沙地盐胁迫对油莎豆幼苗生理生长影响的模拟研究

为了解油莎豆(Cyperus esculentus)幼苗对沙化土地盐胁迫的生理生长适应性,本研究在温室条件下以风沙土为培养基质,采用盆栽试验对油莎豆幼苗进行不同浓度NaCl胁迫处理,分析盐胁迫30 d和50 d后油莎豆幼苗的生长、生理生化特性及Na^(+)和K^(+)平衡。结果表明:(1)盐胁迫30 d和50 d后,油莎豆幼苗地上和地下部分均在NaCl浓度≤0.5 g·kg^(-1)时生长良好,但株高明显降低;在NaCl浓度≥1.0 g·kg^(-1)时,地上及地下部干重、株高和叶面积均出现不同程度下降。(2)盐胁迫30 d时主要通过脯氨酸大量积累来减轻盐胁迫,在50 d时主要通过可溶性蛋白和可溶性糖的大量累积来提高其渗透调节能力以适应盐胁迫。(3)随NaCl浓度的增加,叶片与根系Na^(+)含量和Na^(+)/K^(+)均显著增加,说明其离子平衡遭到破坏。(4)隶属度综合评价结果表明,NaCl浓度≤0.5 g·kg^(-1)时油莎豆幼苗的综合生理生长表现没有发生明显变化,但超过1.0 g·kg^(-1)时则显著下降,这表明油莎豆幼苗具有一定的耐盐性,在沙地轻度盐胁迫条件下可以正常生长。

中国北方典型荒漠区生长季降水特征和归一化植被指数的关系

植物生长季内的降水变化是造成植物生长产生年际变异的重要因素,降水量、分配方式以及集中程度和时间是降水变化的重要特征。利用2000-2017年的MODIS归一化植被数据集和4个样点植物生长季(5-9月)的日降水数据,分析了研究区NDVImax与降水特征的相关性。结果表明:2000-2017年研究区4个样点的NDVImax均呈上升趋势;生长季降水量呈现出两侧降水增加,中间降水减少的趋势;降水集中度(PCD)西部增高,东部降低;研究区的降水集中期(PCP)都有延后的趋势。4个地区中除榆林外,其他3个地点的PCD与PCP对NDVImax的影响均大于生长季降水量,说明这3个地点的NDVImax值的年际变化主要取决于PCD与PCP的变动,且均为正相关关系,即降水越集中越有利于NDVImax的增加;榆林地区的NDVImax与生长季降水量的偏相关结果为正相关,与PCD为负相关,且与生长季降水量的相关性最强,说明该地区植物对生长季降水量更敏感,降水越均匀越有利于该地区植物的生长。

准噶尔盆地南缘草本层碳通量及土壤呼吸的变化特征

利用LI-840以及LI-8100土壤呼吸测量仪,对准噶尔盆地南缘草本层片碳通量以及沙丘不同部位的土壤呼吸速率进行了测量,探讨了草本层片碳通量季节动态以及日过程的变化特征,沙丘不同部位土壤呼吸速率的年变化特征以及环境因子对草本层片碳通量以及土壤呼吸速率的影响。结果表明:草本层片碳通量不仅在日尺度上呈现单峰的变化趋势,在季节尺度上也呈现相同的变化趋势。生长旺盛季草本层碳通量日过程变化幅度较大,草本层片净碳交换(NEE)从-2.5~0.02μmol·m^(^(-2))·s^(-1),草本层总生产力(GEP)则从-4.4^-1.1μmol·m^(-2)·s^(-1),而9月份以后则基本维持在0附近。通过分析碳通量与环境因子的关系,草本层片碳通量与土壤温度呈正相关关系,草本层土壤呼吸(ER)与光合有效辐射呈正相关关系,而草本层GEP与光合有效辐射则呈负相关关系。沙丘不同部位(沙丘顶部、中部、底部)土壤呼吸速率年动态变化为双峰型,且不同坡位之间土壤呼吸速率差异显著。

天山巩乃斯河谷积雪深度及季节冻土温度对气温变化的响应

气候变化影响着积雪的时空变化和季节冻土的水热变化,同时积雪变化对季节冻土的水热状态也有着重要的影响。为了分析积雪和气温对季节冻土热状况的影响,本文使用基于TFACE原理的试验装置在天山积雪与雪崩研究站进行了野外空气增温控制试验。野外试验设置了三种处理:自然状态、增温Ⅰ和增温Ⅱ。自然状态为无人为干扰的纯自然状态,增温Ⅰ为距积雪或土壤表层10cm气温增温约2℃,增温Ⅱ为距积雪或土壤表层10cm气温增温约4℃。结果表明:气温增加对积雪消融有显著的影响。在初始雪深为128cm条件下,增温I和增温II处理下的积雪消融时间比自然状态下分别提前19天和25天。在融雪期,气温、最大雪深和最大雪深发生的日期是影响季节冻土温度的重要因子。积雪覆盖条件下,季节冻土从深层开始解冻。而积雪的消失使土壤直接接受太阳辐射,土壤温度则迅速升高,从而使增温I和增温II处理下的季节冻土提前解冻。积雪消失后,季节冻土解冻的方向是从表层开始逐渐到深层。若积雪深度超过100cm时,积雪和土壤交界面的热交换基本达到平衡,此时土壤热通量损失达到最小值。融雪水对土壤温度特别是深层未冻结土壤有制冷作用。停止增温后,三个室外试验处理下的土壤温度随着时间逐渐趋于一致,并且土壤温度随着气温的波动而显著变化。