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植物生态学报 2022年第9期46卷 1077-1085页

作者：李一丁桑清田张灏刘龙昌潘庆民王宇刘伟袁文平河南科技大学园艺与植物保护学院河南洛阳471000 内蒙古大学生态与环境学院呼和浩特010021 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 中山大学大气科学学院广东珠海519082

干旱半干旱区约占全球陆地总面积的30%,植物生长对于水分变化的响应在此区域更为敏感。大气干旱和土壤干旱都会对植物生长产生影响,目前关于这两者对植物生长的影响已有不少实验研究,但具体的影响机制尚不清楚。该研究以幼龄樟子松(Pinu... 详细信息

干旱半干旱区约占全球陆地总面积的30%,植物生长对于水分变化的响应在此区域更为敏感。大气干旱和土壤干旱都会对植物生长产生影响,目前关于这两者对植物生长的影响已有不少实验研究,但具体的影响机制尚不清楚。该研究以幼龄樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)为研究对象,通过设计改变空气湿度与土壤湿度的野外控制实验,探究空气加湿与土壤加湿对幼龄樟子松生长特性的影响。结果表明:1)与对照相比,空气加湿使饱和水汽压亏缺(VPD)降低了20.5%,空气加湿和土壤加湿使土壤湿度分别增加了23.4%和21.3%。2)空气加湿显著增加了叶片密度,土壤加湿显著加粗了枝条直径,空气与土壤共同加湿对叶片和枝条的生长均有显著的促进作用。3)结合加湿处理对径向生长的影响及结构方程模型的结果发现,土壤加湿可直接促进树干的径向生长,空气加湿对径向生长的显著促进作用一方面是由于VPD降低的直接影响,另一方面是由于空气加湿显著提高了土壤湿度。该研究揭示了半干旱地区幼龄樟子松生长对大气水分和土壤水分改变的响应差异。

关键词：干旱饱和水汽压亏缺土壤湿度叶片生长枝条生长径向生长

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树干液流对环境变化响应研究的整合分析

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南京林业大学学报（自然科学版） 2022年第5期46卷 113-120页

作者：张瑞婷杨金艳阮宏华南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037

【目的】从生态系统和全球尺度上考察了树干液流和生物及非生物因子之间的关系,将影响因子参数化以进行全球树干液流的估计,量化比较人为控制环境试验对液流的影响。【方法】采用数据整合分析方法,收集2001—2019年树干液流相关研究数据... 详细信息

【目的】从生态系统和全球尺度上考察了树干液流和生物及非生物因子之间的关系,将影响因子参数化以进行全球树干液流的估计,量化比较人为控制环境试验对液流的影响。【方法】采用数据整合分析方法,收集2001—2019年树干液流相关研究数据,从森林生态系统和全球尺度上研究树干液流密度(Fd)对生物和非生物因子的响应,并对树干液流与年平均温度(MAT)、年平均降水量(MAP)、饱和水汽压亏缺(VPD)、光合有效辐射(PAR)、土壤含水率(ρ)等主要影响因子的关系进行多元回归分析。【结果】胸径(DBH)和叶面积指数(LAI)都与Fd在生物群落和全球尺度上高度相关;VPD与Fd呈负相关关系;通过MAT、MAP、VPD、DBH和土壤体积含水率建立参数化模型可以估算树干液流密度;不同控制试验通过影响环境因子,进而影响森林蒸腾。【结论】树干液流主要受到自身生物因子和环境因子的影响并且影响程度因生态系统而异,人为活动可导致环境因子改变进而影响树干液流及蒸腾。

关键词：树干液流胸径叶面积指数饱和水汽压亏缺土壤含水率

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空气加湿和土壤水分添加对樟子松生理生长特性的影响

空气加湿和土壤水分添加对樟子松生理生长特性的影响

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作者：李一丁河南科技大学

学位级别：硕士

干旱半干旱区约占全球总面积的30%,在此区域植物生理活动和生长特性对干旱的响应更为敏感。樟子松因其抗寒、抗旱和速生性自20世纪50年代以来人工引种用于固沙造林,已成为我国北方荒漠化地区防风固沙造林的首选树种。自20世纪90年代以来... 详细信息

干旱半干旱区约占全球总面积的30%,在此区域植物生理活动和生长特性对干旱的响应更为敏感。樟子松因其抗寒、抗旱和速生性自20世纪50年代以来人工引种用于固沙造林,已成为我国北方荒漠化地区防风固沙造林的首选树种。自20世纪90年代以来,早期引种的沙地樟子松人工林出现了衰退现象,水分胁迫可能是沙地樟子松人工林提早衰退的重要原因之一。空气和土壤水分对植物生理、生长的影响和作用机制不同,但迄今为止,鲜见区分两者对植物生长影响的实验研究。本研究以樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)为实验对象,通过设计改变空气湿度与土壤湿度的野外控制实验,探究空气加湿与土壤加湿对幼龄樟子松生理、生长特性的影响。主要研究结果如下:(1)空气加湿显著降低了样区内饱和水汽压亏缺(VPD),提高了土壤湿度;土壤加湿显著提高了土壤湿度,一定程度上降低了VPD。在2019年,空气加湿和土壤加湿对土壤湿度的提升均为30.0%,在2020年分别降至21.3%和23.4%。空气加湿下VPD由2019年的36%降低至2020年的20%。这说明,加湿在干旱年份(2019年)对VPD和土壤湿度的影响高于湿润年份(2020年)。(2)空气加湿和土壤加湿显著提高了樟子松叶片气孔导度。在2019年,干旱严重抑制了樟子松叶片气孔导度,空气加湿处理下叶片气孔导度是对照的3倍以上,土壤加湿处理下叶片气孔导度也达到了对照的2.9倍,在空气和土壤共同加湿处理下,叶片气孔导度更是达到了对照处理的6倍。在2020年,各处理相比对照叶片气孔导度依然存在显著提升,但提升幅度明显小于2019年。干旱年份,空气加湿和土壤加湿能有效缓解植物遭受的干旱胁迫,显著促进气孔开放;在湿润年份,加湿对叶片气孔导度的促进作用受到限制。(3)空气加湿和土壤加湿在干旱年份能显著提高樟子松叶片净光合速率和蒸腾速率。在2019年,空气加湿处理和土壤加湿处理对樟子松叶片净光合速率的提升分别为80%和63%,对蒸腾速率的提升分别为57.6%和68.8%。在2020年,空气加湿和土壤加湿对樟子松叶片净光合速率的影响均未达显著水平,对樟子松叶片蒸腾速率的提升分别为30.4%和30.6%。加湿在2019年对樟子松光合、蒸腾促进较2020年更为显著。这说明,VPD和土壤湿度对樟子松光合速率和蒸腾速率的影响存在明显的年际变化,在干旱胁迫下,VPD和土壤湿度是限制植物光合速率的主要环境因子。(4)土壤加湿促进樟子松树干液流,空气加湿对樟子松树干液流在2019年表现出一定的促进作用,在2020年表现出显著的抑制作用。在干旱年份,树干液流长期处于较低水平,不存在明显的季节波动;在湿润年份,樟子松树干液流速率较高,且季节间波动明显,在生长季7～9月表现出降低的趋势。VPD的变化是影响樟子松日动态的主要环境因素,VPD对日尺度樟子松树干液流影响存在120min左右的滞后效应。(5)空气加湿和土壤加湿都会促进樟子松的生长。空气加湿可以显著增加樟子松的叶片密度,土壤加湿对樟子松枝条生长有显著促进作用。土壤加湿可直接促进树干的径向生长,空气加湿对径向生长的显著促进作用一方面是由于VPD降低的直接影响,另一方面是由于空气加湿显著提高了土壤湿度。本研究揭示了半干旱地区樟子松生理、生长特性对空气水分和土壤水分改变响应的差异,为全球变化背景下半干旱地区林木水分经营与管理提供科学依据。

关键词：半干旱地区饱和水汽压亏缺土壤湿度气孔导度光合速率蒸腾速率树干液流林木生长

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