皇甫川流域几种主要植物水分生态特征

通过在丰水年 (1998年 )和欠水年 (1999年 )连续两个生长季对皇甫川流域几种主要植物 :沙棘 (H ippophae rhamnoides)、沙柳 (Salix psammophyla)、中间锦鸡儿 (Caragana intermedia)、杨树 (Populus simonii)、油松 (Pinus tabulaeformis)、沙打旺(Astragalus adsurgens cv.)、羊柴 (H edysarum leave)、玉米 (Zea mays)和百里香 (Thymus serpyllum)等植物生物学特性、蒸腾特征及土壤水分含量的测定及分析 ,得出以下结果 :几种主要植物蒸腾强度平均值由大到小的排列顺序是 :杨树 >沙柳 >沙打旺>羊柴 >中间锦鸡儿 >玉米 >百里香 >沙棘 >油松 ;在 1998年和 1999年 ,皇甫川流域主要植物蒸腾强度的季节动态基本相同 ,油松、沙棘、中间锦鸡儿以及百里香等植物年平均蒸腾强度较低。无论丰水年还是欠水年 ,生长季内皇甫川流域主要植物蒸腾系数均较高 ,表明了植物的生长是以消耗大量水分为代价 ,水分是其生长的主要限制因子 ;百里香蒸腾系数最小 ,其次是中间锦鸡儿 ,这反映了百里香和中间锦鸡儿能更有效地利用水分进行干物质积累 ;皇甫川流域乔木适宜种为油松、灌木种为中间锦鸡儿和沙棘、半灌木植物为百里香。主要植物群落地段的蒸散量与降雨量的比值在 1左右。但从土壤水分变化角度看 ,皇甫川流域主要植物群     

新疆甘家湖梭梭林的光合、水分生理生态的研究

测定了梭梭林中梭梭柴等7个树种的光合和水分生理生态特性,包括其光合和呼吸强度、叶绿素含量、气孔状况、光合产物的分配及初级生产力、水分利用效率等,发现荒漠树种具有较高的光合效率和水分利用效率。6—9月梭梭柴的平均光合强度为8.02CO2mg／g,干重·h,它接近于中生树种新疆杨同期光合强度的平均值(8.39);白梭梭的蒸腾系数为250.12mg水／g干重,约是新疆杨蒸腾系数(502.45)的一半。荒漠树种的高光合和水分利用效率是它们长期适应高温干旱生态环境的结果。荒漠梭梭林通常仅作为薪炭林,这对光合产物的利用是很不经济合理的,需要改进。     

粤北石灰岩山地主要造林树种的生理生态学特性

本文是在调查粤北石灰岩山地植被的基础上,选出8种植物进行光能利用效率和蒸腾系数等生理生态学特性研究,并与非石灰岩山地较速生的荷木、藜蒴作比较,以筛选出适合石灰岩山地造林绿化的树种。结果表明,任豆、香椿与荷木、藜蒴的平均净光合速率(gCO2·m-2·d-1)分别为19.92,13.10,9.04和8.11;对光合有效辐射的利用效率(%)分别为4.21,4.59,2.71和2.52;蒸腾速率(gH2O·m-2·d-1)分别为2191,1266,1499和1133;蒸腾系数(gH2O·gDM-1)分别为164,144,244和209．说明任豆、香椿比荷木、藜蒴速生,光能利用效率、水分利用效率高,生态适应性强。光皮树、阴香的生长速度与荷木、藜蒴相似。菜豆树、桂花、铁榄、板栗的生长速度比荷木、藜蒴慢,但除板栗外都比较耐荫,对石灰岩山地环境也有较强的生态适应性。     

人工环境下两种梭梭幼苗光合水分关系的比较研究

在人工环境下测定了不同辐射强度,不同温度和不同水分状况下梭梭幼苗和白梭梭幼苗的净光合速率和蒸腾速率,以及水分胁迫下两种梭梭同化枝水势和含水量。实验结果表明：（１）两种梭梭光合作用和蒸腾作用对辐射强度的依赖是不同的,梭梭净光合速率和蒸腾速率随辐射强度的增加而上升的趋势明显低于白梭梭。两种梭梭幼苗在无光照对仍维持较高的蒸腾速率。（２）白梭梭的平均蒸腾系数低于梭梭,证明白梭梭能比梭梭更有效地利用水分。（     

把C_4植物称作“高光效植物”是否妥当?

在本世纪五十年代末至六十年代初发现高等植物的光呼吸现象后不久,又了解到,高等植物对CO_2的固定并非只有卡尔文循环一条途径。根据光合作用碳素同化的最初产物,可把高等植物大体区分为三个类群,即C_3植物、C_4植物和CAM植物。基于C_4植物和C_3植物在饱和光强度下的光合强度,以及CO_2补偿点、光呼吸强度,蒸腾系数、饱和光强度、光合作用最适温度范围等方面的差别,有不少人把C_4植物称为高光效植物,把C_3植物称为低光效植     

稳定同位素技术在植物水分利用研究中的应用

近20a稳定同位素技术在植物生态学研究中的应用得到了长足发展,使得对植物与水分关系也有了更深一步的了解。介绍稳定同位素性碳、氢、氧同位素在研究植物水分关系中的应用及进展,以期能为国内植物水分利用研究提供参考。由于植物根系从土壤中吸收水分时并不发生同位素分馏,对木质部水分同位素分析有助于对植物利用水分来源,生态系统中植物对水分的竞争和利用策略的研究,更好地了解生态系统结构与功能。稳定碳同位素作为植物水分利用效率的一个间接指标,在不同水分梯度环境中,及植物不同代谢产物与水分关系中有着广泛的应用。同位素在土壤-植被-大气连续体水分中的应用,有助于了解生态系统的水分平衡。随着稳定同位素方法的使用,植物与水分关系的研究将取得更大的进展。     

土层浅薄地区植物水分来源研究方法

植物水分来源取决于环境中有效水的分布及植物获取水分的能力.旱季,土层浅薄地区土壤水无法满足植物生长的需要,植物能否利用风化基岩层水分是其能否维持正常水分消耗的关键.本文综述了4种土层浅薄地区植物水分来源的研究方法,包括调查和分析植物根系生长与分布特征、监测地表以下各层次水分变化、监测并分析植物体水分指标季节变化以及运用稳定同位素技术区分植物水分来源,并进一步分析了各种方法的优势和局限性及其在我国西南喀斯特地区植物水分来源研究中的应用前景.     

水分异质性影响两种根茎型克隆植物赖草和假苇拂子茅的水分存储能力

水分在自然系统中呈异质性分布。有关水分异质性对克隆植物生长、形态和生理影响的研究已有大量的工作, 但是水分异质性对克隆植物存储能力, 尤其是水分存储能力影响的研究却十分缺乏。该文将两种根茎型克隆植物赖草(Leymus secalinus)和假苇拂子茅(Calamagrostis pseudophragmites)进行水分异质性和同质性实验处理, 探讨水分异质性对克隆植物水分存储能力、生长和形态的影响。在异质性水分处理下, 两种克隆植物的间隔子、枝和根的含水量均显著增加。两种克隆植物对水分异质性分布的适应策略有所不同, 赖草通过降低单个克隆分株的生长、提高芽的数量以应对水分异质性, 而假苇拂子茅通过增强整个分株种群的地下部分(根状茎、根和芽)生长来应对水分资源的异质性分布。水分储存能力的增强可以提高克隆植物适应水分异质性的能力。     

稳定同位素技术在植物水分关系研究中的应用综述

稳定同位素技术凭借简捷、高效的特点, 在水文学、生态学和生物地球化学等众多科学研究领域中得到广泛应用, 同时也为植物水分关系研究提供了新的技术手段。植物的生长和分布与水分的可利用程度紧密相关, 对植物水分利用的研究有助于更好的了解生态系统的水分平衡以及结构和功能。就稳定同位素技术在植物水分关系研究中的应用, 综述了碳氢氧稳定同位素在植物水分利用效率以及水分来源等研究中的原理、方法及应用进展, 为稳定同位素技术在植物水分关系研究中的应用提供科学参考作用。      

植物水分利用策略研究进展

水分是影响植物生长发育的重要因子之一。地球上大多数生态系统中的植物都会经历一个降水相对稀少的干旱季节,植物在不同的季节与不同的生态系统中究竟如何利用水分,利用哪些水分去获得生存,成为一个人们关注的问题。在过去的20年,稳定同位素技术在植物生态学中的应用得到了稳定长足的发展。因为陆地植物(少数排盐种类除外)在水分吸收过程中不发生同位素分馏,因此可以利用δD与δ18O数据进行水分获取方式的研究。对植物木质部水分以及其潜在水源的稳定同位素进行分析,并参考土壤水势、叶片水势、土壤含水量等数据,同时运用二元或三元混合模型,可以定量确定植物的水分利用来源。大量的研究表明,不同功能型、生长阶段、季节的植物以及不同物种往往具有不同的水分利用策略。     

克隆植物的水分生理整合及其生态效应

水分生理整合是克隆植物生理整合过程中非常重要的一部分,是克隆植物生长发育和生态适应过程中的重要机制之一。本文主要从理论上对克隆植物水分生理整合的存在性、方向性、整合的程度、范围及其与克隆植物的功能分工、表型可塑性和觅养行为、风险分摊等行为表现的关系进行了深入分析,并对迄今有关克隆植物水分整合的最新研究进展和研究方法进行了系统总结和评述。提出克隆植物的水分生理整合包括水平和垂直两个方向,而水力提降为垂直方向的水分生理整合提供了一个重要途径。认为在今后,应加强对克隆植物水分生理整合的精确定量化研究,同时,应运用生态学、生理学、生物化学及分子生物学等方法,综合深入地研究克隆植物水分整合的机理。     

干旱胁迫植物个体生理响应及其生态模型预测研究进展

全球气候突变导致干旱事件频发,进而易引发严重的植物衰退甚至死亡,聚焦植物尤其是树木死亡的生理学机制并期望基于此评估及预测气候变化导致植物死亡风险已成为热点话题。植物通过调整内在生理代谢过程,例如通过调节渗透物质的含量,来平衡渗透势、维持细胞膨压、调节植物激素的信号水平,诱导植物气孔开放程度降低,有利于植物保存水分、调控植物水通道蛋白的表达,进而保持体内水分稳定并对干旱胁迫做出快速响应。这些生理过程中的每一环调节都为了确保水分运输的效率和安全性,增加植物抗旱性以及生态系统稳定性。植物的抗旱性不仅体现在生理代谢方面的调节,还表现在植物水力特性与解剖结构间相辅相成。当植物改变水力特性的同时,其茎叶会在解剖结构上做出调整以满足植物在干旱环境下水分供需平衡,从而降低植物蒸腾水分散失、增强细胞储水并提高生存能力。植物应对水分胁迫的策略通常与水分消耗和碳获取之间的平衡有关,明晰植物水分消耗与光合碳获取间存在平衡关系的性状特征便于更好地理解植物的水分利用策略。然而,植物表现出的任意单一性状特征的强弱都无法代表整个植物适应逆境的优劣,未来只有通过将植物更多性状特征进行相互关联,以具有代表植物水力功能、结...     

不同植物叶片水分利用效率对光和CO2的响应与模拟

植物叶片水分利用效率的高低取决于气孔控制的光合作用和蒸腾作用两个相互耦合的过程,模拟水分利用效率对环境变化的响应特征和机制是理解生态系统碳循环和水循环及其耦合关系的基础.研究通过人工控制光强和CO2浓度,对叶片水分利用效率进行了研究.提出了植物水分利用效率在光强和CO2浓度共同作用下的估算模型.数据分析表明,该模型在包括C3和C4植物、草本和木本植物在内的9种植物上能很好地模拟水分利用效率对光强和CO2浓度共同作用的响应.该模型可以用于估算CO2浓度升高条件下光合速率的提高和蒸腾速率的降低对水分利用效率提高的贡献量.CO2浓度变化条件下,水分利用效率在不同植物之间有巨大差异,研究区域尺度植物的水分利用效率时至少需要将植物区分为C4植物和C3植物,其中C3植物区分为草本和木本植物3种生态功能型才能较为准确地估算植物的整体水分利用效率.应用本研究提出的水分利用效率估算模型和植物水分利用效率生态功能型分类标准,可以为建立以植物的水分利用效率为基本参数的陆地生态系统水循环模型和陆地生态系统生产力模型提供重要依据.     

不同植物叶片水分利用效率对光和CO2的响应与模拟

植物叶片水分利用效率的高低取决于气孔控制的光合作用和蒸腾作用两个相互耦合的过程,模拟水分利用效率对环境变化的响应特征和机制是理解生态系统碳循环和水循环及其耦合关系的基础。研究通过人工控制光强和CO₂浓度,对叶片水分利用效率进行了研究。提出了植物水分利用效率在光强和CO₂浓度共同作用下的估算模型。数据分析表明,该模型在包括C3和C4植物、草本和木本植物在内的9种植物上能很好地模拟水分利用效率对光强和CO₂浓度共同作用的响应。该模型可以用于估算CO₂浓度升高条件下光合速率的提高和蒸腾速率的降低对水分利用效率提高的贡献量。CO₂浓度变化条件下,水分利用效率在不同植物之间有巨大差异,研究区域尺度植物的水分利用效率时至少需要将植物区分为C4植物和C3植物,其中C3植物区分为草本和木本植物3种生态功能型才能较为准确地估算植物的整体水分利用效率。应用本研究提出的水分利用效率估算模型和植物水分利用效率生态功能型分类标准,可以为建立以植物的水分利用效率为基本参数的陆地生态系统水循环模型和陆地生态系统生产力模型提供重要依据。     

维管植物木质部水分传输过程的影响因素及研究进展

维管植物的水分传输过程一直是植物学家关注的重点,木质部是植物体内长距离运输的组织之一,为维管植物提供了一个将水分从根运输到叶的低阻力通道。木质部在结构上形成了一个相互连通的网络管道结构,外部环境要素的改变(水分胁迫、氮沉降、光照等)引起的植物体内水势及木质部网络管道结构的变化直接影响植物的水分传输过程。本文从植物水分传输驱动力和内部木质部微观结构出发,总结了水分传输机理过程,概述了影响木质部水分传输的直接和间接因素,并在全球变化背景下,在植物内部观测技术、考虑多因子的综合作用等研究方面进行了展望。     

新型水分测定仪问世

英国研究人员最近设计出了一种新型的水分测定仪,可以测出植物生长过程中各时期所需要的水分。这种仪器与过去常用的直接测定植物体内水状况的仪器不同,它是通过测定植株周围土壤中的电阻来表示植物体内的水分状况。当植物体内水分适量时,仪器的显示屏上会出现一张“笑脸”;反     

氢稳定性同位素确定植物水源的应用与前景

介绍了氢稳定性同位素的测定方法和δD分析在植物水分来源研究中应用的原理,方法和典型案例,植物对不同水源的选择性和植物水分的δD分析被用于各种群落类型和环境中分析植物短期和长期的水分利用形式,甚至定量确定不同环境中各种植物对不同水分来源的利用,如白松、荒漠植物,河岸林和海岸植物,δD分析还用于研究植物与植物之间的相互作用。此外,氢稳定性同位素分析在古气候研究,植物光合途径,动物生理生态学和食物链等生态学领域也有着广阔的应用前景。     

核磁共振技术在土壤-植物-大气连续体研究中的应用

植物体内的水分状态与传输过程是土壤-植物-大气连续体(SPAC)水分传输理论的核心内容,也是研究植物水分利用与调控的基础.植物体内水分的传输过程受外界环境影响较大,植物需要通过对体内水分状态的适当调整来适应环境变化和维持自身的生长发育.由于蒸发通量、压力室、高压流速仪、热脉冲等传统检测方法往往会对植株造成破坏和损伤,因此难以准确反映和定量描述植物体内水分传输的真实过程.核磁共振技术(NMR)由于其无损、非侵入的特点,在植物水分分布和传输相关研究中日益得到关注.本文概述了NMR在检测植物体内水分分布、传输以及含量测定等方面的研究进展,还分析了目前NMR技术在SPAC系统研究中存在的问题及可能的解决方法,并指出NMR技术将来可能在植物水分生理、植物与环境互作以及水分代谢等相关研究领域的应用.NMR技术在SPAC系统研究中的应用在我国仍处于初级阶段,开发户外便携式、开放式检测仪器是NMR技术在SPAC研究领域进一步应用和推广的关键所在.     

水分胁迫下植物活性氧代谢研究进展(综述Ⅱ)

本文概述植物活性氧代谢的研究及水分胁迫下活性氧与植物抗旱性(抗水分胁迫)之间的关系;着重叙述水分胁迫响应中植物脱毒酶和抗氧化物的功能和机制;并对植物抗氧化基因的研究进展作了讨论。     

水分胁迫下植物活性氧代谢研究进展(综述Ⅰ)

本文概述植物活性氧代谢的研究及水分胁迫下活性氧与植物抗旱性(抗水分胁迫)之间的关系;着重叙述水分胁迫响应中植物脱毒酶和抗氧化物的功能和机制;并对植物抗氧化基因的研究进展作了讨论。