内蒙古锡林河流域植物功能群组成及其水分利用效率的变化——依水分生态类群划分

依照植物水分生态类群,将锡林河流域主要植物种划分为6个植物功能群:旱生植物、中旱生植物、旱中生植物、中生植物、湿中生植物和湿生植物。沿土壤水分梯度,我们调查了8个植物群落的功能群组成及其d13C值。结果表明:1)在水分状况不同的8个群落中,植物功能群的组成有很大差异。在较湿润生境中(沼泽化草甸和盐化草甸),湿中生和湿生植物成为优势种并构成地上生物量的主要部分;在干旱生境中(草甸草原、典型草原和退化草原),旱生和中旱生植物占绝对优势并构成群落生物量的90%以上;2)不同功能群d13C值表现为:旱生植物(-26.38) = 中旱生植物(-26.51) > 旱中生植物(-27.02) > 中生植物(-27.56) = 湿中生和湿生植物(-27.80),表明随着不同水分生态类群所适应生境从干旱到湿润逐渐转变,植物的水分利用效率显著降低;3)在土壤水分状况不同的生境下,旱生植物始终维持相对较高的d13C值和水分利用效率;而中旱生植物的d13C值表现出较大的变化幅度,表明其对土壤水分的改变更敏感;4)旱生植物叶片脯氨酸含量最高;旱中生、中旱生和中生植物次之;湿中生和湿生植物脯氨酸含量最低。不同水分生态类群脯氨酸含量与其d13C值和地上生物量呈显著正相关关系。     

内蒙古锡林河流域植物功能群组成及其水分利用效率的变化--依水分生态类群划分

依照植物水分生态类群,将锡林河流域主要植物种划分为6个植物功能群:呈生植物、中旱生植物、旱中生植物、中生植物、湿中生植物和湿生植物.沿土壤水分梯度,我们调查了8个植物群落的功能群组成及其δ13C值.结果表明:1)在水分状况不同的8个群落中,植物功能群的组成有很大差异.在较湿润生境中(沼泽化草甸和盐化草甸),湿中生和湿生植物成为优势种并构成地上生物量的主要部分;在干旱生境中(草甸草原、典型草原和退化草原),旱生和中旱生植物占绝对优势并构成群落生物量的90%以上;2)不同功能群δ13C值表现为:旱生植物(26.38‰)=中旱生植物(26.51‰)＞旱中生植物(-27.02‰)＞中生植物(-27.56‰)=湿中生和湿生植物(-27.80‰),表明随着不同水分生态类群所适应生境从干旱到湿润逐渐转变,植物的水分利用效率显著降低;3)在土壤水分状况不同的生境下,旱生植物始终维持相对较高的δ13C值和水分利用效率;而中旱生植物的δ13C值表现出较大的变化幅度,表明其对土壤水分的改变更敏感;4)旱生植物叶片脯氨酸含量最高;旱中生、中旱生和中生植物次之;湿中生和湿生植物脯氨酸含量最低.不同水分生态类群脯氨酸含量与其δ13C值和地上生物量呈显著正相关关系.     

引种台湾桤木的水分生理特性

台湾桤木(Alnusformosana)原产台湾,是台湾地区重要的先锋造林树种和林地培肥树种。水分是限制植物地理分布和决定植物引种能否成功的重要因子之一。采用Li-6400光合测定系统对引种两年生台湾桤木苗木的水分生理特性进行了研究,结果表明:(1)在整个生长期,叶片蒸腾速率日变化均表现为宽大的单峰型曲线,以13∶00～15∶00时左右蒸腾速率最高,不同部位叶片在不同生长期的峰值有所不同,属非蒸腾午休型植物。气孔导度日变化有单峰型和双峰型2种变化曲线;(2)蒸腾速率季节变化表现为单峰曲线,以7月为最高,整个生长期叶片日均蒸腾速率为3.25mmol·m-2·s-1,表现出高光合、强蒸腾的生理特点;(3)水分利用效率日变化与光合速率日变化相似,有单峰曲线和双峰曲线2种类型,与气孔导度的日变化有显著相关性。在整个生长期,以6月、7月叶片水分利用效率为最低,8月为最高;(4)在影响水分利用效率季节变化的生理生态因子中,以温度、光合有效辐射、气孔导度和相对湿度4个因子的直接作用为最大。     

几种沙生植物水分生理生态特征的研究

 本文研究了毛马素沙地一些沙生植物尤其是沙生灌木的蒸腾作用,并探讨了土壤—植物—大气体系水势梯度的变化,得出下列结论：1．根据植物蒸腾速率的日变化规律及叶子水分平衡的差异,将旱生植物水分生态类型分为1)非蒸腾午休型;2)轻蒸腾午休型;3)强蒸腾午休型。2．在分析了土壤—植物体系的水流控制后,认为干旱区灌木植物根系吸水能力对叶子气孔阻力变化的敏感程度与植物种群密度有密切关系。     

厚壁毛竹蒸腾动态研究

采用Li-6400便携式光合测定仪测定厚壁毛竹(Phyllostachys edulis 'Pachyloen')蒸腾作用在不同时间尺度上的动态变化,结果表明:厚壁毛竹夏季的蒸腾日变化为双峰曲线,秋、冬、春季的蒸腾日变化为单峰曲线;厚壁毛竹蒸腾年动态变化为单峰曲线,1月份最低,仅为0.33 mmol·m-2·s-1;6月份最高,达3.78 mmol·m-2·s-1;年均值为1.30 mmol·m-2·s-1.与毛竹的蒸腾作用动态相比,两竹种不但在蒸腾速率上相近,而且总体趋势也较为一致:夏季、冬季和春季两竹种的蒸腾日变化类型相同,唯有秋季的蒸腾日变化类型不一致,厚壁毛竹的为单峰曲线,而毛竹的为双峰曲线,这反映了两竹种蒸腾作用对气候响应的差异;厚壁毛竹和毛竹的蒸腾作用年动态变化均为单峰曲线.     

分层供水施磷对春小麦光合性能及水分利用率的影响

利用自制的植物生长装置研究了春小麦在不同土壤湿度和碳素水平的组合方式对作物光合及水分利用的影响。结果表明。在上干下湿的水分条件,表层施磷处理其光合曲线呈单峰,而整体湿润下不管磷的施用部位,其光合曲线呈双峰。这种变异多是非气孔限制下环境因子与植株体作用而致。     

黄土丘陵区人工沙棘蒸腾作用研究

通过对沙棘叶片的蒸腾速率、气孔导度及其相应环境因子的测定,探讨黄土丘陵区安塞人工沙棘林的水分生理生态特征.结果表明沙棘蒸腾速率和气孔导度具明显的日变化,两者的变化趋势相似,5、7月份日变化曲线呈单峰型,6、8、9月份日变化曲线呈双峰型;在生长季(5～9月份)中7月份蒸腾速率最大,5、9月份较小,5月份(0.3900g/(g·h))仅为7月份(0.9350g/(g·h))的41.95%;沙棘林在生长季的蒸腾耗水量为257.56mm(占同期降雨量的63%),与降雨量间有极显著的相关关系.沙棘林的蒸腾耗水量在降雨量不同的月份有明显的差异,9月份(降雨量为43.2mm)的蒸腾耗水量为7月份(降雨量为130.1mm)的25.9%.黄土丘陵区安塞的环境条件基本满足沙棘生长的要求,沙棘可作为该区造林恢复植被的先锋树种.     

矮嵩草草甸植物蒸腾强度的初步研究

 此项研究工作于1986年5—9月植物生长季节内,在海北高寒草甸生态系统定位站进行。用钴纸法测定了矮嵩草等10种植物的蒸腾强度、垂穗披碱草等3种植物的蒸腾日进程和不同植被覆盖地段的蒸腾—蒸发量,在测定时记录了气温、湿度等有关气象资料,以便分析。研究结果表明：1．矮嵩草等10种植物的蒸腾强度随植物种和所处的物候期而变化,植物生长早期蒸腾强度较低,进入生殖阶段,蒸腾强度明显提高。2．垂穗披碱草等3种植物蒸腾强度日进程呈明显的单峰型曲线,在中午或午后出现峰值,没有午休现象。这同气孔一直开着有关,是矮嵩草草甸植物蒸腾的特征之一。 3．不同植被覆盖地段的蒸腾—蒸发表明,有植被覆盖的地段的蒸腾—蒸发量较裸地的蒸发量为高。     

羊草群落水分状况的初步研究

本文采用笔者自行设计和组装的人工气候箱装置,对天然羊草(Aneurolepidium chinense)群落的水分状况进行了研究,结果表明,在生长季各时期的晴天条件下,羊草群落蒸腾、蒸散速率的日进程曲线均为双峰型。群落的蒸腾、蒸散速率与太阳总辐射强度和气温呈正相关,与空气相对湿度呈负相关。群落的无效水分散失比率与蒸腾速率呈负相关。群落中植物的蒸腾强度,以开花期最高,为1.156g／cm2(叶面积)／d;整个群落的蒸腾速率在种子蜡熟期达到最高值,为4861.07g／m2(地面)／d。群落的蒸散速率在6月份最高,达6454.36 g／m2／d。群落月蒸散、蒸腾耗水量的最大值分别出现在6月份和8月份,各为125.9mm和83.9mm。在生长季中,群落的总耗水量与总降水量基本相等,但二者的季节消长不同步。在植物生长发育早期的6月份,水分亏缺严重,使群落对后期充沛的降水不能有效利用,群落生产力低下。     

厚壁毛竹蒸腾动态研究

采用Li-6400便携式光合测定仪测定厚壁毛竹(Phyllostachys edulis ‘Pachyloen’)蒸腾作用在不同时间尺度上的动态变化,结果表明:厚壁毛竹夏季的蒸腾日变化为双峰曲线,秋、冬、春季的蒸腾日变化为单峰曲线;厚壁毛竹蒸腾年动态变化为单峰曲线,1月份最低,仅为0.33mmol•m^-2•s^-1;6月份最高,达3.78mmol•m^-2•s^-1;年均值为1.30mmol•m^-2•s^-1。与毛竹的蒸腾作用动态相比,两竹种不但在蒸腾速率上相近,而且总体趋势也较为一致:夏季、冬季和春季两竹种的蒸腾日变化类型相同,唯有秋季的蒸腾日变化类型不一致,厚壁毛竹的为单峰曲线,而毛竹的为双峰曲线,这反映了两竹种蒸腾作用对气候响应的差异;厚壁毛竹和毛竹的蒸腾作用年动态变化均为单峰曲线。     

鹤山人工马占相思林水分生态研究

 通过对马占相思叶片的蒸腾速率、气孔导度及其相应环境因子的测定,探讨鹤山丘陵人工马占相思林的水分生理生态特征。结果表明：蒸腾速率和气孔导度具有明显的日变化,两者的变化趋势相似,在夏季的日变化曲线呈双峰型,冬季呈单峰型;夏季的蒸腾速率最高,在冬季最低,仅占夏季的27.6％;马占相思林的蒸腾耗水量在旱季和雨季有明显的差异,旱季的蒸腾耗水量占雨季的25.5％,年蒸腾量为1625.1mm,占同期降水量的78.3％;马占相思林的蒸腾量接近热带雨林。     

彬长矿区不同地表沉陷类型下植物群落特征

地表沉陷是煤炭开发过程对生态环境造成严重损害的形式之一,直接或间接地影响植物分布与群落结构。本研究以陕西彬长矿区不同地表沉陷类型下植物群落为对象,调查植物群落组成、生产力和多样性等变化特征,探讨不同沉陷类型植物群落特征的变化规律及其机理。结果表明:1)彬长矿区植被以菊科、禾本科、豆科植物为主,植物生长型构型以多年生草本为主,水分生态类型以中旱生植物为主;沉陷扰动造成了一年生草本、多年生草本和中旱生植物比例增加,中生植物比例显著下降,而灌木和乔木比例变化不明显。2)不同沉陷类型下塬面裂缝区植物群落结构变化不显著,塬面台阶状沉陷区、沟谷边缘裂缝区和台阶状沉陷区植物群落物种数、盖度、生物量、物种密度、物种多样性显著下降。3)依据植物群落损害程度,将彬长矿区不同沉陷类型分为3类:轻微损害区,包括塬面裂缝区;中等强度损害区,包括塬面台阶状下沉区和沟谷边缘裂缝区;强烈损害区,包括沟谷边缘台阶状下沉区。     

重庆石灰岩地区十大功劳光合特性动态变化和对CO2的响应研究

运用开放式气体交换C I-310便携式光合作用测定系统,研究了重庆石灰岩地区适生灌木十大功劳(Maho-nia fortunei)光合特性的动态变化和对CO2的响应。结果表明:十大功劳的净光合速率和气孔导度的日变化为双峰曲线,蒸腾速率的日变化为单峰曲线,净光合速率出现了光合午休现象,主要由非气孔因素影响,水分利用效率的日变化呈“L”型。在季节变化中净光合速率、蒸腾速率和气孔导度都呈现双峰曲线,而水分利用效率呈现“W”型。气体交换的日动态和季节动态变化是与植物生存的气候环境相适应的,在石灰岩地区表现出低光合低蒸腾和高水分利用效率的节水特性。净光合速率随着CO2浓度的升高而表现出升高趋势,其CO2补偿点为90μmol.mol-1左右,羧化效率为0.0125,较低的羧化效率是十大功劳净光合速率较低的一个原因。     

草原地区不同生态类型的植物生理特性的比较研究

比较研究了4种不同水分生态型植物在不同水分胁迫下的光合作用、叶片含水量和气孔阻力等生理指标的反应.结果表明,不同水分生态型植物抵御干旱的机制是不同的.中生植物主要是通过增加气孔阻力限制蒸腾失水,而旱生植物则依靠高浓度的细胞原生质减少水分的散失,后者保水效率远高于前者.植物从中生种到旱生种,生理特性亦显示出规律性的种间差异,叶片含水量和气孔阻力水平降低,而单位叶面积的净光合速率增加.     

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。     

草原地区不同生态类型的植物生理特性的比较研究

比较研究了４种不同水分生态型植物在不同水分胁迫下的光合作用、叶片含水量和气孔阻力等生理指标的反应。结果表明,不同水分生态型植物抵御干旱的机制是不同的。中生植物主要是通过增加气孔阻力限制蒸腾失水,而旱生植物则依靠高浓度的细胞原生质减少水分的散失,后者保水效率远高于前者。植物从中生种到旱生种,生理特性亦显示出规律性的种间差异,叶片含水量和气孔阻力水平降低,而单位叶面积的净光合速率增加。     

塔克拉玛干沙漠腹地多枝柽柳茎干液流及耗水量

2005年4—11月,利用植物茎流计研究了塔克拉玛干沙漠腹地沙漠公路防护林植物多枝柽柳的茎干液流特性和耗水量.结果表明:在极端干旱的沙漠腹地,土壤水分充足时,直径为3.5和2.0 cm的多枝柽柳在整个生长季的日平均耗水量分别为6.322和1.179 kg;多枝柽柳的茎干液流呈单峰曲线型,有明显的昼夜变化规律,茎干液流随环境因子变化而波动;在土壤水分充足的条件下,总辐射、风速、温度是影响茎干液流变化的主要环境因子,可以用总辐射和风速的线性回归模型预测茎干液流的变化.沙漠腹地多枝柽柳的蒸腾耗水量相对较高,是因为在较为充足的水分供应条件下,多枝柽柳通过大量的水分消耗来抵御干燥高温的沙漠环境.     

晋西北小叶杨林水分生态的研究

１９９３年生长季（５～１０月）小叶杨的平均蒸腾强度为０．０７６８ｇ·ｇ－１·ｈ－１。蒸腾强度日进程呈现早、晚低,中午高的单峰曲线。并与光照、气温和用对湿度间均具有二次抛物线关系。蒸腾强度季节变化与土壤含水量、光照、气温和相对湿度间的关系则均不明显。小叶杨在生长季的蒸腾耗水量为４０．７ｍｍ,其林分总蒸散量为２９６．１ｍｍ,各占同期降水量２３４．８ｍｍ的１７．３％和１２６％。在生长季降水量仅为多年同期平均量５９．７％的情况下,林地土壤水分收支亏缺量达１０７．６ｍｍ。     

不同植物的叶表面

植物在其从水生到陆地的演化过程中,出现了角质层等保护层以防止水分的过度蒸腾,并出现了气孔——集中进行气体交换的场所。气孔和角质层在不同的生长环境中,形成各不相同的特点。旱生植物如夹竹桃,为防止水分的过度蒸腾其叶下表面特化出了气孔窝。气孔窝内着生着若干气孔,并被表皮毛所覆盖。这样既保证了高效率的气体交换,同时也防止了通过气孔造成的水分过度丢失。旱生植物叶表面的其余部位都覆盖着很厚的角质层(图1)。中生植物叶表面的气孔通常直接与空气接触,进行气体交换。气孔的凹凸程度及保护层厚度适中,如中国大叶黄杨     

不同时期牛心朴子和甘草光合蒸腾日变化的研究

用CIRAS-1型光合作用测定系统对毛乌素沙漠边缘地带野生牛心朴子(Cynanchum komarorvii)和甘草(Glycyrrhiza uralensis)的不同时期的光合、蒸腾特征进行动态研究。结果表明：牛心朴子和甘草的光合、蒸腾日变化在土壤水分适宜的时期为双峰曲线,在高光照低土壤水分的情况下为单峰曲线,且土壤水分含量越低,午后光合速率下降越快。在不同时期,牛心朴子和甘草都能保持较稳定的水分利用效率,说明其光合、蒸腾对环境具有较强的适应性。