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1.
植物水分利用效率及其测定方法研究进展 总被引：12，自引：3，他引：9
评述了植物水分利用效率(WUE)概念的发展以及不同尺度的研究进展,分析了WUE的研究意义。从植物因子和环境因子两方面综合评述了WUE的影响因素。植物因子包括:生理因子、生育期、光合途径、生活型、植物固氮特征、入侵特性和品种特性。环境因子包括:水分、光照、CO2浓度、空气温度和叶温、植物种植方式、灌溉方式、施肥、土壤贫瘠程度和干扰强度等,但各环境因子影响程度不同。并且概括了WUE的测定方法:田间直接测定法、气体交换测定法和稳定性碳同位素技术,探讨了各自的优缺点。最后强调了目前水分利用效率研究在尺度扩展方面存在困难,在干旱区植被恢复方面的研究相对较弱,进而初步展望了WUE在干旱区植被恢复方面的研究。 相似文献
2.
近15年中亚及新疆生态系统水分利用效率时空变化分析 总被引：2，自引：0，他引：2
《地理研究》2017,(9)
基于一元线性回归法和Mann-Kendall检验方法,使用2000-2014年遥感数据,分析15年中亚五国及新疆GPP、ET、WUE的空间格局变化及趋势特征,并将参数检验结果相结合进行分类,分析WUE格局变化原因。研究表明:(1)GPP、ET、WUE在时间序列上无显著变化,WUE空间变化显著增加的区域为哈萨克斯坦北部、伊犁河谷和吉尔吉尔斯坦高山区,下降区域为新疆南疆和乌兹别克斯坦灌溉区。(2)WUE变化的主要土地覆盖类型是农田和草地,中密度人口区WUE变化较大。(3)WUE上升因降水增加、退耕导致的GPP增加,干旱胁迫下植被抗逆导致ET下降,WUE下降由于农作物类型转变及灌溉区不合理用水造成。开展中亚WUE空间格局变化研究,可为"一带一路"的顺利推进提供理论依据。 相似文献
3.
极端干旱区胡杨宽卵形叶水分变化影响因子分析 总被引：1，自引：0，他引：1
以新疆塔里木河下游极端干旱环境下胡杨宽卵形叶为研究对象,结合对气象因子、土壤水盐和胡杨叶片气体交换、水势特性的实地监测资料,研究了影响胡杨叶片气体交换特性和水势变化的主导环境因子,揭示了反映胡杨生长发育期叶片水分变化的环境因子的指示性和指示阈值。结果表明,空气相对湿度、气温等气象因子是影响极端干旱区胡杨叶片水势和气体交换特性变化的主要因素;（48.19±1.06）%的空气相对湿度是影响胡杨叶片气体交换特性变化的临界阈值,可作为反映胡杨生长与否的指示指标,不能反映胡杨叶片水分变化状况。在极端干旱的塔里木河下游,空气相对湿度在10.69%~48.19%时利于胡杨叶片气体交换和生长。该研究可为减轻胡杨受旱程度、维持胡杨正常生长及时补充水分提供理论依据。 相似文献
4.
水分利用效率(Water use efficiency,WUE)是研究陆地碳水循环耦合的一种常用度量指标。基于MODIS的总初级生产力(GPP)和蒸散发(ET)数据,通过Slope趋势分析和敏感性分析等方法,研究了中亚WUE的时空变化规律及其对气候因子与干旱的动态响应。结果表明:(1)2000-2018年,中亚年均WUE随着生境湿润程度的增加而升高(生长期规律与此相反),其中湿地WUE最高(1.820±0.10 g C·mm-1·m-2),而灌丛WUE最低(1.330±0.18 g C·mm-1·m-2)。(2)中亚WUE呈略微下降趋势,每年下降速率为0.016 g C·mm-1·m-2,年均WUE的显著下降区域大于上升区域。WUE对年降水和年气温的敏感性均表现为正值区大于负值区且均存在阈值效应,降水敏感性阈值介于250~300 mm(低值点)和500~550 mm(高值点),温度阈值介于3~6℃(高值点)和9~12℃(低值点),且εNDV(I WUE对NDVI敏感性系数)与降水变化呈正相关关系,与气温变化呈负相关关系。(3)通过WUE与标准化降水指数(SPEI)的相关性比较,发现WUE受干旱程度影响由大到小依次为灌丛、作物、森林、草原和湿地,且不同植被类型下WUE随着干旱程度的增加而升高。 相似文献
5.
科尔沁沙地黄柳(Salix gordejevii)光合特性 总被引：1，自引：0，他引：1
采用LI-6400型便携式光合仪及PAM-2100型荧光仪,在2010年生长季节对科尔沁沙地黄柳(Salix gordejevii)的气体交换特性和最大光化学效率的日变化进行了测定。结果显示:黄柳净光合速率(Pn)曲线在6月6日呈双峰型,在7月14日和8月6日呈单峰型,Pn下降的因素在6月6日包括气孔因素和非气孔因素,7月14日和8月6日则以非气孔因素为主;水分利用效率(WUE)日变化趋势同Pn,暗示Pn在其抗旱中的重要性;气孔导度(Gs)在测量期间呈递减趋势;蒸腾速率(E)呈单峰曲线;光照(PAR)主要影响Pn、E和WUE,而温度(Ta)主要影响Gs;黄柳PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)日变化呈单峰曲线,值为0.75~0.85,显示出对生长环境良好的适应能力。 相似文献
6.
不同光合型植物气体交换参数与环境因子的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
以昆仑山前山低山群自然生长的塔里木沙拐枣(Calligonum roborovskii)和驼绒藜(Ceratoides latens)为研究对象,通过观测分析,探讨了干旱区山地生态系统不同光合型植物气体交换参数特征及其对环境因子的响应,结果如下:①塔里木沙拐枣光合速率、蒸腾速率不同月份变化不明显,对海拔高度升高的响应更积极,驼绒藜光合速率、蒸腾速率呈下降趋势,对海拔高度变化的响应不明显;②两种植物午间光合速率下降归因于叶片光合酶活性下降,气孔调节作用不明显;③塔里木沙拐枣光合速率主要受光合有效辐射强度和温度影响,蒸腾速率与饱和水汽压差负相关性不明显,驼绒藜气体交换参数与环境因子相关性不明显;④水分条件改善是促使塔里木沙拐枣向高海拔迁移的主要因素,温度提高有利于其良好生长。 相似文献
7.
《干旱区地理》2021,44(3):691-699
水分利用效率(Water use efficiency,WUE)作为评价植物生长适宜度的综合指标之一,能很好地反映植被对生态输水的响应。通过Slope趋势分析、Pearson相关性分析及栅格时序合成等方法,利用CASA模型估算的净初级生产力(Net primary productivity,NPP)和SEBAL模型估算的实际蒸散发(ET),研究了塔里木河下游WUE的时空变化及其对生态输水的动态响应。结果表明:(1)2001—2018年,塔里木河下游WUE呈显著上升趋势(P0.05),但受NPP的影响大于ET(Cor_(NPP)=0.76Cor_(ET)=0.10),灌丛WUE(0.49 g C·mm~(-1)·m~(-2))高于胡杨(0.30 g C·mm~(-1)·m~(-2))及草本(0.24 g C·mm~(-1)·m~(-2));WUE空间变化规律为由河道向两侧及由西北向东南呈递减趋势,极显著上升面积占整个研究区的13.64%。(2)各植被WUE随着生态输水量的增加,呈显著上升趋势(P0.05),灌丛WUE平均每年上升幅度是胡杨和草本WUE上升幅度的15倍,表明灌丛WUE对生态输水的响应更为敏感;各植被WUE与生态输水量、输水持续时间均呈正相关,与输水开始时间呈负相关。年内输水次数与年内WUE、NPP及归一化植被指数(NDVI)呈正相关关系(WUE:Cor=0.407,NPP:Cor=0.605,NDVI:Cor=0.657)。(3)不同植被类型生长的最适温度有所差异,并与WUE、NPP及ET有着密切关系。胡杨年均最适温度25.62℃、灌丛27.07℃及草本23.22℃。在温度偏差值最小的时间(4—10月)进行最佳的水热组合将更有利于植被生长。(4)塔里木河下游年均WUE与地下水埋深呈较强的负相关关系(Cor=-0.81),其中草本及灌丛WUE与地下水埋深的相关性高于胡杨(|Cor_(草本及灌丛)=-0.76||Cor_(胡杨)=-0.46|);各植被年均WUE在地下水埋深4～6 m处存在峰值,超过6 m后,WUE均呈下降趋势。 相似文献
8.
科尔沁沙地几种常见植物对风胁迫的生理响应 总被引：3，自引：2，他引：1
风在自然界很常见,对植物也有很大影响,尤其在多风沙的干旱、半干旱地区。本研究以科尔沁沙地4种常见植物:沙米、大果虫实、胡枝子和马唐为对象,采用便携式风洞对以上4种植物进行不同吹风强度(4 m·s-1和8 m·s-1)和吹风时间(20~120 min)的处理,同时利用Li-6400光合作用测定仪对植物的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Ts)的变化进行测定,以研究这4种植物对风胁迫的生理响应。结果表明:4种植物的Pn、Gs和Ts均随着风速的增大和吹风时间的加长而显著降低。在4 m·s-1风速下,4种植物的Pn、Gs和Ts在吹风结束时分别降低了47.2%~89.3%,49.4%~90.1%,45.7%~86.5%。同样,在8 m·s-1风速下,4种植物Pn、Gs和Ts的降幅分别为59.2%~91.3%,47.3%~93.5%,69.5%~91.8%。除了胡枝子的Gs外,其他所测指标在8 m·s-1风速下的降幅均大于在4 m·s-1风速下。4种植物的水分利用效率(WUE)在吹风的初期均有所升高,但当吹风时间超过60 min后则普遍开始下降,这说明固沙植物对短时风胁迫具有一定的适应性。 相似文献
9.
干旱程度对C3植物红砂和C4植物珍珠光合生理参数的影响 总被引：2，自引：1，他引：1
C3和C4植物混生在草地生态系统中较多,而在荒漠生态系统少见。在中国荒漠地区,C3小灌木红砂和C4半灌木珍珠在特定生境下混生在一起,以独特方式适应高温强光和干旱的极端环境。通过在不同干旱程度下测定它们生长期叶片的光合气体交换参数,探讨它们在混生条件下对极端环境的生理响应特征。结果表明,红砂的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)均要高于珍珠;而珍珠的水分利用效率(WUE)则要高于红砂。这表明珍珠和红砂在水分匮乏的荒漠生境下采取了不同的生存策略。红砂通过维持较高净光合速率和较高蒸腾速率来生存;而珍珠则通过高水分利用效率生存。 相似文献
10.
在全球气候变化背景下,明确评估树木生长对气候变化的响应机制,包括年际、年内径向生长变化及其物候现象,是深刻了解现在森林生态系统中树木生长状况及精准模拟其未来生长态势所必须的前提条件。另外,研究年内树木径向生长与气候因子的关系将会更加丰富当前从传统树轮气候学或树轮生态学研究中所得到的认识。然而,目前在高分辨率水平上（年内）直接观测树木径向生长变化对气候因子响应过程的方法或手段仍然有限。其中,微树芯方法以其独特的优势而得到了广泛的应用,尤其是在欧洲及北美加拿大地区,但在热带及亚洲的研究还相对较少。涉及内容除其最直接的监测树木径向生长变化外,也开展了不同方面的对比研究,如分析年龄效应、海拔效应、健康状况等对树木生长的影响。此外,研究者也在部分区域尝试了控制对比试验,如探讨了人为增温/冷却、干旱胁迫、森林抚育间伐措施是如何影响树木径向生长变化的。本文就以上各方面进行了详细评述。 相似文献
11.
以科尔沁沙地优良固沙植物差不嘎蒿（Artemisia halodendron）为实验对象,研究了其在不同水分条件下的气体交换特性。结果表明,不同水分处理下差不嘎蒿的气体交换特性存在显著差异。在对照供水条件（当地降水平均值,123 mm）下,差不嘎蒿叶片具有最大的光合速率;少量供水（61.5 mm）下,差不嘎蒿叶片的气体交换能力下降,导致净光合速率减小,但水分利用率升高,显示出对干旱环境的强适应能力,净光合速率日变化曲线为双峰型,具有光合“午休”现象;大量供水（184.5 mm和246 mm）下,叶片气体交换能力增强,但净光合速率和水分利用率较小,净光合速率日变化曲线为单峰型,光合“午休”现象消失。根据Farquhar和Sharkey的观点,相对于对照处理,可以判定少量供水条件下影响差不嘎蒿净光合速率的因素以气孔因素为主,而充分供水条件下则以非气孔因素为主。 相似文献
12.
全球动态植被模型(DGVM)是研究生态系统复杂过程和全球变化的强有力工具。本文基于过去20多年全球已发表的文献,对得到广泛关注和应用的DGVM之一——集成生物圈模拟器(Integrated Biosphere Simulator,IBIS)的开发、改进、发展及应用进行了总结。IBIS是一个在全球变化等多领域中有着广泛应用的模型。自1996年诞生以来,IBIS在陆地生态系统的碳、氮、水循环,植被动态、陆气耦合、水域系统耦合和气候变化影响等多个方面取得了验证和应用。本文较为系统地阐述了IBIS模型在V2.5版本后的不同发展方向,主要针对IBIS模型在水文过程(蒸散、土壤水分、地下水、径流)、植被动态(植被功能型、土地覆盖变化)、植被生理过程(植被物候、光合作用、植被生长、碳分配)、土壤生物地球化学过程(土壤碳氮循环及反馈、温室气体排放等)以及包括土地利用变化、干扰与管理等人类活动过程等方面的改进与发展进行了全面的综述;在此基础上,对模型在生态系统生产力、碳水收支、水分利用效率、温室气体排放、自然干扰(干旱、火灾、虫害)和人类活动(土地利用变化、农业经营)等方面的应用,以及模型的技术性改进方面进行了回顾;最后对模型的前景和进一步发展提出了一些见解。 相似文献
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氢氧稳定同位素技术在生态系统水分耗散中的应用研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
氢氧稳定同位素作为水的"DNA",对于研究水分的传输和转化具有重要的意义,而水分耗散是水循环的重要组成部分。简单介绍氢氧稳定同位素在水分耗散研究中应用的主要原理和比较新的一些技术方法,主要对其在森林、草原生态系统和农田生态系统中蒸散发分离,植物水分来源区分、叶片水同位素富集和水分利用效率等方面做较为详细的归纳总结和探讨,最后指出国内此类研究仍然存在的问题和可能的发展方向,以期对未来氢氧稳定同位素技术在水分循环和水分耗散方面的应用研究有借鉴作用。 相似文献
14.
Elevated CO2 (eCO2) has important impacts on plants, especially on water use efficiency (WUE). A meta-analysis was performed to determine the responses of WUE to enriched CO2. We summarized 242 studies on WUE research under ambient and enriched CO2 conditions that were published between 1989 and 2019. Our results showed that WUE had positive responses to elevated CO2 with an increase of about 46% and high heterogeneity. Elevated CO2 increased leaf, grain, biomass and whole plant WUE by 76%, 9%, 30% and 37%, respectively. The effect size on leaf WUE was higher than the other three WUE types, and the effect size on whole plant WUE was higher than grain WUE (P<0.05). In another respect, the response of WUE in forests was higher than in cropland (P<0.05). Regarding different experimental methods, WUE had a stronger response to elevated CO2 by the method of climate-controlled chamber than by the methods of OTC (Open Top Chamber) or greenhouses (P<0.05). However, the effect size obtained by the method of greenhouse was higher than that obtained by the methods of either OTC or climate chamber for whole plant WUE (P<0.05). Furthermore, our results found WUE had a positive linear relationship with the magnitude of CO2 enrichment (P<0.05). Meanwhile, the effect size of elevated CO2 on grain WUE had a positive linear relationship with the duration of CO2 enrichment. This study found that the impacts of CO2 enrichment on WUE are unique and specific for different WUE types and the various experimental conditions. 相似文献
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陆地生态系统碳- 水耦合机制初探 总被引：11，自引：0，他引：11
陆地生态系统的碳循环和水循环是当前全球变化研究的热点。大量的研究已经表明两者之间具有密切的 耦合作用。但是目前对于两者的耦合关系和耦合机制还缺乏系统的分析和总结。本文在综合相关研究的基础上,对 陆地生态系统碳- 水耦合的基本过程和基本作用机制作了概括。我们认为陆地生态系统碳- 水耦合过程共包括土 壤- 植被节点、植被- 大气节点(气孔节点)、土壤- 大气节点和生化节点4 个碳- 水耦合节点。碳- 水间的生化反应、气 孔对光合- 蒸腾的共同控制和优化调控作用、生态系统对碳、水循环的同向驱动机制分别是陆地生态系统碳- 水耦 合的生物化学、生物物理学和生态学基础,共同构成了碳- 水耦合的基本作用机制。我们还用水分利用效率(WUE) 概念对碳- 水耦合过程中的碳/水耦合比例关系作了探讨。 相似文献
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广西不同石漠化程度下典型植物水分来源分析 总被引：2，自引：0，他引：2
以广西岩溶地区不同石漠化程度下的典型优势灌木为研究对象,利用氢氧和碳稳定同位素技术,结合叶片水势和土壤水势等,分析广西石漠化地区典型植物的水分利用来源。实验结果表明：随着石漠化的加剧,植物叶片水势和d13C值呈降低的趋势,但并没有呈直线下降,且不同石漠化程度下植物的水势和碳同位素差异性均不显著。在轻度和中度石漠化环境下,灌木主要以吸收土壤水（＞70%）为主;重度石漠化环境下,黄荆以夏季早期降雨储存在裂隙孔隙中的水（71.1%）为主要水源,而红背山麻杆则主要吸收土壤水（57.6%）和夏季早期降雨储存在裂隙孔隙中的水（42.4%）。土壤水是石漠化地区植物水分利用的重要来源,在重度石漠化环境下,植物对岩溶裂隙水的利用比例增大。为适应石漠化地区水分不足的现象,植物具有相似的水分利用策略：保持比较低的水势,较高的水分利用效率。植物对不同水源的利用存在转移以适应石漠化环境的加剧。 相似文献
18.
下垫面因素对喀斯特地区水分利用效率的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
水分利用效率是衡量陆地生态系统对气候变化响应的重要指标,而下垫面因素通过影响局部气候进而影响水分利用效率。喀斯特地区生态缺水严重且下垫面情况复杂,但目前该区域多个下垫面因素对水分利用效率的综合影响仍不明晰。论文利用MODIS GPP和ET数据集计算中国西南喀斯特地区的水分利用效率,结合岩性组合、土壤类型、土地利用类型及地表粗糙度,采用广义线性模型,揭示了下垫面因素对水分利用效率的综合影响。结果表明：研究区水分利用效率受海拔和喀斯特发育程度综合影响,在空间上从东南向西北逐渐升高。下垫面因素中岩性组合对水分利用效率的影响表现出了喀斯特与非喀斯特地区的差异,喀斯特地区的碳酸盐岩岩性组合对水分利用效率呈负向影响,纯喀斯特岩性组合比非纯喀斯特岩性组合负向影响更强;土壤类型对水分利用效率的影响受分布海拔高度差异、土壤有机质差异及喀斯特与非喀斯特地貌差异3种因素影响;土地利用类型总体上呈植被越茂盛的地类对水分利用效率的正向影响越强的趋势;地表粗糙度的增大先对水分利用效率趋正向影响,后趋于负向影响。碳酸盐岩影响土壤性质,而土壤性质和地表粗糙度共同影响植被来对喀斯特地区的水分利用效率产生综合影响。 相似文献