塔里木河下游典型胡杨群落大气凝结水的形成规律与数量评估

在极端干旱的塔克拉玛干沙漠边缘地区,凝结水可能是一种重要的水源。然而,目前对该地区凝结水的形成、数量等特征所知甚少。借助于涡动协方差观测系统于2013年6-12月对沙漠边缘胡杨林群落的水汽通量、气象要素等进行观测,目的是揭示凝结水的形成特征及其在区域水量平衡中的作用,初步探讨凝结水定量评估方法。研究结果表明：胡杨林群落具有明显水汽凝结现象,在整个182 d的观测期内,凝结水出现的天数达到了148 d,占整个观测期总日数的81%,累积凝结水量为19.78 mm;凝结水出现时,夜间平均持续时间为3-4 h左右,平均日凝结水量为0.13 mm。单一冠层凝结出现天数为47 d,凝结总量8.5 mm,明显大于单一的地面凝结（44 d,6.65 mm）,生长季冠层凝结是主要的。基于观测数据,构建了凝结水出现天数、日持续时间与凝结速率的评估方程,模拟结果在长时间尺度上（月、季）可较好的反映实测结果（R2〉0.9）。观测结果显示,凝结水总量超过同期降水量0.48 mm,并达到当年年降水量的84%,凝结水对水分收支的作用与年降水相当,在区域水量平衡中扮演了重要的角色。

新疆艾比湖湿地自然保护区荒漠优势种体内的水分来源

植物体内各水分来源的比例反映植物的适应特征,在水分作为限制因子的荒漠区,其更是物种间生态位分化、荒漠多样性维持的重要机理之一。通过检测艾比湖湿地自然保护区内4个生境(荒漠、河岸林、盐沼地和沙丘)的8科14种优势种的木质部,以及当地河水、地下水、4层不同深度(0—40,40—70,70—100 cm和100—150 cm)土壤水的稳定氧同位素值(δ^(18)O),估算各物种和各科植物体内各种水分来源的比例,随后依据根系的空间位置再将14种植物分成13个中深根系和1个浅根系物种,进一步利用δ^(18)O值分析深浅根系植物间的水分差别,以及各水源间的补给关系。结果表明:(1)艾比湖湿地自然保护区内,不同物种体内水分来源存在差别。将所有优势物种按科属归类后,类似物种水平,不同科属植物体内的水分来源也存在差别;(2)地下水是大部分植物的主要补给水源,多数植物很少利用0—40 cm表层土壤水;(3)深浅根系植物的水分来源不同,深根系植物主要利用地下水和河水,而浅根系植物主要利用土壤水;(4)艾比湖湿地自然保护区内,地下水补给河水,随后两者共同从土壤深层至浅层依次补给土壤水。综上可知:干旱荒漠内,水源可利用性的多样化,导致不同区域植物体内各水分来源的比例存在差别。在离河岸距离、地下水位高低、土壤表层盐渍化程度等因素的综合影响下,多年生和盐渍环境生长的植物,趋向于吸收地下水、河水和深层土壤水,相反,一年生或短命植物趋向于利用其能触及到的各种水源。

山杏苗木对干旱胁迫的生理响应

为了对山杏在矿区生态恢复和水土保持应用中提供理论依据,用盆栽和自然耗水的方法,通过设立正常水分对照组和干旱处理试验组,研究1年生山杏苗木适应干旱胁迫的生理机制。结果表明:1)连续7个观测日对照组土壤水势(Ψs)、山杏叶水势(Ψl)变化幅度较小;而试验组Ψs和Ψl随干旱持续而下降,但Ψl的降低幅度明显小于Ψs。2)连续4个观测日对照组山杏蒸腾速率(T r)、净光合速率(P n)和胞间CO 2浓度(C i)日均值变化很小;而随干旱持续试验组T r和P n日均值显著下降、C i显著上升(P<0.05),光合作用从气孔限制转为非气孔限制时Ψs阈值为-0.27 MPa。3)试验组山杏Ψs高于永久萎蔫点(-1.5 MPa)时,Ψl日变化滞后于Ψs日变化;Ψs低于该值时,Ψl和Ψs的日变化同步。该研究结论为:山杏能通过吸收大气凝结水、气孔调节、增强水吸力和水容调节的方式抵抗干旱,可作为生态恢复和水土保持优良树种。