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1.
皇甫川流域百里香草原和人工沙棘灌木林的水分利用特征 总被引：7，自引：0，他引：7
使用LI-6400光合系统测定仪、LI-3000A叶面积仪等，对皇甫川流域百里香草原和中国沙棘灌木林的优势植物进行了光合速率、蒸腾速率测定，同时还测定了植物水分、土壤水分及群落地上生物量。根据所测数据计算得到了这两个群落优势植物光合和蒸腾的日变化特点、光合水分利用效率，分析了两个群落优势植物叶片含水量、自然饱和亏及水势等植物生理水特征。通过群落优势植物种群的蒸腾失水和土壤水分的分析，探讨了由于土地利用方式的不同，产生的这两个群落生态水的一些明显差异。 相似文献
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通过对黑河上游排露沟流域海拔2 700 m和2 900 m处青海云杉森林生态系统不同季节的土壤水、 植物水和大气水汽等不同水体稳定氧同位素组成（δ18O）的测定, 运用Craig-Gordon模型、 同位素稳态假设和Keeling Plot模型分别得出土壤蒸发、 植物蒸腾和蒸散发的δ18O, 结合多元线性混合模型将生态系统蒸散发分割为土壤蒸发和植物蒸腾。结果表明： 土壤蒸发水汽的δ18OE、 植物蒸腾水汽的δ18OT及蒸散发水汽的δ18OET分别介于-35.9‰ ~ -25.2‰、 -9.0‰ ~ -4.2‰和-18.5‰ ~ -10.2‰之间, 三者顺序为δ18OT > δ18OET > δ18OE, 满足同位素稳态假设。植物蒸腾对蒸散发的贡献率（fT）在52.2% ~ 88.4%之间变化, 土壤蒸发对蒸散发的贡献率（fE）在11.6% ~ 47.8%之间变化, fT远大于fE, 说明生态系统蒸散发大部分来自于植物蒸腾, 即植物蒸腾是青海云杉森林生态系统蒸散发的重要组成部分。fT与气温呈负相关, 而与相对湿度呈正相关, 说明气温对fT起抑制作用, 相对湿度对fT起促进作用, 但是相关系数不高, 说明fT在自然环境下还可能受除气温和相对湿度外的多种环境因素和生物因素综合影响, 具体影响机理有待进一步探究。本研究结果可为进一步研究黑河流域区域内循环和流域尺度水循环研究提供理论依据。 相似文献
3.
风沙流对植物生长影响的研究 总被引：19，自引：1，他引：19
在中国乃至全球，风沙活动都十分频繁，它直接影响着风沙地区植物资源的可持续利用与发展，因此，研究风沙流对植物生长的影响十分必要。以往，相关的研究主要是围绕沙漠逆境的综合条件（如降水、温度、湿度、土壤水分、养分等综合因子）进行的，研究内容涉及植物的生理、生化、物质代谢以及生态适应性等。但国内外就风沙流单因子对植物生理生化影响的研究还没有深入展开，为此，作者利用野外风洞条件，就不同风况下的风沙胁迫对某些植物生长特征的影响进行了实验研究；结果表明：风沙流胁迫可使植物的净光合速率（Pn）、气孔导度（Cs）、叶温（Tl）、叶片水势（Wp）降低，使蒸腾速率（Tr）升高；且风速越大，吹风间隔越短，这些参数变幅越大；风沙流比净风的影响更大。风沙流能降低试验植物的水分利用率，进而增加植物的干燥作用；同时可使脯氨酸含量增加。由于风沙流运动和植物的复杂多样性，因此这个研究领域还有许多问题需要探索。 相似文献
4.
阿拉善雅布赖风沙区不同水分条件下白刺叶片的水分生理特征 总被引：2，自引：0，他引：2
对雅布赖风沙口固定沙丘(阳坡和阴坡)、丘间低地和对照(人工加水)4种生境中白刺的叶片水势(Ψs)、含水量(LWC)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Cs)等进行了对比研究.结果表明:各生境下白刺叶片白刺叶片渗透势值分别为-3.11MPa,-2.02MPa,-1.34MPa和-1.21MPa;白刺叶片水势随生境土壤水势(Ψsoil)升高而增加,变化趋势为:固定沙丘丘间低地对照(p0.01).叶片含水量随生活型及生境的变化与渗透势相似,而叶片渗透势与含水量呈显著正相关(p0.01),与气孔导度呈显著的指数关系(p0.01).0～2500μmol·m-2·s-1光强范围内,白刺的净光合速率随土壤含水量的增大而增大,蒸腾速率随光强的增高不断增大.白刺叶片平均水分利用效率在丘间低地土壤含水量为6.9%时达到最大值,因此,白刺的光能利用效率和水分利用效率都比较好的土壤含水量应该为7%左右. 相似文献
5.
《地质科技情报》2017,(4)
柽柳是中亚干旱区河岸林的重要建群种,同时也是美国西南半干旱区河岸林的主要入侵物种。随着国内外生态输水和流量自然化等旨在恢复受损河岸生态系统措施的实施,许多干旱、半干旱区河流沿岸的地下水呈现出显著的年内波动。在此背景下,作为兼性地下水湿生植物的河岸柽柳,其水分利用效率是保持相对稳定还是随水位波动而变化?该问题目前仍未得到解答。基于叶片δ13 C、河水位、河岸带地下水位及土壤水分的动态观测,分析了黑河中游典型河岸林内柽柳水分利用效率对地下水位波动的响应。研究表明:柽柳叶片的碳同位素分馏值具有显著的波动性变化特征,且与地下水涨落呈较好的正相关,通常随水位抬升而增大,在地下水回落一段时间后下降,表明河岸柽柳的水分利用效率对潜水埋深的变化有着显著响应,随地下水位的下降而增高。这可能是因为在高水位时段及低水位时段的初期,柽柳主要吸收上升到或滞留在根系吸水层内的地下水,水分来源充足,故水分利用效率总体上较低;在低水位时段的中后期,因重力释水和植物蒸腾,根系吸水层变得越来越干燥,为了从中吸收到足够的水分,柽柳叶片水势降低,导致部分叶片气孔闭合,水分利用效率增高。 相似文献
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黑河流域山前绿洲灌溉农田蒸散发模拟研究 总被引：13，自引：3，他引：10
基于Penman-Monteith蒸散公式, 应用土壤-植被-大气系统水分和能量传输理论对Shuttleworth-Wallace蒸散模型的参数进行改进, 得出解析计算农田作物蒸腾和土壤蒸发的双源模型. 对黑河流域山前绿洲农田春小麦生长期土壤蒸发、作物蒸腾以及总蒸散过程进行了模拟研究. 对模型的计算结果以田间观测和水量平衡方法进行验证, 误差目标NSE=0.98, 说明该模型用于农田蒸发和蒸腾的计算是合理的. 对影响蒸发和蒸腾的主导因子净辐射、叶面积指数、土壤含水量进行了相关性分析, 得出三者的变化对土壤蒸发、作物蒸腾的影响. 通过不同时期日蒸散发量变化特征的分析, 表明土壤、冠层两个界面对能量和水汽传输的交互影响效应显著. 相似文献
7.
祁连山青海云杉(Picea crassifolia)夜间树干液流特征及影响因素 总被引：2，自引：0，他引：2
利用SF-300树干液流仪对祁连山中段青海云杉(Picea crassifolia)2011年生长季树干液流进行监测, 研究了在典型天气条件下青海云杉的夜间树干液流特征, 以及气象因子和树形特征对其夜间液流变化的影响. 结果表明:典型晴天、阴天, 夜间树干液流速率分别在(2.78±0.64)~(5.02±1.06) g·cm-2·h-1、(2.31±0.62)~(3.94±1.22) g·cm-2·h-1之间波动, 其平均值分别为(3.55±0.28) g·cm-2·h-1、(3.06±0.24) g·cm-2·h-1; 夜间树干液流量分别占当日总液流量的(34.51±6.20)%、(46.06±11.20)%. 夜间树干液流速率与饱和水汽压差、气温呈显著相关关系, 与风速相关性不显著; 夜间树干液流与胸径、树高、边材面积、胸径平方与树高之积呈显著线性相关, 与冠幅相关性不显著. 青海云杉夜间树干液流的变化是其生理特征与环境因素综合作用的结果, 夜间树干液流可能用于夜间蒸腾和植物体内部的水分补充. 相似文献
8.
近几十年来,人类活动带来的化石燃料燃烧和工业过程引起了全球大气CO2浓度的显著增长,带来了一系列生态和环境问题,其中对地表蒸散发的影响就是一个重要方面.地表蒸散发及其分量植被蒸腾是能量和水量平衡的重要组分,直接影响着陆气相互作用和水循环系统.由于大气CO2浓度增加可通过减小叶片气孔导度从而抑制植被蒸腾,为量化这一影响,基于碳水耦合的蒸散发模型PML-V2和CMIP6的大气CO2浓度时空序列驱动数据,分别进行了考虑和不考虑大气CO2浓度逐年增加情况下的2组植被蒸腾模拟试验.通过对比2组结果分析了2001-2014年大气CO2浓度增加对中国区域植被蒸腾的影响.研究结果显示,在季节上,夏季大气CO2浓度增加对植被蒸腾的抑制作用最小,冬季最大;在数量级上,2001-2014年大气CO2浓度引起植被蒸腾变化在0～5％;不同生态系统比较而言,森林、耕地和灌丛生态系统受CO2浓度增加引起植被蒸腾的减小量较大,14年间减小量为15～20mm/a,而草地下降最小,约5 mm/a;在空间上,我国中东部受影响最大;CO2浓度引起植被蒸腾变化最敏感的区域是我国东南部地区. 相似文献
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低温对厚皮甜瓜幼苗光合特性的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
在人工控制条件下研究了低温对厚皮甜瓜幼苗光合特性的影响.结果表明:低温(昼15℃/夜5℃)胁迫导致甜瓜幼苗的光合色素含量和叶片光能捕捉下降,可利用光强范围变窄,对CO2的利用效率降低,光合作用的瞬时水分利用效率显著降低.在亚适宜温度(昼20℃/夜10℃)下,制约甜瓜光合作用的主导因素为气孔限制,在胁迫低温下则以非气孔因素为主.气孔限制在降低植物碳同化速率的同时,也提高了水分利用效率.低温条件下,伊丽莎白较黄河蜜具有更高的光合色素含量、更大的光能和CO2利用效率、更强的弱光和低浓度CO2利用能力.甜瓜温室型品种伊丽莎白对低温的适应性优于露地品种黄河蜜. 相似文献
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温度梯度、含水率梯度和压力梯度对非饱和土体中的水热迁移有重要影响。用非饱和黄土填筑室内模型,通入0.10MPa高温水蒸气,研究蒸汽压梯度、温度梯度和含水率梯度耦合作用下的水热迁移规律。结果表明:在水蒸气迁移范围之内,土体的升温速率、增湿速率和增湿程度较大,以蒸汽传热和压力梯度驱动的水蒸气增湿为主。而在水蒸气未到位置,以温度梯度引起的热传导和含水率梯度与温度梯度耦合驱动的水热迁移为主;水蒸气迁移时,受土颗粒阻碍和蒸汽压消散的影响,土体升温速率、增湿速率和温度传导速率均随径向距离的增大而减小,且增湿速率小于升温速率;水蒸气增湿土体的最大含水率接近最优含水率,增湿效果较好,可有效提高一定范围内土体的压实性能;基于模型试验边界条件,确定含湿毛细多孔介质中二维热湿迁移方程的一组代数显式特解,并以20 cm测点为例,将温度和含水率实测值和计算值进行对比分析。研究结果可为非饱和黄土水-汽-热耦合传输规律和水蒸气增湿新技术研究提供理论支持。 相似文献
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Cynthia H. Paquette Karen L. Sundberg Roelof M. J. Boumans Gail L. Chmura 《Estuaries and Coasts》2004,27(1):82-89
We examine the potential for diurnal variation in elevation of saltmarsh surfaces as a source of error in long-term experiments;
errors particularly critical in high precision studies that employ the surface elevation table (SET) as a means to monitor
elevations. The field study was carried out along the New Brunswick coast of the Bay of Fundy in high and low zones at three
marshes with different tidal ranges. We used a total of 16 benchmark pipes and controlled for daily variability in evapotranspiration
(ET), as well as timing of tidal flooding, two factors that affect soil water storage, and consequently soil volumes. In six
of nine trials we detected significant elevation change over periods as short as 5 d. Marsh-wide averages ranged from 1.2
to 3.0 mm, greater than the yearly increase in relative sea level in many regions. Wood Point marsh had the highest tidal
range, but lowest soil organic matter content, giving its soils the lowest compressibility and little sensitivity to ET during
two of three trials; the average change in elevation in Wood Point high marsh stations was 4.0 mm during the last trial. Greater
differences later in the growing season (while temperature changes were minor) at Wood Point and another site suggest that
plant transpiration drove changes in water storage at those sites. Significantly greater differences in elevation with lower
plant cover in the third marsh suggests that evaporation drove changes in water storage there. Surface elevation change due
to ET should be of greatest concern to SET users in temperate regions where there are large changes in plant biomass and variable
temperatures. Variation due to plant transpiration could be reduced if yearly monitoring is scheduled before the start of
the growing season. 相似文献
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干旱区植被盖度增加对降水入渗补给地下水的影响——试验研究与数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
随着西北旱区生态恢复工程的实施,该区生态环境持续改善,植被盖度不断增加。但植被冠层截留与蒸腾耗水加剧了包气带水分的亏空程度,减小了降雨对地下水的补给。采用原位试验方法,分析了植被覆盖区和裸土区不同深度土壤水势的变化规律。结果表明,受蒸发和蒸腾的共同作用,植被覆盖区平均土壤水势(-74k Pa)远低于裸土区(-16k Pa),且变化剧烈,土壤水以向上运动为主。而裸土区土壤水势高,变化小,40cm以下土壤水向下运移,因此可以持续补给地下水。采用Hydrus-1D软件进行了长序列土壤水数值模拟,定量分析了植被盖度增加与地下水补给的关系。数值模拟结果表明,在裸土条件下,降雨对地下水的补给量介于82~333mm/a之间,平均值为197mm/a,平均降水入渗补给系数为0.53。而在植被覆盖的情况下,地下水的补给量几乎为0。最后,从植被蒸腾耗水和冠层降水截留2个方面讨论了旱区植被盖度增加对降雨入渗补给地下水的影响,提出了旱区水与生态和谐发展的建议。 相似文献
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The extent to which leaf water D-enrichment (transpiration) and soil water D-enrichment (evaporation) affect the D/H ratio of plant leaf waxes remains a contentious issue, with important implications for paleohydrologic reconstructions. In this study we measure δD values of precipitation (δDp), groundwater (δDgw), plant xylem water (δDxw) and leaf water (δDlw) to understand their impact on the δD values of plant leaf wax n-alkanes (δDwax) in an arid ecosystem. Our survey includes multiple species at four sites across an aridity gradient (80-30% relative humidity) in southern California.We find that many species take up groundwater or precipitation without significant fractionation. D-enriched soil water is a minor source even in species known to perform and utilize waters from hydraulic lift, such as Larrea tridentata (+10‰). Measurements of leaf water isotopic composition demonstrate that transpiration is an important mechanism for D-enrichment of leaf waters (+74 ± 20‰, 1σ), resulting in the smallest net fractionation yet reported between source water and leaf waxes (L. tridentata −41‰; multi-species mean value is −94 ± 21‰, 1σ). We find little change in leaf water D-enrichment or net fractionation across the climatic gradient sampled by our study, suggesting that a net fractionation of ca. −90‰ may be appropriate for paleohydrologic reconstructions in semi-arid to arid environments. Large interspecies offsets in net fractionations (1σ = 21‰) are potentially troublesome, given the observed floristic diversity and the likelihood of species assemblage changes with climate shifts. 相似文献
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Evolution of soil-water states in the vadose zone of a desert soil after an extreme rainfall event and its impact on the ecosystem 总被引：1，自引：0，他引：1
Evolution of soil-water movement patterns following rare and extreme rainfall events in arid climates is not well understood, but it has significant effects on water availability for desert plants and on the hydrological cycle at small scale. Here, field data and the Hydrus-1D model were used to simulate the mechanisms of soil water and vapor transport, and the control factors associated with temporal variability in the soil water and temperature were analyzed. The results showed that thermal vapor transport with a no rainfall scenario determined daily variability in water content at the soil surface. During rainfall, isothermal liquid water fluctuated as a result of dry sandy soils and matric potential in the upper soil (0–25 cm), and thermally driven vapor played a key role in soil-water transport at 40–60 cm soil depth. After an extreme rainfall event, thermal vapor flux increased and accounted for 11.8% of total liquid and vapor fluxes in daytime with a steep temperature gradient; this was very effective in improving long-term soil-water content after the rain. The simulated results revealed that thermal water vapor greatly contributed to the soil-water balance in the vadose zone of desert soil. This study provided an alternative approach to describing soil-water movement processes in arid environments, and it increased understanding of the availability of water for a desert plant community.
相似文献17.
Information regarding climatic conditions during plant growth is preserved by the oxygen-isotope composition of biogenic silica (phytoliths) deposited in grasses. The O-isotope compositions of phytoliths and the plant water from which they precipitate are dependent on soil-water δ18O values, relative humidity, evapotranspiration rates, and temperature. Plant water and phytoliths from two grass species, Ammophila breviligulata (C3) and Calamovilfa longifolia (C4) at Pinery Provincial Park in southwestern Ontario, Canada, were examined to determine the variability in their δ18O values. Stem water was unfractionated from soil-water in oxygen isotopic composition and the δ18O values of stem silica provide a good proxy for the soil water available to roots during the growing season. Greater spatial and temporal variation in the δ18O values of water in the top 5 cm of the soil, and their enhanced sensitivity to evaporative 18O enrichment, are reflected in the generally higher δ18O values of water in the shallow roots and rhizomes of these grasses. Water within the sheath and lower and upper leaf tissues experiences continual evaporation, becoming progressively enriched in 18O as it moves towards the tip of the leaf. However, the water from which leaf silica precipitates has not acquired the extreme 18O enrichment predicted using steady-state models, or measured for midday or average daily leaf water. Possible explanations for this behaviour include preferential deposition of silica at night; the existence of a secluded water fraction within the leaf, which experiences smaller diurnal variations in isotopic composition than leaf water at sites of evaporation; kinetic isotope effects during rapid precipitation of leaf silica; and incomplete exchange between the oxygen in the silicic acid and the leaf water. 相似文献
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本文以云南省蒙自市断陷盆地高原面上典型封闭式岩溶洼地小流域为研究对象,研究小降雨事件对土壤水分及植物水势的影响。结果表明:（1）在研究区内小降雨事件一般只能补给10 cm以上的土壤,因此在旱季（强降雨事件发生前）,土壤水分随着深度的增加整体呈变小的趋势;受洼地地形影响,整个土壤剖面（0 ~ 80 cm）的土壤水分存在从坡顶到洼地底部逐渐增加,苹果树叶水势逐渐升高的现象;受地质背景的影响,土石质坡地平均土壤水分比石质坡地土壤水分高2.67%,相对应的土石质坡地苹果树受干旱胁迫的程度要低于石质坡地。（2）通过观测对比发现,8天内12次的小降雨事件可以使0~10 cm土壤水分整体上略有升高,但并未能完全改变0~10 cm土壤水分洼地底部大于两侧坡地,而土石质坡地高于石质坡地的特征。（3）小降雨事件虽然只能补给0~10 cm的土壤水分,但由于坡地地区苹果树根系分布较浅（5~30 cm）,部分浅层分布的苹果树根系已能吸收到水分,另一方面小降雨事件具有降温、增湿,减少太阳辐射的作用,可以减小苹果树蒸腾作用,从而降低苹果树叶水势,因此推测小雨事件可以明显减轻苹果树受干旱胁迫的程度 相似文献