魏宇昆[1]2002年在《黄土高原不同立地条件下人工沙棘林水分生理生态适应性研究》文中认为本研究以黄土高原广泛分布的中国沙棘(H．rhamnoides L．Subsp．SinensisRousi)为材料，研究了这种灌木的抗旱机理和不同立地条件下的水分状况与生产力。实验研究分为室内抗旱机制和野外两部分：室内研究了沙棘在PEG模拟渗透胁迫下外源抗氧化剂Vc、VE、β-胡萝卜素等对细胞膜的保护和沙棘茎、叶表皮毛的扫描电镜观察，分别揭示了沙棘耐旱和御旱的部分原因；野外选取了阳坡、阴坡、半阴坡、半阳坡、峁顶5种立地类型，对整个生育季节2～3年生沙棘实生苗的蒸腾速率、扩散阻力、相对含水量、保水力、水分饱和亏进行了测定，同时结合不同立地主要环境因子：土壤含水量、空气相对湿度、光照强度等分析了各立地条件下沙棘的水分关系差异；最后探讨了不同立地沙棘生长季末的生物量差异和不同造林措施下沙棘苗木的成活率，获得如下主要结论： 1．外源抗氧化物质Vc、VE、β-胡萝卜素等对PEG渗透胁迫下沙棘叶片细胞膜的保护作用试验结果表明：外加Vc、β-胡萝卜素能有效保护渗透胁迫下的膜系统，使膜透性和丙二醛含量在胁迫条件下增加小于对照，尤其在胁迫前期作用明显，而对叶绿素的保护作用在后期表现更突出，使叶绿素含量维持在较高水平；外源V_E对防止膜透性增加作用不大，对降低MDA含量与保护叶绿素方面有所贡献。为证明沙棘高Vc、VE、β-胡萝卜素含量有利于提高抗旱性提供了证据。 2．叶与茎的表皮扫描电镜可以观察到沙棘的表皮毛类型主要是星状毛和盾状毛，星状毛紧贴气孔，盾状毛覆盖在星状毛上面，这样在气孔四周形成了一个浓密的立体屏障，非常有效地减少了水分的散失。前人研究报道在沙棘叶表面看不到气孔，我们用去绒毛试验观察到沙棘的气孔分布在下表面，保卫细胞是典型的肾形细胞。 3．不同立地沙棘林地1m内全年土壤平均含水率分别是阴坡8.64％、半阴坡7.50％、峁顶7.12％、半阳坡6.41％和阳坡6.17％，阴坡与阳坡，半阴坡与阳坡分别相差2.47％和1.33％。阴坡大气相对湿度(RH)最高，达到了40.89％，而阳坡大气RH最低，只有28.98％。其中阴坡与阳坡、半阳坡差异极显着，而与峁顶和半阴坡差异显着。 4．在土壤水分含量较低时，阳坡沙棘幼枝相对含水量始终维持在较低水平(平均71％)而阴坡沙棘叶片相对含水量始终维持在较高水平(平均83％)。阴坡沙棘相对含水量与阳坡、半阳坡相对含水量差异显着，而半阴坡、半阳坡、峁顶、阳坡之间差异不显着。五种立地条件下的沙棘蒸腾日变化趋势基本一致。从午后蒸腾趋势可看出，除阴坡外，其余各立地蒸腾均不同程度地下降，尤其半阴坡下降幅度最大。阳坡蒸腾速率始终处在较低的水平。沙棘日蒸腾平均值的大小顺序为半阴坡 中文摘要4．18pg．cm’2．s一l＞阴坡3．29卜g．cm－2．s一l＞半阳坡3．22卜g．cm－2．s一1＞绑顶2．85pg．cm－2．s一‘＞＊坡2．70pg．Cffi－2．S－l。各立地沙棘蒸腾出现较大差异的时间出现在中午 12：00和午后14：00，早晚各立地差异不显着。 5．沙棘生产力水平以阴坡最高，地上部生物量达到8069①Wi，而阳坡、半阳坡比较低，生物量分别为3089、2769。阴坡生物量要明显大于半阴坡、半阳坡和阳坡，与这叁种立地下的沙棘生物量差异达到了极显着水平。 6．在反坡地上生长的沙棘长势好于荒坡上的沙棘。阴坡、崩顶、半阳坡、半阴坡、阳坡的反坡地上沙棘生物量分别比荒地高出229g（DW、112g、117g、679、499。造林技术措施直接影响了造林苗木的成活率，试验采取的以下几种苗木处理措施（截杆＋保水剂、截杆＋生根粉、直栽＋生根粉、直栽＋生根粉＋保水剂）分别使得造林成活率从对照的63．64O提高到88．260、86．360、80．140、84．98O，其中成活率在85％以上的技术措施为截杆＋保水剂和截杆＋生根粉。
徐炳成[2]2003年在《半干旱黄土丘陵区牧草生产力与生态适应性研究》文中研究说明草地畜牧业是黄土高原半干旱地区的传统主导产业之一，也是发展该地区农村经济的基础。当前，在半干旱黄土丘陵区，作为发展畜牧业物质基础之一的人工草地建设相当薄弱，除干旱与社会经济因素外，一个很重要的原因就是对牧草在该地区不同立地条件下生态适应性的认识不足。通过比较不同牧草以及牧草与作物、灌木的生产力及生态适应性，阐明牧草在该地区生长发育的适宜程度与条件，对于明确牧草的地位与作用，以及该地区在西部开发中农业结构调整和生态环境建设中植物的合理布局具有重要指导意义。 选用该地区人工草地建设中具有代表性的栽培牧草(苜蓿、沙打旺和红豆草，无芒雀麦)、本土牧草栽培种(白羊草和达乌里胡枝子)和引种牧草柳枝稷，分别从种子萌发、苗期生长和田间生产力与水分利用等方面进行比较研究，并与不同立地条件下作物谷子及灌木沙棘和柠条的生产力与生态适应性进行比较，主要结果如下： 1 豆科牧草种子的发芽势高于禾本科；种子萌发阶段谷子的抗旱性＞柠条≥草木樨＞柳枝稷；水分胁迫的加剧使得柠条种子吸水速率降低而延长其发芽时间。 2 生长箱内在不同土壤水分下[高水(80％FC-14.72％)与高降、低水(50％FC-9.2％)与低降及降后复水]分别对单播的苜蓿和沙打旺；单播柳枝稷和白羊草；豆禾混播苜蓿／白羊草及沙打旺／柳枝稷苗期的水分利用与根冠生长进行比较： 2．1 土壤水分保持不变：苜蓿的生物量显着大于其它牧草，特别在高水条件下；与高水相比，沙打旺对低水的适应性强于苜蓿，白羊草强于柳枝稷；低水下沙打旺和柳枝稷混播的WUE_B(全部干重生物量)较单播提高；苜蓿／白羊草混播的WUE_B与单播苜蓿接近，混播时苜蓿的WUE_L(叶片水分利用效率)较单播下降，白羊草的WUE_L较单播提高。 2．2 土壤水分自然降低：豆科植物的土壤水分下降速率大于禾本科，说明在相同条件下豆科植物更易遭受严重干旱胁迫；高降过程中苜蓿维持高水势的土壤含水率最低，表明其耐旱性最强；高降过程中气孔关闭是导致植物叶片光合速率(Pn)降低的主要因素，而低降过程中Pn下降主要受非气孔因素作用；土壤水分降低后豆科植物根冠比增加幅度大于禾本科。 2．3 混播植物中苜蓿／白羊草当土壤水分保持不变特别是高水时，B_(DW)(全部生物量干重)和WUE_B均较沙打旺／柳枝稷高，当土壤水分变化时，其B_(DW)和WUE_B均低于后者。 2．4 低降后复水禾本科植物谷子、柳枝稷与白羊草在B_(DW)与WUE_B方面产生补偿效应，豆科植物沙打旺和苜蓿的均没有表现出补偿。 2．5 不同土壤水分下禾本科植物生物量根冠比变化较小，豆科植物随着土壤水分减少而增大，其中谷子的根冠比最小、WUE_B最高，柳枝稷的根冠比最大、WUE_B最低。 3 连续两年(2001-2002)在安塞对山地与川地不同植物生产力和水分利用研究表明：西北农林科技大学博士学位论文一半干旱黄土丘陵区牧草生产力与生态适应性研究(中文摘要) 3.1混播生产力形成取决于混播牧草产量组成和生长速率，柳枝樱与红豆草混播生产力形成呈双峰曲线，与沙打旺混播的生产力形成呈单一增长曲线。 3 .2受植物生产力和生长状况的影响，不同立地条件下不同植物的耗水量及其效率差别与变化较大。在川地，l年生植物中首稽与柳枝樱的wuEy(生产力水分利用效率)较高，但均低于谷子;2年生植物中单播豆科植物耗水量均高于禾本科，豆禾混播耗水量均高于单播各植物，效率因植物类型而异，其中柳枝樱/沙打旺混播耗水效率较单播高，而柳枝翟/红豆草混播较单播低，首蓓的耗水量较高但WUEy最低。在山地，谷子的wUEy两年均较高，首稽与无芒雀麦的最低，2年生柳枝樱/沙打旺混播耗水效率也较单播提高。 3.3总体分析表明，所有植物在川地生产力显着高于山地;植物耗水量和水分利用效率呈线性关系，在川地牧草的优势要强于谷子，山坡地则低于谷子。 3.4人工栽培可显着提高白羊草与达乌里胡枝子的生产力，高生产力也会导致土壤干燥化，其中胡枝子的生态适应性特征为加大生殖器官生物量分配(30一。%)，而白羊草采用根茎与结实相结合生殖方式以及生活周期具有避旱性特征;柳枝樱的生产力在山地与谷子相当，在川地与沙打旺相当，影响其在l力地生产力提高的因素是土壤养分贫乏和种植密度较小;无芒雀麦与沙打旺混播可显着提高无芒雀麦生产力(是单播的5倍)，对沙打旺生产力影响较小，不会导致上壤水分过快消耗和难以恢复。 3.5坡地沙棘生产力高于柠条，二者生产力均低于坡地人工草地;柠条的水分利用特征为高Pn、高Tr(蒸腾速率)和低wuEL且水分条件改善对其影响较小，沙棘为高Pn、低Tr和高WUEL并随水分条件改善而提高;沙棘对土壤水分的利用能力较柠条强;柠条的抗早适应性为形态御旱性(发达根系和早生结构)与高水势延迟脱水的耐早性，沙棘为形态(发达根系和旱生结构)以及生理御旱性(高wUEL)和低水势忍耐脱水耐早性，表明沙棘的抗旱适应方式比柠条更积极主动。 3，6测定不同植物在自然条件下光合生理与水势日变化特征，根据Pn、Tr与WUEL的大小将谷子与7种牧草植物分别划?
李晓燕[3]2006年在《沙棘性状及形态解剖特征与其生态适应性研究》文中指出本文以沙棘(Hippophae rhamnoides L.)中国沙棘(Hippophae rhamnoides sinensis Rousi)亚种,俄罗斯大果沙棘及其两个杂交种(F1)为材料,对生长在不同生境下的中国沙棘,相同生境下的中国沙棘、俄罗斯沙棘和及其两个杂交种的植物学性状、生长结果习性进行了系统的比较研究;利用光学显微镜对四种沙棘进行形态解剖学研究;利用扫描电镜对叶片表皮毛和气孔形态进行了扫描观察;利用LI～6400便携式光合测定仪进行了叶片光合速率及蒸腾速率测定,该研究为合理制定沙棘的栽培技术措施、选育沙棘新品种、进行沙棘抗逆性研究及发展沙棘产业提供了理论依据,主要结果如下:1对沙棘的根、根瘤、茎、叶、花、果实性状、新梢生长、果实发育动态变化、产量等进行了系统的比较研究,从生长量看,中国沙棘生长量较大,杂交种和俄罗斯沙棘次之;从果实重量、体积、单株产量上来看,俄罗斯沙棘较大,杂交种沙棘次之,中国沙棘较小;从果实发育看,俄罗斯沙棘和中国沙棘果实体积的动态变化生长曲线均呈“S”型。2对中国沙棘、杂交种和俄罗斯沙棘进行形态解剖研究表明,生长在同一生境下的中国沙棘、杂交种和俄罗斯沙棘的茎、根系、根瘤形态解剖结构差异很大,不同种类沙棘茎、根的组织解剖结构中,导管直径以俄罗斯沙棘的导管直径最大,其次是杂交种,最小的是中国沙棘;导管密度则以中国沙棘根导管密度最大;根瘤形态解剖结构中表明,中国沙棘的维管束直径大,维管束内细胞、维管束外细胞均小,泡囊及泡囊密度均大,这与其原产地域密切相关;同一种类在立地条件不同的山地、滩地、果园的中国沙棘茎、根系、根瘤组织结构各部分也有明显差异,中国沙棘解剖结构与其生态适应性密切相关,长期的自然选择形成了中国沙棘解剖结构适应其严酷的立地条件变化的特征。3对叶片解剖结构研究表明,沙棘叶片具有相对发达的栅栏组织,因此沙棘叶片具备适应干旱的解剖结构。不同种类沙棘叶片组织结构差异很大,并与其生态适应性密切相关;不同种类叶片组织结构紧密度(CTR值)有较大的差异,CTR值越大,其抗旱性越强,中国沙棘的CTR值大于俄罗斯沙棘,体现了中国沙棘对干旱的适应性更强;同一种类在不同立地条件下其CTR值也有明显差异,在干旱立地条件下,其叶片的CTR值增大。4对叶片表皮毛和气孔形态进行了电镜扫描观察研究,在表面结构上,沙棘叶片具有发达的多层次的不同类型的表皮毛,较厚的角质层。中国沙棘与俄罗斯沙棘及杂交种相比,中国沙棘叶片小,表皮毛层次多,气孔密度大,具有较强的耐旱性。5沙棘为雌、雄异株植物,沙棘花芽分化分为花芽分化开始期、花序分化期、花蕾分化期、花萼分化期、雄蕊分化期、雌蕊分化期。花粉性细胞的发育经过花粉母细胞、二分体、四分休、单核花粉粒、双核花粉粒几个阶段。胚囊发育包括孢原阶段、大孢子母细胞、经减数分裂形成四分孢子、经有丝分裂形成成熟胚囊等几个阶段。该研究为合理制定沙棘的栽培技术措施和培育新品种提供了科学依据。6沙棘的光合速率和蒸腾速率都具有明显的日变化和季节变化,沙棘光合速率、蒸腾速率都与环境因子(气温、相对湿度、光合有效辐射等)间有密切关系。从不同种类沙棘光合作用来看,俄罗斯沙棘比中国沙棘的光合作用强,有利于制造养分,同时俄罗斯沙棘的蒸腾作用也比中国沙棘强。通过上述研究,对中国沙棘、俄罗斯大果沙棘及其杂交种进行性状、形态解剖结构指标及适应性综合分析,中国沙棘具有旱生结构特点,抗早能力强,在防止水土流失、荒山造林、生态建设中应以种植中国沙棘为主;俄罗斯大果沙棘具有果实大、产量高等优良栽培性状,在水分条件好或有灌溉条件的地区,可以发展俄罗斯大果沙棘。
崔浪军[4]2003年在《沙棘杨树混交促进杨树生产力提高的机理研究》文中研究说明本研究在黄土高原地形、土质比较典型的陕西省安塞县高桥试区进行选择同龄杨树纯林和沙棘纯林作为对照，对沙棘-杨树混交林林分生长、生理特性、林地水分和养分状况以及生产力，微环境进行研究，以期揭示沙棘杨树混交促进杨树生产力提高的机理，从而使这种成功的混交林营造模式在黄土高原地区大面积推广提供理论依据和指导。本实验的研究结果表明： 1．由于沙棘的栽入，使沙棘-杨树混交林与其在相同自然条件下的杨树纯林相比，整个群落和林分结构、生物量分布格局都发生了显着改变，具体有： (1)与杨树纯林相比，混交林中的杨树每年的发芽期、转叶期和树叶全部长全期时期基本接近，而混交林中的杨树秋天的落叶时期比纯林落叶要晚。如果以落叶一半为时间指标，混交林比纯林要晚15天左右。(2)26a生沙棘-杨树混交林中的杨树平均株高比纯林的高44.8％，平均胸径粗增加32.7％，林分生物量比同龄杨树纯林高139.76％。混交林的整个林分生物量分布格局要比纯林的更为复杂。(3)混交林地林分生物量分配为：乔木层(78.34％)＞地下部分(14.58％)＞灌木层(5.7％)＞枯落物层(1.36％)＞草本层(0.02％)；杨树纯林的为：乔木层(61.74％)＞地下部分(36.83％)＞枯落物层(1.26％)＞草本层(0.17％)＞灌木层(0％)。(4)混-杨树乔木层各器官生物量分配大小顺序为：树干(38.57％)＞多年生鲜枝(30.83％)＞树桩(14.87％)＞树皮(10.11％)＞枯枝(2.22％)＞叶(2.17％)＞二年生枝(0.71％)＞一年生枝(0.5％)，而杨树纯林的为：多年生鲜枝(35.62％)＞树干(33.35％)＞树桩(12.81％)＞树皮(7.78％)＞叶(6.26％)＞枯枝(3.33％)＞二年生枝(0.48％)＞一年生枝(0.36％)。(5)与杨树纯林相比，混—杨树主要起吸收水分和养分作用的根径＜10mm的根系在林地中分部更深更均匀。(6)混—杨树的水分生产力明显高于杨树纯林。 2．混交林及其纯林的一些生理指标测定知：(1)从整个生长季节来看，混—杨树与杨树纯林，混-沙棘与沙棘纯林的叶片相对含水量(RWC)，气孔扩散阻力(Rs)，蒸腾速率(Tr)日变化进程不同。(2)Rs与叶片RWC相关性：杨树纯林：Logistic Model：y=a／(1+b*exp(-cx))，r＜r_(0.05)混—杨树：Sinusoidal Fit：y=a+b*cos(cx+d)r=0.806＞r_(0.05)，沙棘纯林：3rd degree Polynomial Fit：y=a+bx+cx~2+dx~3…，r=0.979＞r_(0.01)。混—沙棘：y=a+b*cos(cx+d)，r=0.962＞r_(0.01)。(3)蒸腾速率(Tr)与叶片相对含水量(RWC)相关性：杨树纯林：Sinusoidal Fit：y=a+b*cos(cx+d)，二0.929>ro乃1:混一杨树:3rd degree Polynomial Fit:y二a+bx+ex，+dx‘，…，r=o.939>ro.o，;沙棘纯林:Quadratie Fit:y=a+bx+exZ，二0.870>f0.05;混一沙棘:3rddegree Polynomial Fit:y=a+bx+ex，+dx3…，二0.988>0.01。(4)蒸腾速率(Tr)日变化与气孔扩散阻力(Rs)相关性:杨树纯林:Rat ional Function:y=(a+bx)/(1+ex+dx，)，厂0.979)f0刀l;混一杨树:3rd degree Polynomial Fit:y二a+bx+ex，+dx;‘…，r=0.930>f0.01;沙棘纯林:Rational Funetion:y二(a+bx)/(1+ex+dxZ)，二0.961>功.01;混一沙棘:3rd degree Polynomial Fit:y=a+bx+ex，+dx3…，厂0.997>ro.ol。 3.沙棘一杨树混交林地与杨树纯林地和沙棘纯林地相比，土壤表层物理性质都发生了变化。在O一40cm表层内，杨树纯林地的容重比混交林地的高12.02%~18.92%，总孔隙度低13.40%一21.78%，沙棘纯林地比混交林的容重高1.82%一8.62%，总孔隙度低1.51%一7.80%。在O~40cm表层内的土壤毛管孔隙度，非毛管孔隙度和毛管最大持水量，杨树纯林地分别比混交林地的低 n.43%，129.94%和18.“%，沙棘纯林地的比混交林地的低1.57%，4 0.98%和0.92%。这表明沙棘一杨树混交林中的土壤物理性质发生了明显的改变，使混交林获得了一个更为优良的土壤条件。 4.混交林地与纯林地土壤含水状况不同:(l)从全年的含水量进行方差分析后得知，在O一160cm的范围内杨树纯林地与沙棘杨树混交林地的土壤含水量差异不显着，说明混交林因地上部分有更大的生物量从土壤中消耗更多的水分的同时，由于混交林地裸地蒸发的降低和地表径流的减少通过形成自身微环境调节机制而将损耗的水分尽最大可能地补充回来。这对于极度缺水的黄土高原地区是有着极其重要的意义的。 (2)越冬前后的土壤含水量杨树纯林地变化较混交林和沙棘纯林地剧烈，造成这种现象的原因主要是由于混交林和沙棘纯林地表更厚的枯枝落叶层更为有效地减少地表蒸腾耗水的缘故。(3)在相同的分层依据下，混交林地与杨树纯林，沙棘纯林地之间土壤水分的空间异质性(即变异系数)明显不同。(4)同样混交林和纯林在相同的降雨条件下土壤水分运动状况不同，尤其是混交林地在降雨后2天的林地土壤水分o一IO0cm和200一3O0cm范围内上升外，其它层次均有所下降这些特殊现象的原因也需更进一步的研究。(5)相同的降雨量(x)对叁种林地的土壤含水状况(y)影响不同，混交林地为有理数方程产(a+bx)/(1+ex+dx，)(r>ro.。，)，杨树纯林地为E却onentialAssociation y=a(l一e七x)(r>ro.ol)，方程，而沙棘纯?
单长卷[5]2004年在《黄土高原不同立地刺槐林水分关系研究》文中提出针对黄土高原丘陵沟壑区水分生态环境及刺槐水分关系研究现状，以黄土高原地区主要造林树种刺槐（Robinia pseudoacacia）为材料，研究了其水分生理、水分状况和水分生产力。试验研究分为野外试验和盆栽试验两部分。野外试验选取阴坡、半阴坡、半阳坡和阳坡4种典型立地类型，分别研究了不同立地条件下刺槐林地土壤水分变化规律、刺槐根系分布与土壤水分关系、不同立地条件下刺槐水分关系及其生长和生产力状况；盆栽试验以刺槐幼苗为材料，研究了不同土壤水分条件下刺槐幼苗水分生理及生长特征。经过对野外试验、盆栽试验研究结果及所得数据的统计分析，得出以下结论： 不同立地条件下人工刺槐林地土壤水分的年际变化特征：各立地丰水年土壤含水量均好于平水年。不同立地土壤水分的季节变化特征：在平水年，各立地土壤水分随着时间的推移其变化而有所不同，但均在生长中期达最低值，以后随着生长速率的减缓和生长后期一定量降雨的补充而有所回升，但低于生长初期；在丰水年，各立地林地0~150cm土壤水分随着时间的推移而呈上升趋势，由于2003年全年降雨主要集中在生长中后期，时间分配较为均匀且降雨历时较长、降雨强度较大，使得在生长中后期土壤的主要用水层（0~200cm）的水分消耗均能得到不同程度的补给而使各林地土壤水分有所回升。土壤水分的垂直变化规律：在平水年，各立地土壤水分垂直分布随着土层深度的增加，土壤含水量呈逐层递减趋势，土壤水分变化较大的深度范围为0~300cm之间，在300cm以下，各立地林地的土壤水分变化不大；在丰水年，各立地0~300cm土壤水分变化规律基本相同，300cm以下半阳坡和阳坡深层水分的垂直变化并不像半阴坡和阴坡那样明显。 对不同立地条件下刺槐根系研究表明，阴坡、半阴坡的细根（直径≤1mm的根）在400cm土层中的分布较为均匀，半阳坡和阳坡的细根集中分布在0~100cm土层中，在200~400cm土层中分布较少。各立地输导根（直径>1mm的根）的分布基本相同，但在分布深度上有所差异，阴坡和半阴坡输导根分布较深，阳坡输导根分布均较浅，半阳坡分布较阳坡为深。不同立地下刺槐侧根的水平分布均较广，水平根单向延伸最大均在8m左右。不同立地条件下土壤水分状况的差异是各立地根系尤其是细根分布差异的主要原因之一。各立地吸收根分布范围对土壤水分变化也有较大影响，同时根系分布也会影响到土壤水分的季节变化。 不同立地刺槐林地5m土壤平均含水量（2003年）分别为阳坡6.96%、半阳坡7.62%、半阴坡8.06%、阴坡8.87%，阴坡、半阴坡与阳坡均达到极显着差异，与半阳坡达显着水平，半阳坡与阳坡差异显着，而阴坡与半阴坡差异不显着。不同立地条件下刺槐叶片相对含水量和饱和亏与各立地土壤含水量关系密切，均达显着水平。阳坡刺槐叶片相对含水量和叶水势始终维持在较低水平，而半阴坡和阴坡尤其是阴<WP=6>坡维持在较高水平，在生长末期，阴坡、半阴坡叶片相对含水量与阳坡差异达极显着水平，半阳坡与阳坡差异达显着水平。刺槐日蒸腾平均值的大小顺序为阴坡（4.50μg?cm-2?s-1）>半阴坡（4.41μg?cm-2?s-1）>半阳坡（3.10μg?cm-2?s-1）>阳坡（2.89μg?cm-2?s-1），各立地刺槐蒸腾出现较大差异的时间在11：00和13：00。不同立地条件除阳坡外其刺槐蒸腾速率均与光照强度显着相关，各立地均与大气相对湿度显着相关，与土壤水分密切相关。刺槐生产力水平以阴坡最高，地上部平均生物量可达8.50kg/株（干重），阴坡的生物量大于半阴坡、半阳坡和阳坡，与这叁种立地下刺槐生物量的差异均达极显着水平，半阴坡、半阳坡和阳坡则分别为7.12、6.46 、5.79 kg/株，半阴坡与半阳坡达显着水平，与阳坡达极显着水平。4． 盆栽条件下，叶水势、叶片相对含水率和耗水系数均随土壤水分的减小而呈降低趋势，结合不同处理下刺槐幼苗生长特征可知，刺槐幼苗良好生长的土壤含水量应不低于58.69%θf。
高丽[6]2006年在《中国沙棘（Hippophae rhamnoides subsp.sinensis）雌雄株的水分生态适应性研究》文中提出中国沙棘广泛分布于我国干旱、半干旱地区。近几十年来，作为重要的水土保持物种在中国西北部水土流失严重区域被大面积种植。中国沙棘是典型的雌雄异株植物，其雌雄株在地理分布和生境上表现趋同，但在抗逆性等方面又凸现趋异。本文以皇甫川流域不同生境下(沟底、坡面)和田间不同土壤水分条件下的中国沙棘雌雄株为研究对象，从形态结构、生理生态、生理生化以及遗传结构方面进行了系统研究，通过对这些反映植物瞬时、中期、长期对环境响应及适应的性状进行分析比较，从生态适应角度、进化尺度及对策等多方面、多层次分析中国沙棘雌雄株的水分生态适应方式，得出中国沙棘雌雄株的水分适应性机制以及雌雄株之间的适应性差异。主要研究结果如下： 1．中国沙棘雌雄株叶片具有较厚的角质层、分层迭置的表皮毛、发达的栅栏组织、发达的维管系统和机械组织等旱生结构，是其对干旱环境长期适应的性状积累和表现。不同生境下的中国沙棘雌雄株的叶片形态解剖结构表现为：在水分条件较差生境下雌雄株的叶片结构旱化特征较明显，且雌株的旱化特征比雄株的明显，如雌株具有较小的叶片厚度、上下表皮厚度、侧脉维管束距离，较大的下表皮毛厚度和密度、栅栏组织与海绵组织的比值。雌株在形态结构上表现出较强的干旱适应性和生态可塑性。 2．在生理生态特性方面，中国沙棘雌雄株在水分条件较好的生境中均表现较强的生长力，且雄株表现出更高的光合、蒸腾、水分利用效率；在水分条件较差的生境中，雌雄株均通过降低蒸腾和提高水分利用效率来适应逆境，但雄株的光合速率大幅度下降，雌株仍保持较高的光合速率，且雌株的水分利用效率高于雄株。可见，中国沙棘雌株在反映植物瞬时生理变化的性状方面对环境水分变化，尤其是对环境水分减少表现出较强的适应性。 3．在生理生化特征方面，中国沙棘雌雄株通过积累渗透调节物质和改变保护酶活性来适应旱化环境。环境水分状况变差时，雌株具有相对较高的渗透调节物质含量、稳定的保护酶体系和较低的膜脂过氧化物含量，综合表现出较强的干旱适应性。对生理生化指标隶属度函数分析结果显示，雌株的生理生化指标多元隶属度值大于雄株，其对干旱胁迫的适应性更强。 4．在遗传结构方面，应用ISSR扩增结果表明，中国沙棘雌雄株具有丰富的遗传多样性，这是其对环境适应性较强的遗传学基础，其综合体现了植物在形态结构、生理、生化对环境
李玉杰[7]2009年在《山西省右玉地区沙棘能源林培育技术研究》文中提出沙棘具有生物产量高、热值大、抗寒能力强、耐平茬,恢复快等特性,对解决中国能源现状问题和可持续发展有重要意义。本研究以山西省右玉地区的人工沙棘林为研究对象,通过对沙棘林地的立地因子、林分密度、整地方式、不同林龄和不同平茬条件下沙棘生长情况、林地土壤含水率、光合特性、萌蘖株数、造林成活率和生物量进行测定,得出如下结论:1.各立地土壤含水量、现有密度、树高、地径和生物量大小顺序为:阴坡下部>阳坡下部>阴坡上部>阳坡上部。阴坡下部沙棘水分利用效率最高,净光合速率日变化为单峰曲线,没有午休现象,光合补偿点较低,光饱和点较高,生产力高。2.高密度沙棘林分土壤含水量低于低密度沙棘林分。密度不同造成的土壤含水量差异随林龄的增加而减小。3.鱼鳞坑整地后,林分土壤含水率、成活率、树高、地径最大,相对于带状整地和未整地的林分差异在0.01水平极显着。带状整地和未整地林分之间土壤含水量和成活率率差异不显着。4.7年后,沙棘生物量的连年生长量大幅度下降,由于沙棘热值随林龄的变化很小,在1a-7a被的最大变幅仅1.8%,其变化与生物量的变化相比可忽略不计。所以平茬的最佳林龄应是栽植栽后第7年。5.冬季平茬后萌蘖株数较多。随着沙棘林龄的增大,平茬萌蘖株数增加,但8年生沙棘的萌蘖株数小于7年生沙棘。最佳平茬周期为7年。山西省右玉地区沙棘能源林栽培技术为:选取阴坡下部或者水分条件较好的地带进行合理密植。沙棘作为能源林平茬的最佳时间是栽后第7年的冬季,收获周期为7年。此外,建立了沙棘单株地上生物量与树龄、冠幅因子的线性估测模型:W=227.498t+14.910c-1211.579,其中R~2=0.981,P<0.001其中式中W为生物量(g/株),t为年龄(3-9a),c为冠幅直径(cm)。在实际应用中可选用上述模型对沙棘现有林分的单株地上生物量进行估测。
李甜江[8]2011年在《中国沙棘人工林衰退的水分生理生态机制》文中提出中国沙棘(Hippophae rhamnoides subsp, sinensis)是我国北方干旱、半干旱地区优良的多用途树种,克隆习性又赋予它“独木成林”和“永生的潜力”,在生态环境建设和林业产业发展中具有极其重要的作用。然而,其人工林近年来出现了大片衰退甚至死亡现象,原因在于连续干旱且随着林分的生长使土壤水分形成了负平衡所致。目前,关于衰退现象和病虫危害的报道较多,而衰退机制的研究极为零散。为此,本项目以不同立地类型样地及田间不同灌水强度形成土壤水分梯度,分析种群数量、种群结构、繁殖能力、生物量及其分配、光合速率以及活性氧自由基、丙二醛与土壤含水量(灌水强度)的关系,期望从生态、生理(生化)层次探讨干旱胁迫对种群衰退(衰老)的作用机制,丰富克隆植物及森林衰退的研究内容,并为其造林设计、森林经营及种群恢复提供依据。通过研究,得到了以下主要结果。(1)在毛乌素沙地和黄土高原,干旱胁迫是导致中国沙棘人工林衰退的主导因子。在毛乌素沙地,地处下湿地天然林的寿命可达50a以上,且此时还能通过林窗更新、林缘扩散继续维持种群的稳定性；而地处迎风坡的人工林,在8a时年龄结构已经成为衰退型。虽说天然林的土壤水分、有机质及氮含量均显着高于人工林,但逐步回归只有土壤含水量被选入方程,且决定系数高达85%以上。田间试验结果进一步表明,中国沙棘生长和繁殖能力最大时的灌水量为900mm-1050mm,相当于试区降水量的3.0倍-3.5倍。在黄土高原,土壤含水量按照北坡、西坡、峁顶、东坡、南坡的顺序依次下降,种群稳定性及种群增长率也按此顺序降低。林龄8a时,北坡和西坡尚处于增长阶段,峁顶和东坡种群处于稳定阶段,而南坡种群已经成为衰退型。因此,在降水不足的情况下,种群的演替方向取决于林地土壤含水量。(2)与天然林相比,中国沙棘人工林不仅土壤水分及养分含量、生产力、物种多样性低,而且种群繁殖能力下降、分株寿命缩短。其中,干旱胁迫造成繁殖和生长能力下降是种群衰退的根本原因,即种群因为不能自我更新而衰退。在不同立地条件下,由于土壤含水量差异导致繁殖和生长能力改变,从而影响种群的稳定性和分株寿命。在毛乌素沙地,下湿地天然林的繁殖能力、生长能力、分株寿命及种群稳定性均明显高于迎风坡人工林。且以人工林繁殖能力、生长能力及种群稳定性而言,丘间地高于迎风坡、洼地高于平地。田间试验结果进一步表明,当灌水强度为900mm～1050mm(相当于试区降水量的3.0倍～3.5倍)时种群的繁殖能力和生长能力达到最高值。在黄土高原,种群的繁殖能力、生长能力与土壤含水量呈正相关关系。因此在降水不足的情况下,如果造林地土壤含水量不能满足中国沙棘生长和繁殖的需要,干旱胁迫必将导致种群早衰。(3)在不同的水分条件下,中国沙棘通过生物量投资与分配调节在生长(存活)与繁殖之间做出权衡,从而维持克隆的持久性与种群的稳定性。其中,种群生长和繁殖能力与种群及其构件的生物量投资、树干及克隆器官的生物量分配比例呈正相关关系,与枝条、垂直根生物量分配比例呈负相关关系；而种群及其构件生物量投资、树干及克隆器官生物量分配与灌水强度呈凸形抛物线关系,枝条及垂直根生物量分配与灌水强度呈凹形抛物线关系。因此,在水分适宜的情况下,中国沙棘加大对种群及其构件生物量的投资、加大对树干及克隆器官的生物量分配,种群生长和繁殖能力得到充分发挥；在干旱缺水的情况下,种群将更多的生物量分配于垂直根系的发育,以获取更多的土壤水分和养分资源促进现有植株的存活或生长,这样势必降低种群的生长和繁殖能力。(4)灌水通过改变植物组织含水量影响光合生理特征及水分生理特征,光合生理特征及水分生理特征的改变影响种群生物量投资及分配格局,种群通过生物量投资及分配格局调节形成与水分资源供应水平相适应的行为特征,尤其是通过生长(存活)与繁殖之间的权衡维持克隆的持久性及种群的稳定性。在高水分条件下,组织含水量提高,光合速率上升、丙二醛及超氧自由基含量下降,种群对树干及克隆器官的生物量投资和分配加大,生长和繁殖能力得到充分展示。因此,种群以个体高大、分布密集为特征,有利于克隆持久性和种群稳定性的维持。在低水分条件下,叶片及根系含水量降低,光合速率下降、丙二醛及超氧自由基含量上升,种群对枝条及根系的生物量投资和分配加大、对树干及克隆的生物量投资和分配减小,生长和繁殖能力受到抑制。因此,种群以个体矮小、分布稀疏为特征,有利于提高分株的存活与生长概率,但克隆持久性和种群稳定性将受到影响。
张瑜[9]2014年在《黄土高原降水梯度带典型植物适宜盖度空间分布特征》文中研究指明黄土高原是我国水土流失最严重和生态环境最脆弱的地区，植被盖度的提高可以有效减小土壤侵蚀，但不同立地条件，植被恢复的适宜盖度不同。黄土高原从东南到西北多年平均降水量由700mm递减至200mm左右，土壤质地渐次变粗，蒸发性增强，植被类型由乔木林、乔灌混交林向灌木林和灌木草原过渡。根据黄土高原降水梯度变化的特点，确定不同土壤-植被-气候区适宜的植被盖度，对该区域退化生态系统植被恢复与重建具有重要指导意义。Biome-BGC模型以气候、土壤和植被类型作为输入变量，模拟生态系统碳、水和营养物质循环，但对水循环过程模拟过于简化。以水量平衡为基础适宜植被盖度是维持黄土高原地区生态系统可持续性的关键。本文以该区叁种代表性植物（乔-刺槐；灌-沙棘；草-红豆草）为研究对象，通过收集降水梯度带内叁个典型试验点（宁夏固原、甘肃子午岭和陕西长武）叁种代表性植物的土壤水分和生物量的动态变化，评价了改进后的Biome-BGC模型在黄土高原的适用性。以收集到的黄土高原降水梯度带内代表性研究点气候、土壤和生理生态数据为参数，驱动改进的Biome-BGC模型，模拟乔、灌木两种植物（刺槐、沙棘）净初级生产力(NPP)、总初级生产力(GPP)、蒸散量(ET)和叶面积指数(LAI)的空间分布特征，确定了两种植物的适宜盖度。为黄土高原地区退化生态系统植被恢复与重建提供理论指导。取得的主要研究结果如下：（1）利用黄土高原实测的土壤资料，对六种常用间接推求土壤饱和导水率的方法进行评价与优化，在拟合较好的Saxton方法基础上提出了计算黄土高原土壤饱和导水率的经验公式，改进的公式较原始Saxton方法和其他5种方法有更高的拟合精度，可用于黄土高原饱和导水率的间接估算。（2）通过比较宁夏固原、甘肃子午岭、陕西长武试验点的实测资料与改进后的模型模拟结果，证明改进后的Biome-BGC模型对黄土高原地区不同降水梯度带内的叁种典型植物（乔-刺槐；灌-沙棘；草-红豆草）NPP和ET的动态变化模拟效果较好，可应用于黄土高原降水梯度带内叁种植物水、碳转化的模拟。（3）沿降水梯度的叁个代表性研究点（洛川、吴旗、海原）刺槐林和沙棘林NPP、GPP、ET和盖度存在明显差异。从洛川、吴旗到海原，年均降水量逐渐递减，两种植物NPP、GPP、ET和盖度也逐渐递减。同一地点，刺槐林NPP、GPP、ET均大于沙棘林，沙棘林的适宜盖度高于刺槐林。叁个研究点研究时段内两种植物NPP、ET年际变化均与前一年8月份到当年7月份的降水量显着相关。（4）黄土高原降水梯度带内刺槐林、沙棘林的适宜盖度空间分布有明显的空间变异性和独特的分布格局。从东南向西北逐渐递减，主要呈带状分布。两种植物盖度的主要控制因子为降水。降水量大于550mm的地区，刺槐林适宜盖度可达到70%以上，沙棘林适宜盖度可达到80%以上；降水量大于450mm的地区，刺槐林适宜盖度可达到60%，沙棘林适宜盖度可达到70%；在降水量小于300mm的地区，刺槐林适宜盖度小于40%，沙棘林适宜盖度小于50%。
张益望[10]2006年在《黄土高原半干旱区山杏种群生长与水分生态特性研究》文中进行了进一步梳理黄土高原地区水土流失严重，土壤贫瘠化较为普遍，极端脆弱的生态环境和严酷的自然条件，导致了农、林、牧业生产力低下。山杏(Prunus armeniaca var．ansu)是一种抗逆性强，适应性广，具有生态和经济双重效益的先锋树种，通过对不同立地山杏的生长与水分生理生态研究，旨在明确不同的环境因子对于山杏生长及生理生态指标的影响，了解山杏适宜生长的立地条件及其生长的生理生态规律，对于黄土高原地区植被建设，水土保持，以及提高黄土高原地区人民的收入都有重要的指导作用。 本试验以黄土高原广泛分布的山杏为试验材料，主要研究了不同立地条件下山杏的种群生长及其水分生理生态特性。试验研究内容包括室内和室外两部分：室内主要包括了不同立地山杏的土壤理化性质分析测定以及山杏茎叶表皮的扫描电镜试验；野外试验选取半阴坡、半阳坡、阳坡几种不同立地，对整个生育期山杏的种群生长、蒸腾和光合、土壤水分变化及相对含水量、水分饱和亏等生理生态指标进行了测定；同时对不同立地山杏的土壤水分等进行了测定，分析了不同立地山杏的土壤水分变化特征；最后调查和分析了山杏产量和生长等。 获得以下主要结论： 1．山杏与杏的扫描电镜试验研究表明：山杏表皮细胞、气孔大小均小于杏，且其叶片上下表皮均具有表皮毛，此外在其细胞壁上可见许多丝状的纹饰，而杏叶片未发现有此结构，这些结构特征都说明山杏抗旱能力更强。 2．通过对山杏林和荒坡地的土壤理化性质的比较说明：山杏灌木林对于土壤团聚体、水分物理性质(容重、孔隙度、持水量等)，及土壤养分有明显的改良作用。 3．山杏林地与荒坡地土壤含水率曲线表明：山杏主要水分利用层为0～100cm，土壤含水率在此范围逐渐降低，100～240cm为弱利用层，该层次土壤水分虽然逐渐升高，但是变化幅度很小(＜1.4％)；而240cm以下土壤含水率上升较快，为土壤水分补充层；不同季节土壤含水量变化约划分为3个时期：土壤水分消耗期(4月-6月)，土壤水分补充期(6月中旬-7月底)，土壤水稳定期(8月-9月)。 4．该地区环境因子(光照、气温、水气压差等)有明显的季节变化特征。山杏的光合速率也有季节变化，在夏季呈双峰曲线，而春、秋季为单峰曲线，春、秋季山杏的日均光合速率基本一致，夏季最高；山杏的蒸腾速率日变化表明，春、夏、秋叁个季节山杏的蒸腾速率均为双峰曲线，日均蒸腾速率，春季＜夏季＜秋季。 5．通过对柠条、沙棘、山桃、刺槐、小叶杨、山杏和榆树光合、蒸腾速率及RWC、WSD等抗旱性指标综合比较可看出：抗旱性最强的为柠条和沙棘；山桃、刺槐、小叶杨
参考文献：
[1]. 黄土高原不同立地条件下人工沙棘林水分生理生态适应性研究[D]. 魏宇昆. 西北农林科技大学. 2002
[2]. 半干旱黄土丘陵区牧草生产力与生态适应性研究[D]. 徐炳成. 西北农林科技大学. 2003
[3]. 沙棘性状及形态解剖特征与其生态适应性研究[D]. 李晓燕. 内蒙古农业大学. 2006
[4]. 沙棘杨树混交促进杨树生产力提高的机理研究[D]. 崔浪军. 西北农林科技大学. 2003
[5]. 黄土高原不同立地刺槐林水分关系研究[D]. 单长卷. 西北农林科技大学. 2004
[6]. 中国沙棘（Hippophae rhamnoides subsp.sinensis）雌雄株的水分生态适应性研究[D]. 高丽. 内蒙古大学. 2006
[7]. 山西省右玉地区沙棘能源林培育技术研究[D]. 李玉杰. 北京林业大学. 2009
[8]. 中国沙棘人工林衰退的水分生理生态机制[D]. 李甜江. 北京林业大学. 2011
[9]. 黄土高原降水梯度带典型植物适宜盖度空间分布特征[D]. 张瑜. 西北农林科技大学. 2014
[10]. 黄土高原半干旱区山杏种群生长与水分生态特性研究[D]. 张益望. 西北农林科技大学. 2006