准噶尔盆地南缘主要自然植物的耗水规律及适宜需水量试验研究

【摘要】：水资源是制约西部干旱区社会经济与生态环境协调发展的关键因素。研究干旱区自然植被的耗水规律以及适宜需水草,对于区域生态需水量的确定以及荒漠植被的人工恢复具有重要的意义。梭梭、柽柳和沙拐枣广泛分布于我国西部干旱区,是重要的人工种植防风固沙树种。本文采用水量平衡法,通过在准噶尔盆地南缘的阜康荒漠生态系统国家野外站开展桶栽和小区试验,对梭梭、柽柳和沙拐枣三种旱生植物的耗水规律和水分生长特性进行了研究,主要结论如下。 (1)长穗柽柳具有较宽的水分适应范围,随着土壤干旱的加剧,其耗水峰值提前出现并且耗水高峰期的持续时间缩短。正常水分为50%-60%田间持水量(0f)处理下长穗柽柳的旬耗水量与各旬水面蒸发的相关系数为0.88。说明当土壤水分充足时,气象因子将对其耗水规律起主导作用。 (2)正常水分处理下长穗柽柳的总干重分别是轻度水分胁迫处理和重度水分胁迫处理的1.13倍和5.06倍,其根冠比随着土壤水分的下降从正常水分情况下的0.91增加到中度水分胁迫下的1.43。说明水分胁迫对长穗柽柳的干物质增长量及其地上地下生物量分配有显著影响。 (3)生物量角度上长穗柽柳的水分利用效率(蒸腾耗水与生物量之比,g/kg)与耗水量(kg)的关系符合二次曲线函数模型。分析得出2年生长穗柽柳的最适宜需水量为280mm,其适宜土壤水分含量的上限为50%Of。对光合角度上长穗柽柳的水分利用效率(μmol CO2/mmol H2O)进行进一步分析得出其适宜土壤水分范围为40%-45.8% 0f。梭梭林地的适宜土壤水分范围为35%-40%Of。沙拐枣林地的适宜土壤水分范同为39%-49%0f。 (4)梭梭林地的土壤水分含量在40.8%-50%Of时,土壤储水量的多寡是林地蒸散量的主导因子,士壤水分含量在50%of以上时,气象因子的综合作用成为林地实际蒸散量的决定因素。 (5)根据水量平衡原理,确定了各控制水分梯度下不同林种的耗水量和需水定额。梭梭和细穗柽柳50%-60%of下的耗水量分别是50%of以下的1.70和1.07倍,说明当士壤水分含量充沛时,相应的耗水量也会增加。非灌溉处理50%Of以下柽柳的耗水量是梭梭的1.23倍,说明自然条件下柽柳比梭梭具有更高的耗水量。 (6)不同水分条件下梭梭、细穗柽柳和沙拐枣等3种荒漠灌木的水分利用效率(蒸散耗水与生物量之比,g/kg)具有较大差别。相同水分条件下(50%-60%0f)梭梭、细穗柽柳和l沙拐枣等3种荒漠灌木的水分利用效率分别为1.24g/kg、1.93g/kg和2.54g/kg；40%-50%0f下梭梭、长穗柽柳和沙拐枣等3种荒漠灌木的水分利用效率分别为0.91g/kg、2.81g、kg和0.74g/kg,反映出细穗柽柳具有较高的水分利用效率,而沙拐枣的水分利用效率在土壤水分充足时较高,亏缺时最低。