中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(CAFYBB2007008)
- 作品数：18 被引量：301H指数：10
- 相关作者：吴波卢琦朱雅娟李永华张军红更多>>
- 相关机构：中国林业科学研究院国家林业局中国防治荒漠化研究与发展中心更多>>
- 发文基金：国家林业公益性行业科研专项中央级公益性科研院所基本科研业务费专项国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学生物学环境科学与工程自动化与计算机技术更多>>
- 荒漠植物白刺对模拟增雨的光合响应机制被引量：5
- 2015年
- 【目的】研究不同增雨条件下白刺叶片的光合作用和叶绿素荧光特性,从光合生理角度探讨白刺对增雨的响应机制。【方法】以乌兰布和沙漠东缘地区典型荒漠植物白刺为研究对象,设置不同的增雨梯度(增加年均降水量的0,25%,50%,75%和100%),对自然生长的白刺沙包进行人工模拟增雨,利用Li-6400xt便携式光合测定系统分析仪(USA,LI-COR)测定不同增雨条件下白刺叶片净光合速率(Pn)日动态变化、光响应曲线、CO2响应曲线以及叶绿素荧光参数,并根据Pn日变化曲线和响应曲线计算叶片日光合总量(∑Pn)以及各光合生理参数。【结果】1)75%和100%增雨对日均Pn和∑Pn影响显著,日均Pn比CK分别高32.74%和37.64%,∑Pn比CK分别高32.01%和38.43%,说明增雨使白刺光合能力增强,日光合产物的积累增加。2)增雨使白刺表观量子效率(AQY)和光饱和点(LSP)升高,25%,50%,75%和100%增雨的AQY比CK分别高17.24%,31.03%,37.93%和24.14%,LSP比CK分别高14.6%,6.0%,3.0%,26.1%,说明白刺叶片利用弱光的能力增强,对强光的利用范围增加,光能转化效率提高,有利于光合作用的高效进行。3)随着增雨量的增加,羧化效率(CE)呈现出逐渐增加的趋势,其中,100%增雨的CE比CK高5.73%;增雨使CO2饱和点(CSP)升高,50%,75%和100%增雨的CSP显著高于CK,分别比CK高23.67%,28.35%和29.13%,说明白刺叶片Ru BP羧化酶和光合碳循环酶的活性增强,对高CO2浓度的利用范围增加。4)增雨使白刺叶片的原初光化学量子效率(Fv/Fm)、实际光化学量子效率(ФPSⅡ)、电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(qP)提高,说明增雨有利于白刺叶片PSⅡ反应中心活性增强、开放比例提高,有利于叶片把所捕获的光能转化为生物化学能,并将更多的光能用于推动光合电子传递。【结论】白刺能够调节光合机构的功能、改变自身生理特性、增强对环境资源的利用能力来适应增雨的变化。
- 何季吴波鲍芳李嘉竹姚斌高君亮刘明虎
- 关键词：白刺光合作用叶绿素荧光
- 白刺枝叶生长对人工模拟降雨的响应被引量：10
- 2012年
- 为揭示未来降水增加对荒漠地区植物生长的影响,以甘肃民勤的典型荒漠优势植物白刺为对象,研究白刺枝叶形态在2010年和2011年不同人工模拟降雨处理(增雨量分别为多年平均降水量的+0%、+25%、+50%、+75%、+100%)的变化规律。结果表明:100%增雨处理能够显著促进2010年和2011年白刺当年生枝叶生长;75%增雨处理显著促进2011年白刺当年生枝叶生长,75%增雨处理对6月花枝长度、基部直径、新生叶片和营养枝长度、新生叶片,以及9月花枝成熟叶片和营养枝基部直径、成熟叶片增长量的影响均显著,其值分别为(1.20±0.35)cm、(0.012±0.004)cm、(4.35±2.51)片、(1.65±0.69)cm、(3.20±1.45)片、(2.15±0.69)片、(0.013±0.006)cm、(2.20±1.10)片。2011年白刺当年生花枝和营养枝的长度、基部直径、新生叶片和成熟叶片增长量出现显著差异的阈值均低于2010年,这表明白刺能够通过改变其枝叶形态特性及其数量来适应降雨的变化。
- 张金鑫卢琦吴波朱雅娟李永华
- 关键词：模拟降雨白刺
- 白刺光合生理特性对人工模拟增雨的响应被引量：13
- 2013年
- 在乌兰布和沙漠东缘即内蒙古磴口县,利用Li-6400xt便携式光合测定系统分析仪测定不同增雨处理(4个增雨处理的增雨量分别是当地年降水量的25%、50%、75%和100%)条件下,典型荒漠植物白刺的光响应曲线,采用非直角双曲线模型对曲线进行拟合,计算最大净光合速率(Amax)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)以及光饱和点(LSP)等生理参数,研究白刺光合生理特性对人工模拟增雨的响应。结果表明:对照的Amax、AQY、Rd、LCP和LSP分别为13.41μmol.m-2.s-1、0.029 mol.mol-1、0.61μmol.m-2.s-1、20.63μmol.m-2.s-1和481.85μmol.m-2.s-1。增雨使白刺的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、Amax、AQY和Rd升高,使水分利用效率(WUE)降低。增雨处理在一定程度上改变白刺的光合生理特性,提高白刺的光合生产能力。对胞间CO2浓度和气孔限制值的变化分析表明:气孔因素是限制光饱和阶段光合速率的主要因素。
- 何季吴波贾子毅曹燕丽姚斌
- 关键词：白刺光响应曲线蒸腾作用水分利用效率
- 干旱、半干旱地区土壤水分研究进展被引量：46
- 2012年
- 土壤水分在干旱、半干旱地区生态系统中起着重要的作用。在简要总结土壤水分与植物关系、土壤水分与土壤呼吸关系、生物土壤结皮对降水再分配过程的影响、土壤水分时空动态、土壤水分监测技术五个方面研究进展的基础上,认为未来干旱、半干旱地区土壤水分研究在土壤水分平衡、土壤水分与土壤呼吸作用、土壤水分监测技术的改进等几个领域还有待于深入。
- 张军红吴波
- 关键词：土壤水分光合速率土壤呼吸生物土壤结皮
- 毛乌素沙地油蒿植株形态与结构特征分析被引量：8
- 2011年
- 毛乌素沙地除夏季外,其他3季主导风向均为西北风。受此影响,壮龄油蒿植株形态与结构出现方向上的差异,西北方向油蒿植冠半径显著短于其他3个方向,而东南、东北和西南3个方向上植冠半径无显著差异。距植株根部相同距离处,东南方向叶面积指数显著大于西北方向,而天空可见度显著小于西北方向,西南、东北方向叶面积指数与天空可见度均无显著差异,且值介于东南、西北方向之间。主导风向不但影响油蒿植冠半径,而且影响不同方向上植株枝叶密度,造成与主导风向相对的西北方向油蒿枝条稀疏、叶片稀少。对油蒿植株形态与结构影响最大的3个因素分别是:冬季风向频率×风速、冬季风向频率、春季风向频率×风速。
- 张军红吴波雷雅凯李秀梅何季高达布希拉图
- 关键词：毛乌素沙地油蒿植株形态叶面积指数
- 白刺叶片形态变化对叶片δ^(13)C的影响被引量：5
- 2012年
- 选取磴口、民勤唐古特白刺,敦煌东湖附近洪积扇中部、底部生长的泡泡刺为研究对象,通过叶片扫描与Image-Pro Plus6.0图像处理软件分析获得叶片形态参数(长、宽、周长和面积),应用同位素分析获得叶片δ13C值。结果表明:随着水分有效性的增加,白刺叶片面积具有增加趋势,叶片面积在增加过程中,叶片长、宽增幅具有非同步性;相同叶片宽度,生长于水分条件较好地区的唐古特白刺和泡泡刺叶片更长。虽然磴口、民勤及敦煌东湖附近洪积扇中部、底部水分环境存在较大的差异,但生长于这些区域的唐古特白刺及泡泡刺叶片δ13C值的差异不显著(P>0.05)。叶片周长/面积比是连接叶片形态变化与植物水分生理的重要因子;白刺叶面积增加过程中,叶片长度的优先增加有利于减缓周长/面积比的下降速率,从而使白刺保持较高的水分利用效率。
- 李永华吴波卢琦靳占虎刘殿军张金鑫
- 关键词：泡泡刺
- 不同演替阶段油蒿群落土壤水分特征分析被引量：26
- 2012年
- 油蒿群落是毛乌素沙地最主要的群落类型之一,在维持当地生态系统稳定中起着重要作用。土壤水分是影响油蒿群落演替的重要环境因子,为深入分析不同油蒿演替阶段土壤水分特征,使用EC-5土壤水分传感器连续监测整个生长季内先锋物种阶段(流动沙地)、稀疏阶段(半固定沙地)和建成阶段(固定沙地)油蒿群落土壤水分动态。结果表明,3种样地土壤水分均存在时间和空间上差异,流动沙地各层土壤含水量均显著高于半固定沙地和固定沙地;土壤含水量受降水影响较大,降水量是影响土壤水分补给深度的重要因素,小于10mm的降水主要被表层土壤吸收,10～20mm的降水对土壤水分的补给深度超过30cm、不及60cm,30～40mm的降水补给深度大于60cm、不及100cm;30cm及其上层土壤水分波动剧烈,60cm处土壤水分主要受大于30mm降水事件影响,波动较小,100cm和160cm处土壤水分几乎不受降水的影响,土壤含水量较稳定;降水补给深度及植被根系需水的层次差异是导致3种样地土壤水分时间和空间上异质性的重要因素;土壤温度主要受大气温度影响,与土壤水分相关性不显著,且随土壤深度的增加而降低。
- 张军红吴波杨文斌雷雅凯李秀梅
- 关键词：毛乌素沙地土壤水分土壤温度油蒿
- 极端干旱区增雨加速泡泡刺群落土壤碳排放被引量：11
- 2012年
- 以极端干旱区(敦煌)泡泡刺群落为研究对象,采用动态气室法(Li-8100,USA)于2010年5月至9月测定分析了生长季内增雨对泡泡刺群落土壤碳排放量的影响。结果表明:裸地和灌丛在09:00—11:00的碳排放量与全天碳排放量具有线性正相关关系(裸地R2=0.31—0.76,P<0.001;灌丛R2=0.85—0.96,P<0.001)。增雨50%(4 mm)—300%(24 mm)能够加速裸地和灌丛土壤的碳排放,每增雨1 mm,裸地和灌丛土壤的碳排放分别增加0.27和1.12 g/m2。当泡泡刺群落盖度一定时,与对照相比,每增加1 mm降雨,泡泡刺群落土壤碳排放量增加0.69 g/m2。在未来中国西北干旱地区降雨增加背景下,这一研究数据将为进一步估算该区域群落或生态系统碳收支提供可靠的参考数据。
- 刘殿君吴波李永华朱雅娟卢琦
- 关键词：极端干旱区泡泡刺
- 油蒿与臭柏沙地生物结皮对土壤理化性质的影响被引量：15
- 2012年
- 根据沙地固定情况和生物结皮发育程度选取油蒿(Artemisia ordosica)群落中半固定沙地初期阶段发育的生物结皮(SF-E)、半固定沙地较厚的生物结皮(SF-L)、新固定沙地生物结皮(NF)、中期固定沙地生物结皮(MF)、老固定沙地生物结皮(OF)和苔藓结皮(MOSS)6种类型生物结皮和臭柏(Sabina vulgaris)群落中丘间地(IV)和丘顶(TV)2种生物结皮,比较了不同类型生物结皮对土壤理化性质的影响。结果表明:不同类型生物结皮表层土壤有机质、总N及土壤粒度组成存在差异。随着生物结皮从MS—SF-E—SF-L—NF—MF(MOSS)—OF—IV—TV的发育,表层土壤有机质、总N及粉粒质量分数呈现递增的趋势,而土壤粗砂粒质量分数随生物结皮的发育而递减;表层土壤富集的养分及细颗粒组分有向下位移的现象,导致表层下10 cm处土壤养分质量分数及颗粒组成也随生物结皮的发育程度而发生与表层土壤趋势相同的变化。总之,生物结皮的发育能显著增加表层土壤有机质、总N及土壤细颗粒成分。
- 张军红吴波
- 关键词：毛乌素沙地生物结皮土壤理化性质油蒿臭柏
- 干旱半干旱区生物土壤结皮光合固碳研究进展被引量：4
- 2011年
- 生物土壤结皮在干旱半干旱区广泛分布。由于结皮中的藻类、苔藓和地衣均能进行光合作用,因此其在全球碳循环过程中可能发挥重要作用。生物土壤结皮的形态适应特征,分析了水分和温度对其光合作用的调控,比较了不同类型生物土壤结皮的光合速率,最后对估算其碳固定量中存在的问题进行了讨论。
- 贾子毅吴波卢琦
- 关键词：生物土壤结皮干旱半干旱区藻类苔藓地衣
