地下水埋深和季节性干旱对古尔班通古特沙漠南缘梭梭生理和生长的影响

干旱区因降水稀少,地下水成为荒漠植被重要且稳定的水源。选取古尔班通古特沙漠南缘建群种植物梭梭（Haloxylon ammodendron）为研究对象,通过测量不同地下水埋深（3.45、9.08、10.47、13.27 m和15.91 m）下生长季前期和后期同化枝生理生化指标（黎明水势、正午水势、含水量、氯离子、钠离子、脯氨酸和非结构性碳水化合物）和生长与形态特征（生长速率和胡伯尔值）,旨在认识荒漠植物对地下水埋深增加和季节性干旱的响应特征和调节适应机制。结果表明：（1）梭梭应对地下水埋深变化的生理调节对策,是采取先降低后升高黎明前同化枝水势、降低新枝形成期同化枝生长速率、增大胡伯尔值和积累非结构性碳水化合物的策略;（2）梭梭应对生长季大气干旱的生理调节对策,是通过降低黎明前同化枝水势、维持较高胡伯尔值、积累钠离子和消耗淀粉抵御季节性干旱;（3）在大气干旱与地下水水文干旱交互作用下,梭梭是采取降低正午同化枝水势、维持较高的同化枝含水量和积累可溶性糖的生态策略。综上所述,梭梭在响应地下水水文干旱和季节性大气干旱的生理特征间存在差异。研究结果丰富了水文和大气干旱对梭梭生理和生长影响的认知,可以为基于地下水资源管理的干旱区荒漠植被保育提供参考。     

克里雅河尾闾绿洲胡杨种群年龄结构对地下水埋深的响应

为阐明沙漠腹地绿洲胡杨种群的生存状况与发展动态,探讨地下水埋深差异对胡杨年龄结构组成与种群更新演替的影响.该研究以塔克拉玛干沙漠腹地克里雅河尾间达里雅布依绿洲胡杨林为研究对象,通过划分胡杨龄级与地下水埋深梯度等级,量化个体竞争能力等主要手段,对胡杨种群年龄结构特征进行了分析,并对时间序列上的更新动态进行了预测.结果 表...     

荒漠区植被对地下水埋深响应研究进展

荒漠区植被包括以旱生植物为主的荒漠植被和以中生植物为主的荒漠河岸林。综述了荒漠区植被对地下水埋深在个体、种群、群落以及斑块尺度上响应的研究成果,指出:荒漠区植物对地下水埋深的响应并不是简单的线性关系,而是植物适应气候、土壤、地下水等环境因素综合作用的结果,应在地下水与植被达到平衡态的基础上充分考虑生境土壤异质性、植被可塑性并采用长期定位和控制试验相结合的方法进行综合研究。强调在今后的研究中,加强同位素示踪技术和高光谱遥感技术的应用,开展植物水力提升及其机理研究;加强荒漠区植被对地下水响应机理研究特别是微观尺度(分子水平)和响应过程长期定位研究;重视植被响应地下水位波动和水质变化的研究;强化在景观尺度和生态系统尺度集成研究,以便为管理包括地下水在内的荒漠生态系统提供依据。     

骆驼刺幼苗生长特性对不同地下水埋深的响应

在塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲,对人工控制地下水埋深条件下的骆驼刺幼苗地上和地下部分的生长特性进行了一个生长季的调查。结果表明：1)幼苗的株高、分枝数、冠幅与不同地下水埋深之间存在较好的相关性,不同地下水埋深下幼苗叶片数的波动较大;2)生长在距地下水埋深为2.5和2.0 m及1.5和1.0 m条件下的骆驼刺幼苗的基径变化没有显著差异(P>0.05);3)地下水埋深对骆驼刺幼苗根系的垂直根长的影响显著(P<0.01）;4)不同土壤深度的根生物量、根质量密度、比根长、根表面积对地下水埋深变化的响应也有显著差异(P<0.05)。     

骆驼刺幼苗生长特性对不同地下水埋深的响应书

在塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲,对人工控制地下水埋深条件下的骆驼刺幼苗地上和地下部分的生长特性进行了一个生长季的调查.结果表明:1)幼苗的株高、分枝数、冠幅与不同地下水埋深之间存在较好的相关性,不同地下水埋深下幼苗叶片数的波动较大;2)生长在距地下水埋深为2.5和2.0 m及1.5和1.0 m条件下的骆驼刺幼苗的基径变化没有显著差异(P>0.05);3)地下水埋深对骆驼刺幼苗根系的垂直根长的影响显著(P<0.01);4)不同土壤深度的根生物量、根质量密度、比根长、根表面积对地下水埋深变化的响应也有显著差异(P<0.05).     

地下水埋深对幼龄梭梭功能性状的影响

地下水是干旱荒漠区潜水灌丛植物的重要水分来源,为认识地下水埋深对潜水植物功能性状的影响,利用蒸渗仪群配备的全自动补水仪设置两组地下水埋深(2和3.5 m),测定幼龄梭梭生长季同化枝水力性状、气体交换特征和根系形态参数.结果表明:与地下水埋深2 m相比,地下水埋深3.5 m处理幼龄梭梭黎明前同化枝水势、饱和膨压渗透势和根...     

胡杨液流对地下水埋深变化的响应

以塔里木河流域荒漠河岸林主要建群种胡杨(Populus euphratica)为研究对象, 结合中下游不同断面地下水埋深和胡杨液流变化的监测数据, 分析了胡杨茎干液流与地下水埋深变化的关系, 探讨荒漠环境下天然胡杨生长的合理生态水位。研究表明, 胡杨液流通量密度随地下水埋深即干旱胁迫程度的加大而减小, 两者呈极显著负相关, 相关系数达-0.887; 胡杨液流通量在地下水埋深位于4.5-5 m时出现异常变化, 表明此时胡杨的正常生长受到胁迫, 胡杨通过自身调节降低蒸腾耗水以适应环境; 土壤盐分不是影响塔里木河中下游各断面胡杨液流变化的主要因子; 对植物样地调查结果分析显示, 胡杨盖度、密度和频度均在地下水埋深在4-6 m梯度下开始表现为降低趋势。综合分析认为维系塔里木河中下游天然胡杨正常生长的生态水位为地下水埋深4.5 m以内。     

塔里木河中游地区柽柳对地下水埋深的生理响应

以塔里木河中游沙吉力克断面和阿其河断面的柽柳为研究对象,结合两断面地下水埋深的动态监测和柽柳叶片可溶性糖、脯氨酸、MDA含量及SOD、POD活性等生理指标的分析测试,研究了不同地下水埋深与柽柳生理变化的关系,以探讨该地区柽柳的抗旱机理与受胁迫程度.研究表明:随着地下水埋深的不断增加,柽柳叶片的可溶性糖含量、脯氨酸含量、MDA含量和SOD活性均显著增加,而POD活性则呈不断下降的趋势,并且柽柳各生理代谢相互协调;地下水埋深与柽柳叶片的可溶性糖、脯氨酸、MDA含量以及SOD活性呈正相关,相关系数分别为0.602*、0.548、0.735**和0.829**,与POD活性呈负相关(r=-0.709**).研究发现,塔里木河中游地区柽柳的生长已受到严重的干旱胁迫,且沙吉力克断面的柽柳所受到的干旱胁迫较重;柽柳在一定范围内能通过调节体内渗透调节物质的含量和保护酶活性来积极响应地下水埋深的变化,以增强植株自身抗旱能力.     

塔克拉玛干沙漠腹地柽柳年轮宽度对地下水埋深的响应

【目的】柽柳作为干旱荒漠生态系统的典型物种,研究其年轮宽度对地下水响应的保护有重要价值。【方法】研究基于沙漠腹地达理雅博依绿洲地下水埋深资料,利用年轮测定方法分析不同地下水埋深状况下柽柳年轮宽度的变化,探讨其与地下水埋深变化的关系。【结果】样地一地下水埋深随时间逐年增加,埋深范围是1.2～2.6 m,柽柳的年轮宽度在2001-2020年呈显著增加趋势,变化范围为0.98～5.80 mm,年轮宽度年际间差异显著;样地二地下水埋深随时间增长呈现先增加后减小的趋势,埋深范围是2.7～4.5 m,柽柳年轮宽度在1977-2020年整体呈正弦函数变化,范围为1.46～4.41 mm,年轮宽度年际间差异性不显著;样地一柽柳标准年表振幅范围是0.502～1.641,大于样地二柽柳标准年表振幅范围为0.577～1.331。【结论】样地一地下水埋深向着柽柳生长适宜的范围增加时,有利于柽柳的生长,表现为年轮宽度增加,样地二的柽柳年轮宽度变化和地下水埋深之间无显著相关性。     

地下水埋深对辽宁中部地区玉米根系和干物质积累的影响

为探明地下水埋深对玉米干物质积累和根系生长的影响,在辽宁省灌溉试验中心站利用地下水模拟系统设置了1.0 m(D1.0)、1.5 m(D1.5)、2.0 m(D2.0)、2.5 m(D2.5)、3.0m(D3.0)、3.5 m(D3.5)和4.0 m(D4.0) 7个地下水埋深处理,分析了地下水埋深对春玉米干物质积累、根系和产量性状等的影响。结果表明:(1)在不同地下水埋深条件下根长、根表面积、根体积随着生育期推进呈增大趋势,且在各处理之间差异显著(P<0.05),而根粗在灌浆成熟期先增大后减小。(2)在拔节期和灌浆成熟期,茎叶干物质积累量随地下水埋深增加先减小后增大,D2.0处理最低,较其他处理减少7.2%～19.5%;在灌浆成熟期,D2.5处理下穗部干物质积累量最低,较其他处理减少9.8%～24.8%;在抽雄吐丝期,D2.0处理下根部干物质最高,比其他处理高出7.2%～54.2%。(3)产量随地下水埋深增加而先减小后增大,D1.0处理产量最大,D3.0处理产量最低,D1.0处理比其他处理高出365～1790 kg·hm^-2。(4)将不同处理下干物质和根系各...     

地下水埋深对胡杨叶片光合作用及抗氧化物质积累的影响

以塔里木荒漠生态系统建群种—胡杨（Populus euphratica Oliv.）为试材,研究胡杨光合气体交换参数、抗氧化酶活性及渗透调节物质沿地下水埋深（GWD）梯度的变化规律,探讨胡杨适应干旱荒漠环境的生理生态机制。结果表明：（1）不同GWD条件下胡杨净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）的日变化均呈单峰型,而胞间CO₂摩尔分数（C_i）日变化呈“V”型,P_n与G_s变化同步,峰值均出现在12：00,而T_r峰值滞后P_n、G_s 2 h。不同GWD间P_n峰值差异显著（P<0.05）,T_r、G_s峰值和C_i谷值在GWD为5.5 m极显著降低（P<0.01）。胡杨P_n、T_r、G_s、C_i、水分利用效率（WUE）和光能利用效率（LUE）均随GWD增加而降低,其中G_s、LUE日均值在GWD为5.5 m显著降低（P＜0.05）,但不同GWD条件下P_n、T_r、C_i、WUE日均值均无显著差异（P＞0.05）;（2）12：00—16：00胡杨P_n下降主要受气孔因素限制,16：00—20：00 P_n下降主要受非气孔因素限制;（3）通过对不同GWD条件下胡杨P_n、T_r与生理生态因子进行相关、偏相关、逐步回归分析发现,G_s是影响胡杨P_n、T_r的主要因子;不同GWD条件下胡杨调控P_n、T_r的因子不同,GWD增加使胡杨P_n与光合有效辐射（PAR）、T_r与G_s之间的相关性增强,表明GWD直接调控胡杨叶片水汽交换（G_s）过程;（4）胡杨叶片丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性和游离脯氨酸（Pro）含量均随GWD增加而增大,而可溶性蛋白质（SP）含量、可溶性糖（SS）含量则降低,表明随GWD增加,胡杨叶片细胞膜透性和光合碳同化受抑增强,胡杨通过提高保护酶活性（POD、SOD）和渗透调节（Pro）能力协同抵御地下水位降低所带来的干旱胁迫,以维持基本正常的生理活动,这是胡杨适应荒漠区干旱生境的生理生态策略。     

植物群落覆盖度和浅层地下水埋深对沙柳乌柳种子天然更新的影响

采用样地调查法,研究了内蒙古鄂尔多斯市乌审旗毛乌素沙地天然更新分布区内沙柳和乌柳的更新特征、更新苗数量与高度、植物种类、植物群落覆盖度、浅层地下水埋深等,并运用相关分析和线性回归分析等方法研究了沙柳、乌柳更新状况与其影响因素的关系.结果表明:沙柳、乌柳更新仅发生在水分条件较好的下湿低地内,种子当年更新幼苗数量平均为37.8株/m2,最高可达到260株/m2;更新苗数量与浅层地下水埋深和植物群落覆盖度均呈负相关关系,相关系数分别是-0.220和-0.565**;沙柳、乌柳天然更新的最佳条件为植物群落覆盖度在20%~60%、浅层地下水埋深在30~60 cm的丘间低地.     

科尔沁沙地南缘樟子松人工林地下水埋深季节变化

于2005年5-10月,在未经过度人为干扰(大面积人工造林及农田开发)的大青沟地区(42°52'N,122°55'E)和自20世纪50年代大面积人工造林并相应开发农田的章古台地区(42°43'N,122°22'E)分别选择了樟子松疏林草地和草地(撂荒地)、樟子松衰退后皆伐地(皆伐地)及不同年龄沙地樟子松人工纯林设置固定标准地,监测了一个生长季的地下水埋深动态变化.结果表日月:生长季内地下水埋深呈现出4种类型:平稳型、"V"型、"N"型和"M"型.大青沟地区的疏林草地地下水埋深在生长季变化不大,平均地下水埋深为1.88 m;章古台地区的草地和皆伐地呈现5-7月升高,之后下降;林龄较小(23年)樟子松纯林变化幅度较大,生长季地下水埋深相差4.30 m;林龄较大(33、42、45年)樟子松人工纯林生长季地下水埋深波动变化,且变幅不一.总体上,地下水埋深表现为疏林草地(大青沟地区)<(章古台地区)衰退后皆伐地和草地<林龄较小樟子松人工纯林<林龄较大樟子松人工纯林.上述结果表明,大面积造林及农田开发是造成大青沟与章古台两地地下水埋深差别的主要原因;在章古台地区,不同植被覆盖与林龄也直接影响地下水埋深.     

博斯腾湖北岸不同地下水埋深对塔干柽柳光合特性的影响

选择博斯腾湖北岸优势种塔干柽柳为研究对象, 对不同地下水埋深处其光合特性进行对比研究, 探究塔干柽柳对不同地下水埋深的响应和适应机制。在垂直湖岸线的方向上, 选取地下水埋深为0 m, 1.25 m 和2.25 m 的样地, 选择健康的3-5龄塔干柽柳作为测量对象, 用Li-6400 光合作用仪测定其光响应过程。结果如下: (1)当PAR＞800 μmol·m^–2·s^–1 时, 对应相同的光合有效辐射, 不同地下水埋深处塔干柽柳的净光合速率(Pn)的值的表现为: P_{n 地下水埋深2.25m}＞P_{n 地下水埋深1.25m}＞P_{n 地下水埋深0m}; (2)地下水埋深2.25 m 处, 塔干柽柳的净光合速率定积分值最高, 由非直角双曲线拟合得到的饱和净光合速率值最大, 暗呼吸速率最大, 光饱和点最高, 光补偿点最低; (3)当PAR＞1000 μmol·m^–2·s^–1 时, 地下水埋深2.25 m 处, 塔干柽柳的胞间浓度CO2(Ci)和蒸腾速率(Tr)随光合有效辐射的增加而增加, 地下水埋深0 m 和1.25 m 处呈平稳的变化趋势; (4)当PAR＜800 μmol·m^–2·s^–1, 水分利用效率(WUE)光响应三条曲线整体值大致表现为: 地下水埋深2.25 m＞地下水埋深1.25 m＞地下水埋深0 m。得出如下结论:地下水埋深2.25 m 处塔干柽柳的光合特征参数以及水分利用效率等各项生理指标均表现最佳, 博斯腾湖北岸水埋深约2.25 m处适宜塔干柽柳生长。     

5种沙地灌木对地下水埋深变化的响应

研究干旱、半干旱区植物功能性状对地形地貌分异引起的地下水埋深变化的响应,对于揭示我国西北地区植物应对地下水埋深增加的维持机制和开展植被生态恢复建设具有重要意义。以海流兔河流域典型草原生境的5种建群灌木沙柳（Salix psammophila）、乌柳（Salix cheilophila）、柠条（Caragana korshinskii）、油蒿（Artemisia ordosica）和杨柴（Hedysarum laeve）为研究对象,认识其在滩地、丘间-丘顶典型分布和地势抬升条件下,沙地灌木生物量分配、根系分布及其对地下水埋深变化的生理响应特征。研究结果表明：（1）沙柳为深根系植物,生理功能的维持不仅依赖浅层土壤水,而且吸取地下水;乌柳、柠条、油蒿和杨柴为浅根系植物,主要水源是浅层土壤水。（2）在滩地共生条件下,沙柳和乌柳黎明前小枝水势（ψ_pd）、正午小枝水势（ψ_m）、气孔导度（g_s）、最大光化学量子产量（F_v/F_m）、表观量子效率（Φ）、光饱和点净光合速率（P_s）及光补偿点光量子通量密度（I_c）无显著差异;油蒿和杨柴ψ_m、g_s与F_v/F_m存在显著差异。（3）由丘间-丘顶分布引起地下水埋深不同的条件下,丘间和丘顶沙柳ψ_pd、ψ_m、P_s和I_c差异显著,乌柳ψ_pd和g_s差异显著,柠条和油蒿仅ψ_m差异显著,这几种灌木其它生理性状在丘间和丘顶无显著差异。（4）沙柳生理性状与地下水埋深的相关性分析表明,随着地下水埋深的增加,g_s和P_s呈降低趋势,Φ呈升高趋势,I_c没有明显变化。综上所述,不同根系分布的灌木,对地下水埋深变化的响应存在明显差异。研究结果可以为干旱生态系统原生植被恢复的地下水资源管理提供参考。     

光照强度与埋深对外来植物曼陀罗幼苗生长的影响

光照强度与埋深是诸多环境因素中影响外来植物幼苗出土与生长的主要因素。为了探查外来植物幼苗对光照强度与埋深的生长响应, 以曼陀罗(Datura stramonium L.)为实验材料, 分别研究两种光照强度 (100%光照和35%光照)和五种种子埋深 (1、3、5、7和9 cm)处理对曼陀罗幼苗生长特征的影响。结果表明: (1)100%光照强度处理下曼陀罗幼苗的叶片总生物量、根冠比(R/S)、相对生长速率(RGR)和总生物量显著高于35%光照强度处理。相反, 幼苗的总叶面积、比叶面积(SLA)和叶面积比(LAR)和叶片生物量比(LMR) 显著低于35%光照强度处理。(2)曼陀罗幼苗的出土率、首苗出土所需时间、株高、根长、总生物量及相对生长速率(RGR)等指标均在埋深3 cm处理获得最大值, 埋深大于或低于3 cm均导致上述指标下降, 埋深7 cm处理呈现最小值; 埋深对幼苗根冠比(R/S)无显著影响, 但显著增加地下下胚轴长度。这表明曼陀罗幼苗更偏好入侵光照强度较高和较低埋深(≤3 cm)的环境, 遮阴或过深的埋深不利于曼陀罗幼苗出土和生长。因此, 提出曼陀罗入侵农田的防控建议为: 1)在曼陀罗种子结实前进行铲除, 从源头控制曼陀罗蔓延; 2)早春作物播种前进行深耕, 将土壤里的曼陀罗种子翻耕到深层土壤中。     

地下水埋深对灰胡杨叶性状与化学计量学特征的影响

以塔里木荒漠河岸林优势树种灰胡杨为研究对象,分析灰胡杨叶性状与化学计量学特征沿地下水埋深梯度(GWD)的变异格局及其相互关系,以揭示灰胡杨适应极端干旱环境的生态策略。结果表明：(1)不同地下水埋深条件下灰胡杨叶性状和化学计量学特征存在显著差异(P<0.05),叶面积(LA)、叶片含水量(LWC)、叶氮含量(LNC)和叶磷含量(LPC)随GWD增加呈下降趋势,叶干物质含量(LDMC)、叶组织密度(LTD)、叶碳含量(LCC)、碳氮比(C∶N)、碳磷比(C∶P)和氮磷比(N∶P)随GWD增加呈上升趋势;其中C∶P、N∶P、LPC和LA变异系数较大(39.90%、36.09%、30.63%和28.22%),对GWD变化较为敏感。(2)LA与LTD和LDMC, LWC与LTD和LDMC, LNC与C∶N, LPC与LCC、N∶P和C∶P分别呈极显著负相关关系(P<0.01),LA与N∶P和C∶P呈显著负相关(P<0.05);逐步回归分析表明LA、LDMC、LTD、C∶P可作为响应地下水埋深变化的重要指标。(3)C∶N、N∶P、C∶P随GWD增加均呈上升趋势,LCC、LNC和L...     

不同地下水埋深下胡杨叶片生理指标变化特点

根据2001年至2007年以来对胡杨叶片生理指标的测定结果和同时期地下水埋深监测的分析,可以初步得出如下的一些结论：输水后随着地下水埋深变浅,水分胁迫程度减轻,胡杨叶片的多个生理指标发生明显的变化,并且这种变化与地下水埋深变化的趋势表现出一定的相关性。从所测的胡杨叶片的10个生理指标的变化看,叶绿素、可溶性糖和ABA等指标与地下水埋深的变化的相关关系较好、显著性较高,可以在今后的研究中作为胡杨所受干旱胁迫程度的主要衡量指标;MDA和CTK等指标可以作为参考指标来判断胡杨所受的水分胁迫程度;而Pro、SOD、POD、GA₃和IAA等指标对地下水埋深的变化表现不敏感。     

长期低浓度SO2对大豆生长和产量的影响

随着化石燃料消耗量不断增加,由此产生的主要大气污染物之一SO_2的浓度和影响范围也日趋增大。SO_2对植物,特别是对农作物的影响已受到普遍重视。本研究选择我国北方种植面积大、分布广的大豆为供试作物,在野外开顶式熏气装置中进行低浓度SO_2长期暴露试验,观察SO_2对大豆生长发育及产量的影响,以期为制订农田大气环境质量标准提供有一定参考价值的生态学基准。     

胡杨叶功能性状特征及其对地下水埋深的响应

叶片性状反映了植物对环境的适应能力及其自我调控能力。以塔里木干旱荒漠区建群种胡杨（Populus euphratica）为研究对象,通过分析自然生长状况下胡杨叶功能性状对地下水埋深（GWD）的响应及功能性状间的权衡关系,揭示胡杨对极端干旱荒漠环境的生态适应策略。结果表明：胡杨7个叶功能性状种内变异程度不同（9.20%-40.02%）,叶面积（LA）变异程度最大,叶干物质含量（LDMC）与叶片含水量（LWC）变异程度较低,GWD梯度上表现出较大的分化变异特征。叶性状在不同GWD之间差异显著（P<0.05）,与GWD呈极显著相关（P<0.01）。比叶面积（SLA）、LA、LWC与叶干重（LDM）呈极显著正相关（P<0.01）,与叶厚度（LT）、叶组织密度（LTD）、LDMC呈极显著的负相关（P<0.01）;LDMC与LT、LTD,LWC与LA、SLA呈极显著正相关（P<0.01）,反映胡杨通过叶性状间的相互调节与权衡来适应干旱荒漠环境。逐步回归分析表明LA、LT对GWD变化最敏感,可间接借助这2个性状来预测干旱荒漠区地下水埋深变化。随GWD降低,胡杨SLA、LA、LDM、LWC减小,而LT、LTD、LDMC增大,其由高生长速率、资源利用能力的开拓型策略转变为以增强自身养分储存、防御能力的保守型策略,拓宽了生态幅和增强其在干旱逆境的适合度。可见,极端干旱荒漠区胡杨形成了小的LA、SLA、LDM,大的LT、LDMC、LTD等一系列有利于减少水分散失、储存养分和增强耐旱能力的干旱性状组合,这可能是其适应干旱贫瘠环境的生态策略。