新疆策勒绿洲外围四种多年生植物的水分生理特征

对新疆策勒绿洲外围多年生植物胡杨、柽柳、沙拐枣和骆驼刺的水分生理特性进行了试验研究.结果表明：4种植物在生长季内没有受到严重的水分胁迫,灌溉对植物水分生理指标变化的影响不显著(P＞0.05).4种植物水分生理特性的季节变化各不相同.其中,骆驼刺的清晨水势和日均茎流量最高,但其平均水分利用效率最低;沙拐枣的平均水分利用效率最高,而且其清晨水势与日均茎流量的变化最为稳定,季节变幅不大;柽柳的清晨水势最低,具有较好的环境适应性;胡杨水分生理指标的季节变化相对平稳.在新疆策勒绿洲外围的极端干旱环境中,4种植物通过深根系和地下水相连接,并利用地下水来维持其生存与生长.     

毛乌素沙地中间锦鸡儿整株丛的蒸腾特征

中间锦鸡儿(Caragana intermedia)是一种优良的防风固沙灌木。有关其蒸腾作用的测定研究多是通过对单叶或小枝蒸腾速率的测定值推算整株丛的蒸腾耗水。该研究选择在中间锦鸡儿株丛的主根安装“热扩散探针”来测定整株丛的蒸腾耗水。结果表明: 中间锦鸡儿整株丛液流量的日变化可划分为4个阶段: 1)液流量迅速上升阶段(8:00~11:30), 其液流量占全天液流量的21.21%; 2)液流量最高而相对稳定阶段(12:00~18:00), 液流量占全天液流量的58.84%; 3)液流量迅速降低阶段(18:30~21:00), 液流量占全天液流量的10.62%; 4)液流量最低而稳定阶段(21:30~次日8:00), 液流量占全天液流量的9.32%。从所观测的中间锦鸡儿整株丛液流量的日变化可以看出: 在午间(12:00~14:00), 中间锦鸡儿整株丛蒸腾虽因环境因子的影响(如云朵遮阴)会发生较小的波动, 但并没有出现明显的“午休”现象, 而是保持相对稳定的高蒸腾速率。环境因子对中间锦鸡儿整株丛液流量影响的强弱次序依次为: 太阳辐射>空气温度>水蒸气压亏缺>空气相对湿度>土壤温度>风速。液流量对环境因子变化的响应存在着明显的时滞现象。根据所测大、中、小3个中间锦鸡儿整株丛树干液流量数据, 计算出一个中等大小(株高为110 cm, 冠幅为0.6 m², 叶片总干重为51.82 g)的中间锦鸡儿整株丛在测定时间内的日蒸腾耗水量为2.2 kg · d^-1。     

Copper uptake and translocation in chicory ( Cichorium intybus L. cv. Grasslands Puna) and tomato (Lycopersicon esculentum Mill. cv. Rondy) plants grown in NFT system. I. Copper uptake and distribution in plants

The uptake and distribution of copper was examined in chicory (Cichorium intybus L. cv. Grasslands Puna) and tomato (Lycopersicon esculentumMill. cv. Rondy) plants grown in a Nutrient Film Technique System (NFT) with addition of 0.05, 5, 10 and 20 mg Cu L^-1. Biomass production of shoots and roots of both chicory and tomato was strongly depressed by Cu concentrations higher than 5 mg Cu L^-1 in the rooting media. Although Cu concentrations in both shoots and roots of both species increased with increasing Cu concentrations in the rooting media, the increase in roots was very much greater than that in shoots, in which the range of concentrations was small. A large proportion of total Cu uptake was retained by roots except when plants were grown in solution Cu concentrations of 0.05 mg Cu L^-1. Copper retention by roots limited Cu translocation to xylem and shoots. Copper adsorption by the root appears to buffer against increases of Cu in the rooting media. A cupric-sensitive electrode used in conjunction with total Cu analysis by graphite furnace atomic absorption spectrophotometry (GFAAS) indicated that more than 99.6% of total Cu in xylem sap was in a complexed form. Large differences between measured and predicted Cu accumulation by shoots of tomato (0.134–0.243 mg Cu plant^-1, 0.660–4.274 mg Cu plant^-1, respectively) and chicory (0.095–0.203 mg Cu plant^-1, 0.626–1.620 mg Cu plant^-1, respectively) suggest that some xylem transported Cu is recirculated to roots via the phloem. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

Copper uptake and translocation in chicory (Cichorium intybus L. cv Grasslands Puna) and tomato (Lycopersicon esculentum Mill. cv Rondy) plants grown in NFT system. II. The role of nicotianamine and histidine in xylem sap copper transport

The effect of rooting media Cu concentration (0.05–20 mg Cu L^-1) on amino acid concentrations and copper speciation in the xylem sap of chicory and tomato plants was measured using 6 week old plants grown in a nutrient film technique system (NFT). Irrespective of the Cu concentration in the nutrient solutions, more than 99.68% and 99.74% of total Cu in tomato and chicory xylem sap was in a bound form. When exposed to high Cu concentrations in the rooting media, amino acid concentrations in the sap increased. Relative to other amino acids, the concentrations of glutamine (Gln), histidine (His), asparagine (Asn), valine (Val), nicotianamine (NA) and proline (Pro) in tomato xylem saps, and His, γ-aminobutyric acid (Gaba), glutamic acid (Glu), leucine (Leu), NA and phenylalanine (Phe) in chicory xylem saps showed the greatest increases. The data indicate that induced synthesis of some free amino acids as a specific and proportional response to Cu treatment. For a single complexation amino acid, the solution Cu²⁺concentration vs pH titration curve for NA at 0.06–0.07 mM was most similar, closely followed by His at 0.5–0.6 mM, to the solution Cu²⁺concentration behaviour in both tomato and chicory xylem sap. It is concluded that increased Cu concentrations in the rooting media induced selective synthesis of certain amino acid which include NA, His, Asn and Gln which have high stability constants with Cu. NA and His have the highest binding constants for Cu and the concentrations of NA and His in chicory and tomato xylem saps can account for all the bound Cu carried in the sap. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

东灵山地区地表甲虫群落组成及季节变化

本文研究东灵山地区地表甲虫群落的物种组成和季节变化,取样选择在11种不同生境类型内,分别代表该地区的植被类型与环境变化。1999～2000年的野外取样共获得甲虫标本10874号,其中步甲、隐翅虫、叶甲、象甲、拟步甲、金龟和叩甲等7科的个体数量较多,合计占个体总数的83.36%,为该地区地表甲虫的优势类群。选择40个最常见物种统计种类和数量,对生境进行主成分分析排序（PCA）和系统聚类分析,可以将东灵山地区的11种生境类型划归为3类：即梨园岭退耕区的灌丛类型、小龙门林区的森林类型和东灵山主峰区的亚高山植被类型,梨园岭退耕区的辽东栎萌生丛被合并到小龙门林区森林植被类型中,反映了植被类型、海拔高度及受干扰程度可能是决定该地区地表甲虫群落组成和分布的主要因素。研究地表甲虫的季节变化发现其活动高峰多出现在6月和7月,而且在不同生境类型内,优势类群的组成和季节变化有很大差异;小龙门林区内数量分布高于梨园岭退耕区内的分布,尤其在落叶松林和阔叶混交林内的数量优势更加明显。如果按营养层次划分功能群,捕食性类群比例最高,植食性类群次之,腐食性类群最少,捕食性类群的季节活动曲线滞后于植食性类群的活动曲线。     

栓皮栎人工林树干液流对不同时间尺度气象因子及水面蒸发的响应

于2006-2008年主要生长季节,利用热扩散技术连续测算得到了华北土石山区30年生栓皮栎人工林液流量(SF),并结合同步测定的太阳辐射(Ra)、空气温度(Ta)、饱和水汽压亏缺(VPD)、风速(V)和降雨量(P)等气象因子、水面蒸发(EV0)及叶面积指数(LAI)等因子,分析了栓皮栎液流对不同时间尺度气象因子及水面蒸发的响应规律,探索建立长时间尺度水面蒸发与树干液流之间的关系模型。试验结果表明:(1)在主要生长季(4—9月份)期间,栓皮栎单株液流与同期测定的Ra、Ta、VPD和V等气象因子间均存在着较强的相关性。时间尺度为10min、1h、d、旬、月时,决定系数分别为0.388、0.482、0.539、0.654和0.812。说明随着时间尺度的增加,相关性越强;在不同时间尺度下,影响SF的最主要气象因子均为Ra。月SF与月Ra变化趋势的同步性尤为明显。(2)日尺度和月尺度上EV0与SF之间具有很好的线性关系,决定系数分别为0.578和0.876,比同时期、相等样本数条件下SF与Ra、Ta、VPD、V多元线性拟合的决定系数分别高3.6%和3.9%。(3)2006、2007、2008年生长季节降雨量分别为464.8、393.3mm和315.0mm,栓皮栎单株液流分别为2024.1L、1739.2L和1688.7L,年际间SF变化趋势与降雨量存在一定的一致性。     

干旱荒漠区银白杨树干液流动态

应用热扩散式树干茎流计(TDP)于2012年7月1日至7月25日,在克拉玛依地区农业开发区对银白杨(Populus alba L.×P.talassica)人工林树干液流速率进行了连续测定,并对气象、土壤水分等指标进行了同步测定。结果表明:7月份的晴天银白杨树干液流速率日变化呈单峰型,阴天呈多峰型,在测量时期液流速率日平均值为0.6059 L/h;银白杨树干单位边材面积的液流速率与太阳总辐射、大气温度、水汽压差呈极显著正相关关系,与相对湿度呈负相关关系。其相关系数绝对值顺序为太阳总辐射>大气温度>水汽压差>相对湿度>风速;银白杨边材面积与胸径之间存在着显著的线性相关关系,相关系数为0.834,单位边材面积的液流速率随树干胸径的增大而减小。     

降水量对川西北高寒草甸牦牛粪分解速率的影响

青藏高原高寒草甸的降水年际变化很大,而且在未来全球气候变化的背景下可能进一步增大.为了研究降水量变化对川西北高寒草甸牦牛粪分解的潜在影响,通过塑料膜覆盖(去除降水)、模拟额外增水(增水量为实际降水量的50％)和对照(野外无干扰情形)形成3种不同的水分处理.测定了牛粪的含水量、干重及氮磷含量,并统计了主要分解者(手捡法获取粪食性甲虫及其幼虫)的种类和数量.结果发现:覆盖处理显著地降低了牛粪含水量、牛粪中的粪食性甲虫数量与牛粪分解量,但增水处理并没有显著影响牛粪的分解进程,可能与实验期间降水量较高有关.在牛粪分解前期,粪食性甲虫数量与牛粪含水量之间正相关,而牛粪分解量与粪食性甲虫数量之间正相关,说明牛粪含水量的高低影响了粪食性甲虫数量,进而决定了牛粪分解量.但是,降水量的人为增加或减少均没有显著地改变牛粪中的全氮和全磷含量.总体上看,在高寒草甸的放牧生态系统中,降水量的减少将会降低牛粪的分解速率、延长牛粪分解过程,从而可能会降低生态系统的生产力水平.     

基于热扩散技术的三倍体毛白杨单木及林分蒸腾耗水研究

定量分析单木及林分的蒸腾耗水特征,是林木水分管理的关键环节。采用热扩散式边材液流检测技术,结合自动气象站,对三倍体毛白杨树干边材液流及环境因子进行了连续2年的动态观测。结果表明:(1)单株尺度上,三倍体毛白杨边材液流速率日变化在晴天表现为"单峰型",关键影响因子为水汽压亏缺(VPD)和太阳辐射(Qs),日平均液流速率在4—10月分别为0.65×10-3、2.12×10-3、2.09×10-3、1.78×10-3、1.84×10-3、1.76×10-3、1.04×10-3cm/s;(2)林分尺度上,三倍体毛白杨在2008、2009年(栽植第4年和第5年)的蒸腾耗水量分别为339.52和410.62 mm,主要影响因素为气孔导度(Gc)、相对湿度(RH),以及VPD;(3)多元线性回归模型可以较好的模拟三倍体毛白杨边材液流速率对环境因子的响应特征(P0.01,2008年),模型预测值较实测值偏大6.39%(2009年),二者极显著线性相关(R2=0.910,Sig.=0.00054,n=1008)。     

民勤绿洲荒漠过渡带梭梭(Haloxylon ammodendron(C.A.Mey)Bunge)树干液流特征及其对环境因子的响应

利用Grainer热扩散式探针法(TDP)连续测定民勤绿洲荒漠过渡带生长季梭梭树干液流,并同步测定外界环境因子。研究了6—11月份不同直径梭梭树干液流日、季变化及其与外界环境因子的相关性。结果显示:(1)随月份的递增,不同直径梭梭树干液流通量(SV)晴天日变化波峰区逐渐缩减。并且在6—8月份,不同直径SV均表现出明显的"宽峰型"现象,且晴天SV明显高于阴、雨天;(2)随季节变化,不同直径梭梭SV波动性较大,直径越大其波动性越高;而梭梭SV未表现出随直径增大液流通量越大的现象;(3)6—11月梭梭树干耗水量先增后降,7月达最高峰,且直径越大,梭梭总耗水量越大;(4)梭梭树干液流与环境因子相关程度受不同天气、时间尺度的影响较大,晴天相关性略高于阴、雨天。空气温度、净辐射、饱和水汽压差是影响梭梭树干液流的主要气象因子。0—100cm土层以上0—250cm根幅区土壤水分对树干液流影响最显著。(5)同比古尔班通古特沙漠梭梭生长季(5—10月)总耗水量458—1044kg以及日均耗水量1.8—6.4kg/d,整个生长季(6—11月)民勤绿洲荒漠过渡带梭梭的总耗水量495—1232kg、日均耗水量为2.0—8.3 kg/d,两者耗水量近似。利用TDP技术测定梭梭耗水量具有一定的可靠性。