分类: 农、林、牧、渔 >> 土壤学 提交时间: 2023-03-13 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 通过对河西走廊天然胡杨林立地类型、分布、生长、更新特征及土壤因子调查,分析河西走廊天然胡杨分 布、更新特征及其与土壤因子的关系。结果表明:(1)河西走廊天然胡杨林分布以疏勒河、黑河、石羊河三大流域的 河岸阶地、古河道阶地及各流域下游绿洲耕地边缘为主。根据土地利用现状和立地条件,将现有天然胡杨林分为 弃耕地林地、耕地及灌渠周围林地、现河道沿岸林地、古河道及戈壁低洼地林地4个类型。(2)耕地及灌渠周围林地 和现河道沿岸林地胡杨生长、龄级构成及幼苗更新均优于弃耕地林地和古河道及戈壁低洼地林地;仅单位面积更 新幼苗株数而言,耕地及灌渠周围林地最多,均值为22.13,其次是弃耕地林地20.92、现河道沿岸林地10.50,古河道 及戈壁低洼地林地最少,为1.33。(3)不同类型胡杨林中,土壤因子各不相同,在0~20 cm及20~40 cm土层中,耕地 及灌渠周围林地、现河道沿岸林地土壤含水量均高于弃耕地林地和古河道及戈壁低洼地林地,且具显著性差异 (P<0.05);0~20 cm土层中,土壤速效P表现为:现河道沿岸林地<古河道及戈壁低洼地林地<弃耕地林地和耕地 及灌渠周围林地,20~40 cm土层中,现河道沿岸林地土壤速效P明显低于其他3类林地(P<0.05);全N与有机质含 量在不同类型林地中无显著差异(P>0.05);土壤电导率在0~20 cm和20~40 cm土层中,表现为弃耕地林地显著小 于其他3类林地(P<0.05),尤其40~60 cm土层中,古河道及戈壁低洼地林地显著大于其他3类林地(P<0.05);不 同类型林地中,除0~20 cm土层中粗沙粒外,各土层中耕地和灌渠周围林地土壤黏粒、粉粒、粗沙粒占比均高于其他 3类林地(P<0.05)。(4)土壤水分、速效P含量与胡杨中龄、幼龄及幼苗株数呈正相关关系(P<0.05)。加强林地管 护,适时疏枝、去除枝枯梢、间伐及灌溉补水,可推动胡杨林可持续发展。
分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 基于文献阅读,对塔里木河下游生态输水条件下胡杨林生态系统的恢复响应进行了讨论 分析。生态输水显著抬升了地下水位,降低了地下水矿化度与土壤干旱指数,有效改善了塔里木河下游胡杨林生态系统的生境;胡杨复壮明显,距河道 50 m 胡杨冠幅最大增长达511.20%,距河道 500 m 内胡杨枯枝比平均小于 0.15。输水后,下游胡杨树干径向生长平均增加 62.80%,以胡杨为建 群种的下游荒漠河岸林植被面积从 2000 年的 492 km2 增加到 2020 年的 1423 km2,其中,低、中、高覆 盖度植被面积分别增加 20.80%、448.00%和 190.00%;下游生态环境与植被群落对输水响应敏感,随输水量变化响应波动;现有输水模式因缺乏面上水文过程而难以保障下游胡杨林的有效更新, 胡杨种群历经输水 20 a 依然保持“倒金字塔”型的退化龄级结构,并出现显著的性比偏雄与性别空间分异;胡杨群落依然处于恢复演替的初级阶段且不稳定,下游生态系统退化态势尚未彻底扭转。基于研究综述,探讨了塔里木河下游生态恢复中存在的问题,提出“优化输水方案,扩大受水 面积和采取更加积极的恢复措施”的建议。
分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 胡杨是世界重要的林木基因资源,且具有重要的生态功能。以塔里木河下游为研究靶区, 结合实地监测资料和文献阅读,对胡杨水分获取、传导和耗散等水分传输过程方面进行了综述和 分析。成年胡杨主要利用地下水和深层土壤水,而幼苗由于类型和立地水土环境的不同,水分来 源也不同。干旱环境下,胡杨叶片水分传输效率增加,但同时也伴随着水力失调风险的增加;成年 胡杨通过下调木质部导水率减少水分蒸腾,而幼苗则通过提高导水能力以获取更多的水分。胡杨根系具有水力提升作用,提升的水量一般可为其蒸腾提供 10%~39%的水量。胡杨液流通量密度一 般在 0.005~0.040 L•cm-2•h-1 之间,且随着地下水埋深的增加而减小,胡杨林的年蒸散发量在 296.7~ 750.0 mm 之间。未来可加强胡杨根-茎-叶间水分传输互作机理的研究,进一步精确量化胡杨水分来源,将估算蒸散发的尺度扩展到胡杨林生态系统。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2019-01-11 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 湿地景观变化是区域生态环境的一个重要指示器,其扩张和萎缩对区域生态环境将产生重要影响。为了准确评估新疆塔里木胡杨国家自然保护区湿地景观在枯水季与丰水季的变化规律,研究采用遥感手段,通过分析同一年份枯水期与丰水期二期遥感数据,对保护区湿地景观格局进行分析。研究得出:(1)保护区湿地面积约为13万ha,沼泽湿地是研究区湿地的主要类型,约占湿地总面积的74%,河流湿地与人工湿地占比约为13%。(2)丰水期与枯水期相比,湿地各类型面积(除人工湿地外)均呈现增加趋势。河流湿地变动最为剧烈,其中永久性河流变动幅度最大,达84.37%;沼泽湿地面积变化幅度较小,人工湿地面积基本没有变化。造成湿地面积年内变动主要是由于塔里木河中游来水量季节分配不均,洪、枯悬殊以及农业用水时段的差异造成的。(3)丰水期与枯水期相比,共有7791.25 ha发生了类型转化,其中其它类型转化为湿地占50.55%,草本沼泽面积发生转化占26.24%。季节性或间歇性河流变动最为激烈,有94.2%的面积发生转化。研究得到了保护区湿地景观格局在同一年内不同时间和空间上的变化,揭示了湿地景观季相变化动因,为保护区湿地保护政策的提出提供科学依据。
分类: 生物学 >> 植物学 提交时间: 2023-03-13 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 胡杨作为干旱区生态环境变化的指示物种,对于维持区域脆弱生态系统稳定性起着不可替代的作用。本 文以塔里木河中游胡杨林生态系统定位观测研究站样地中不同林龄胡杨活立木为研究对象,探讨不同林龄胡杨活 立木空心率、空心与未空心构型差异及其活立木空心树构型性状的变化规律。结果表明:研究区胡杨活立木空心 率为16.96%,约78株hm-2,空心率随林龄的增加而递增,其中成熟木空心发生率是未成熟木的4.3倍。胡杨活立木 空心程度与胸径、树高、冠幅、溃疡面积呈显著正相关(P<0.05),与高径比呈显著负相关,与疏失度和冠长率相关性 不显著,空心现象并未造成长势上的明显劣势。随林龄增加,胡杨活立木空心树构型性状表现出资源保守型的适 应特征,其空心化很可能是胡杨对极端干旱环境的适应策略。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 基于塔里木河上游近64 a的气象数据和上游河岸胡杨年轮资料,分析塔里木河上游河岸胡杨径向生长特征及其与气候因子的关系,并采用敏感度分析方法研究胡杨径向生长的敏感温度。研究结果表明:1近170 a来,胡杨年轮生长出现了两个峰值和一个低值,两个峰值出现在1857 a和1879 a。在1879 a以后年轮生长呈现明显下降趋势, 1955 a达到最低值。此后年轮生长又开始出现增加趋势,1989 a以后年轮生长略微降低。2树轮年轮指数与69月的平均温度呈现显著负相关,说明温度是限制塔里木河上游河岸胡杨径向生长的主要因子。随着温度的上升,胡杨径向生长呈现逐渐减小的趋势。3河岸胡杨径向生长对温度变化响应敏感度不同。随着温度上升,胡杨径向生长灵敏度降低幅度呈现先增强后减弱的趋势,灵敏度最大值所对应的温度为18.6 ℃。因此,该采样区域的胡杨径向生长的最佳温度是18.6 ℃。
分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-09 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 利用中国绿洲的41个胡杨分布区地面气象站点近57 a的逐日平均气温资料,运用线性趋势、ArcGIS的反距离加权(IDW)插值法、Morlet小波功率谱、Mann-Kendall检验和相关分析法等方法,分析中国绿洲胡杨叶黄期的时空特征、区域增暖响应与差异。结果表明:近57 a来,中国绿洲胡杨叶黄起止日均明显推迟、叶黄期呈延长的变化趋势,变化倾向率分别为0.72 d·(10a)-1、1.39 d·(10a)-1 (α≥0.05) 和0.66 d·(10a)-1;胡杨叶黄起止日均呈自西南向东北逐渐提前的变化规律,其中,柴达木绿洲推迟趋势最明显,新疆南部绿洲不明显。除新疆北部外,叶黄期呈自南向北逐渐缩短的变化规律,空间差异十分明显;且分别存在2.2 a、3.0 a和5.2~5.6 a的短周期,与大气环流2~4 a和厄尔尼诺2~7 a的周期相吻合;胡杨叶黄起止日及叶黄期分别在2003年、1990年、1961年发生了突变,各绿洲区突变不尽相同;研究区胡杨叶黄起止日与叶黄期分别与前期 (6—8月和7—9月) 月平均气温、所在月 (9—11月) 平均气温呈显著相关,相关系数分别为0.703、0.697和0.715 (α≥0.001)。反映了中国绿洲胡杨叶黄期对全球气候变暖的响应既敏感又有区域差异。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-04-18 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 以塔里木干旱荒漠区 2 年生胡杨幼苗为试材,盆栽模拟荒漠生境 5 种水分梯度,利用 Li⁃6400 便携式光合作用系统测定胡 杨在干旱胁迫下光合作用的光响应过程,并采用 4 种光响应模型对其进行拟合与比较,以期优选出适用于干旱荒漠环境的光响 应模型,阐明胡杨光合作用对干旱胁迫的响应规律与适应机制。 结果表明:胡杨净光合速率(Pn)随干旱胁迫加剧呈下降趋势, 同一光强(PAR)下 Pn降幅增大。 中度干旱胁迫以下(土壤相对含水量,RSWC>45%)胡杨在高 PAR 下仍能维持相对较高 Pn, 光抑制程度轻;直角双曲线、非直角双曲线和指数模型均可较好地模拟 Pn ⁃PAR 响应过程,但最大净光合速率( Pnmax ) 、光饱和点 (LSP) 拟合值与实测值差异极显著(P指数模型>非直角双曲线模型>直角双曲线模型。 4 种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应 性,直角双曲线修正模型适用于各种水分条件,尤其适用于干旱荒漠生境,其它 3 种模型适用于水分条件较好的生境。 光响应 特征参数对干旱胁迫的响应阈值不同。 随干旱胁迫加剧,胡杨表观量子效率(AQY)、Pn、LSP 与 Pnmax持续降低,严重干旱胁迫 下暗呼吸速率(Rd )、LCP 反而明显增大。 RSWC>45% 胡杨仍能保持较高的 AQY、Pnmax 、LSP,RSWC<45% 其 Pnmax 、LSP 显著降 低,干旱胁迫显著抑制了胡杨光合进程和光强耐受范围,降低了光合效率,严重干旱胁迫严重影响胡杨苗木的正常生长和光合 作用。 干旱荒漠环境下,胡杨采取缩窄光照生态幅、降低光能利用率和减少呼吸消耗来积极抵御荒漠干旱逆境伤害的生态对 策。 因此,从极端干旱荒漠区种群保护与植被恢复角度来看,胡杨林土壤水分应维持在 RSWC 50% 左右,符合干旱缺水地区植 物生长和高效用水的管理原则。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2021-01-26 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 本文以2 a生小胡杨2号幼苗为研究对象,采用盆栽持续干旱的方法探究其光合及生理特征对干旱逆境的响应,结果表明:(1)随干旱胁迫程度加剧,小胡杨2号主动调节自身光合机制以适应逆境条件,其净光合速率(Pn)等参数日变化曲线均由双峰型变为单峰型;同时,小胡杨2号积极调整水分利用策略,维持高水分利用效率以应对干旱环境。(2)轻度及中度干旱胁迫提升了小胡杨2号对强光的利用效率;重度干旱胁迫下苗木降低呼吸消耗保存光合产物、提高对弱光的利用能力以抵御干旱逆境。(3)经回归拟合,小胡杨2号Pn、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)与土壤含水量存在相应数学关系,确定适宜小胡杨2号幼苗生长的最优土壤水分范围为7.3% ~ 11.0%。(4)小胡杨2号通过积累渗透调节物质与提高抗氧化酶活性来减轻干旱胁迫的伤害作用,但重度干旱也会使其保护酶活性受到抑制,最终使膜脂过氧化程度加深。综上,小胡杨2号作为抗旱性良好的喜光树种,可广泛用于固沙造林、植被恢复等,在干旱半干旱地区林业建设中具有良好的推广前景。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2021-01-26 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 以塔里木河流域中游季节性洪水漫溢的天然胡杨林为研究对象,以野外原位采样的方法研究胡杨林在洪水漫溢条件下叶渗透调节物质及抗氧化酶活性的变化特征,为初步研究天然胡杨林耐水淹生理机制提供科学依据。结果表明:(1)洪水漫溢初期(8 d),胡杨叶中Na+含量、K+含量、游离脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖(SS)含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性降低,而Cl-含量、可溶性蛋白(SP)含量、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性提高,说明在洪水漫溢初期,胡杨通过增加Cl-、SP等渗透调节物质含量来维持叶片渗透势,同时通过提高POD和CAT酶活性来清除由水淹胁迫而积累的活性氧,共同提高植物抗性;(2)随着洪水漫溢时间的延长(18 d),胡杨叶中K+含量、Cl-含量、SS含量、SP含量、SOD活性等均增加,而Na+含量、Pro含量、POD活性及CAT活性均降低,说明随着水淹胁迫的加剧,植物通过增加K+、SS、SP含量及提高SOD活性来增强抗逆性;(3)随着洪水漫溢时间的进一步延长(35d),胡杨叶中Na+在叶组织中含量增加,而SS含量、SOD活性、POD活性及CAT活性均降低,但与洪水漫溢前含量相当。综上所述,胡杨在洪水漫溢的水淹逆境下,通过渗透调节物质与抗氧化酶系统共同增强植物抗性。渗透调节物质中,Na+、K+和SP在胡杨整个洪水漫溢过程中发挥了重要的渗透调节作用,而Cl-与SS主要在漫溢初、中期发挥作用,维持叶片液泡渗透势平衡。在抗氧化酶系统中,洪水漫溢前期,POD与CAT在清除胡杨叶中受胁迫而积累的活性氧自由基中发挥重要作用,SOD则在洪水漫溢末期发挥了较强清除作用。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2023-02-27 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 生态输水是胡杨林保护专项行动的重要举措,分析输水漫溢对胡杨林恢复的影响是评估生态修复成效的关键。以塔里木胡杨国家级自然保护区为研究对象,采用密集时序遥感技术对2016年胡杨林保护专项行动实施以来的生态输水进行动态监测,定量分析漫溢水面和漫溢频次对胡杨林植被盖度变化的影响。结果表明:(1)漫溢水面主要存在于89月,年漫溢面积最大为246.7km2,最小为70.5 km2,在空间分布上呈现北多南少、下游大于上游的格局。(2)20162021年保护区胡杨林植被盖度从18.88%增加至19.61%,其中输水漫溢面占比65%的塔里木河北岸呈增加趋势,而南岸呈减小趋势。(3)输水漫溢区植被盖度的平均增长速率最高可达未输水区的4~5倍,当输水漫溢频次为3次时,植被盖度的增长速率显著提高。
分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 采用树木年轮和稳定同位素技术,分析了 2000—2015 年生态输水对塔里木河下游胡杨树 木轮宽指数和树轮稳定碳同位素比率(δ13C)的影响,探讨了生态输水与胡杨生长的关系。研究结 果表明:(1)胡杨生长与生态输水量有着密切关系。受生态输水影响,塔里木河下游上段英苏断面 胡杨轮宽指数和树轮δ13C 经历了 3 个阶段:在最初前 4 a(2000—2003 年)的输水过程中,胡杨生长 响应十分敏感,胡杨轮宽指数和树轮δ13C 呈增加趋势,其平均值分别为 1.52 和-26.70‰;但在 2004—2009 年,随着生态输水量的逐渐减少,胡杨轮宽指数和树轮δ13C 逐渐下降,分别较 2000—2003 年平均减少了 28.83%和 2.41%;当 2010—2015 年生态输水重新稳定后,胡杨轮宽指数和树轮δ13C 也逐渐增加并趋于稳定。(2)输水时间与胡杨生长有着密切关系。胡杨生长与生长年(前一年 9 月— 当年 8 月)、生长季(4—8 月)和前一生长年(前一年 4 月—当年 3 月)生态输水相关性最高,与自然年(1—12 月)生态输水相关性不显著。其中,2008 年自然年(1—12 月)没有下泄生态水,2009 年(1— 12 月)虽然有输水,但因 2009 年生长季、生长年和前一生长年均没有生态水补给,导致胡杨轮宽指数和树轮δ13C 在 2009 年降至 2000—2015 年的最低值,分别为 0.76 和-27.50‰,较 2003 年分别降低 了 61.18%和 3.14%。(3)根据研究结果,推导出生态输水促进胡杨生长的作用机理:塔里木河下游的生态输水有效抬升了地下水位,改善了胡杨生长的水分环境,提升了胡杨水分利用效率,从而增加光合累积产物,最终促进了树木的生长。但生态输水对地下水埋深、胡杨生长的影响具有滞后 效应,滞后时间约为 1 a。为维持荒漠河岸林的有效恢复与重建,建议塔里木河下游生态输水最好在植物生长季实施。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-04-23 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 干旱区湿地植物叶片蒸腾作用与叶性状的关联性研究,对揭示植物叶片叶脉网络性状、叶片形态构建模式与植物体内水分平衡间的内在联系至关重要。以黑河中游湿地胡杨(Populus euphratica)为研究对象,按胡杨林距离水域的远近分别设置:I(离水域30~110 m, 土壤含水量(SMC)58.23%)、II(离水域160~240 m, SMC 40.53%)、III(离水域290~370 m, SMC 28.36%)3个样地,研究了不同土壤含水量条件下胡杨叶片蒸腾速率(Tr)与叶性状之间的关联性。结果表明:(1)随着土壤含水量的逐渐减小,胡杨林的高度、胸径和郁闭度均逐渐降低,光合有效辐射(PAR)显著增加;(2)胡杨叶片的叶脉密度、叶厚度、净光合速率(Pn)、Tr、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)逐渐增加,而叶脉直径、叶面积和比叶面积逐渐减小;(3)3个样地胡杨Tr 与叶脉密度均呈极显著的正相关关系(P<0.01),与叶面积和比叶面积呈极显著负相关关系(P<0.01);(4)在样地I和样地III,胡杨Tr 与叶脉直径呈极显著的负相关关系(P<0.01),在样地II二者呈显著负相关关系(P<0.05)。为适应土壤水分的梯度性变化,胡杨种群通过优化叶性状的资源投入以调控叶片蒸腾耗水,实现对土壤水分的有效利用和光合碳同化产物的合理分配,体现了干旱区内陆河湿地植物对特殊生境的生态适应机制。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-12-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 森林结构特征是评价森林生态系统的重要指标,如何使用遥感技术获取大尺度森林结构具有重要的科学研究意义。塔里木河下游作为我国干旱区生态保护的重点区域,该区域的胡杨林作为生态恢复的主要对象,研究其森林结构参数具有重要的现实意义。通过采用高分辨率WorldView-2遥感影像,结合无人机遥感技术,利用光谱混合理论与基于对象影像处理技术,获取位于塔里木河下游研究区的胡杨株数、冠幅、植被覆盖度和胡杨高度信息。通过与无人机观测数据在1 hm2尺度上进行比较,使用高分影像获取的胡杨冠幅、树高、植被覆盖度和密度的R2分别为0.69、0.63、0.89和0.86,证明高分影像与无人机技术结合可以在区域尺度上获取较为准确的森林结构信息。最终对塔里木河下游研究区胡杨林结构信息估测得出:总株数约1.05×105株,每公顷平均树高7.38 m,平均冠幅为5.86 m,平均密度26株,平均覆盖度为7.8%。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-04-13 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 快速准确获取森林结构参数具有重要的科学意义。通过使用大疆精灵 4 Pro 无人机通过倾 斜摄影测量和正射摄影测量方式获取塔里木河下游胡杨林样地的冠层高度模型,提出一种自适应 窗口最大值算法来分析处理,获取了研究区胡杨(Populus euphratica)的树高、冠幅和株数等结构参 数。最后,使用地面实测数据对以上结构数据进行精度评价。结果表明:(1)自适应窗口最大值算 法计算效果优于传统的固定窗口最大值算法。(2)倾斜摄影测量方式获取的树高、冠幅和株数精度 均优于正射摄影测量方式。(3)倾斜摄影测量获取的结构数据与实测值比较,树高、冠幅和株数 R2 分别为 0.9002,0.8403 和 0.9405,均方根误差分别是 0.4457、0.6815 和 4.2500,证明使用消费级无人 机可以有效获取单木尺度森林结构参数。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-09-03 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 研究胡杨叶片气孔特征有助于解读干旱胁迫环境下的水分利用特征和抗旱机理。本文选取塔里木河下游英苏、阿拉干、依干布及麻3个典型断面,以胡杨为研究对象,探讨不同干旱胁迫梯度下胡杨叶片气孔密度与气孔长度的变化规律,分析雌、雄株胡杨在干旱胁迫下的响应差异。结果显示:① 胡杨叶片气孔密度随干旱胁迫程度的增加呈上升趋势,而叶片气孔长度随干旱胁迫程度的加大呈减小趋势;② 干旱胁迫环境下,胡杨雌、雄株叶片的气孔密度和气孔长度的变化率存在一定差异,表现为在干旱胁迫环境下,胡杨雄株的叶片下表皮气孔密度增长率较小,而胡杨雌株叶片的下表皮气孔长度负增长率显著大于雄性的下表皮;③ 胡杨叶片气孔密度和长度的变化反映胡杨雌、雄株的抗干旱能力,从胡杨叶片的气孔密度与气孔长度的变化结果显示,在干旱胁迫环境下,胡杨雄株的保水能力和耐受能力强于雌株。
分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-02-09 合作期刊: 《生态学报》
摘要: 以塔里木盆地珍稀渐危种灰胡杨(Populus pruinosa Schrenk)幼苗为材料,采用盆栽方法研究土壤水分梯度对灰胡杨光合特征及抗逆性的影响。结果表明:(1)灰胡杨净光合速率(Pn)、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度和光能利用率均随土壤水分递减而降低,重度干旱比适宜水分依次降低了35.53%、25.32%、48.18%、15.62%和40.92%;而光合午休程度则明显增强,Pn下降主要是由非气孔因素限制造成。轻度干旱能够提高灰胡杨水分利用效率(WUE)3.05%,维持相对较高的Pn和WUE。(2)随土壤水分递降,灰胡杨光照生态幅缩窄,CO2补偿点升高,RuBP再生受限,光与CO2利用效率、Rubisco活性和光合效率降低。与适宜水分相比,中度与重度干旱下最大净光合速率(Pnmax)、表观量子效率、光饱和点、羧化效率、光合能力(Amax)、光呼吸速率、最大羧化效率、最大电子传递速率和磷酸丙糖利用率均显著降低(P < 0.05),其中Pnmax、Amax和生化参数分别降低了42.65%、38.26%、57.10%;63.01%、65.88%、73.43%。(3)土壤干旱显著降低了灰胡杨的枝水势和光合色素含量(P< 0.01),并且改变了光系统反应中心色素的组成比例,膜脂过氧化程度显著增强(P 0.01)。灰胡杨主要通过积累大量脯氨酸和可溶性蛋白质参与渗透调节来减轻土壤干旱对光合机构的损伤。重度干旱对灰胡杨叶片光合系统造成了不可逆的伤害,严重抑制了其正常生长和光合作用。综上所述,塔里木干旱荒漠区灰胡杨生长适宜的土壤相对含水量为60%-65%,符合极端干旱区植被恢复与高效节水的管理原则。
分类: 环境科学技术及资源科学技术 >> 环境科学技术基础学科 提交时间: 2018-06-28 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 胡杨作为塔里木河荒漠河岸林的关键树种,对水土保持、抑制沙漠化等发挥着重要的生态作用。胡杨生物量是研究荒漠河岸林生态系统的功能与服务的重要指标。胡杨是国家二级保护树种,也是扎根沙漠的唯一乔木树种,十分珍贵,难以大规模使用破坏性方法进行测量,因此针对胡杨的生物量计算一直是个难题。通过对胡杨破坏性较低的采样方法,提取不同树干高度下的胡杨树轮信息,实验结果表明 :①不同高度的树轮生长量之间存在显著的相关性,平均相关性系数为0.878;在树干0~0.5 m、0.5~1 m、1~1.5 m、1.5~2 m和2~2.5 m 高度的树干密度分别为500.2 kgm-3、475.6 kgm-3、502.2 kgm-3、477.2 kgm-3和420.194 kgm-3,平均密度为471.4 kgm-3,标准差为32.7;②在获得树干不同高度下的树轮信息和树干密度基础上,可以准确计算出1株胡杨树干年生物量,在实验中1株胡杨树干的0.5~1.5 m高度处,长为1m的树干在19972013年的年新增生物量为0.61~1.54 kg,年均新增生物量为0.92 kg,在20022003年生物量增幅明显,年均新增生物量为1.54 kg。笔者使用的树干生物量计算方法对林木破坏性小且可操作性强,能计算出树干新增生物量,对研究胡杨新增生物量和生态价值的变化具有重要意义。