水盐梯度下博斯腾湖多枝柽柳光合作用特征研究

水盐梯度下博斯腾湖多枝柽柳光合作用特征研究以博斯腾湖北岸湖岸带自然生长的多枝柽柳为研究材料,沿着湖岸在近似垂直湖岸的方向上以与湖水的不同距离及水盐分布特征选取四个样地。

并在四个样地内,选取长势良好的柽柳植被设立5米*5米的植物样方,对样方内多枝柽柳的株数、冠幅、高度、胸径等生理特征进行分类和记录,在样方所在的区域按自然分层情况分为0-10cm、10-30cm、30-60cm、60-80cm、80-100cm,共5个土层挖取土壤剖面并采集土样,在实验室内测量分析土壤水分和盐分特征。

使用LI-6400光合仪对四个样点内的多枝柽柳在典型天气下光合日变化特征进行分析。

在此基础上利用统计学的方法和原理,探讨在不同的水盐梯度下的多枝柽柳光合作用的不同特征指标在时间和空间上的变化特征和规律。

同时揭示各个样地的多枝柽柳光合日变化特征与土壤水盐梯度变化之间的响应关系。

为博斯腾湖区湿地植被的保护,以及为了解在不同水盐梯度下柽柳植被的的光合生长情况提供参考。

研究的结果表明:(1)对博斯腾湖湖岸带离湖水不同距离的四个样地的土壤盐分分异规律进行分析,结果表明除样地四的盐分含量较低外,其他各样地的土壤盐渍化较为严重且表聚现象明显。

由于蒸发活动强烈,各样地表层土壤的盐分含量变幅最大,变化范围为0.127%-10.645%,同时也表现出强烈的空间相关性。

各样地表层土壤含盐量最高,之后随着深度的降低,呈现下降的趋势。

各层土壤盐分离子中阴离子以Cl-和SO42-所占的比例最大,分别达到0.655%和1.642%,阳离子以Na+、K+所占比例最大为1.224%。

四个样地的土壤盐分离子的组成大致相同,在垂直方向上有着较大差异。

(2)对离湖水不同距离的四个样地柽柳的光合特征进行分析,结果表明四个样地内不
同年龄段的柽柳的净光合速率的变化幅度都比较大,呈单峰曲线,且差异明显,按照大小顺序排列:样地四>样地三>样地二>样地一。

气孔导度的变化特征的大小与净光合速率相近,说明随着水分的降低和盐分的增加,净光合速率与气孔导度都受到了影响,四个样地柽柳的水分利用率,都表现为上午的水分利用率明显高于下午。

通过相关分析和回归分析表明各样地的柽柳净光合速率与太阳有效辐射呈显著正相关,但其它环境与生理因子,如空气温度、空气相对湿度、水分利用效率和胞间CO2浓度等都在不同程度上对其产生影响。

(3)四个样地的土壤含水量的变化曲线,都表现为上升曲线。

离湖水最近的样地一的土壤含水量是四个样地中最高的,为30.643%,由于各样地的土壤含水量都随深度的下降而上升,随着土层深度的增加,土壤含水量、土壤盐分的时间和空间分布都存在显著的剖面分布格局。

(4)柽柳光合速率的影响因子与土壤盐分的梯度变化之间的相关分析表明,不同的水盐条件下,各样地柽柳光合特征受水分和盐分的影响具有差异性。

在样地一土壤表层10cm处时,盐分与胞间CO2浓度、大气CO2浓度(Ca)呈现正相关性,相关系数为0.411和0.405。

与空气相对湿度呈显著负相关。

由于各样地随着离湖水距离的不同,土壤水分含量逐步减小,而土壤水分与净光合速率,蒸腾速率的相关性随水分含量的降低而上升,呈正相关关系且相关性较为密切。

与胞间CO2浓度呈负相关,土壤含水量与其他因子的相关性较弱。

(5)除了0-30cm层的全氮,Na+、K-离子、总盐、全氮离子和总盐对柽柳株高有抑制特性,其它各层离子对柽柳株高都为促进作用。

柽柳冠幅长和宽在不同的土层受土壤盐分离子的影响大致相
同,10cm,60cm,100cm的HCO3-离子和全氮离子,都对柽柳冠幅长和宽具有抑制作用,60cm土层的总盐对冠幅长、宽为负相关,而其它各层都为正相关。

土壤含水量对柽柳的株高的变化有着较为明显的影响和作用。

柽柳的冠幅长和冠幅宽以及生长密度随着土层深度的的增加,相关性则变化为正相关系数,表明土壤水分对冠幅长和冠幅宽以及柽柳的密度都有较明显的影响。

研究表明:当植物处于土壤水分长时间的缺乏状态下,会对柽柳属植物的生理状态产生明显的影响,而过高的土壤盐分会使柽柳属植物的光合作用受到抑制,水分的缺乏则是间接的影响了光合作用的下降,柽柳属于耐盐旱的植物种属,适度的盐旱环境会使其能够迅速的适应生境变化,获得更好的生长竞争优势,对生态适应能力更强。

但相同属性的植物在不同的生境中受到的制约因素不同,因而其生长特性也也各有不同。