三种典型沙生灌木茎流动态及环境调控机制

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1、三种典型沙生灌木茎流动态及环境调控机制1.引言1.1研究背景、目的及意义干旱半干旱地区约占全球陆地总面积的三分之一，而我国的干旱半干旱地区占了国土面积的52%(杜祥琬，2013),主要分布在东北、华北和西北地区的15个省区。该区日照充足，面积广阔，风大沙大，拥有充沛的光热资源、丰富的土地资源和巨大的风能资源，在现代农牧业生产和沙区可再生能源、新能源的利用中占有相当重要的地位。但是该区身居大陆腹地，远离海洋，加上纵横交错的山脉，使得这一地区成为地球同讳度地带降雨量最少、蒸发量最大、自然条件最为恶劣、生态环境最为脆弱的地区。

2、近50年来，全球气候的变化（大气增温，降水时空分布不均）和人类不合理活动（地表水超量引用，超采地下水）使得该区水资源更加缺乏，本来就很脆弱的生态环境继续恶化。水分因此成为该区植物存活生长的主要限制因子（陈永金等，2004;岳广阳等，2006;余峰等，2011)，也成为该区生产发展与自然资源深度开发的限制性因素。为了更加合理的管理和利用干旱地区有限的水资源，需要了解植物的水路运输机制和耗水特性，这对维持生态平衡具有巨大的现实意义。植物蒸腾耗水是植被水分利用的重要过程之一，对植物养分运输、气体交换和缓解热胁迫有着重要意义。干

3、旱半干旱地区植被耗水是生态需水的重要组成部分，也是退化生态系统植被恢复工程设计的重要水分参数（李妙伶等，2012)。有学者通过对莲流和蒸腾量关系的研究成果总结得出一般情况下植物一天的莲流总量和蒸腾耗水量是近似相等的,因此莲流的测量可以准确的反应植物耗水量。但莲流对环境条件的改变非常敏感，经常受到环境因子影响（Huangera/.，2010；2012)。研究该区蒸腾动态及其对环境因子的响应不仅可为其植被恢复提供科学指导（如树种选择与布局），而且对于理解和预测陆地生态系统对气候变化的响应与反馈机制至关重要2012)。..1.

4、2国内外研究现状植物蒸腾（Transpiration)是指植物体内的水分转变为水汽进入大气的过程，受到环境因子、土壤含水量以及生物因子等综合因素的影响，因此很难对其进行精确测定。关于植物蒸腾耗水量的测定方法一直是生态水文研究较为活跃的领域（Granier，1987；LoustauandBerbigier,1996；MeinzerandGoldstein,1995)。从1960年以来，国外学者就从单株树木尺度陆续提出了许多树干垄流的测定和研究方法，如快速称重法，整树容器法，蒸渗仪法，风调室法，染料法，同位素示踪法，磁流体动

5、力学法，热技术法（热脉冲法，热平衡法，热扩散法）等。虽然这些方法一直在不断发展和完善，但由于其技术原理不同，适用性也不同。在过去15年，莲流传感器成为了在近地条件下估计整棵树蒸腾最普遍的方法。用莲干液流量代替植株蒸腾耗水量，较其它测定植物蒸腾耗散的方法有以上方法不可取代的优点，因为基千是植物水分运输通道上最易测定总流量的部位，具有测定简便、精度高、无需推延的特点。可以对植株吸收水量连续观测，对植物正常生理活动影响小、野外操作方便、精度高（罗中岭，1997)。测定基干液流速度进而推算整树蒸腾的基本原理主要有三个，而且己经广

6、泛运用在不同的物种，包括热脉冲技术和热耗散理论和热平衡原理。1928年，Rein提出热脉冲技术并用于测定动物血液流速（Coheal,1988)。在1937年，Hubert(1937)将热脉冲法由医学领域引用到植物莲干液流的测定，引起植物界内众多专家的重视，幵启了利用热技术测定树干液流速度的进程。随后Marshall(1958)、Saera/.，1998)，马占相思树（CiencialaeZa/.，2000)、多枝柽柳（解停捧等，2008)、梓条锦鸡儿（赵奎等，2009)、核桃树（吉春容等，2010)等植物的蒸腾过程进行了

7、研宄，取得了较好的效果。2.研究区概况2.1自然地理概况研究区位于宁夏盐池荒漠生态系统定位研究站（37.68°N-37.73°N，107.20°E-107.26°E，1550ma.s.l.)。该区位于宁夏回族自治区东部、毛乌素沙地南缘，处于宁夏回族自治区、甘肃省、陕西省、内蒙古自治区的交界地带，东部与陕西省定边县相邻，南部依靠甘肃省环县，北部接壤内蒙古自治区鄂托克前旗。全县南北长110公里，东西宽66公里，总面积为8661.3平方公里，是宁夏回族自治区面积最大的县。盐池地势南高北低，属于鄂

8、尔多斯台地向黄土高原的典型的过渡地带，再加上该地区多地属碱性的荒地，农作物不易生长，因此可作为北方生态脆弱区的典型代表，具有较高的科学研究意义。.2.2气候特征盐池县属于典型的中温带大陆性季风气候，昼夜温差辑大，日照充足。年均温7.6°C,最高日均温为29.3°C(7月），最低日均温为-14.1&de