毛乌素沙地4种植物叶水势变化及其影响因素分析

对毛乌素沙地旱柳( Salix matsudana Koidz.)、小叶杨( Populus simonii Carr.)、北沙柳( Salix psammophila C. Wang et Chang Y. Yang)和沙蒿(Artemisia desertorum Spreng.)4种植物叶水势的月变化和日变化规律以及不同冠层叶水势的差异进行了研究,并分析了4种植物叶水势与气候因子及树干液流速度的相关性。结果表明：在5月份至8月份,旱柳、小叶杨和北沙柳清晨(5：00)的叶水势波动不明显;但3种植物正午(13：00)的叶水势有一定差异,其中旱柳和小叶杨正午的叶水势差异不明显,而北沙柳7月份和8月份的叶水势则明显小于其5月份和6月份;总体上看,各月份3种植物正午的叶水势均明显小于清晨叶水势。供试4种植物的叶水势日变化曲线均以“单峰型”为主,最高值出现在5：00至6：00,最低值出现在12：00至16：00;日间北沙柳的平均叶水势最低,而其他3种植物的平均叶水势差异不明显,5月份和8月份,北沙柳的平均叶水势分别为-11.9和-17.1 MPa,而旱柳、小叶杨和沙蒿的平均叶水势分别为-6.2和-7.1、-7.7和-7.3、-6.8和-8.4 MPa;但夜间4种植物的平均叶水势无明显变化。4种植物日间均表现出树冠下层叶水势高、上层叶水势低的趋势,而夜间则树冠上层和下层的叶水势几乎一致。相关性分析结果表明：4种植物的叶水势与气温、净辐射量以及树干液流速度负相关、与空气相对湿度正相关,其中,不同月份4种植物的叶水势与净辐射量和树干液流速度均极显著相关(P<0.01)。研究结果显示：毛乌素沙地不同植物叶水势的变化因种类、季节、气候条件的不同而异,但总体上看净辐射量是影响4种植物叶水势变化的最主要气象因子。     

平潭岛典型海岸草丛沙堆植物群落水势日变化特征及其影响因素

水势是反映植物受到环境胁迫的重要指标之一,可用来确定其受胁迫的程度和适应能力大小。以福建省平潭岛海岸典型沙生植物老鼠艻(Spinifex littoreus)形成的草丛沙堆为研究对象,选取晴朗无云的天气,采用PSYPRO水势测量系统对其植物叶、茎水势及其所形成的沙堆土壤水势进行测定,同时采用HUMIPORT10手持式温湿度计对当日的气象要素进行同步观测。结果表明:(1)老鼠艻的叶水势呈现出与早晚高午间低相反的反梯度现象,叶、茎水势的日变化均表现为"M"型变化趋势,除18:00后,其它时间均表现为叶片水势下降、茎干水势上升,并且发现叶、茎水势的变化趋势存在位相后移现象;(2)老鼠艻的叶、茎水势在10:00时差异达到最大的0.65MPa,且茎水势高于叶水势,在14:00左右,植物茎水势出现低于叶水势的反常现象,在18:00时叶、茎水势趋于相同;(3)除表层30cm外,其它层土壤水势日变化特征总体表现为从早晨开始下降,14:00达到最低,但总体变化不明显;(4)随着深度增加,草丛沙堆土壤水势呈现为依次增加的趋势,但80cm以下土壤水势变化不显著(P0.1);(5)叶水势与大气水势具有较好的相关性,且变化显著(P0.1),与茎水势及浅层土壤水势有一定相关性,但变化不显著(P0.1),与50cm以下土壤水势均无相关性。     

露点水势仪用于植物活体原位水势测定的技术改进

提出露点水势仪用于植物活体原位水势测定技术的优化方案, 并通过不同植物的实测进行了验证, 同时将露点水势仪的测定结果与压力室的测定结果进行了横向比较。实验表明, 改进后的测定技术可获得更为可靠的测定结果。优化方案主要包括用氧化铝微晶粉末磨除叶片的角质层, 采用湿度测量模式以随时监测探头是否受污染和确定热电偶的通电冷却时间, 记录和读取测量结果等措施。同时介绍了被污染探头的清洗、误差来源和减小误差的方法等。改进后的方案能够快速、准确地完成活体植物水势的原位测定, 消除用叶圆片代替活体测定带来的由于细胞破损而使细胞浆外流污染对叶片实际水势的干扰影响。     

外界因子对杏树叶水势调控的研究

杏树(Prunus armeniaca L.)叶水势的日变化主要受控于一天中水汽压饱和亏(VPD)(或相对湿度)、大气温度和光照强度的变化。光照强度决定了一天中叶水势最低值的大小。在日进程中,随着水汽压饱和亏的逐渐增大和气温的逐渐升高,叶水势逐渐下降。当 VPD 和气温达到一定值时,叶水势达到一天中的最低值。此后,叶水势保持稳定,直到 VPD 和气温述到一天中的最大值后,叶水势最低值结束,并开始回升。在生长季节前期,每日叶水势最低值出现时的 VPD 值为4—7 mbar,后期为12—15 mbar,而气温始终是19℃左右。在其他条件相同时,叶水势的大小与叶片在树冠和枝条中所处位置无关。地膜覆盖和灌水虽可显著提高土壤水势,但对叶水势影响不大。     

浑善达克沙地不同光合途径植物叶片气体交换和水势特征(英文)

以生长于浑善达克沙地上的C3植物白榆(Ulmus pumila)、C4植物沙米(Agriophyllum pungens)和CAM植物钝叶瓦松(Orostachys malacophyllus)3种不同光合途径植物为材料,测定了它们生长期叶片的光合气体交换参数、叶绿素荧光参数和水势,探讨它们对生长环境的生理响应特征.结果表明,白榆和沙米的净光合速率、气孔导度均高于钝叶瓦松,特别是在夏季高温(>40℃)和强光照(>2 100 μmol·m-2·s-1)条件下表现得更加明显.白榆和沙米的光合速率、叶片水势都发生了严重的午休现象,其白天光合速率的降低主要是由于气孔关闭造成的.钝叶瓦松的叶片水势在3种植物中最高,但是白天的光合速率很低;其Fv/Fm值在14:00最低,一天中此时光系统II受伤害最大;CAM物种瓦松的碳固定仅发生在夜间.研究发现,C3植物白榆和C4植物沙米比CAM植物钝叶瓦松对热和高光照有着更强的忍耐力,瓦松固定碳主要发生在生长最快的阶段;CAM植物瓦松为了能够在夏季强光和高温条件下生存,它必须进行高强度的呼吸,仅在早晨和夜间进行碳固定.     

塔克拉玛干沙漠南缘柽柳和胡杨水势季节变化研究

对塔克拉玛干沙漠南缘的柽柳和胡杨生长周期内的清晨水势和水势日变化的连续野外测定表明,两种植物在整个生长期内均未出现明显的水分亏缺.清晨水势的季节变化幅度不大,正午水势有不同程度的降低;一次性人工灌溉对植物水分状况没有明显影响.采伐利用方式不影响植物的水分状况.地下水是柽柳和胡杨生存与生长的先决条件.维持该区域地下水位的基本稳定是保证该区域柽柳和胡杨恢复重建的重要前提.     

陕北黄土区狼牙刺水势研究

采用压力室水势仪,测定了陕北黄土区狼牙刺2～3年生小枝的水势。以柠条作对照,作了植物水势日变化、月变化动态研究。并分析了水势同光合有效辐射、大气温度、空气相对湿度(从CID-301PS光合测定仪获取)之间的相关关系。结果表明：狼牙刺水势日变化呈单峰曲线,最高值出现在12：00前后;一年中,从植物生长初期至盛期,水势绝对值表现出不断增加的趋势;狼牙刺水势同光照、气温有显著负相关性,与空气相对湿度有显著正相关性,而与植物年龄无密切关系。水势对比研究表明,狼牙刺较柠条耐旱。     

干旱胁迫条件下6种喀斯特主要造林树种苗木叶片水势及吸水潜能变化

水势是反映植物水分亏缺或水分状况的一个直接指标,可用来确定植物受干旱胁迫的程度和抗旱能力高低。本文研究了6种喀斯特造林树种苗木在干旱胁迫条件下叶片水势及其吸水潜能的变化。结果表明：（1）随着胁迫强度的增加,6种树种不同生长时期,其叶片水势均表现出下降趋势,且不同干旱胁迫强度之间差异显著（p<0.002）。在干旱胁迫下,所有树种叶片水势均以生长旺期的下降幅度最大,生长末期次之,生长初期最小。在生长旺期,6个树种叶片水势最低值分别比对照下降了2.21 Mpa、2.14 Mpa、3.57 Mpa、2.89Mpa、4.02Mpa和3.07Mpa。（2）侧柏苗木在生长初期轻度干旱条件下,其叶片水势胁迫指数只有0.150;在中度干旱胁迫条件下,其胁迫指数增加到0.559;在重度干旱胁迫条件下,达0.716,叶片水势下降超过70%。香樟苗木在生长初期轻度干旱胁迫条件下,其叶片水势胁迫指数就已达0.603,叶片水势下降超过了60%;在中度和重度干旱胁迫条件下,其水势胁迫指数相差不大。其它树种苗木的胁迫指数亦有与侧柏或香樟相似的变化趋势。（3）6个树种苗木在干旱胁迫条件下平均叶片水势与土壤水势差值大小排序为,生长初期：刺槐（1.261Mpa）>香樟（0.850 Mpa）>滇柏（0.846 Mpa）>侧柏（0.568 Mpa）>构树（0.524 Mpa）>杜英（0.219 Mpa）;生长旺期：香樟（2.994 Mpa）>刺槐（2.68 Mpa）>侧柏（2.028 Mpa）>滇柏（2.008 Mpa）>杜英（1.824 Mpa）>构树（1.543 Mpa）;生长末期：刺槐（0.692 Mpa）>构树（0.687 Mpa）>滇柏（0.653 Mpa）>侧柏（0.354 Mpa）>香樟（0.338 Mpa）>杜英（0.262 Mpa）。（4）干旱胁迫复水24h后,不同生长阶段苗木叶片水势恢复指数随干旱胁迫强度的增加而逐渐减小。叶片水势恢复度按生长时期排序为：生长末期>生长旺期>生长初期。（5）利用隶属函数累加法将6个树种苗木的吸水潜能大小可排序为：侧柏>滇柏>刺槐>香樟>构树>杜英。     

油松人工林SPAC水势梯度时空变化规律及其对边材液流传输的影响

 利用热扩散式边材液流茎流探针（TDP）和微型自动气象站组成的测定系统于2001年4月在北京林业大学妙峰山教学实验林场（39°54′N,116°28′E）对低山油松（Pinus tabulaeformis）人工林土壤-植物-大气体（SPAC）界面水势梯度及油松木质部边材液流传输速率的时空变化规律及其相关因子进行了连续测定。土壤水势随深度下降逐渐升高,日周期波动幅度减小,灌水后上层土壤水势迅速提高,但随着水分扩散和林地持续蒸散,土壤湿度迅速下降并逐渐与对照趋同;叶片水势连日逐渐降低,灌水后水势较对照有一定程度提高;林冠不同层次叶片水势在日周期内不同时间差异显著,但同一层次之间差异不明显;油松人工林土壤、叶片、大气水势梯度比约为1∶5∶30,灌水后SPAC相临界面水势差增大,水势梯度提高至1∶15∶90。大气水分饱和亏缺与土壤水势和叶片水势、以及土壤水势与叶片水势之间均有极显著相关性。干旱春季灌溉对油松木质部边材液流时空波动产生很大影响,灌水后连日树干上位边材液流峰值出现时间推迟1 h,连日平均液流速率提高48.59%,连日平均最大液流速率提高25.12%。木质部边材液流速率日变化和连日变化与SPAC水势和气象因子如空气相对湿度、空气温度、太阳辐射强度密切相关。与对照相比,灌水后边材液流速率与SPAC各介质水势和界面水势差的相关性下降。     

基于叶片水势的内蒙古典型草原植物水分适应特征研究

水分是限制草原生态系统植物生存、繁殖和扩散最重要的生态因子,植物通过多样的水分适应策略适应干旱环境。为了解典型草原植物水势特征及其影响因素,在2017年和2018年的生长季对内蒙古典型草原71种植物的叶片黎明水势、午后水势、叶片和根系功能性状进行了测定与分析。结果表明:测定的71种植物叶片的黎明水势分布于-2.67—-0.63 MPa,午后水势分布于-4.67—-1.01 MPa;一年生植物的叶片具有最高的黎明水势、午后水势和最小的水势日差值(叶片的黎明水势与午后水势的差值),多年生禾草的叶片具有最低的黎明水势、午后水势和最大的水势日差值;71种植物对水分的适应策略可分为高水势保持型、低水势忍耐型和变水势波动型;叶片午后水势与叶片干物质含量和根系深度呈极显著的负相关关系(P0.01),但与比叶面积呈极显著的正相关关系(P0.01)。本研究有助于从植物生理学的角度上准确认识典型草原植物的水分适应性及水分生态特征。     

塔里木河下游干旱胁迫下多枝柽柳茎水势的变化

于2005-2006年对新疆塔里木河下游亚合浦马汗和阿拉干断面多枝柽柳(Tamarix ramosissima)茎水势进行了测定.结果表明:多枝柽柳茎水势日变化规律与其它植物水势不同,8:00较高,14:00和20:00较低,20:00以后略呈上升趋势,说明在塔里木河下游气温不是影响多枝柽柳水势变化的主导因素;对多枝柽柳茎水势和地下水埋深、土壤盐分进行相关分析表明,多枝柽柳茎水势与地下水埋深之间呈显著负相关性,与土壤盐分不具有显著相关性,说明塔里木河下游多枝柽柳茎水势对地下水埋深的变化响应强烈,对土壤盐分的变化响应不强烈.该研究可为塔里木河下游进行有效的生态输水,加速受损生态系统的恢复提供科学依据.     

叶水势反映冬小麦和夏玉米水分亏缺程度的试验（简报）

选择最佳位置和最佳时间的叶片水势与气温、饱和差和辐射的关系,建立土壤供水充足条件下的叶片水势预测模式。用实测叶水势和模拟的可能叶片水势之差反映作物水分亏缺程度。当两者差位小于0．4MPa时,土壤供水条件能满足作物需水要求;而大于0．4MPa时,土壤含水量则降至土壤有效含水量的下限值,作物发生水分亏缺。     

用露点法和湿度法测定叶片水势及其组分

本文讨论了样品水势差异对叶室平衡时间和热电偶冷却时间的影响;比较了湿度法和露点法的测定结果,活体测定与离体测定的结果以及两种渗透势测定方法的结果;并用离体法测定了大麦在NaCl胁迫下叶片Yw,Ys和Yp 的动态变化;用活体法测定了小麦和蚕豆在大田条件下叶片Yw、Ys和YP 的昼夜变化。     

福建平潭岛海岸不同演化阶段草丛沙堆表面老鼠艻叶水势日变化特征

以福建省平潭岛海岸不同演化阶段草丛沙堆表面典型沙生植物老鼠艻为对象,研究其叶水势日变化特征及其影响因素.结果表明: 老鼠艻叶水势日变化以“W”型为主,午间出现短暂升高现象.发育阶段沙堆表面老鼠艻叶水势日均值较稳定阶段高,且夜间水分恢复能力更强;老鼠艻叶水势与大气水势和相对湿度呈显著正相关,与气温呈显著负相关,但与不同深度土壤水势无显著相关性;发育阶段沙堆丘间地老鼠艻叶水势在10:00—16:00皆高于迎风坡和背风坡,迎风坡除10:00和12:00外皆低于背风坡.不同坡位叶水势日变异程度表现为背风坡>迎风坡>丘间地,但无显著差异.沙堆迎风坡老鼠艻叶水势与大气水势和相对湿度呈显著正相关,与气温呈显著负相关;沙堆背风坡和丘间地老鼠艻叶水势与气象因子有一定相关性,但不显著.     

用露点法和湿度法测定叶片水势及其组分

本文讨论了样品水势差异对叶室平衡时间和热电偶冷却时间的影响;比较了湿度法和露点法的测定结果,活体测定与离体测定的结果以及两种渗透势测定方法的结果;并用离体法测定了大麦在NaCl胁迫下叶片ψw,ψs和ψp的动态变化;用活体法测定了小麦和蚕豆在大田条件下叶片ψw、ψs和ψp的昼夜变化。     

极端干旱条件下多年生植物水分关系参数变化特性

通过对生长在塔克拉玛干沙漠南缘极端干旱区野外生境条件下的4种多年生植物胡杨、柽柳、沙拐枣和骆驼刺的主要水分关系参数(P100为膨压最大时的渗透势;P0为膨压为零时的渗透势;emax为最大细胞弹性模量;RWCa为细胞在质壁分离点时的相对含水量)在植物生长周期内的变化特征进行了分析,结合对植物清晨水势和土壤含水率变化的系统进行测定。结果表明:4种植物在低水势下保持膨压能力大小的排序为柽柳>胡杨>骆驼刺>沙拐枣。4种植物应对水分胁迫的共同反应是在细胞出现质壁分离时,保持高的体内含水量;在耐旱机理上,沙拐枣和骆驼刺属于高水势延迟脱水类型,胡杨和柽柳属于低水势忍耐脱水类型;在植物生长期内,4种植物清晨水势的变化特征是,骆驼刺的清晨水势值最高,沙拐枣和胡杨的清晨水势值的季节变化较为稳定,柽柳的清晨水势值最低;植物清晨水势的变化趋势同其水分关系参数的变化特性基本一致;4种植物没有受到严重的水分胁迫,灌溉对植物水分关系参数变化的影响不显著;植物处并利用地下水来满足其生存和生长需求,维持地下水位的基本稳定,是保证多年生植物恢复重建的重要前提。     

Comparison of pretreatment,preservation and determination methods for foliar pH of plant samples

植物叶片pH值的测定及样品预处理和保存方法的比较研究 植物叶片pH值是叶片能量运转、新陈代谢、养分平衡等生理活动的重要调节因素。但目前尚缺乏一套合适的植物叶片样品的保存和测试方法，能同时满足叶片样品的长期保存和接近鲜叶片pH值测定的要求。本文通过探索植物叶样品的预处理和保存方式以及叶:水混合比例对叶片pH测定值的影响，提出一种能够长期保存植物叶片，同时对叶片pH值影响较小的测定方法，并且建立不同处理方法间的转换关系。本研究采集多种植物的叶片样品，并分别进行短期冷藏、冷冻和烘干处理保存，以刚采摘的新鲜绿色叶片作为对照，研究叶片样品不同保存方式对其pH值的影响。对烘干绿色叶片按叶片和水1:8的体积比和1:10的质量比分别进行pH值测定，对冷冻叶片：水按质量比为1:10和1:15的比例分别进行测定，分析不同加水比例对所测叶片样品pH值的影响。结果表明，短期冷藏和冷冻处理对植物叶片pH值的测量结果没有显著影响，但是烘干处理一般会使测定值偏高。因此，在长时间的野外采样工作中，通过便携式冷藏箱对植物样品进行冷冻保存，是保持叶片样品pH值稳定、即更接近新鲜叶pH测量值的较好的样品保存方式。对于长时间野外采样，冷冻预处理是植物叶样品保存的最佳选择；而冷藏预处理是短时间保存的最佳选择。不同的叶片：水比例对pH测量值存在显著影响：样品稀释比例 越高，氢离子浓度越低，测量到的叶片pH值越大。因此，为了建立现有不同植物叶pH值测量方法之间的联系，本文为叶片样品的不同前处理和测量方式提供了转换关系。本研究结果将有助于植物叶片pH值的研究，从而提高对这一功能性状的认识。     

根据叶片在不同水势下的光合放氧量的变化比较不同树种的耐旱潜力

定时定位采取木本植物的功能叶,在含有底物(NaHCO_3-Tris缓冲液,pH7.4)和不同水势(由不同浓度的甘露醇组成)的溶液中,分别测定叶片在由高到低依次递降的不同水势条件下光合放氧能力的变化。发现有两个放氧高峰,在接近叶片水势的甘露醇溶液中出现第一个放氧高峰,继而在较低水势下,叶片因水分胁迫放氧下降,但是随着水势的进一步降低,又会出现第二个放氧高峰。根据对不同树种的测定结果所绘制的水势——光合放氧的曲线,比较它们的变化情况,可以判定它们的耐旱潜力的差别。凡是在第二个放氧高峰放氧量较高,而且水势较低的树种,它的耐旱潜力就较大。本文对五个树种进行了测定,发现测定结果与这些树种的实际耐旱力相符。     

Spatiotemporal variation in leaf size and shape in response to climate

叶片的形态变异是研究植物响应气候变化的重要指标之一。叶片大小与形状影响着植物与外界环境的碳、水等物质交换和能量交换。然而,叶片大小与形状如何响应气候变化仍缺乏研究。此外,大多研究忽略了叶大小与形状在时间和空间上的种内变异,而只关注种间变异。我们收集了中国98年(1910-2008年)7个代表性双子叶植物的植物标本馆标本6000多份,并测量了它们叶片的叶长和宽度。我们探索了叶片大小(叶长、叶宽和长×宽乘积)的地理模式和时间趋势,(即研究了降水量和温度随时间和空间的变化对叶片大小和形状变化的影响。在控制了标本采集时间的影响后,全部物种的平均叶大小沿着纬度梯度的增加而减小,但这一关系在不同物种间存在差异。叶大小和形状的空间变异与温度和降水正相关。当控制了采集地点的影响后,全部物种的平均叶大小随着时间有变大的趋势。大多数物种叶大小的时间变化与降水正相关,而叶形状的时间变化则与温度正相关。我们的研究指出叶大小和形状在时空上的种内变异显著受气候的影响,同时说明植物标本可以为研究植物形态对气候变化的响应提供素材。     

植物的水容特征与其耐旱性的关系

在自然风晾条件下,研究了不同植物器官的相对含水量、水势及比水容之间的相互关系。结果表明：植物叶片阻止体内蒸腾失水的能力大小顺序依次为：花生（Arrachishypogaea）＞甘薯（Ipomoeabatatas）＞大豆（Glycinemax）＞玉米（Zeamays）,各植物茎的保水能力相差不大;甘薯的茎、叶在风晾4h后仍未永久凋萎,其他植物的茎、叶在风晾1～3h就出现永久凋萎;花生、甘薯、大豆和玉米叶片风晚3～4h后,其水势的下降幅度分别为：1．00,1．30,1．80和2．70mPa,花生、甘薯、大豆茎的水势下降幅度分别为：1．95,1.40和1．30mPa;植物茎、叶的水势与其相对含水量具有较好的对数关系;植株茎、叶的比水客值范围在0．0258～0．6835mPa-1之间,叶片的比水容大于茎的比水容。因此,植物的水容特征表明不同植物茎、叶的保水、释水能力不同,因而其耐旱、抗旱性不同。玉米和大豆的耐旱性小于花生、甘薯的耐旱性。