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研究成果1-国家自然科学基金面上项目:荒漠凝结水的吸收机制及生态作用(41571034)
2020-01-15 18:39   审核人:

国家自然科学基金面上项目:荒漠凝结水的吸收机制及生态作用(41571034

主持人:吕光辉

主要成果展示:

1. 不同生活型植被对凝结水的利用率

选取草本植物花花柴和芦苇,这2种植物对冠层凝结水的利用率为(2.300+0.011)%(均值±标准差)。主要的灌木植物为盐爪爪、小叶碱蓬、骆驼刺、罗布麻和白刺,群落结构类型为白刺-罗布麻群落,这5种植物总体对冠层凝结水的利用率为(9.l00+0.060)%(均值+标准差)。样地1主要乔木植物为胡杨和梭梭,属于典型的胡杨-梭梭群落结构,胡杨和梭梭都属于该样地的建群种,对冠层凝结水的利用效率为(2.900+0.028)%。通过分析3类不同生活型(乔木、灌木和草本)的植物对冠层凝结水的利用率,我们可以得出灌木植物相较于草本和乔木植物对冠层凝结水的利用率表现出了显著的差异(P<0.05)。这可能是由于样地1内的草本植物都为深根系草本植物,对冠层凝结水的利用率不大,同时该样地的土壤表层含水量很低,最终导致了浅根系草本植物未能生长,这也是一种植物对水资源选择的结果,由于样地的地下水资源丰富,使得深根系草本植物生存下来。由此可知,由于空气温湿度、昼夜温差和露点温度等导致夜间形成的凝结水,多数供给灌木植物利用,其中中深根系植物盐爪爪对冠层凝结水的利用率为18.5%,更能进--步佐证不同生活型植被对潜在水源的吸收和利用率存在差异,同时这也符合生态位假设。对于建群种胡杨和梭梭而言,由于长期的进化使得植物对水分的选择更加倾向于其它水资源,对凝结水的利用率非常低,也有可能仅利用吸附在茎表面或者叶片表面的水汽。这也能够证明,在干旱区,高大乔木对地下水的依赖性很强。

1.不同生活型植被对凝结水利用率

2. 荒漠木本植物对冠层凝结水的吸收

胡杨叶片横切面的荧光示踪结果显示,由0.2%HPTS溶液雾化制成的凝结水大量存在于胡杨叶片的上下表皮细胞、海绵组织、粘液细胞和晶异细胞中。此外,在叶脉维管束中发现了大量聚集的冠层凝结水。

2 胡杨光合器官HPTS质外体途径荧光示踪

Ue:上表皮细胞:Le:下表皮细胞:St:海绵组织: UPt:上栅栏组织:LPt:下栅栏组织:Mv:主脉:Mvp:主脉韧皮部: Mvx:主脉木质部:Sa:厚壁组织:Ca:厚角组织

高碘酸希夫染色结果显示,表皮细胞、薄壁细胞构成的下皮层和复表皮的原生质体外部均分布有大量的亲水性多糖化合物。海绵组织、茹液细胞和叶中脉维管束细胞的原生质体外部均分布有一层亲水性多糖化合物。此外,栅栏组织的内部也具有大量的亲水性多糖化合物。

3胡杨叶片内部的亲水性多糖化合物分布(高碘酸希夫染色)

Ue:上表皮细胞;Le:下表皮细胞;Sc:气孔下室;St:海绵组织;UPt:上栅栏组织;LPt:下栅栏组织;Cc:晶异细胞Mv:主脉;Mvp:主脉韧皮部;Mvx:主脉木质部;Sa:厚壁组织Ca:厚角组织

3. 凝结水对荒漠植物群落特征及稳定性的影响

本研究证明在艾比湖荒漠区,试验期间存在凝结水现象,T2组和T3组的凝结水平均凝结速率分别为(0.0217±0.009 8)mm·h-1(0.0071±0.0012)mm·h-1,日平均凝结水量分别为(0.1953±0.1677) mm·d -1(0.063 6±0.6781) mm·d-1,均显著低于T1(P0.01)(3.1.1)

4 三种处理下日平均凝结水量

试验期间,不同处理间总凝结水量也呈极显著差异(P<0.01)(3.1.2),其中T1组的总凝结水量为0.888 6mmT2组为0.5642 mm,分别为T3(0.1838 mm)4.83倍和3.07倍,表明利用遮盖处理可有效减少凝结水量。同时说明,本文研究凝结水对植物性状与生理过程影响的试验设计切实可行。

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