天山巩乃斯河谷积雪深度及季节冻土温度对气温变化的响应/Responses of Snow Depth and Seasonal Frozen Ground Temperature to Enhanced Air Temperature in Kunges Valley, Tianshan Mountains[J]

气候变化影响着积雪的时空变化和季节冻土的水热变化,同时积雪变化对季节冻土的水热状态也有着重要的影响。为了分析积雪和气温对季节冻土热状况的影响,本文使用基于TFACE原理的试验装置在天山积雪与雪崩研究站进行了野外空气增温控制试验。野外试验设置了三种处理：自然状态、增温Ⅰ和增温Ⅱ。自然状态为无人为干扰的纯自然状态,增温Ⅰ为距积雪或土壤表层10cm气温增温约2℃,增温Ⅱ为距积雪或土壤表层10cm气温增温约4℃。结果表明：气温增加对积雪消融有显著的影响。在初始雪深为128cm条件下,增温I和增温II处理下的积雪消融时间比自然状态下分别提前19天和25天。在融雪期,气温、最大雪深和最大雪深发生的日期是影响季节冻土温度的重要因子。积雪覆盖条件下,季节冻土从深层开始解冻。而积雪的消失使土壤直接接受太阳辐射,土壤温度则迅速升高,从而使增温I和增温II处理下的季节冻土提前解冻。积雪消失后,季节冻土解冻的方向是从表层开始逐渐到深层。若积雪深度超过100cm时,积雪和土壤交界面的热交换基本达到平衡,此时土壤热通量损失达到最小值。融雪水对土壤温度特别是深层未冻结土壤有制冷作用。停止增温后,三个室外试验处理下的土壤温度随着时间逐渐趋于一致,并且土壤温度随着气温的波动而显著变化

高温对花花柴(Karelinia caspica)光系统Ⅱ的影响/Effects of Heat Stress on Photosystem Ⅱ in Karelinia caspica[J]

生长在沙漠地区的植物经常遭受夏季正午短时间的高温胁迫,这在很大程度上限制了荒漠植物的光合作用.为了研究不同温度处理对塔克拉玛干沙漠南缘本土植物花花柴(Karelinia caspica)光系统Ⅱ(PSⅡ)的影响,分别在35、38、42、45、48、52℃和55℃下胁迫15 min后,测定其叶绿素荧光诱导曲线.结果表明:(1)叶片温度超过42℃后,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、单位面积上反应中心的数量(RC/CSo)、叶功能指数(PIABS)等PSⅡ荧光指标分别出现明显的升高或降低.(2)在45℃时,Fv/Fm、RC/CSo、PIABS等PSⅡ荧光指标出现大幅的升高或降低.(3)大于52℃时各指数出现极值.因此,42℃为花花柴正常生长的热阈值,超过此温度,会对花花柴的生长造成抑制;45℃为花花柴的PSⅡ的结构和功能受到伤害的阈值;52℃为失活的阈值,超过52℃,花花柴的PSⅡ反应中心将发生不可逆失活

潜水埋深对疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifoli)幼苗生长和叶片形态的影响/Effects of Water Table Depth on Leaf Morphology and Growth of Alhagi sparsifolia Seedlings[J]

研究了潜水埋深(40、80、120、180、220 cm)处理对一年生疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifoli)幼苗生长和叶片形态的影响.结果表明:随着潜水埋深的增加,疏叶骆驼刺幼苗叶片厚度逐渐增加,叶片厚度在220 cm埋深下最大,长度和宽度在120 cm埋深下最大,且叶片长度呈优先减小的趋势;潜水埋深变化对疏叶骆驼刺株高生长影响不大,但对冠幅和分枝数的生长影响显著(p＜0.05);除40 cm埋深处理中根系以平均1.24 cm·d-1的速率扎入地下水层外,其他4个处理根系生长速率随潜水埋深的增加而增加,且180 cm和220 cm埋深下根系生长速率明显高于其他3个处理;根系到达220 cm潜水埋深的时间为123 d;幼苗生物量积累随着潜水埋深变化先增加后减小,茎叶生物量在120 cm埋深处理中达到最大值,而根系生物量在180 cm埋深下最大.潜水埋深变化对疏叶骆驼刺地上部分和根系生长的影响不同,潜水埋深增加有利于根系生长和根系生物量增加;以120 cm为拐点,潜水埋深过浅或过深都会抑制地上部分生长;220 cm潜水埋深条件下,疏叶骆驼刺生长缓慢且生物量的累积最小,表明若潜水埋深大于220 cm则对幼苗生长不利

准噶尔盆地南缘草本层碳通量及土壤呼吸的变化特征/Variation characteristics of herb layer carbon flux and soil respiration in southern edge of Jungggar basin,Northwest China[J]

利用LI-840以及LI-8100土壤呼吸测量仪,对准噶尔盆地南缘草本层片碳通量以及沙丘不同部位的土壤呼吸速率进行了测量,探讨了草本层片碳通量季节动态以及日过程的变化特征,沙丘不同部位土壤呼吸速率的年变化特征以及环境因子对草本层片碳通量以及土壤呼吸速率的影响.结果表明:草本层片碳通量不仅在日尺度上呈现单峰的变化趋势,在季节尺度上也呈现相同的变化趋势.生长旺盛季草本层碳通量日过程变化幅度较大,草本层片净碳交换(NEE)从-2.5～0.02 μmol·m-2·s-1,草本层总生产力(GEP)则从-4.4～-1.1 μmol· m-2 ·s-1,而9月份以后则基本维持在0附近.通过分析碳通量与环境因子的关系,草本层片碳通量与土壤温度呈正相关关系,草本层土壤呼吸(ER)与光合有效辐射呈正相关关系,而草本层GEP与光合有效辐射则呈负相关关系.沙丘不同部位(沙丘顶部、中部、底部)土壤呼吸速率年动态变化为双峰型,且不同坡位之间土壤呼吸速率差异显著

策勒绿洲外围6种优势防护林植物对不同灌溉量的光合及水分生理响应/Response of Photosynthetic Characteristic and Water Physiology of Six Dominant Shelter Plant Species to Different Irrigation Amounts in the Peripheral Regions of Cele Oasis[J]

以策勒绿洲外围6种人工栽培的优势防护林植物为研究对象,在绿洲外围设置A(0 m3·m 2)、B(0.1 m3·m 2)、C(0.2 m3·m 2)3个不同灌水量处理实验,探讨优势防护林植物对不同灌溉量的光合以及水分生理响应特征.结果显示:(1)在不同灌溉量下6种优势防护林植物净光合速率的日变化趋势一致,均为典型的单峰型变化,除红枣以外,其它植物的净光合速率均表现为C＞B＞A.(2)随着灌溉量的增加,植物的蒸腾速率也在逐渐增大,灌木日蒸腾速率呈不规则的M型变化趋势.(3)除核桃外,其它植物清晨水势和正午水势均随着灌溉量的增加而增大,且均表现为B＞C＞A.(4)6种优势防护林植物在不同的灌溉量下的瞬时水分利用效率日进程基本上一致,且均表现为B＞C＞A.研究表明,从水分利用和灌溉量大小的角度来说,在防护林树种的选择中应该优先选用核桃、红枣、桑树和沙拐枣;综合考虑节水和植物生长的情况下,对红枣进行适量灌溉显然比核桃、桑树、柽柳、花棒和沙拐枣更为有效,所以红枣比其余5种植物更适于在策勒绿洲地区节水生长

灌溉量对2种灌木光合特性和水分利用效率的影响/Effects of Irrigations on Photosynthetic Characteristic and Water Use Efficiency of Calligonum mongolicum and Hedysarum scoparium[J]

采用野外试验,研究了灌溉量对新疆策勒绿洲木沙拐枣(Calligonum mongolicum)和花棒(Hedysarum scoparium)光合特性和水分利用效率的影响.结果表明:(1)随着灌溉量的增加,沙拐枣和花棒的净光合速率均增加,但是蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度没有明显增加;(2)灌溉增加了沙拐枣的清晨水势和正午水势,并且只有灌溉和无灌溉处理的正午水势差异显著(p＜0.05);而灌溉只增加了花棒的清晨水势,并且只有充分灌溉和无灌溉的条件下差异显著(p＜0.05);(3)在不同的灌溉条件下,沙拐枣和花棒的稳定碳同位素比率δ13C变化不大,沙拐枣在无灌溉、适度灌溉、充分灌溉下δ13C的平均值分别为-12.267、-12.147、-11.958,花棒的δ13C分别为-27.928、-28.068、-27.166;(4)沙拐枣和花棒的水分利用效率均在无灌溉条件下明显高于灌溉条件下,而且一次性的灌溉不会改变其水分利用效率

疏叶骆驼刺和多枝柽柳不同时期光合特性日变化及其与环境因子的关系/Photosynthetic Characteristics of Alhagi sparsifolia and Tamarix ramosissima and the Relevant Environment Factors in Different Periods[J]

在自然条件下,利用Li 6400光合仪测定疏叶骆驼刺(Alhagi sparsi folia Shap.)和多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)7～9月份的气体交换参数,分析2种植物净光合速率(Pn)与环境因子——光合有效辐射(PAR)、空气温度(Ta)、大气CO2浓度(Ca)、相对湿度(RH)之间的关系,以明确影响其光合作用的主导环境因子,为恢复和重建过渡带植被提供理论依据.结果显示:(1)疏叶骆驼刺不同时期Pn的日变化均为单峰曲线,多枝柽柳7、8月份的Pn日变化为单峰曲线,9月份为双峰曲线,且疏叶骆驼刺Pn的平均值(7.08 μmol·m-2·s-1)高于多枝柽柳(5.54 μmol·m-2·s-1).(2)2种植物7～9月份的蒸腾速率(Tt)日变化均为单峰曲线,且疏叶骆驼刺Tr的平均值(5.46 mmol·m-2·s-1)高于多枝柽柳(4.40 mmol·m-2·s-1);疏叶骆驼刺和多枝柽柳的胞间CO2浓度(Ci)的日变化趋势均呈“倒钟型”曲线,与Pn日变化趋势相反.(3)2种植物7～9月份的WUE日变化进程与各自的Pn日变化规律基本一致,多枝柽柳的WUE日均值(1.21 mmol· mo1-1)明显高于疏叶骆驼刺(0.97mmol·mol-).(4)偏相关分析显示,骆驼刺和柽柳的Pn与PAR呈显著正相关关系,而与RH呈显著负相关关系;回归分析显示,骆驼刺和柽柳Pn日变化的变异分别有35.6％和42.4％是由环境因子的日变化造成的;通径分析显示,各环境因子对Pn都具有显著的影响,其大小顺序分别为:Ta＞RH＞PAR＞Ca(骆驼刺)和PAR＞Ca＞Ta＞RH(柽柳),且骆驼刺在7～9月份内PAR均为决策变量,RH为限制变量(除7月份外);而柽柳在8、9月份内PAR均是决策变量,RH、Ca是限制变量.研究表明,疏叶骆驼刺属于高光合高蒸腾低水分利用效率型,多枝柽柳属于低蒸腾低光合高水分利用效率型;7月份骆驼刺和柽柳Pn的下降主要是由于气孔限制引起,而8、9月份主要是由非气孔因素限制所致;PAR和RH是影响骆驼刺和柽柳最重要的环境因子,其次是Ca,而Ta在不同时期的影响程度不同;疏叶骆驼刺和多枝柽柳与环境协同进化过程中产生了一定的生态适应性,但柽柳的WUE明显高于骆驼刺,推测柽柳的抗旱能力强于骆驼刺

不同灌溉量对绿洲-荒漠过渡带多枝柽柳幼苗根系生长和分布的影响/Effects of Irrigation on Root Growth and Distribution of the Seedling of Tamarix ramosissima in Oasis-desert Ecotone[J]

为了探讨绿洲-荒漠过渡带上受损柽柳群落幼苗适宜生长的土壤水分条件,在塔南策勒绿洲外围设置A(不灌溉)、B(适度灌溉)、C(充分灌溉)3个处理的田间试验,于7～10月份考察了各处理柽柳幼苗粗根(＞2 mm)和细根(＜2 mm)生物量积累、空间分布等变化特征.结果显示:(1)随着灌溉量的增加,柽柳根系生物量积累不断增加,且在生长季末(10月份)增速最大,同时细根占总根重的比例从20.5％上升到29.8％,显著提高了幼苗吸收养分和水分的能力.(2)干旱胁迫(处理A)下柽柳幼苗根系的下扎深度大,但水平根幅的扩展却有限;适度灌溉(处理B)的生物量较处理A大,但小于处理C;根系扎根深度表现为处理A＞处理B＞处理C,各指标均处于中间状态;水分条件最好(处理C)时虽然垂直扎根深度小,但水平根幅最大,可以更有效利用浅层土壤资源.(3)柽柳幼苗大量根系集中在0～40 cm的土壤表层,而且水分条件越好,这种集中趋势越明显;根系生物量随土壤深度的增加呈递减变化,细根的根长密度也有相似变化,但细根的比根长变化规律不明显,这可能与各层土壤微观环境的变化有关.研究表明,灌溉对柽柳幼苗根系的生长和分布有显著影响,充分灌溉下柽柳幼苗根系生物量积累最多且空间分布最大,该灌溉量有利于柽柳幼苗根系的正常生长和合理分布