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毛乌素沙地优势植物对全球气候变化的响应研究

肖春旺  
【摘要】: 毛乌素沙地是中国半干旱地区典型沙地,这里的干旱生态系统对全球的 水热配合格局的变化具有很灵敏的响应。随着未来全球气候变化,如温度和 降水量变化,将给这里的陆地生态系统分布格局和生产力以及水分平衡带来 巨大影响。故本文人工控制157.5mm、315.0mm、472.5mm和630.0mm 4种施水 量水平以及25/20℃和28/23℃(白天/晚上)两种温度,来研究与模拟毛乌素 沙地优势植物对水分和温度变化的响应。 以沙柳、杨柴和油蒿幼苗为研究对象,人工控制4种降水量水平来探讨它们 的水分平衡对全球变化中降水量变化的响应。结果表明,随着施水量的增加, 沙地贮水量及其它的变化量、湿度、蒸发量和蒸腾量均逐渐增大。并且 157.5mm和315.0mm施水量的植物沙地出现水分亏缺现象。相同施水量下, 沙地蓄水量和湿度均杨柴沙地>沙柳沙地>油蒿沙地,而植物蒸腾量却油蒿> 沙柳>杨柴。 以沙柳和油蒿幼苗为研究对象,人工控制4种降水量水平来探讨植物气 体交换过程对全球变化中降水量变化的响应。结果表明,施水量的增加显著 提高了两种植物的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和光能利用效率,并且 显著降低了叶片温度。同时,157.5mm施水量造成沙柳和油蒿的净光合速率 和蒸腾速率具有显著的“午睡”现象,而充足施水却有效的解除或缓解这种 “午睡”现象。 以沙柳、杨柴、油蒿和柠条幼苗为研究对象,人工控制4种降水量水平 来探讨植物叶绿素荧光对全球变化中降水量变化的响应。结果表明,不同施 水量对这4种植物的初始荧光、最大荧光、可变荧光和PSII光化学效率均 具有显著影响。157.5mm施水量的沙柳、杨柴、油蒿和柠条以及630.0mm施水量 的柠条出现明显的光抑制现象。 -11-摘要 以沙柳、杨柴、油蒿和柠条幼苗为研究对象,人工控制4种降水量水平 9 来探讨植物生长对全球变化中降水量变化的响应。结果表明,施水量的增加 对沙柳、油蒿和杨柴枝叶形态和生物量等都具有显著正效应。而157.smm和 630.omm的施水量对柠条生长具有负作用。另外,沙柳、杨柴和油蒿根冠生 物量比随着施水量增加均逐渐减小,而不同施水量的油蒿根冠生物量比之间 差异不显著。 以柠条、杨柴和油蒿幼苗为研究对象,人工控制两种温度水平来探讨植 物形态、生物量和气候交换特征对增温的响应。结果表明,增温显著提高了 柠条和杨柴株高、叶数、叶面积、生物量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导 度,却显著降低了水分利用效率。增温对油蒿叶数\叶大小、叶面积、生物 量、蒸腾速率和气孔导度没有显著影响,却显著提高了油蒿的树高和净光合 速率。柠条、杨柴和油蒿之间的种间生长和生理特征均有显著差异。


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