不同土壤水分下刺槐和油松的生理特征

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了黄土高原常见造林树种刺槐(Robinia pseudoacacia L.)和油松(Pinus tabulaeformis Carr.)的生长及水分利用特性.结果表明:干旱胁迫使2树种的成活率、干物质累积和光合速率均显著下降.在适宜水分下刺槐的单叶水分利用率(WUE)最高,严重干旱下最低.刺槐和油松的枝条快速生长期主要集中在3-6月,在中度干旱条件,2个树种均可良好生长;在严重干旱下2个树种的生长均受到显著抑制,但刺槐受影响较大,油松受影响较小.在3种土壤水分条件下刺槐耗水量、生物量及水分利用率均显著高于油松.2树种在中度干旱下的总WUE最高,严重干旱下最低.刺槐属于高耗水树种,油松属于低耗水树种,油松的耐旱性强于刺槐.研究结果表明,刺槐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.油松应尽可能在含水量较高的阴坡或沟坡地带造林.     

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.     

杨树生理生态指标与环境因子之间相关性分析

为了揭示杨树生理生态指标与环境因子间综合复杂的关系,找出重要指标,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水分胁迫对杨树生理生长变化的影响;在人工控制条件下,研究叶片净光合速率(Pn)、叶片气孔导度(Gs)随光合有效辐射(PAR)和CO2浓度变化的反应关系;在中度干旱条件下,通过直接相关和综合相关分析,揭示各指标间相互影响的复杂关系。结果分析表明,水分胁迫对杨树生理生长变化有显著影响,是主要因子。在中度干旱条件下,对杨树有重要影响的因子依次为:光合有效辐射(PAR)、CO2浓度、大气温度(Ta);能够反映杨树生理生态特性的重要指标依次为:耗水量、蒸腾速率(Tr)、呼吸速率(R)和净光合速率(Pn).由此获得基本结论:杨树的生理生长变化受土壤水分、光合有效辐射(PAR)、大气CO2浓度和大气温度等多个环境因子的综合影响极其显著,其生理生长变化特征也宜采用多个指标来反应。直接相关分析不足以反映它们间的复杂关系,综合分析优于直接相关分析,分析方法科学合理,值得研究推广。     

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.     

CO2浓度升高和干旱对春小麦生长和水分利用的生态效应

利用开顶式气室对春小麦进行了一个生长季的CO2倍增盆栽实验,土壤水分控制为3个水平（分别为田间持水量（FWC）的80％,60％,40％）。结果显示,CO2倍增显提高小麦的光合速率。但在相同的CO2测定浓度下,生长在加倍CO2浓度下的小麦的光合速率比当前CO2浓度下小麦低22％。高CO2浓度显促进小麦生长,相对增加幅度在适宜水分下最大为14．8％。80％FWC水分条件下高CO2使植株的干重／高度比增加15．7％,高CO2条件下,小麦的蒸腾速率降低,累积耗水量减少,水分利用效率（WUE）提高,WUE的提高幅度在适宜水分下最大,为30％。干旱（40％FWC）使小麦地上干重和WUE在当前CO2条件下分别降低72％和19％,加倍CO2条件下降低幅度较大,分别为76％和23％。根据以上结果得出结论：（1）高CO2条件下,小麦的光合速率,地上生物量和水分利用效率提高;（2）植物长期生长于高CO2浓度导致光合能力降低;（3）高CO2对植物侧向生长的促进作用大于垂直生长,即高CO2下植株将相对粗壮;（4）高CO2对植物的生态效应依赖于土壤水分,在适宜水分下相对较大;（4）在未来高CO2条件下,干旱引起的减产和水分利用效率减低幅度将会更大。     

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。     

翅果油树幼苗抗旱性

通过盆栽试验,研究不同土壤水分条件下翅果油树（Elaeagnus mollis）幼苗的生长、叶水分和丙二醛含量等各项生理指标的变化。结果表明,轻、中度干旱（30％～35％、45％～50％）胁迫时叶片含水量和叶绿素含量下降幅度较小,水势较高,丙二醛含量较低,翅果油树幼苗能保汪基本的生长,表现出耐旱植物的生理特征;在重度干旱胁迫（20％～25％）条件下,叶含水量和叶绿素含量下降较显著,水势最低,丙二醛含量最高,植株矮小,颜色发黄,表明翅果油树幼苗受到干旱伤害严重,不能正常生长。     

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。     

不同土壤水分条件下无机营养对小麦物质生产和水分利用的影响

本文通过讨论不同土壤水分条件下,无机营养对春小麦净光合率、叶片导度、干物质生产、水分消耗等的影响,表明施肥使营养缺乏的春小麦的光合物质生产,水分消耗及水分利用效率(WUE)都明显增大,无机营养对春小麦物质同化和生长的促进要远大于其因增加水分散失而带来的不利影响;在土壤干旱时,施肥春小麦的光合物质生产、水分消耗下降幅度都大于不施肥春小麦,干旱削弱了无机营养在提高春小麦光合物质生产和产量方面的作用。据此,对旱地的合理施肥技术提出了建议。     

不同水分条件下春小麦根系耗碳及其与产量形成的关系

 在自动控制的遮雨棚中,用盆栽法研究了不同水分条件下春小麦(Triticum aestivum)根系耗碳过程及与籽粒产量的关系。设高(W)、中(M)、低(S)3个水分处理,试验品种为`陇春8139-2'(L)和`定西24'(D)。在开花期及之前,根系的日生物量碳、日呼吸耗碳和日分泌耗碳量占根系日总耗碳量的比例平均为26%、58%和16%。在成熟期,W、M处理的根日生物量碳的下降(负值)在两品种之间没有显著差异,而在S处理中,D品种根生物量碳日下降幅度显著高于L品种,日呼吸耗碳量和日分泌耗碳量也最低,致使其根日生物量碳下降超过根总耗碳量的100倍,而根日呼吸耗碳量和日分泌耗碳量分别是根日总耗碳量的7.89倍和3.75倍,与其它处理/品种形成了鲜明对比。以根系日呼吸和日分泌耗碳之和占日光合固碳量的百分比来看,L品种在W、M和S处理中分别为53%、52%和83%,D品种分别为58%、49%和55%。两个品种根系碳消耗比例最低的是M处理,S处理的D品种远低于L品种。两品种产量水平接近,湿润条件下,L品种产量略高于D品种。籽粒产量与平均产量之比（Y/Ym）L品种在3个处理中分别为1.34, 1.14和0.53;D品种分别为1.04, 1.06和0.90。干旱条件下D品种保持了良好的产量稳定性。对D品种而言,中、重度干旱条件下光合固碳的相对稳定和根系耗碳量的降低是植物既能提高水分利用效率又能保持较高籽粒产量的主要原因。     

土壤干旱对黄土高原3个常见树种幼苗水分代谢及生长的影响

应用盆栽试验,在人工控制土壤水分条件下对黄土高原3个常见树种丁香(Syringa oblata)、杠柳(Perip-loca sepium)和连翘(Forsythia suspensa)幼苗的生长及水分生理代谢进行了研究.结果表明,随干旱胁迫程度加剧,各树种耗水量明显减少;不同树种单株耗水量差异明显,表现为:连翘>杠柳>丁香.3树种新生枝条生长和叶面积扩展速率明显受土壤含水量影响,均表现为适宜水分>中度干旱>严重干旱,且在同一胁迫水平下,连翘>杠柳>丁香.随干旱胁迫程度的加剧和干旱时间的延长,丁香、杠柳和连翘叶片的含水量、游离脯氨酸以及叶绿素含量均有不同程度的变化,连翘和杠柳的叶片含水量在3种水分条件下均明显高于丁香,杠柳叶片游离脯氨酸含量明显高于丁香和连翘,连翘体内脯氨酸含量最低,丁香和连翘的叶绿素a/b值随土壤含水量的减少逐渐降低,杠柳则表现出相反趋势.不同树种对土壤干旱和高温的响应机制不同,但它们都具有较强的抗旱能力,适应黄土高原干旱的自然条件.     

温度和水分状况对几种不同类型植物叶片水势和延伸生长的影响

 在田间条件下研究了温度、相对湿度、土壤水分对玉米、高粱、茄子、豇豆、河北杨和泡桐六种植物LER2)和ψWL3)日变化的影响。结果表明,ψWL日变化呈正弦曲线,即早晨、晚上高,中午低;土壤水分亏缺,中午大气ψWV4)愈低,ψWL降低愈多。在土壤供水良好的条件下,玉米、高粱、河北杨、泡桐叶片生长与温度密切相关,因此白天生长快,晚上生长慢;若中午ψWV太低,生长减慢,使叶片生长呈双峰曲线,即午前及18:00左右生长快。若土壤水分亏缺,白天ψWV太低,白天生长慢,晚上生长快。茄子和豇豆叶片生长对水分亏缺更敏感,晚上生长快,白天生长慢,干旱处理叶片在白天中午有收缩现象。     

树木年轮揭示的东灵山主要树种间干旱耐受性差异

近年来北京地区的森林随极端干旱加剧表现出脆弱性特征,为了解气候变化下不同树种的干旱耐受性,选择北京东灵山森林内3个乔木树种(华北落叶松、油松和辽东栎),利用树木年轮生态学方法分析了径向生长与气候的关系,以及对极端干旱事件的抵抗力和弹性。结果表明: 华北落叶松和油松与5—6月气温呈显著负相关,辽东栎与5月气温呈显著负相关;华北落叶松与6月降水量、5—6月和8—9月相对湿度呈显著正相关,油松与6—8月降水量和相对湿度呈显著正相关,辽东栎与2月和5月降水量、5月相对湿度呈显著正相关;所有树种均与当年5—7月标准化降水蒸散指数(SPEI)呈显著正相关。华北落叶松是干旱耐受性最弱的树种,径向生长在所选极端干旱事件中(1994年、2001—2002年和2007年)下降幅度最大(46.6%～69.6%),抵抗力(0.534、0.304、0.530)和弹性(0.686、0.570、0.753)显著低于辽东栎和油松,辽东栎在2007年抵抗力显著高于油松,弹性无显著差异。生长季持续的高温或降水减少引起的极端干旱是树木径向生长下降的主要原因,树种间各异的生理生态策略是干旱耐受性差异的可能原因。研究结果可为未来造林树种选择和森林管护措施制定提供新依据,以在气候压力持续增加背景下维持森林生态系统功能和服务。     

柠条（Caragana korshinskii）的水分生理生态学特性

 柠条的水分生理生态学研究表明,蒸腾速率为395.1±234.4mg·g-1·h-1(平均值±标准差);小枝水势为-1.588Mpa;叶含水率为60.12±3.29%;蒸腾系数为72.82±19.88gH2O·gDW-1。林地土壤水分含量与蒸腾速率、小枝水势和叶含水率的关系十分密切。响应于年生长发育节律和水分条件的变化,柠条的抗旱性在年生长期初(5月)和旺盛生长阶段(8～9月）较弱,在高温干旱阶段(6～7月)和入冬之前(10月)较强。在年生长期中间(6～9月),柠条的抗旱性与蒸腾速率、小枝水势和叶含水率之间均具有负相关性。     

渭北旱塬小麦的耗水特性与抗旱增产措施

 本文系根据1981—1982年,作者在陕西省蒲城县建立了33个试验点的实验研究,结果表明：小麦整个生活期的耗水量界于303—476mm之间,每亩产量约为45—333公斤,水分利用效率为0.38—1.15。说明了小麦产量与耗水量或水分利用效率两者之间是密切相关的,而这又和小麦早春再生长以前的幼苗生长率之间成正相关。在非灌溉条件下,小麦的生长与产量显著地依赖于雨季保存在根层的土壤有效水。为了在不同的水分条件下提高旱地小麦生产力,本文介绍了能够促使小麦的根茎向较深的土层发展的措施,以提高抗旱能力。     

不同类型和强度的干旱胁迫对黑麦草实验种群物质生产与水分利用的影响

对田间条件下不同类型和强度的干旱胁迫对黑麦草 ( L olium perenne)实验种群物质生产与水分利用特征的影响进行了研究。实验结果表明 :在周期性和持续性胁迫条件下 ,轻度与中度胁迫对草群干物质产量的影响相接近并与对照无显著差异 ,重度胁迫导致干物质产量的降低 ;渐进性胁迫条件下轻度胁迫对干物质产量的影响与对照相接近 ,中度和重度胁迫导致产量的降低 ;在每一种胁迫类型下植物地上部绿色部分的干物质含量与其干物质产量呈反向对应关系 ;草群干物质产量与栽植桶水分散失量之间呈极显著的直线关系 ;周期性胁迫条件下中度胁迫提高了草群水分利用效率 ,持续性和渐进性胁迫条件下草群水分利用效率对干旱胁迫强度的反应随生长季节推移而有所改变     

半干旱黄土区成熟柠条林地土壤水分利用及平衡特征

选择半干旱黄土区流域尺度不同地形条件下成熟柠条林作为研究对象,并以荒坡草地作为对照,在2009—2011年生长季节对0—210cm土壤含水量进行连续观测,开展了剖面土壤水分变异、动态平衡及影响因素研究。结果显示:土壤水分平均值:30—130cm对照>北坡>东坡>南坡,150—210cm南坡(上、中坡位)>对照>北坡>东坡,南坡和北坡样地上坡位>中坡位>下坡位。土壤水分的季节变化表现为9月﹥8月﹥7月,5、6、10月份最低;不同地形条件下,柠条林地土壤水分极差值和变异系数并没呈现出规律性变化,在垂直尺度上,柠条林地土壤水分极差值和变异系数曲线在0—50cm表现比较活跃,70—210cm则相对稳定;在连续干旱年份土壤储水量并没有连续的降低和亏缺,在第1个欠水年亏缺比较严重,第2个欠水年盈亏量基本平衡,而第3个欠水年则略有盈余。研究认为:小流域尺度下的地形条件差异造成了土壤水分规律性变化,但在特定植被生长发育状态和剖面尺度下,植被因子将会成为土壤水分动态变化的主控因子。柠条林发育至成熟阶段,土壤水分补偿与消减将会保持平衡状态。土壤水分与植被生长的相互关系一方面表现出一定的时间差,另一方面植被对土壤水分也具有一定的适应性。这是因为土壤含水率高促进植物生长,植物生长势增强会进一步加大对土壤水分的消耗,土壤水分含量不足则会抑制植物生长,植物生长势减弱会进一步降低对土壤水分的消耗。