收藏本站
《山东农业大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

黄土丘陵区3个树种光合效率光响应过程及其模拟

李红  
【摘要】: 半干旱黄土丘陵区是我国典型的生态脆弱地区,而水分是制约植被恢复与重建的主要因素。本文针对半干旱黄土丘陵区干旱缺水的主要特征,在山西省吕梁山西麓的方山县峪口镇土桥沟流域,以山杏(Prunus armeniaca)、沙棘(Hippophae rhamnoides)和油松(Pinus tabulaeformis)三种树种作为试验材料,布设盆栽试验及大田试验。通过对不同土壤湿度下各个树种光合作用效率指标光响应过程的观测,阐明在正常水分环境条件下,三个树种叶片光合作用、蒸腾作用和水分利用等生理过程的基本特征,及其在土壤水分胁迫环境下的变化特征与机制;并揭示在模拟光辐射增强过程中,三个树种光合作用效率(净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率等)的变化特征与机理。在此基础上,探索三个树种光合作用对水分和光照的适应性特征,明确维持其较高光合作用效率的适宜土壤湿度范围(包括土壤水分最低、最适、最高临界值)。为三个树种在黄土丘陵区造林中适宜的立地配置提供理论与技术依据。 1、三个树种光合作用效率对土壤湿度的响应特征 (1)三个树种叶片气体交换参数对土壤水分具有明显的阈值响应 根据光合速率、蒸腾速率等气体交换参数与土壤水分关系的分析结果,初步确定了三个树种以提高光合生产力与水分利用效率为核心的适宜土壤水分条件、植物水分最大亏缺及适宜的光强范围。盆栽沙棘、盆栽山杏、大田山杏、盆栽油松和大田油松生长适宜的土壤水分范围分别为:38.49%~71.69%、44.70%~68.20%、34.20%~62.31%、35.72%~68.50%、34.71%~68.95%。盆栽沙棘、盆栽山杏、大田山杏、盆栽油松和大田油松生长的土壤水分最大亏缺分别为:30.00%、28.33%、30.50%、27.61%、28.10%。油松、山杏和沙棘生长的适宜的光照强度范围分别为:300~1300μmol·m~(-2)·s~(-1)、500~1300μmol·m~(-2)·s~(-1)、500~1400μmol·m~(-2)·s~(-1)。 (2)三个树种的光合量子效率、最大光合速率、光饱和点和暗呼吸速率等光合效率参数受土壤水分的影响显著,对RWC具有明显的阈值响应。三个树种的光合量子效率(Φ)、最大光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(Rd)和光补偿点(LCP)等光合效率参数对土壤水分的变化具有明显的阈值响应过程。随着土壤湿度的由低到高的变化,Φ、Pnmax、LSP和Rd都表现为先增大后减小的过程,而LCP表现为先减小后增大的过程。但不同树种的光合效率参数发生转折变化的土壤湿度临界值有所不同。三个树种对弱光的利用能力由高到低的顺序为:大田山杏、盆栽沙棘、盆栽山杏、盆栽油松、大田油松。不同树种对光合产物的消耗也表现出较大的差异,由多到少的顺序为:沙棘、山杏、油松。 2、三个树种光合作用效率对光照强度的响应特征 对三个树种光适应的分析,其光照强度的上、下限是根据维持较高Pn的PAR来选择的,对其最适光照强度是根据维持最高Pn的LSP来确定的。维持三个树种较高Pn的最低光照强度差别较小。油松的光照强度最低在300μmol·m~(-2)·s~(-1)左右;山杏和沙棘的最低光强大约在500μmol·m~(-2)·s~(-1)左右。表明油松忍受弱光的能力明显高于其它树种,在弱光下仍具有较高的Pn。维持三个树种最高Pn的最适光照强度变动幅度较小。维持三个树种较高Pn的最高光强没有明显差异,三个树种均能在较高的光强下维持较高的Pn,表现出对光环境较高的适应能力。沙棘的最高光强为1400μmol·m~(-2)·s~(-1),油松的在1500μmol·m~(-2)·s~(-1)左右,山杏的在1600μmol·m~(-2)·s~(-1)左右。 油松、山杏和沙棘生长的适宜的光照强度范围分别为:300~1300μmol·m~(-2)·s~(-1)、500~1300μmol·m~(-2)·s~(-1)、500~1400μmol·m~(-2)·s~(-1)。 3、三个树种光合作用光响应过程的适宜模型 利用三个经验模型(直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型)对三个树种光合作用光响应过程的模拟结果表明,非直角双曲线模型拟合的总体效果要好于直角双曲线模型。而直角双曲线修正模型能很好的解决直角双曲线模型和非直角双曲线模型的缺点,可以直接计算植物的饱和光强和最大净光合速率。求解的光合量子效率(Φ)、最大光合速率(Pnmax)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)最接近实测值。而且直角双曲线修正模型不但可以拟合植物在饱和光强之后光合速率不下降的光响应曲线,而且还可以拟合植物在饱和光强之后光合速率随光强的增加而下降这一段的光响应曲线,且估算的饱和光强和最大净光合速率与实测值最为接近。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S718.4

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹军胜,刘广全;油松光合特性的研究[J];安徽农业科学;2005年04期
2 赵雨森,焦振家,王文章;樟子松蒸腾强度的研究[J];东北林业大学学报;1991年05期
3 卢桂宾;环境条件对黄土丘陵区旱坡地枣树水分蒸腾的影响[J];东北林业大学学报;2001年04期
4 朱万泽;;贡嘎山地区黄背栎光合作用日变化及光合响应[J];东北林业大学学报;2005年06期
5 朱万泽,王金锡,薛建辉;台湾桤木引种的光合生理特性研究[J];西北植物学报;2004年11期
6 付为国;李萍萍;卞新民;吴沿友;曹秋玉;;镇江北固山湿地芦苇光合日变化的研究[J];西北植物学报;2006年03期
7 赵世杰,许长成,孟庆伟,邹琦;田间小麦叶片光合作用的光抑制[J];西北植物学报;1998年04期
8 陈洪国;;四种常绿植物蒸腾速率、净光合速率的日变化及对环境的影响[J];福建林业科技;2006年01期
9 高照全,邹养军,王小伟,魏钦平;植物水分运转影响因子的研究进展[J];干旱地区农业研究;2004年02期
10 杨俊霞,郭宝林,鲁韧强,梁海永,郭庆港,王颖丽;土壤含水量对美国黑莓光合特性的影响[J];果树学报;2003年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘鹏,刘庆忠,王勇,李新华;喜温作物的低温损伤及其抗冷性的研究进展[J];山东农业科学;2004年02期
2 刘延涛;于利华;王家仁;;限量灌水对水浇地冬小麦耗水及产量的影响[J];山东农业科学;2007年02期
3 刘丽云;侯传本;王明友;郑延海;贺明荣;;外源钙离子对盐胁迫下小麦萌发的影响[J];山东农业科学;2007年05期
4 曹克友;魏佑营;吴静;王军伟;魏秉培;邱红;;低温弱光胁迫对辣椒CMS三系幼苗光合特性与叶绿素含量的影响[J];山东农业科学;2008年06期
5 薛永峰;王建华;耿慧云;王志龙;于晓亮;;丹参光合日变化的研究[J];山东农业科学;2008年07期
6 张清霞;杨晓云;张淑霞;王媛;司朝光;;大白菜花药培养影响因素的研究[J];山东农业科学;2009年01期
7 邓仰勇;苗保河;;大豆生长发育对大气CO_2增加的响应[J];山东农业科学;2009年01期
8 王连新;曾峰;张继祥;;分根灌溉对草莓光合特性及水分利用效率的影响[J];山东农业科学;2009年03期
9 刘勇;;黄土高原植被群落演替规律和演替中土壤理化特性变化研究进展[J];山东农业科学;2010年06期
10 刘月辉;张素志;王元秀;王军;孙纳新;;两个玉米自交系的耐盐性研究[J];山东农业科学;2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蒋跃林;张庆国;张仕定;岳伟;姚玉刚;;大气CO_2浓度升高对小麦营养品质的影响[A];食品安全的理论与实践——安徽食品安全博士科技论坛论文集[C];2005年
2 陈冲;石雪晖;罗彬彬;;设施栽培葡萄果实膨大期光合特性研究[A];园艺学文集5[C];2010年
3 张清霞;司朝光;王媛;张淑霞;吕享华;杨晓云;;抗根肿病大白菜的花药培养[A];山东园艺学会第七次会员代表大会暨学术研讨会论文集[C];2011年
4 冷寒冰;秦俊;胡永红;;四种常见温室植物的光合作用对光和CO_2的响应[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
5 高健洲;马丽茹;刘燕;;温室芍药生长发育及光合特性研究[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
6 冯立娟;苑兆和;甄红丽;王晓慧;丁雪梅;尹燕雷;;多效唑对大丽花生长与光合特性的影响[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
7 邢震;姚霞珍;张启翔;刘灏;旦巴桑布;;白柳光合特性研究初报[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
8 刘瑞峰;贾桂霞;曹玲玲;;温室弱光条件下6个百合品种光合性能的比较研究[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
9 ;Design and Implementation of the Small Watershed Afforestation Site Management Information System(SWASMS) Based on GIS[A];Proceedings of Symposium from Cross-strait Environment & Resources and 2nd Representative Conference of Chinese Environmental Resources & Ecological Conservation Society[C];2010年
10 常馨方;郭小平;杜文利;;垃圾场边坡覆盖蚯蚓土对野花生长及光合特性的影响[A];矿化垃圾资源化利用与填埋场绿化技术研讨会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨守军;根系调控对枣树(冬枣)生长及代谢影响的效应研究[D];山东农业大学;2010年
2 屈会娟;砂姜黑土区小麦玉米轮作秸秆全量还田对冬小麦的生理生态效应[D];安徽农业大学;2010年
3 王俊忠;施氮对高产夏玉米源库代谢特征的调控[D];甘肃农业大学;2010年
4 杨彩红;交替灌溉对间作群体水分利用特征的影响及其机理[D];甘肃农业大学;2010年
5 种培芳;荒漠植物红砂、白刺和沙拐枣抗旱指标及抗旱性综合评价研究[D];甘肃农业大学;2010年
6 杨江山;保护性耕作对旱区小麦—菘蓝轮作土壤生态及作物生理特性的影响[D];甘肃农业大学;2010年
7 李瑛;延迟荧光信息处理技术在植物光合及逆境生理检测中的应用[D];大连海事大学;2010年
8 李玉华;高山离子芥再生苗响应低温和干旱的生理机制研究[D];兰州大学;2010年
9 李惠华;龙眼体胚发生过程中激素代谢和信号转导相关基因的克隆与表达[D];福建农林大学;2010年
10 张秀娟;亚热带常绿叶林光能和水分利用效率研究[D];北京林业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李召宝;冬小麦和夏玉米气孔阻力与冠层阻力监测与估算方法研究[D];华中农业大学;2010年
2 舒丽娜;锌胁迫下CO_2浓度升高对三种不同光合途径植物生长发育和锌积累的影响[D];华中农业大学;2010年
3 贾炎;镉胁迫下黑麦草对二氧化碳升高的生理生化响应研究[D];华中农业大学;2010年
4 张中华;不同播种量和品种直播研究[D];华中农业大学;2010年
5 胡红;矿区植物胁迫作用与遥感信息提取[D];山东科技大学;2010年
6 胡孔飞;湘北桤木人工林土壤水分动态及影响因素研究[D];中南林业科技大学;2009年
7 冯玖玲;杜氏盐藻RbcS基因家族新成员的克隆及功能研究[D];郑州大学;2010年
8 苏琳;控释尿素施用方式对玉米氮素与水分利用、产量和品质的影响[D];山东农业大学;2010年
9 赵进红;泰山不同林分水源涵养功能研究[D];山东农业大学;2009年
10 张璐;丛枝菌根真菌(AMF)对紫花苜蓿耐盐性的影响[D];山东农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭镇华,江泽慧;迎接21世纪生态环境新时代——论中国森林生态网络系统工程[J];安徽农业大学学报;1998年02期
2 王斌瑞;晋西黄土高原主要造林树种凋萎湿度的研究[J];北京林业大学学报;1988年04期
3 武康生;植物水分参数和耐寒性[J];北京林业大学学报;1988年S2期
4 李吉跃;PV技术在油松侧柏苗木抗旱特性研究中的应用[J];北京林业大学学报;1989年01期
5 李吉跃;植物耐旱性及其机理[J];北京林业大学学报;1991年03期
6 李吉跃,张建国;北方主要造林树种耐旱机理及其分类模型的研究(Ⅰ)——苗木叶水势与土壤含水量的关系及分类[J];北京林业大学学报;1993年03期
7 周晓阳,张辉;不同耐旱性杨树气孔保卫细胞对水分胁迫的差异性反应[J];北京林业大学学报;1999年05期
8 杨跃军,孙向阳,王保平,韩保军;泡桐叶片的水分特征研究[J];北京林业大学学报;1999年06期
9 孙鹏森,马李一,马履一;油松、刺槐林潜在耗水量的预测及其与造林密度的关系[J];北京林业大学学报;2001年02期
10 李吉跃,高丽洪;内聚力-张力学说的新证据[J];北京林业大学学报;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 姬谦龙;不同基因型美国黑核桃对干旱胁迫的适应机制研究[D];山东农业大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程积民;宁南黄土丘陵区造林技术的研究[J];水土保持通报;1996年03期
2 徐勇,RoyC.Sidle,景可;黄土丘陵区生态适宜型农村经济发展模式探讨[J];水土保持学报;2002年S1期
3 吴钦孝;刘向东;施立民;;浅谈固原县东部黄土丘陵区的林业发展方向[J];宁夏农林科技;1982年04期
4 杨文治,韩仕峰,侯宝华;杏子河流域的土壤水分资源与利用评价[J];水土保持通报;1984年04期
5 王绍中;;黄土丘陵旱区土壤营养元素状况与化肥施用[J];河南农业科学;1984年10期
6 鲁向平;吴存良;;黄土丘陵区果树发展可行性评估[J];陕西农业科学;1992年03期
7 刘梅;范兴科;;黄土丘陵区水土保持措施配置与土壤水分的关系[J];水土保持研究;1992年02期
8 鲁子瑜,关秀琦,程积民,马志仁,刘克俭,郭鹏;黄土丘陵区集流整地造林技术研究[J];水土保持通报;1993年02期
9 吴钦孝,赵鸿雁,魏坤;宁南黄土丘陵区主要人工灌木林生态适应性评价[J];宁夏农林科技;1995年01期
10 程积民;宁南黄土丘陵区立体型高产半人工草地研究[J];水土保持研究;1996年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李芳亭;鲁强;王世国;周军;张春正;;黄土丘陵区土壤钼、锌含量及农作物对钼、锌的反应[A];第七次“土壤与环境”学术研讨会论文摘要[C];2001年
2 武毓常;武新艳;李毛元;张志海;刘崇耀;;小流域综合治理在中西部黄土丘陵区的效应[A];21世纪作物科技与生产发展学术讨论会论文集[C];2002年
3 徐学选;穆兴民;王炜;;黄土丘陵区小流域尺度生态建设的水文响应试验研究[A];“全国水土流失与江河泥沙灾害及其防治对策”学术研讨会会议文摘[C];2003年
4 张信宝;文安邦;贺秀斌;冯明义;邹翔;张一云;;川中丘陵区和黄土丘陵区小流域坝库沉积泥沙~(137)Cs含量变化的侵蚀信息解译[A];“全国水土流失与江河泥沙灾害及其防治对策”学术研讨会会议文摘[C];2003年
5 朱首军;邓民兴;周米京;;志丹黄土丘陵区优良牧草引种试验研究[A];水土保持发展战略——中国水土流失与生态安全综合科学考察及水土保持发展战略研讨会论文集[C];2008年
6 史敏华;;生态修复在晋西黄土丘陵区植被恢复中的作用[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
7 徐学选;琚彤军;郑世清;;黄土丘陵区次降雨下的山坡道路侵蚀特征分析[A];第二届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2007年
8 李勉;杨剑锋;侯建才;沈中原;;黄土丘陵区小流域淤地坝泥沙沉积过程研究[A];中国水力发电工程学会水文泥沙专业委员会第七届学术讨论会论文集(下册)[C];2007年
9 李勉;杨吉山;杨二;申震洲;;黄土丘陵区小流域淤地坝建设对生态环境的影响[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年
10 蔡强国;;黄土丘陵区小流域土壤侵蚀模型及在水土流失监测中的应用[A];全国第一届水土保持监测学术研讨会论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 孙有亮 贺永顺 蔡进军;彭阳县黄土丘陵区退化生态系统恢复项目实施[N];固原日报;2009年
2 记者 张瑛洪琦;宁夏农科院4项目获宁夏标准创新贡献奖[N];宁夏日报;2008年
3 记者 赵凡;山西中阳发生山体崩塌[N];中国国土资源报;2009年
4 本报记者 徐风 通讯员 王兆礼;绿色在延伸[N];中国质量报;2001年
5 艾福梅;宁夏将斥资千亿元加强农业农村基础设施建设[N];中国社会报;2009年
6 艾福梅;宁夏加大农村基础设施建设力度[N];中国建设报;2009年
7 ;整治穷山恶水 改善生态环境[N];各界导报;2008年
8 洪琦 张瑛;宁夏设施蔬菜无土栽培获重大突破[N];农民日报;2009年
9 柳秀兰;老舍古 五道防线五道关[N];中国水利报;2002年
10 记者 杨登贵;在五个结合上下功夫[N];宁夏日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭曼;黄土丘陵区土壤质量对植被自然恢复过程的响应与评价[D];西北农林科技大学;2009年
2 张超;黄土丘陵区根际微生物对退耕地植被恢复的响应[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2013年
3 许明祥;黄土丘陵区生态恢复过程中土壤质量演变及调控[D];西北农林科技大学;2003年
4 安韶山;黄土丘陵区土壤肥力质量对植被恢复的响应及其演变[D];西北农林科技大学;2004年
5 王凯博;黄土丘陵区燕沟流域植被生态特征及其生产力形成过程模拟[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2011年
6 魏永胜;黄土丘陵区基于水分平衡的人工草地建设研究[D];西北农林科技大学;2005年
7 杜峰;陕北黄土丘陵区撂荒演替及主要植物种内、种间竞争研究[D];西北农林科技大学;2004年
8 董林水;晋西基岩山地与黄土丘陵区生态过渡带植被特征及生态恢复机理研究[D];中国林业科学研究院;2005年
9 刘晓丽;黄土丘陵区枣林深层细根分布与土壤水分特征研究[D];西北农林科技大学;2013年
10 郭晓东;黄土丘陵区乡村聚落发展及其空间结构研究[D];兰州大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王恒威;外源磷素对黄土丘陵区植被恢复的影响[D];西北农林科技大学;2012年
2 陆晓宇;黄土丘陵区农田保护措施对土壤性质的改良研究[D];北京林业大学;2013年
3 杨世伟;黄土丘陵区水土保持规划指标体系的建立与模型研究[D];西北农林科技大学;2003年
4 罗万勤;黄土丘陵区土壤侵蚀评价模型研究[D];西安理工大学;2004年
5 赵丽兵;黄土丘陵区土壤碳酸钙淀积过程及土壤二氧化碳的研究[D];山西大学;2003年
6 牛富荣;黄土丘陵区天然草地优势种光合生理特征对人工补水的短期响应[D];西北农林科技大学;2012年
7 刘江华;黄土丘陵区小流域土壤水分和植被生产力空间分异研究[D];西北农林科技大学;2003年
8 齐治军;黄土丘陵区小流域水土流失的尺度效应[D];西北农林科技大学;2010年
9 师阳阳;黄土丘陵区不同退耕年限及模式下植被生长特征研究[D];西北农林科技大学;2013年
10 雷波;黄土丘陵区生态脆弱性演变及其驱动力分析[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026