沙柳和柠条茎水力学特性对模拟降雨改变的响应

利用模拟降雨控制试验(对照、降雨增加45%和减少50%),研究了黄土高原水蚀风蚀交错带典型灌木沙柳和柠条茎水力学特性对模拟降雨改变的响应,以揭示两种灌木对未来降雨改变的适应性.结果表明: 沙柳茎比导水率(K_s)、比叶导水率(K_l)和Huber值对增水有显著响应,而对干旱无显著响应;柠条黎明前和正午叶水势、水分传输效率(K_s及K_l)对干旱有显著响应,但对增水无响应.两种灌木不同处理间抵抗栓塞能力无显著差异,沙柳不同处理间正午原位栓塞程度亦无显著差异,而柠条干旱处理正午原位栓塞程度显著增大.沙柳增水处理导管直径和导管面积占边材面积的比例显著增加,干旱导致沙柳导管密度显著增大,水力直径变小;柠条增水处理的木质部结构无明显改变,干旱导致其导管密度和木材密度显著增加.说明增水提升了沙柳的水力功能,而长期干旱显著降低了柠条水力功能,预测在未来气候旱化条件下,柠条的水力适应性可能不如沙柳.     

陕北水蚀风蚀交错带沙柳和柠条叶光合作用对降雨改变的响应

为揭示黄土高原水蚀风蚀交错带分布广泛的两种灌木沙柳和柠条叶光合作用对降雨改变的响应机制,采用模拟降雨操纵试验(对照、降雨增加45%和减少50%),研究了降雨改变第3年两种灌木叶水分关系、光合能力、叶形态结构和养分含量的变化。结果表明:沙柳旱季和雨季不同处理间黎明前叶水势无显著差异,旱季正午叶水势对增水和干旱均有显著响应;柠条黎明前和正午叶水势对干旱有显著响应,而对增水无显著响应;沙柳旱季最大光合速率(Amax)、柠条旱季和雨季的Amax对增水和干旱均有显著响应;增水导致沙柳旱季Amax增加的原因主要是叶生物化学性质改善,而干旱降低沙柳旱季Amax的主要原因是CO2扩散的限制;增水导致柠条旱季光合增加的主要原因是气孔限制的减少,而雨季则与气孔限制及生化限制的减少均有关;干旱导致柠条旱季和雨季光合降低的主要原因是细胞生化限制的增加;两种灌木比叶质量、叶氮及磷含量对增水和干旱均无显著响应,表明降水改变导致的光合能力变化与叶形态结构和叶养分含量改变关系不大。研究结果可为全球气候变化背景下两种灌木的适应性评价和水碳循环模拟提供参考。     

陕北水蚀风蚀交错带柠条适应不同生境的形态和生理可塑性

以陕北水蚀风蚀交错带4个不同坡位与土壤质地生境[沟底+坝淤绵沙土(A)、梁坡+红黄土(B)、坡顶+绵沙土(C)、坡顶+风沙土盖绵沙土(D)]中生长的柠条为研究对象,研究了其生长、光合和水力性状的可塑性变化,以揭示柠条对不同生境的适应机制。结果表明:(1)生境D和生境A样地1~3m和3m土层的平均含水量明显高于生境B和C;(2)与生境B和C相比,生境A和D中生长的柠条冠幅、株高和新枝长显著增加,叶厚度减小,正午叶水势、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率亦显著增加,但不同生境中柠条枝比导水率、Huber值和栓塞程度无显著差异;(3)柠条各测定指标中,新枝长、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率表现出较大的可塑性。研究认为,柠条可能主要通过新枝长或光合生理特征的改变来适应不同的水分生境。