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1.
为阐明黄河三角洲贝壳堤岛旱柳(Salix matsudana)叶片光合效率对土壤水分的适应机制, 明确其水分阈值效应, 以二年生旱柳为材料, 采用人工给水与自然耗水相结合获取系列水分梯度的方法, 测定分析贝壳砂生境下旱柳叶片光合效率参数对土壤水分的响应特征及其生产力分级。结果表明: 旱柳叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)及光合光响应参数具有明显的水分临界效应。(1) PnTrWUE和潜在水分利用效率均随土壤水分的降低先升高后下降, 但各指标水分临界值表现不同步, 其中Pn水分气孔限制转折点和水分补偿点分别出现在相对含水量(Wr)为42.9%和14.4%时; PnTr的水分饱和点为73.1%和68.9%, WUE水分高效点为80.1%; (2)水分胁迫下旱柳叶片具有明显的光抑制现象, 可通过减弱对光的利用来适应水分逆境。随土壤水分的增加, 表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(Pnmax)表现为先升高后降低, 但光补偿点(LCP)相反。PnAQYLSPPnmax和暗呼吸速率(Rd)均表现为渍水胁迫明显高于干旱胁迫。Wr为69.1%时, LCP达到较低值(18.6 µmol∙m -2∙s-1), AQY最高(0.05), 利用弱光能力较强。Wr为80.9%时, LSP达到最高(1775 µmol∙m -2∙s-1), 光照生态幅最宽, 光能利用效率最高, 水分对光强的补偿效应显著; (3)采用临界值分类法确定出贝壳砂生境下旱柳光合效率的5级水分阈值, 73.1%r<80.1%范围内为高产高效水, 此时旱柳具有较高的光合能力和高效生理用水特性。贝壳砂生境内旱柳表现出一定的耐水湿而不耐干旱的适应特性, 在干旱缺水的贝壳堤岛滩脊地带栽植时需充分考虑其水分环境。  相似文献   

2.
以半干旱黄土丘陵区主要灌木树种山杏(Prunus sibirica)为试验材料, 应用CIRAS-2型光合作用仪测定不同土壤质量含水量(Wm)下山杏叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及水分利用效率(WUE)的光响应过程, 探讨山杏光合特性对土壤水分和光照条件的适应性。结果表明: PnTrWUEWm和光照强度的变化有明显的阈值响应。随着Wm (6.5%-18.6%)的递增, 光补偿点降低, 光饱和点、表观量子效率和最大净光合速率均升高; 在Wm为18.6%时, 山杏利用弱光和强光的能力最强, 光照生态幅最宽。随着Wm (9.2%-18.6%)的递增, PnTr有明显升高的趋势, 水分过高或过低, 两者均呈现下降趋势; 山杏对光照环境的适应性较强, 在光合有效辐射为800-1 200 µmol∙m-2∙s-1时, PnWUE都具有较高水平, 饱和光强在983-1 365 µmol∙m -2∙s-1之间。以光合生理参数为指标对山杏土壤水分有效性及生产力进行分级与评价, 确定Wm < 9.2%或Wm > 22.3%时为“低产中效水”; Wm在20.5%-22.3%和9.2%-12.9%时, 分别为“中产低效水”和“中产中效水”; Wm在12.9%-20.5%时为“高产高效水”。其中Wm为18.6%时为“最佳产效水”, 对应光强为1 365 µmol∙m-2∙s-1。  相似文献   

3.
帽儿山17个种源落叶松针叶的水分利用效率比较   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
研究环境变化下的树木水分利用效率对探讨森林生态系统碳水耦联关系及其对气候变化的响应和适应对策具有重要意义。落叶松(Larix gmelinii)为我国北方森林的建群种之一。将水热条件不同的17个种源落叶松种植在帽儿山森林生态系统研究站的同质园内30年后, 测定其针叶水分利用效率(WUE)及其相关因子。结果表明: WUE、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、比叶面积(SLA)和叶片氮含量(NL)均存在显著的种源差异(p < 0.05)。WUEGs呈显著指数相关关系, 当Gs < 0.2时WUEGs的增大而明显增大, 而当Gs > 0.2时WUE趋于稳定。WUESLANL分别呈线性负相关和正相关关系, 且随种源原地的干燥度指数(AI)的增大其相关性明显增强。WUE和种源原地年平均气温、平均年降水量及AI分别呈线性负相关、负相关和正相关关系, 并且相关系数依次增大; Tr则仅和种源原地年平均气温呈线性正相关关系, 而Pn和种源原地AI呈线性正相关关系。不同种源落叶松由于对种源原地环境条件的适应而存在针叶结构和生理特征的显著差异, 并因此引起针叶水分利用效率的差异。  相似文献   

4.
以盛果期‘长枝富士’为试验材料, 以生产力调控翌年苹果(Malus pumila)树坐果期为主要观测期, 对不同生产力水平下果园土壤水分状况及苹果叶片光合特性进行了研究。结果表明: 在生产力调控范围内, 土壤剖面各个层次土壤含水量均随着生产力水平的减小而增加, 其中在60 cm处达到最大增量, 为31.02%; 而在600 cm范围内土壤贮水量最大能够提高15.41%。随着生产力水平的降低, “光合午休”现象减弱, 净光合速率(Pn)增加, 最大增幅为25.71%, 下午时段的蒸腾速率(Tr)下降迅速, 水分利用效率(WUE)最大提高34.12%。通过相关分析表明, 土壤贮水量(WSC)与Pn、Tr、WUE之间均达到显著相关, 其相关系数分别为: 0.973**、-0.543*和0.992**。土壤贮水量(x)与水分利用效率(y)之间符合y = 0.002 3x - 1.480 6, R2= 0.984 4**的回归模型。通过生产力调控可以改善土壤水分状况和果树光合能力, 提高WUE。  相似文献   

5.
以陕北山地7年生‘寒富’苹果树为试验材料,设置3个灌水水平[高水(W1,85%~100%θf,θf为田间持水量)、中水(W2,70%~85%θf)、低水(W3,55%~70%θf)]和3个施氮水平[高氮(N1,600 kg·hm-2)、中氮(N2,400 kg·hm-2)、低氮(N3,200 kg·hm-2)],研究涌泉根灌条件下水氮耦合对山地苹果树光合特性、产量和水氮利用的影响。结果表明: 相同灌水条件下,随着施氮量的减少,苹果树叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)气孔导度(gs)和瞬时水分利用效率(WUEi)降低,但胞间CO2浓度(Ci)增加;相同施氮条件下,随着灌水量的减少,叶片PnTrgs和WUEi降低,而Ci增加。W1N1处理的PnTr日均值最大,但与W1N1处理相比,W2N2处理的WUEi最大。苹果产量、灌溉水利用效率(IWUE)和氮肥偏生产力(NPFP)受灌水和施氮量的显著影响,W2N2处理的产量最高(26761 kg·hm-2),减小灌水量和增大施氮量使IWUE显著提高,而增大灌水量和降低施氮量使NPFP显著增加。回归分析表明,产量和IWUE同时获得最优解时,灌水量和施氮量组合最接近W2N2处理。因此,W2N2处理为涌泉根灌条件下陕北山地苹果最佳的水氮组合模式。  相似文献   

6.
水分对苜蓿叶片光合特性的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
采用田间试验, 对每茬灌水3次(W3)、2次(W2)、1次(W1)和不灌水(W0)四种条件下的土壤水分, 苜蓿(Medicago sativa)叶片的叶绿素荧光参数、气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)进行测定。结果表明, 灌水提高了苜蓿叶片的原初光能转换效率(Fv/Fm)、PnTr, 并随着灌水量的增加而增加。苜蓿叶片的Fv/FmPnTr的日均值与土壤含水量均呈极显著正相关关系。苜蓿叶片的PnFv/Fm和光合有效辐射(PAR)的乘积呈正相关关系。灌水还改变了苜蓿叶片Pn的日变化格局。灌水较多的处理(W3和W2), 苜蓿叶片没有出现光合“午休”现象,Pn的日变化趋势呈现“单峰”型。而灌水较少和不灌水的处理(W1和W0), 苜蓿叶片出现了明显的光合“午休”现象, 其Pn的日变化进程呈现“双峰”型。在相同的水分条件下, 初花期苜蓿叶片的Pn高于再生期的, Tr则相反。  相似文献   

7.
以我国北方12个冬小麦(Triticum aestivum)品种(系)和美国德克萨斯州3个冬小麦品种(系)为供试材料, 在甘肃陇东黄土高原旱作和拔节期有限补灌条件下, 比较研究了不同基因型冬小麦之间产量、水分利用效率(WUE)和灌浆期旗叶稳定碳同位素比值(δ13C)的差异, 以及δ13C值与产量和WUE的关系。旨在通过分析δ13C值与产量和WUE的关系, 明确δ13C值在评价植物WUE方面的可靠性, 为抗旱节水品种的筛选提供理论依据。结果表明: 不论旱作还是有限补灌, 不同基因型冬小麦之间产量、WUE、旗叶δ13C值存在显著差异, 随着灌浆过程的进行, 旗叶δ13C值呈缓慢增大的趋势, 而且旗叶δ13C值旱作高于有限补灌。不论旱作还是补灌条件, 旗叶δ13C值在4个测定时期的平均值与籽粒产量、WUE呈显著正相关关系(R2= 0.527 3-0.691 3)。小麦拔节期补灌100 mm水分后, 不同基因型小麦表现出明显的水分超补偿效应。说明冬小麦灌浆期旗叶δ13C值在旱作条件下和在补灌条件下均可较好地评价WUE, 可将冬小麦灌浆期旗叶δ13C值作为筛选高效用水品种的参考指标之一。  相似文献   

8.
为明确晋西黄土区植物的水分利用规律及对半干旱区的适应策略, 提高黄土地区植被建设效益, 该研究对该地区典型乔灌木短期水分利用效率随环境因子的变化进行了探究。以典型乔木油松(Pinus tabuliformis)、刺槐(Robinia pseudoacacia)及其林下灌木黄刺玫(Rosa xanthina)、杠柳(Periploca sepium)为研究对象, 测定叶片可溶性糖稳定碳同位素比值(δ13Cleaf)与枝条渗出液稳定碳同位素比值(δ13Cbranch), 使用δ13Cleaf推导计算7-10月叶片尺度下植物短期水分利用效率(WUEleaf)变化趋势, 使用δ13Cbranch明确植物光合作用后分馏情况, 确定半干旱区植物在生长季的水分变化规律对环境因子变化的响应。结果表明: (1) 7-10月4种植物δ13Cleaf总体呈现降低趋势, δ13Cbranch呈现先升高后降低趋势。δ13Cleaf在种间和生活型中均存在差异。具体表现为: 灌木>乔木, 常绿乔木(油松) >落叶乔木(刺槐)。研究过程中未发现明显的碳同位素在光合作用后发生分馏的情况。(2) 4种植物WUEleaf在7-8月保持稳定, 9-10月逐渐升高。21.5 ℃、0.9 kPa、52.4%分别为WUEleaf随温度(Ta)、饱和水汽压差(VPD)、相对湿度(RH)变化的突变点, 突变点之后4种植物WUEleaf均表现出稳定的变化趋势, 不再随TaVPDRH升高而降低。(3) WUEleafTaRHVPD之间存在显著负相关关系, Ta通过非气孔因素, 即酶的作用改变光合速率, 引起WUEleaf变化。RHVPD等水分因子则通过改变气孔开度, 影响蒸腾, 进而改变WUEleaf。随着土壤含水量(SWC)的升高, WUEleaf呈现先升高后降低的趋势。油松林和刺槐林在SWC分别达到15%-18%、13%-14%时, WUEleaf达到最高值。经过混合线性模型(LMM)分析得到, 油松和刺槐WUEleaf主导环境因子分别为RHVPD, 黄刺玫和杠柳WUEleaf主导环境因子均为Ta。该研究得到了黄土地区典型乔灌木生长季水分利用效率变化的规律和主要环境影响因子, 明确了黄土地区植物对气候因子变化的适应机制。  相似文献   

9.
光能利用效率(LUE)是评价植物叶片光能利用能力的重要参数,更是影响生态系统生产力大小和质量的主要因素.本文基于植物光合作用对光响应的机理模型推导出植物叶片的光能利用效率模型以及叶片的最大光能利用效率(LUEmax)和对应的饱和光强(IL-sat)的数学表达式,并用光能利用效率模型研究了番茄幼苗叶片在CO2浓度分别为350、450、550和650 μmol·mol-1下的光能利用效率.拟合结果表明: 所推导的叶片光能利用效率模型可以很好地描述4种CO2浓度条件下番茄幼苗叶片的光能利用效率;在这4种CO2浓度条件下,番茄的LUEmax在光合有效辐射(I)为70~90 μmol·m-2·s-1时就可以达到;番茄在CO2浓度为550和650 μmol·mol-1时叶片的LUEmaxIL-sat没有差异.产生这种现象的原因可能是由于番茄幼苗长时间处于较低光强下,番茄幼苗叶片的光合功能已经适应了低光强环境,以致于高CO2浓度难以改变它的捕光色素分子的内秉特性,如有效光能吸收截面以及处于激发态和基态色素的比例等.  相似文献   

10.
在北京东灵山暖温带森林生态系统中,选择常见灌丛土庄绣线菊(Spiraea pubescens),建立UV-B控制实验。连续3个生长季每天增补9.4 kJ·m-2的辐射剂量,模拟臭氧衰减17%时近地表面UV-B辐射的增强。该实验的目的是在野外环境下观测,长时间人工增强UV-B辐射对土庄绣线菊叶片的气孔导度、碳同位素比率(δ13C)、叶含水量、叶面积、特别是水分利用效率(WUE)和叶片全氮含量等指标的影响。实验结果表明,增强UV-B辐射显著减少了土庄绣线菊的叶面积(50.1%),提高了叶片全氮含量(102%)。同时,UV-B辐射还在一定程度上(尽管统计显示不显著)降低了气孔导度(16.1%)、胞间CO2浓度与大气CO2浓度之比(Ci/Ca) (4.0%)、提高了碳同位素比率(δ13C)(20.5‰)、叶含水量(3.1%)及比叶重(SLW)(5.2%),从而导致WUE的增加(4.1%)和植物的抗旱能力增强。值得注意的是,深层土壤(30~40 cm)含水量变化会影响气孔导度、δ13C和WUE对紫外辐射的响应程度:在土壤干旱的季节(6月和9月),气孔导度、δ13C、WUE这些指标处理和对照的差异很小,但是当土壤水分充足时(7月和8月),处理和对照的差异就较为显著。另外,随着实验处理时间的延长,UV-B的效应变得不显著。相关分析表明,UV-B辐射降低了土壤含水量(30~40 cm)与土庄绣线菊叶含水量、δ13C、Ci/Ca和气孔导度的相关系数,增强了WUE与土壤含水量的相关性,这也许是由于UV-B辐射增强了WUE对土壤水分变化的敏感性。该研究的结果表明UV-B辐射对土庄绣线菊的形态和生长有显著的影响,但对主要水分生理指标影响不显著。  相似文献   

11.
《植物生态学报》2016,40(12):1298
AimsThe objective of this study was to investigate the change pattern of leaves photosynthesis and stem sap flow of Tamarix chinensisin under different groundwater salinity, which can be served as a theoretical basis and technical reference for cultivation and management of T. chinensis in shallow groundwater table around Yellow River Delta.MethodsThree-year-old T. chinensis, one of the dominated species in Yellow River Delta, was selected. Plants were treated by four different salinity concentrations of groundwater—fresh water (0 g∙L-1), brackish water (3.0 g∙L-1), saline water (8.0 g∙L-1), and salt water (20.0 g∙L-1) under 1.2 m groundwater level. Light response of photosynthesis and the diurnal courses of leaf transpiration rate, stem sap flux velocity and environment factors under different groundwater salinity were determined via LI-6400XT portable photosynthesis system and a Dynamax packaged stem sap flow gauge based on stem-heat balance method, respectively.Important findings The result showed that groundwater salinity had a significant impact on photosynthesis efficiency and water consumption capacity of T. chinensis by influencing the soil salt. The net photosynthetic rate (Pn), maximum Pn, transpiration rate, stomatal conductance, apparent quantum yield and dark respiration rate increased first and then decreased with increasing groundwater salinity, while the water use efficiency (WUE) continuously decreased. The mean Pn under fresh water, brackish water and salt water decreased by 44.1%, 15.1% and 62.6%, respectively, compared with that under saline water (25.90 µmol∙m-2∙s-1). The mean WUE under brackish water, saline water and salt water decreased by 25.0%, 29.2% and 41.7%, respectively, compared with that under fresh water (2.40 µmol∙mmol-1). With the increase of groundwater salinity from brackish water to salt water, light saturation point of T. chinensisdecreased while the light compensation point increased, which lead to the decrease of light ecological amplitude and light use efficiency. Fresh water and brackish water treatment helped T. chinensis to use low or high level light, which could significantly improve the utilization rate of light energy. The decrease in Pn of T. chinensis was mainly due to non-stomatal limitation under treatment from saline water to fresh water, while the decrease in Pn of T. chinensis was due to stomatal limitation from saline water to salt water. With increasing groundwater salinity, stem sap flux velocity of T. chinensis increased firstly and then decreased, reached the maximum value under saline water. The mean stem sap flux velocity under fresh water, brackish water and salt water decreased by 61.8%, 13.1% and 41.9%, respectively, compared with that under saline water (16.96 g·h-1). Tamarix chinensis had higher photosynthetic productivity under saline water treatment, and could attained high WUE under severe water deprivation by transpiration, which was suitable for the growth of T. chinensis.  相似文献   

12.
《植物生态学报》2017,41(7):761
Aims The correlation between vein density and water use efficiency (WUE) affects the balance between water supply and demand of plant leaves, which is significant for comprehending the ecological adaptation strategies of plants. The objective of this study was to study how Salix matsudana modulated vein density and WUE along a soil moisture gradient in Zhangye Wetland, China. Methods The study was conducted in floodplain wetland near Heihe River in Zhangye City, Gansu Province, China. Three sample plots, at a spatial interval of 70 m, were set up along a soil moisture gradient ordinally from the area near the water body to the wetland edge, plot I (69.23%), spot II (48.38%) and spot III (35.27%). Community traits were investigated by using diagonal method, and all individuals of S. matsudana were used for measurements of height and canopy. At each plot, 5 individuals of S. matsudana at 4 vertices and diagonal intersection were selected for measurements of vein density, WUE, net photosynthetic rate (Pn), transpiration rate (Tr), photosynthetically active radiation (PAR), saturated vapor pressure differences (VPD), specific leaf area, stomatal conductance (Gs) and intercellular CO2 concentration (Ci). We used mathematical methods of correlation analysis and standardized major axis to investigate relationships between vein density and WUE. Important findings With decreasing soil moisture, the height, canopy, specific leaf area, Gs and Ci of S. matsudana decreased gradually, while the vein density, WUE, Pn, Tr, PAR and VPD increased gradually. The correlation between vein density and WUE was positive in all the three plots, but the relationship varied along the soil moisture plots gradient. There was a highly significant positive correlation (p < 0.01) between the vein density and WUE at plot I and III, whereas the correlation only reached a significant level (p < 0.05) at plot II; The correlation coefficient between vein density and WUE is significantly smaller than 1 at plot I (p < 0.05), while the correlation coefficient is significant greater than 1 at plot II and III (p < 0.05). We can conclude that varied relationships between vein density and WUE of S. matsudana along a soil moisture gradient could reflect plant acclimation.  相似文献   

13.
为揭示柽柳(Tamarix chinensis)光合能力及耗水特征对地下水矿化度的响应规律, 以黄河三角洲建群种——柽柳3年生植株为研究对象, 在1.2 m的潜水水位下, 模拟设置淡水、微咸水、咸水和盐水4种不同的地下水矿化度, 测定柽柳叶片光合-光响应、蒸腾速率和树干液流的日变化。结果表明: 地下水矿化度通过影响土壤盐分可显著影响柽柳光合特性及耗水性能。随地下水矿化度升高, 柽柳叶片净光合速率(Pn)、最大Pn、蒸腾速率、气孔导度、表观量子效率和暗呼吸速率均先升高后降低, 而水分利用效率(WUE)持续降低。淡水、微咸水和盐水处理下, 柽柳Pn光响应平均值分别比咸水处理降低44.1%、15.1%和62.6%; 微咸水、咸水和盐水处理下, 柽柳WUE光响应平均值分别比淡水处理降低25.0%、29.2%和41.7%。随地下水矿化度升高, 柽柳叶片光饱和点先升高后降低, 而光补偿点持续升高, 光照生态幅变窄, 光能利用率变低。淡水和盐水处理下, 柽柳Pn下降分别是非气孔限制和气孔限制引起的。柽柳树干液流速率随地下水矿化度升高而先升高后降低, 咸水处理下树干液流速率日变幅最大, 日液流量最高。淡水、微咸水和盐水处理下日液流速率平均值分别比咸水处理降低61.8%、13.1%和41.9%。咸水矿化度下柽柳有较高的光合特性, 在蒸腾耗水较严重的情况下可实现高效生理用水, 适宜柽柳较好地生长。  相似文献   

14.
NaCl处理下两种引进红树的光合及抗氧化防御能力   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
在长期盐胁迫(28天, NaCl浓度从100 mmol·L-1升至400 mmol·L-1)下, 比较研究了引进的无瓣海桑(Sonneratia apetala)和拉关木(Laguncularia racemosa)幼苗叶片的气体交换、叶绿素含量、最大光化学效率(Fv/Fm)、O2-· 产生速率以及抗氧化酶的活性, 探讨了两种红树幼苗光合、抗氧化防御能力的差异与耐盐性的关系。结果显示: NaCl处理没有明显地影响两种红树幼苗的生长, 表明盐生植物对盐环境的适应性, 但两种红树的生理反应对NaCl处理存在较大的差异。在实验的第28天(苗木的NaCl累计处理浓度递增到400 mmol·L-1)时, 与对照相比, 无瓣海桑叶片的净光合速率、水分利用效率增加, 气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2浓度/大气CO2浓度(Ci/Ca)相应降低; 然而, 拉关木叶的净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均回落到对照的水平, 而气孔导度和Ci/Ca均增加, 表明同样的NaCl浓度处理对拉关木叶的净光合速率影响大于无瓣海桑。在NaCl处理期间, 无瓣海桑Fv/Fm一直保持在0.8以上, 而拉关木的Fv/Fm为0.75以下, 说明无瓣海桑具有高于拉关木的潜在最大光合能力。在实验的第7天(NaCl浓度为100 mmol·L-1)和14天(苗木的NaCl累计处理浓度递增到200 mmol·L-1)时, 两种红树O2-· 产生速率迅速增加, 在实验的第28天(苗木的NaCl累计处理浓度递增到400 mmol·L-1)时, 无瓣海桑O2-· 产生速率是对照的5.3倍, 差异极显著, 此时, 拉关木叶中O2-· 产生速率已降低到低于对照的水平。盐处理诱导了两种红树叶中抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化物酶(POD))活性增加, 但拉关木增加的幅度大于无瓣海桑, 表明拉关木能响应盐胁迫并上调抗氧化酶活性, 降低盐诱导的膜脂过氧化, 提高耐盐的能力, 无瓣海桑通过提高水分利用效率来保持体内的水分, 同时, 保持PSII的最大光化学量子产量, 使得无瓣海桑在高盐处理时仍能保持高于对照水平的光合速率。  相似文献   

15.
蒸散发(ET)是生态系统水分循环和能量流动的重要组成部分,准确估算ET及其各组分,对认识生态生理过程对水分平衡和植物水分利用策略的影响具有重要意义。本研究于2019年5月20日至9月15日,利用涡度相关技术和微型蒸渗仪对毛乌素沙地油蒿-杨柴灌丛生态系统ET、蒸发(E)和蒸腾(T)进行测定和估算,量化了油蒿-杨柴灌丛生态系统ET组分,并分析ET及其组分的季节特征及影响因素。结果表明: T为毛乌素沙地油蒿-杨柴灌丛生态系统生长季ET的主要组分,T/ET为53.1%。T/ET值随降水减少而升高,E/ET值随降水减少而减少,蒸散组分分配主要受降水调控。在季节尺度上,E与10 cm深处土壤含水量(SWC10)和太阳净辐射(Rn)呈显著正相关,其中,SWC10E的主要影响因素;TRn和叶面积指数(LAI)的升高而升高,随30 cm处土壤含水量(SWC30)的升高呈先升高后降低的单峰趋势,受到SWC30Rn和LAI的共同影响;水分是ET的主要影响因素。生长季蒸散/降水量(ET/P)为109.2%,5月ET/P为250.5%,表明生长季初期ET耗水部分来自非生长季降水。  相似文献   

16.
《植物生态学报》2013,37(8):718
在内蒙古温带草原围封、放牧和割草3种处理下的样地内, 对生态系统尺度和大针茅(Stipa grandis)、冷蒿(Artemisia frigida)、羊草(Leymus chinensis) 3种优势种植物叶片尺度上的气体交换和水分关系进行了测定, 对比研究了植物碳水对环境的响应。结果表明, 在优势种单株尺度和生态系统尺度上, 大气-植被CO2交换因草地利用方式的不同而具有不同的表现。在生态系统层面, 放牧样地的群落净CO2气体交换量和总初级生产力都与围封样地和割草样地有差异, 群落总初级生产力受生态系统呼吸的影响。在放牧处理下, 群落净CO2气体交换量日变化表现为生态系统对碳的吸收, 而围封和割草则以碳释放为主。单叶光合速率出现负值并随时间推移而恢复的现象, 应是植物对干旱高温、高光照的特殊反应。生态系统水分利用效率没有明显不同, 但各样地的蒸散能力有趋势上的变化; 对于同种植物, 放牧样地植物单叶水分利用效率的日变化波动幅度最大, 围封样地最小。  相似文献   

17.
《植物生态学报》2015,39(12):1156
Aims Ecosystem light use efficiency (LUE) reflects the ability of CO2 uptake and light utilization via photosynthesis, which is a key parameter in ecosystem models to evaluate ecosystem productivity. The objectives of this study were to: (1) compare the differences of LUE derived from different methods; (2) elucidate the seasonal dynamics of LUE and its regulatory factors; and (3) evaluate the maximum LUE (LUEmax) and its variability based on eddy-covariance (EC) flux.Methods Using the flux data from an EC tower during 2003-2005 at a broad-leaved Korean pine (Pinus koraiensis) mixed forest, Changbai Mountain, two types of LUE indicators were generated from: 1) the apparent quantum yield (ε) estimated with rectangular hyperbolic curve, and 2) the ecological light use efficiency (LUEeco) calculated as the ratio between gross ecosystem productivity (GEP) and photosynthetically-active radiation (Q).Important findings The seasonal variation of ε and LUEeco appeared a unimodal pattern within a year, with the variations significantly dominated by soil surface temperature and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). A positive correlation between GEP and LUE was found for both ε and LUEeco, with the effect of Q on LUE relatively weak. The increase in diffusion radiation appeared favorable for enhanced LUE. Generally, there was a significant positive relationship between ε and LUEeco, while ε was higher than LUEeco, especially during the mid-season. The annual maximum value of ε and LUEeco was (0.087 ± 0.003) and (0.040 ± 0.002) μmol CO2·μmol photon-1 over the three years, respectively. The interannual variability of LUEmax for ε and LUEeco was 4.17% and 4.25%, respectively, with a maximum difference of >8%, likely resulted from considerable uncertainty in model simulations. Our results indicated that the inversion and optimization of maximum LUE should be taken seriously in the application of LUE models.  相似文献   

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对植物水分利用效率的研究,可以揭示植物的内在耗水机制,为区域森林生态系统经营与维护提供依据.本研究以侧柏幼树为研究对象,通过室内控制试验设置不同的土壤水分梯度,分别用气体交换法和稳定同位素法对其不同土壤含水量条件下的瞬时水分利用效率(WUEgs)和短期水分利用效率(WUEcp)进行研究.结果表明:受气孔导度(gs)的影响,叶片净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)随土壤含水量的增加呈现相同的变化趋势,均在土壤含水量为70%~80%田间持水量(FC)时达到最大值;叶片WUEgs则在土壤含水量最低(35%~45% FC)时达到最大值(7.26 mmol·m-2·s-1).叶片可溶性糖、枝条韧皮部渗出液的δ13C都在土壤含水量最低(35%~45% FC)条件下达到最大值,且叶片可溶性糖的δ13C明显高于枝条韧皮部渗出液的δ13C,未产生明显分馏;而叶片WUEcp也在土壤含水量最低(35%~45% FC)时达到最大值(7.26 mmol·m-2·s-1).相同条件下,叶片WUEgs和WUEcp存在一定差异(平均相差0.52 mmol·m-2·s-1),WUEgs时空变异性较大,而WUEcp更具有代表性.侧柏幼树通过降低生理生态活动和提高水分利用效率来适应干旱的土壤条件.  相似文献   

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探讨大气CO2浓度和水分变化对3种典型绿肥植物光合性能及水分利用效率的影响,可为未来气候变化情形下草地生态系统适应性管理提供理论支持。本试验利用可精准控制CO2浓度的人工气候室,设置400(自然大气)和800 μmol·mol-1(倍增)两个CO2浓度,80%土壤田间持水量(FC)(充分灌水对照)、55%~60%FC(轻度水分亏缺)、35%~40%FC(中度水分亏缺)、<35%FC(重度水分亏缺)4个水分梯度,研究CO2浓度增加和水分亏缺对甘蓝型油菜、白三叶和紫花苜蓿叶绿素含量、气体交换参数及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明: 同一CO2浓度下,与充分灌水对照相比,当土壤水分<40%FC时,3种植物的叶绿素含量和气体交换参数均显著降低;土壤水分为55%~60%FC时,3种植物的叶绿素总含量无显著变化,而白三叶和紫花苜蓿的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)降低了6%~25%,但WUE无显著性差异。与大气CO2浓度相比,CO2浓度倍增使充分灌水处理下甘蓝型油菜的Pn显著降低了21.5%,而显著增加了轻度水分亏缺下3种植物的Pn,且增加了中度水分亏缺下甘蓝型油菜和紫花苜蓿的Pn,但只对重度水分亏缺下紫花苜蓿的Pn有所改善;CO2浓度倍增显著增加了白三叶和紫花苜蓿在所有水分处理下的WUE,但只增加了甘蓝型油菜在轻度水分亏缺下的WUE。CO2浓度和水分的交互作用对3种植物的Pn均有显著影响,但仅对甘蓝型油菜的WUE有显著影响。综上,3种植物对大气CO2浓度倍增和水分亏缺的响应存在明显差异,CO2浓度升高能改善轻度水分亏缺对3种植物光合性能和WUE的不利影响,但只改善了重度水分亏缺下紫花苜蓿的光合性能。  相似文献   

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《植物生态学报》2015,39(7):762
Aims Water use efficiency (WUE) is an important parameter to understand the coupling between the water, and carbon cycles of terrestrial ecosystems. Previous studies on the grassland ecosystem WUE on the Qinghai-Xizang Plateau mainly based on annual precipitation (AP). However, vegetation water use mainly occurs in growing season. Therefore, we aimed to explore the differences of ecosystem WUE between alpine meadow and alpine steppe, and the relationships between ecosystem WUE and environmental factors from 2000 to 2010, using annual precipitation use efficiency (PUEa), growing season precipitation use efficiency (PUEgs), growing season water use efficiency (WUEgs) based on AP, growing season precipitation (GSP) and growing season evapotranspiration (ETgs ) respectively. Methods Combining satellite-derived above-ground net primary productivity (ANPP), satellite-derived evapotranspiration and meteorological data from 2000 to 2010, we calculated PUEa (ANPP / AP), PUEgs (ANPP / GSP) and WUEgs (ANPP / ETgs) to find the differences of PUEa, PUEgs and WUEgs between alpine meadow and alpine steppe. Moreover, we explored the relationships between PUEa, PUEgs or WUEgs and precipitation (or evapotranspiration) or air temperature. Important findings We found that (1) the PUEa and PUEgs of alpine meadow were higher than that of alpine steppe, but there were no significant difference between WUEgs of the two grassland types, indicating that there may be similar intrinsic water use efficiencies of the two grassland types. (2) The inter-annual variation of PUEa and PUEgs were similar while WUEgs showed a larger fluctuation, implying that ET-based WUEgs was more sensitive than precipitation-based PUEa and PUEgs, therefore WUEgs is a better indicator of ecosystem water use efficiency than PUEa or PUEgs. (3) The PUEa, PUEgs and WUEgs were negatively correlated with AP, GSP and ETgs respectively, reflecting a consistency of the three water use efficiency measurements. In the alpine steppe, only WUEgs was observed positively correlated with air temperature among the three measurements, but in the alpine meadow, no significant relationships between water use efficiency and air temperature was detected, suggesting that the WUEgs of alpine steppe was more sensitive to air temperature than that of alpine meadow.  相似文献   

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