两种园林植物断根和剪枝后蒸腾和光合特性的变化研究

选择移栽难易程度差异很大的两种园林树木(小叶榕Ficusmicrocarpa和拟单性木兰parakmeriaomeiensis)进行断根和不同程度的剪枝,模拟移栽,形成不同的成活水平个体,比较不同成活水平下蒸腾、光合等生理机能的差异,以期从生理生态角度了解影响成活的关键因子。结果表明,①小叶榕相对拟单性木兰移栽成活率高,主要是处理后,小叶榕气孔导度能很快降低,导致蒸腾速率降低,耗水量显著减小;而拟单性木兰处理后气孔导度和蒸腾速率都升高,主要依靠剪枝来降低植株蒸腾耗水,降低幅度不大。小叶榕日平均蒸腾速率显著高于拟单性木兰,两者日平均耗水量都随剪枝程度的增加而减少,即重度剪枝最容易成活。②拟单性木兰净光合速率与气孔导度都显著相关,而小叶榕净光合速率与气孔导度的相关性较差。小叶榕日平均光合速率显著高于拟单性木兰,种或处理间日变化趋势也都存在差异。③小叶榕处理后水分利用效率变化趋势不同于对照,但处理之间日变化趋势类似,随处理的增加日平均值降低;拟单性木兰处理以及对照间变化趋势有很大差异,但日平均值相差不大,都显著高于对照。仍需进一步研究内部机理,找到解决成活的更有效措施。     

沙打旺与柳枝稷单、混播种苗期水分利用和根冠生长的比较

在室内生长箱内盆栽沙打旺和柳枝稷的苗期生长阶段进行高土壤水分 (黄绵土土壤田间持水量FC的 80 % )和低土壤水分 (5 0 ?)处理 ,比较二者单、混播种植下水分利用与根冠生长差异 ,以探讨黄土高原半干旱丘陵区牧草植物的合理种植方式 .结果表明 :在水分利用方面 ,低水处理下混播使沙打旺和柳枝稷叶片瞬时水分利用效率均较单播提高 ,低水处理后混播群体水分利用效率也显著比单播柳枝稷增大 .在根冠生长方面 ,混播促进了柳枝稷地上部分植株高度生长 ,并使地下部分分配比重增大 ,根系绝对长度缩短 ;混播后沙打旺的植株高度降低 ,根系绝对长度增加 ,但干物质分配比重减小 .低水处理后 ,沙打旺和柳枝稷混播下的根冠生长趋向于资源的充分合理利用 ,表现在混播群体的根系生长有利于充分利用土壤深层水和表层来水 ,混播后地上部分高度的生长特征变化利于对光的利用 .因此 ,在水分和养分条件相对较差坡地占较大比例的半干旱黄土丘陵地区 ,采用沙打旺和柳枝稷混播种植相比各自单播利于促进苗期生长与提高土壤水分利用率 .图 2表 2参 10     

保护性耕作对黑河流域农田土壤水分利用的影响

为了探讨保护性耕作节水、 增产潜力及其在黑河流域的适应性,设计20 cm留茬(NS20)、 20 cm留茬压倒(NPS20)、 40 cm留茬(NS40)、 40 cm留茬压倒(NPS40)和传统耕作(CT)5个处理,研究了保护性耕作对黑河流域农田土壤含水量、 产量和水分利用效率(WUE)的影响.结果表明:相对传统耕作,保护性耕作增加了土壤贮水量:在2003年和2004年休闲期结束后,NPS40、 NS40、 NS20和NPS20表层0~30 cm土壤贮水量较CT分别增加30.22%、 27.29%、 20.92%、 13.64%和48.32%、 38.90%、 29.85%、 23.28%;2004、 2005两年播种期0~5 cm土壤含水量NPS40、 NS40、 NPS20和NS20较CT分别增加37.29%、 37.10%、 21.49%、 41.90%和33.99%、 40.17%、 8.90%、 38.44%;播种到拔节期留茬高度越大,土壤贮水量越多,在相同高度的留茬处理中,干旱年份压倒处理保水效果较好,降雨相对较多的年份立茬处理保水效果较好;拔节后各层土壤贮水量之间差异减小.保护性耕作增加作物产量和水分利用效率,尤其是NPS20,2004年和2005年产量和WUE较传统耕作分别增加53.08%、 5.85%和52.04%、 7.30%.     

干湿变化和保水剂对植物生长和水分利用效率的影响

在盆栽玉米、大豆和辣椒的生长阶段进行高水分 (土壤田间持水量FC 10 0 %～ 80 % )、中水分 (FC 70 %～5 5 % )、低水分 (FC 5 0 %～ 40 % )处理 ,后复水至充分供水 .分析 3种植物在干湿变化中的生长和水分利用效应 ,比较土壤施用保水剂的效果 .结果发现 ,水分处理期间 3种植物生长变化与水分供给紧密相关 ,单株干重均表现为 :m (高水分 ) >m(中水分 ) >m(低水分 ) .但水分利用效率 (WUE)效应不一 ,中水分处理下玉米和大豆WUE为 2 0 .2gkg-1和3 .70gkg-1,分别比高水分处理还高 5 9.1%和 2 9.7% .水分处理又复水后 15d ,玉米在中水分处理复水的单株干重增加 39.6 3g ,是一直充分供水处理的 175 .0 % ,WUE达到 13 .3gkg-1,呈现超补偿生长效应和水分利用效率效应 .辣椒在中水分处理后复水 ,其青椒产量较高水分处理增加 6 % ,呈现产量补偿效应 .土壤加入保水剂可明显提高作物在低土壤水分条件下WUE .图 4表 1参 13     

Evaluating the effects of future climate change and elevated CO2 on the water use efficiency in terrestrial ecosystems of China

Water use efficiency (WUE) is an important variable used in climate change and hydrological studies in relation to how it links ecosystem carbon cycles and hydrological cycles together. However, obtaining reliable WUE results based on site-level flux data remains a great challenge when scaling up to larger regional zones. Biophysical, process-based ecosystem models are powerful tools to study WUE at large spatial and temporal scales. The Integrated BIosphere Simulator (IBIS) was used to evaluate the effects of climate change and elevated CO₂ concentrations on ecosystem-level WUE (defined as the ratio of gross primary production (GPP) to evapotranspiration (ET)) in relation to terrestrial ecosystems in China for 2009-2099. Climate scenario data (IPCC SRES A2 and SRES B1) generated from the Third Generation Coupled Global Climate Model (CGCM3) was used in the simulations. Seven simulations were implemented according to the assemblage of different elevated CO₂ concentrations scenarios and different climate change scenarios. Analysis suggests that (1) further elevated CO₂ concentrations will significantly enhance the WUE over China by the end of the twenty-first century, especially in forest areas; (2) effects of climate change on WUE will vary for different geographical regions in China with negative effects occurring primarily in southern regions and positive effects occurring primarily in high latitude and altitude regions (Tibetan Plateau); (3) WUE will maintain the current levels for 2009-2099 under the constant climate scenario (i.e. using mean climate condition of 1951-2006 and CO₂ concentrations of the 2008 level); and (4) WUE will decrease with the increase of water resource restriction (expressed as evaporation ratio) among different ecosystems.     

福建千年桐种源叶片δ13C与环境及叶碳氮含量的关系

选取福建省不同千年桐种源在同一条件下人工培育,通过测定千年桐叶片稳定碳同位素比率(δ¹³C),分析千年桐叶片δ¹³C的特征及其种源差异,以及环境因素和种源生长对其的影响。结果表明,千年桐种源叶片δ¹³C的变化范围在-26.06‰~-24.46‰之间,平均值为-25.54‰,其中莆田、顺昌和沙县种源δ¹³C值较大。千年桐种源叶片δ¹³C值与经纬度之间相关性不显著,与年均温度呈显著正相关,与年均降水量呈显著负相关,年均温度和年均降水量是千年桐δ¹³C值变化的主要限制因素。千年桐种源叶片δ¹³C值与叶N含量以及C/N呈现二次曲线相关性。结合叶片δ¹³C及其对环境因素的响应,莆田、顺昌、沙县千年桐种源具有较高的δ¹³C值,对应较高的水分利用效率,可以考虑栽植在较干旱、贫瘠环境中作为先锋树种,其落叶阔叶的特性也有助于养分回归、改良地力;而政和、尤溪、建阳种源的δ¹³C值相对较小,建议栽植在水分条件较好的湿润地区,充分发挥对水分的摄取能力,提高其生长量。     

宁夏六盘山8种木本植被的叶片水分利用效率

为了解宁夏六盘山地区主要树种的叶片水分利用效率（WUE）的种间和水分生境差异及季节变化,2010年6-9月份在宁夏六盘山具有半湿润气候和较多树种的香水河小流域和具有半干旱气候及较少树种的叠叠沟小流域,选择8个主要树种测定其叶片的 WUE。结果表明,（1）在香水河小流域,树种叶片 WUE 大小排序为油松 Pinus tablaeformis＞山桃 Prunus davidiana＞沙棘Hippophae rhamnoides＞辽东栎Quercus liaotungensis＞华北落叶松Larix principris-rupprechtii＞华山松Pinus armandii＞少脉椴Tilia paucicostata＞白桦Betula platyphylla;在不同生活型之间,叶片WUE的大小排序基本上呈现出灌木＞小乔木＞常绿针叶树＞落叶针叶树＞落叶阔叶树的变化规律;所有8个测试树种的叶片WUE的季节变化均为生长季初期较高,在中后期持续降低,但季节变幅随树种而异。（2）对2个小流域共有的测试树种（华北落叶松、山桃和沙棘）的叶片WUE进行了比较,结果表明存在着明显的水分生境差异,即在半干旱区极显著（p＜0.01）大于半湿润区,前者为后者的2.03倍以上。（3）对于沙棘、山桃、油松和华北落叶松,它们在较干旱气候类型立地和较干旱季节条件下都具有较高的叶片WUE,属抗旱能力较强的生态型节水树种,可选为干旱缺水区主要造林树种。此外,树种叶片WUE同时具有保守性和变异性,说明可采取适度抗旱锻炼来在一定范围内提高造林树种的WUE。     

纵向岭谷区高速公路干扰强度对沿线植物主要生理生态特征的影响

选定西南纵向岭谷区的大保(大理-保山)和思小(思茅-小勐养)2段高速公路,在分析公路建设对植物生理特征影响方式的基础上,采用方差分析和LSD检验等方法研究了高速公路干扰强度对沿线主要建群种植物光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)等指标的影响.结果表明:1)高速公路建设对植物生理生态指标的干扰强度随着与公路距离的增大而逐渐减弱;2)随着公路干扰程度的加剧,选定乔木的Pn和WUE整体呈下降趋势(p＜0.05),Tr呈上升趋势(P＜0.05),灌草植物Pn、WUE和Tr在整体上均呈增大趋势(p＜0.05),但Ⅰ级、Ⅱ级和部分Ⅲ级干扰对各指标的影响不大(p＞0.05);3)2条公路沿线各选定植物的生理生态指标变化幅度不同,大保公路沿线选定的乔木和灌木植物Pn、WUE和Tr,草本植物Pn的变化幅度大于思小公路沿线;不同植物类型比较,选定的灌木和草本植物Pn和Tr的变化幅度大于乔木,WUE变化幅度小于乔木.     

伤根对谷子水分利用效率的影响

通过盆栽试验，研究了伤根对谷子水分利用效率的影响．结果表明，苗期适度伤根能够提高谷子叶片水分利用效率（WUE），而苗期伤根量较严重或拔节期和孕穗期伤根则会降低谷子叶片WUE．在谷子收获期，除TM（高水分条件下，孕穗期中度伤根）和sl（低水分条件下，拔节期轻度伤根）处理外，其余伤根处理的生物量WUE均高于对照．在高水条件下，伤根处理对谷子籽粒产量WUE影响不显著；而在低水分条件下，前期适度伤根能使谷子籽粒产量WUE显著提高，而后期伤根处理的籽粒产量WUE提高不显著．图3表1参11     

渭河流域植被WUE遥感估算及其时空特征

论文基于估算NPP的CASA模型和估算ET的三角形模型对水分限制因子算法进行改进的基础上,构建了由NPP子模型和ET子模型组成的WUE遥感估算模型,以2010年相关MODIS影像和气象参量为数据源,实现了渭河流域WUE的估算,并对WUE的时空特征及其与年内气温、降雨的关系进行了分析。研究表明：1）WUE模拟结果与通量观测数据以及生态系统模型模拟结果均具有一定的可比性,各模型模拟结果存在差异可能与WUE定义、模拟区域、使用数据源以及使用植被覆盖分类底图等存在差异有关;2）渭河流域WUE年内分布呈现微“双峰”型格局,以8月最高,春、夏、秋、冬四季WUE分别为0.57、1.05、0.66、0.12 gC·m^-2·mm^-1,呈现夏季>秋季>春季>冬季的特征;3）渭河流域WUE空间分布呈现子午岭、黄龙山、六盘山以及秦岭北坡等林区高,西安市建成区、子流域上游低植被覆盖区以及局部旱作农业区低的分异特征;4）渭河流域尺度上,WUE随年内气温和降雨的变化均呈现5阶段的变化特征,但变化形式存在差异。