土层浅薄地区植物水分来源研究方法

植物水分来源取决于环境中有效水的分布及植物获取水分的能力.旱季,土层浅薄地区土壤水无法满足植物生长的需要,植物能否利用风化基岩层水分是其能否维持正常水分消耗的关键.本文综述了4种土层浅薄地区植物水分来源的研究方法,包括调查和分析植物根系生长与分布特征、监测地表以下各层次水分变化、监测并分析植物体水分指标季节变化以及运用稳定同位素技术区分植物水分来源,并进一步分析了各种方法的优势和局限性及其在我国西南喀斯特地区植物水分来源研究中的应用前景.

不同种植方式下两种草本营养元素对土壤厚度和水分减少的响应

为了探究不同种植方式下草本植物对喀斯特"土层浅薄"和"岩溶干旱"生境的养分调节响应,选择苇状羊茅(Festuca arundinacea)和黑麦草(Lolium perenne)为研究材料,在盆栽水分控制条件下设置了2种土壤厚度[对照土壤厚度(T_(CK))和浅土(T_S)]、2种水分处理[对照水分(W_(CK))和干旱(W_D)]和2种种植方式(单种和混种),研究土壤厚度和水分减少对混种下两种草本植物元素含量、积累和分配的影响。结果表明:(1)与对照组(CK:T_(CK)W_(CK))相比,在浅土组(S:T_SW_(CK))、干旱组(D:T_(CK)W_D)和浅土+干旱组(SD:T_SW_D),苇状羊茅和黑麦草的地上和根系C和N含量在单种和混种下(浅土除外)显著增加,P含量和各部分元素积累量显著降低;而苇状羊茅的根系各元素分配比在3种低资源水平下(S、D、SD)由单种时增加转为混种时降低,而黑麦草的根系营养元素分配比在浅土中增加,但在干旱处理下减少。(2)在对照资源水平下(CK),混种后苇状羊茅的地上部分C含量、根系P含量、地上、地下和总的元素积累量和根系元素分配比显著高于单种,而在3种低资源水平下达到各参数在单种和混种下无显著差异。(3)在各资源水平下,混种后黑麦草各部分C、N、P的含量、积累量和根系元素分配比大体上与单种无显著差异。结果表明,在低资源水平下,苇状羊茅和黑麦草通过增加C和N元素含量表现出较强的资源获取和防御能力。在混种条件下,苇状羊茅能够通过调节自身元素的积累和分配来提高竞争力,而黑麦草保持相对恒定的策略来响应竞争。

采用稳定同位素技术判定喀斯特地区植物水分来源的挑战与可能应对方案

占全球陆地面积约15%的喀斯特地区,有着不同于绝大多数非喀斯特地区的水文地质结构,使得许多在非喀斯特地区行之有效的研究方法难以直接用于喀斯特地区,而且这种限制在植物水分来源的研究上体现得尤为明显.本文从为什么要在喀斯特地区开展植物水分来源的研究、为什么一定要用稳定同位素的方法、使用该方法在喀斯特地区有何挑战,以及应对这些挑战的可能解决方案是什么等4个方面,综述了喀斯特地区植物水分来源研究普遍关注问题的由来和可能应对方案.文中重点阐述了与其他方法相比,稳定同位素技术在喀斯特地区植物水分来源研究中的优势以及难以完全满足其前提条件的挑战,结合现有相关研究的有益探索,提出在喀斯特地区的研究不必过分追求对各水源在具体深度上的细致划分,从水源特性的角度进行区分是更为适宜的途径.