consisted of irrigation with reject brine in the main plots, with four relative percentages of the soil moisture at field capacity (100, 85, 70, and 50%), and two levels of organic fertilization in the subplots (0 and 1.5?L plant^?1 of goat manure). The mineral composition of leaves and stems indicated that the highest salt extraction by plants occurred when soil moisture was maintained at 100% field capacity. The salt extraction capacity of A. nummularia indicates a high potential for phytoremediation of soils affected by brine disposal from reverse osmosis plants.     

荒漠地区柽柳人工固沙林土壤水分动态研究

柽柳林土壤剖面的含水量与裸沙地土壤含水量的变化趋势有相似性,表层（0－30cm)含水量均受蒸发量和降雨量的影响变化较大,由于树冠的遮荫作用林地该层平均含水量高于裸沙地的含水量,30－200cm范围内林地土壤的各测量层平均含水量较裸沙地的低,林地和裸沙地土壤含水量均值随深度的变化可用二次函数描述;降雨对每月的0－200cm的土壤水量没有明显的影响,说明降雨多数在当月就被蒸散和深层渗漏所消耗;发现柽柳人工固沙林能在沙土壤的0－200cm范围内有较低的含水量条件下生存。