华北季节性干旱区两种优势乔木树种水分来源研究 - 水科学

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北京主要园林树种耗水性及节水灌溉制度研究

北京主要园林树种耗水性及节水灌溉制度研究

北京主要园林树种耗水性及节水灌溉制度研究北京作为中国的首都,有着许多优美的园林景观。

然而,随着城市化进程加快,人们对于园林绿化的需求不断增加。

同时,由于气候变暖和人为因素的影响,北京也频繁出现干旱和水资源紧缺的情况。

因此,研究北京主要园林树种的耗水性以及节水灌溉制度显得尤为重要。

园林树种对水资源的消耗是决定园林绿化水耗的关键因素之一。

北京主要的园林树种可以大致分为乔木和灌木两类。

在乔木中,红皮松、华山松和马尾松是比较常见的树种。

在灌木中,玉兰、月季和紫薇是较为流行的品种。

这些树种的选用对园林绿化的水耗有着重要的影响。

通过对北京主要园林树种进行调研和分析,我们可以了解到每种树种的耗水特点,从而有针对性地进行节水管理和灌溉。

在研究中,我们发现红皮松和华山松这两种乔木树种在北京的园林中广泛种植。

这两种树种都属于较为耐旱的品种,其根系发达,能够深入土壤中获取水分。

由于这两种树种适应性强,所以在园林绿化中的使用较为广泛。

而马尾松相比于前两种树种,对水分的需求较大,因此在节水灌溉中需要更为注意。

在灌木树种中,玉兰、月季和紫薇是北京园林中较为常见的品种。

这三种灌木树种对水分的需求相对较高,尤其是在生长旺盛期和开花期。

因此,在节水灌溉制度中,需要合理安排灌溉时间和灌溉量,确保这些树种能够得到充足的水分供应,从而保证其正常生长和开花。

针对室外园林树种的节水灌溉技术,我们可以采取以下措施来降低水耗。

首先,可以通过改善土壤结构以提高土壤保水能力,减少水分蒸发和渗漏。

其次,应合理设置灌溉设施,确保水分能够均匀地分布到每一个树木的根系区域。

再次,可以进行定量浇灌,根据树种的需要和实际的水分情况来调整灌溉量。

另外,还可以采用无土栽培技术,减少水分蒸发和浪费。

除了室外园林,室内园林也是北京城市绿化的重要组成部分。

针对室内园林的节水灌溉技术,我们可以采取以下措施来降低水耗。

首先,可以通过合理安排浇水时间和频率,避免水分的浪费和过度消耗。

MixSIAR和IsoSource模型解析植物水分来源的比较研究

MixSIAR和IsoSource模型解析植物水分来源的比较研究

第40卷第16期2020年8月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.40,No.16Aug.,2020基金项目:国家自然科学基金项目(41571130073);中国科学院创新交叉团队收稿日期:2019⁃10⁃30;㊀㊀网络出版日期:2020⁃06⁃08∗通讯作者Correspondingauthor.E⁃mail:xuxianliww@gmail.comDOI:10.5846/stxb201910302294曾祥明,徐宪立,钟飞霞,易汝舟,徐超昊,张耀华.MixSIAR和IsoSource模型解析植物水分来源的比较研究.生态学报,2020,40(16):5611⁃5619.ZengXM,XuXL,ZhongFX,YiRZ,XuCH,ZhangYH.ComparativestudyofMixSIARandIsoSourcemodelsintheanalysisofplantwatersources.ActaEcologicaSinica,2020,40(16):5611⁃5619.MixSIAR和IsoSource模型解析植物水分来源的比较研究曾祥明1,2,3,徐宪立1,3,∗,钟飞霞1,3,易汝舟1,2,3,徐超昊1,2,3,张耀华1,2,31中国科学院亚热带农业生态研究所,长沙㊀4101252中国科学院大学,北京㊀1000493中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站,环江㊀547100摘要:选取西南喀斯特地区次生林中主要优势植物刺楸(Kalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz.)㊁香椿(Toonasinensis)和化香(PlatycaryastrobilaceaSieb.etZucc.)为研究对象,通过对不同土壤深度的土壤水㊁泉水㊁雨水和植物采样,利用氢氧稳定同位素技术,借助IsoSource和MixSIAR两种模型分析植物水分来源,通过直接相关法判断植物主要吸水源来衡量两种模型的适用性㊂结果表明,降雨δ18O值在3月 6月偏正,在6月 8月数据偏负,存在明显的季节变化㊂在春季不同土壤层土壤水δ18O值土壤深度增加而降低,夏季呈现相反的规律㊂基于IsoSource和MixSIAR模型计算植物不同水分来源比例时存在一定差异㊂基于直接相关法定性分析植物水分来源表明MixSIAR模型计算结果可靠性高于IsoSource模型㊂基于均方根误差(RootMeanSquareError,RMSE)进行模型评价,结果显示出MixSIAR模型的RMSE结果小于IsoSource模型,表明利用MixSIAR模型计算植物对各水源的利用比例适用性高于IsoSource模型㊂本文结果有助于在解析植物水分来源时为模型的选择提供参考㊂关键词:喀斯特;氢氧稳定同位素;水分来源;IsoSource模型;MixSIAR模型;生态水文ComparativestudyofMixSIARandIsoSourcemodelsintheanalysisofplantwatersourcesZENGXiangming1,2,3,XUXianli1,3,∗,ZHONGFeixia1,3,YIRuzhou1,2,3,XUChaohao1,2,3,ZHANGYaohua1,2,31InstituteofSubtropicalAgriculture,ChineseAcademyofScience,Changsha410125,China2UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China3HuanjiangObservationandResearchStationforKarstEcosystem,ChineseAcademyofSciences,Huanjiang547100,ChinaAbstract:Plantwatersourceisaprerequisiteforresearchandmanagementofagricultureandecology.EspeciallyinKarstareas,duetothespecialgeologicalconditions,plantsarepronetogenerallysufferinseverewaterdeficit.Understandingtheplantwatersourcesisthereforeimportantforecologicalrestoration.Inthisstudy,themaindominantplantsinthesecondaryforestofsouthwestkarstregions,Kalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz.,ToonasinensisandPlatycaryastrobilaceaSieb.etZucc.wereselected.Isotopicsamplesofsoilmoistureatdifferentsoildepth,springwater,rainwaterandplantswerecollected.WeanalyzedtheplantswatersourcesbyIsoSourceandMixSIARmodels,andtheperformanceofthetwomodelswerecompared.Theresultsshowedthattheδ18OvaluesofrainfallwerepositiveduringMarchtoJune,whilethesevalueswerenegativeduringJunetoSeptember,2017.Thus,theδ18Oofrainfallexhibitedthesignificantlytemporalorseasonalvariations.Theδ18Ovaluesofsoilmoistureatdifferentsoillayersdecreasedwiththeincreaseofsoildepthinspring,while2165㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀thiscircumstancewascontraryinsummer.ThereweresignificantdifferencesincalculatingtheproportionofplantswatersourcesbetweenIsoSourceandMixSIARmodels.TheanalysisofplantwatersourcesbasedonthedirectinferenceapproachshowedthattheperformanceofMixSIARmodelwasbetterthanthatofIsoSourcemodel.TheperformanceofMixSIARmodel(RootMeanSquareError(RMSE),0.61inspringand0.59insummer)outperformedtheIsoSourcemodel(RMSE,0.84inspringand0.74insummer)inestimatingtheplantswatersources.Theresultsofthestudycanprovideabeneficialguideinmodeldecisionforthefutureresearchersinplantwatersources.KeyWords:karst;hydrogenandoxygenstableisotopes;plantwatersources;IsoSourcemodel;MixSIARmodel;ecohydrology水作为生态系统中物质循环和能量流动的重要载体,在保障生态系统正常运作中起着至关重要的作用,同时也是植物正常生长发育所必须的,因此在缺水区极易成为植物生长的限制因子㊂在南方喀斯特地区,降水丰沛,但年降雨分配不均,存在明显的季节变化[1],同时喀斯特地区土壤浅薄且不连续,土壤保水蓄水能力差,易形成干旱[2],因此植物容易因缺水而导致死亡,对当地生态环境造成重大影响㊂植物水分来源是植被耗水的重要组成部分,对植物水分来源的解析有助于理解植被耗水规律,进而为喀斯特石漠化地区植被重建和生态恢复提供相关知识,因此研究喀斯特地区植物水分来源对于恢复和重建当地生态系统有着重要的意义㊂研究植物水分来源方法有很多且存在较大差异㊂主要包括根系挖掘法[3⁃4]㊁连续监测各潜在水分来源的含水量变化[5]㊁监测植物黎明前水势[6]和直接相关法[7⁃11]㊂根系挖掘法能够根据有无根系分布来确定植物可能利用水源,但不能确定植物对各个水源的吸收比例同时也容易对植物生长环境造成极大的破坏[12]㊂连续监测各潜在水分来源的含水量变化能够分析植物水源的季节变化,然而只适用于风化程度较高的地区㊂监测植物黎明前水势的方法不受植物所处环境的影响,适应范围广,但无法确定植物对各个水源的吸收比例㊂直接相关法的优势在于操作简单,但亦无法确定植物对各个水源的吸收比例㊂因此,这四种方法都存在不足,或者无法准确的分析出植物对不同水源的利用比例,或者适用范围小㊂随着光谱测定稳定同位素技术的发展,同时植物(除少数盐生和旱生植物)根系吸收水在运输到未栓化茎秆之前,其同位素比率不会发生变化[13],各水源之间氢氧稳定同位素存在显著差异[14],因此氢氧稳定同位素已被广泛用于植物水分来源研究[9,15⁃17]㊂量化植物水分来源模型主要有IsoSource[18]㊁MixSIR[19]㊁SIAR[20]和MixSIAR[21],然而各种方法定量区分的结果尚值得商榷㊂IsoSource模型在计算植物水分来源中运用最广泛,但它只是基于简单的质量守恒,并未考虑随机测量误差与同位素分馏等不确定性对模型的影响[22],而MixSIAR不仅融合了MixSIR和SIAR模型优势又加入源数据输入形式和分类变量等模块,能有效提高模型计算精度[21]㊂Evaristo等[23]在比较二源质量守恒和贝叶斯混合模型计算植物水分来源时发现,贝叶斯混合模型能够更有效的评估植物水分来源的利用比例,Wang等[24]在研究半干旱区植物水分来源时发现MixSIAR和SIAR模型植物水分来源溯源效果优于IsoSource和MixSIR模型㊂因此在研究植物水分来源时,应该选择何种方法,研究者对该问题易产生困惑㊂同时MixSIAR是融合MixSIR和SIAR模型中的优势,所以有必要研究IsoSource和MixSIAR模型在计算植物水分来源时存在的差异及模型适用性㊂为此本文利用氢氧稳定同位素技术,研究喀斯特地区次生林3种植物(刺楸㊁香椿和化香)在春夏两季水分来源利用情况,通过IsoSource和MixSIAR模型量化不同水源对植物茎杆水的贡献比例,评估两种模型在计算植物水分来源的表现并探索造成两者模型计算结果差异的潜在原因,希望能为以后研究者在研究喀斯特地区植物水分来源时应选择何种模型来解析水源对植物的贡献比例提供参考㊂1㊀材料和方法1.1㊀研究区概况㊀㊀研究区位于贵州省普定县的陈旗流域(图1)(105ʎ42ᶄ 105ʎ43ᶄE,26ʎ14ᶄ 26ʎ15ᶄN),该区域属于典型的亚热带季风湿润气候,年平均降雨量1336mm,年均温度为14.2ħ㊂植被覆盖率和覆盖度较高,次生林主要物种有香椿(Toonasinensis)㊁化香(PlatycaryastrobilaceaSieb.etZucc.)和刺楸(Kalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz.)等优势乔木,偶见合欢(AlbiziajulibrissinDurazz.)和白栎(QuercusfabriHance)等乔木;下层偶见小叶冻绿(Rhamnusutilis)㊁小果蔷薇(RosacymosaTratt.)等小型灌木㊂陈旗流域岩石主要包括白云岩和石灰岩,降雨主要集中在5月 10月份[25],研究区地形崎岖且土壤浅薄不连续[26],保水蓄水能力差,同时由于山地被过度开垦,土壤结构出现严重破坏,导致严重的石漠化现象㊂图1㊀样点分布图Fig.1㊀Locationofthestudysites1.2㊀研究方法选取次生林中优势物种:刺楸(K.septemlobus(Thunb.)Koidz.)㊁香椿(T.sinensis)和化香(P.strobilaceaSieb.etZucc.)为研究对象㊂并在春季2017年4月24日 27日,夏季2017年7月8日 10日分别对不同土层土壤水㊁植物木质部水㊁泉水和降雨进行采样㊂植物样品采集:每种植物选择大小相似位置相近的3棵植物分别采样,每棵植物采集一个样品㊂选择每棵植物茎杆直径为0.1 0.3cm,长度4 5cm的枝条[27],将树皮削去,取植物木质部放入采样瓶中㊂土壤样品采集:在采样植物旁边选择挖掘一个土壤剖面,分别采集10㊁20㊁30㊁40cm土壤层的土壤样品,每层土壤采集3个重复,此外在采样前剖面外5cm的垂直面移除以防止蒸发对同位素产生影响,将采样土壤装入采样瓶中[28]㊂雨水和泉水样品采集:采样时间2017年3月 8月㊂当样地单次降雨量可被收集时,用塑料容器采集以防止蒸发,当雨量足够多时,将降雨倒入采样瓶中㊂同时对山坡下方存在的两个泉眼进行水样采集,采集频率每5天1次㊂将装有样品的所有采样瓶用封口膜密封,迅速放入带有冰盒的保温盒中,带回实验室后储存于-20ħ的冰箱中㊂1.3㊀实验分析植物和土壤样品在低温真空条件下,利用VacuumCondensationExtractionSystem(LI⁃2000,LICA,China)在700Pa压强下抽提植物木质部水和土壤水,样品中不同的水分含量影响植物抽提速度,一般抽提时间为1.5 3h,抽提效率超过98%㊂植物木质部在经过低温真空抽提之后,将所抽提的水经过MCM(Micro⁃CombusionModule)设备去除可能含有的有机物质,再用液态水同位素分析仪(L2120-I,picarro,USA)测定各水体的氢氧稳定同位素比率,其中氢稳定同位素比率精度为1.5ɢ,氧稳定同位素比率精度为0.2ɢ㊂根据同位素表达式计算δ2H和δ18O值:δɢ()=Rsample-RstandardRstandardˑ1000,其中δɢ()为植物㊁土壤㊁雨水和泉水的氢3165㊀16期㊀㊀㊀曾祥明㊀等:MixSIAR和IsoSource模型解析植物水分来源的比较研究㊀氧稳定同位素值,Rsample和Rstandard分别为样品中2H/H和18O/16O以及国际通用标准物中2H/H和18O/16O㊂氢氧稳定同位素计算结果以标准平均海水为标准㊂1.4㊀数据分析利用IsoSource和MixSIAR模型分别计算植物利用各水分来源比例,其中在利用IsoSource模型计算植物水分来源过程中,Increment为1%,Tolerance设定值一般不小于Increment增量与各水源同位素比率之间最大差值的乘积的一半[18]㊂MixSIAR模型输入的原始数据使用均值和标准差,Errorstructure选择Resid∗Process, MCMC 的运行长度选择 Verylong ㊂通过模型评价指标均方根误差(RootMeanSquareError,RMSE)来衡量两模型计算结果的适用性㊂由于目前植物对不同水源的实际利用值无法直接观测[29],因此本研究将测得的植物木质部同位素比率作为观测值(oi),预测值(pi)通过以下公式计算[24,30]:pi=ðni=1fiδA(1)式中,n是植物水源个数,fi是MixSIAR和IsoSource模型计算植物对第i个水源的利用比例,δA是不同水源的同位素比率㊂模型效果评价指标RMSE计算公式:RMSE=[1nðni=1(pi-oi)2]1/2(2)所有计算结果用Origin2018作图㊂2㊀结果与分析图2㊀研究期降雨量及雨水δ18O值分布特征Fig.2㊀Distributioncharacteristicsofrainfallandδ18Oduringthestudyperiod2.1㊀降水及雨水同位素季节动态在研究区内2017全年降雨为996.7mm,其中3月 8月总降雨为657.2mm,占全年降雨量的65.9%,降雨相对集中㊂数据结果显示,在3月 6月,δ18O同位素为-2.39ɢʃ1.92ɢ,数据偏正,在6月 8月,δ18O同位4165㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀素为-10.12ɢʃ3.12ɢ,数据偏负,表现为明显的季节变化㊂根据当地降水同位素,线性拟合出当地大气降水线方程δ2H=8.50δ18O+12.29(R2=0.97,P=0.001),而全球大气降水线方程:δ2H=8δ18O+10㊂从方程可以看出当地大气降水线方程在截距和斜率都高于全球大气降水线方程,表明当地降水的蒸发富集现象并不明显㊂2.2㊀植物水分来源定性分析图3结果显示,在春季采样时间(4月24日 27日)土壤水δ18O值在表层土壤中最大,并随着土壤深度(0 40cm)的增加而下降,并且此时的泉水δ18O值略高于40cm土壤处δ18O值㊂植物木质部水δ18O值中刺楸值最小,同时香椿和化香的δ18O值相近,表明当利用模型计算香椿和化香植物水分来源利用比例时各水源结果应该相近㊂图3表明在夏季采样时间内(7月8日 10日)土壤水δ18O值在表层土壤中最小,并且随着土壤深度(0 40cm)增加而增加,与春季δ18O值变化规律相反,并且此时的泉水的δ18O值最高㊂植物木质部水δ18O值中香椿高于化香和刺楸,且夏季香椿和化香的δ18O值相差比春季大,表明当利用模型计算香椿和化香植物水分来源比例时各水源利用比例值存在一定差异㊂根据图中植物水δ18O值所在的直线与不同源δ18O值所在的线的交点所处的位置,初步判断在春季香椿和化香主要利用20cm土层土壤水分,而刺楸主要利用30cm土层土壤水分㊂在夏季,香椿主要利用40cm土层土壤水分,而化香主要利用30cm土层土壤水分,刺楸主要利用10cm土层土壤水分㊂图3㊀春夏季CQ㊁HX㊁XC和不同水源的δ18O值变化特征Fig.3㊀Variationcharacteristicsofδ18OamongCQ,HX,XCanddifferentwatersourcesinspringandsummerseasonsCQ:刺楸Kalopanaxseptemlobus(Thunb.)Koidz.;HX:化香PlatycaryastrobilaceaSieb.etZucc.;HX:香椿Toonasinensis2.3㊀基于MixSIAR和IsoSource模型对植物水分来源定量分析直接相关法只能判断植物水分的大致来源,然而确定植物对各个水源的吸收比例在实际应用中更重要,运用MixSIAR和IsoSource模型来分析植物对不同土层土壤水(10㊁20㊁30㊁40cm)和泉水的利用比例,计算结果存在一定差异㊂图4结果显示,在春季,利用MixSIAR模型对植物水分来源分析结果表明,香椿对10㊁20㊁30㊁40cm土层土壤水和泉水的利用比例分别是27%㊁25%㊁21%㊁13%㊁14%与化香的结果(27%㊁28%㊁22%㊁11%㊁12%)相近,这与直接相关法定性判断结果相近㊂然而利用IsoSource模型对植物水分来源分析显示,香椿对10㊁20㊁30㊁40cm土层土壤水和泉水的利用比例分别是28%㊁27%㊁10%㊁21%㊁13%与化香的结果(23%㊁25%㊁25%㊁13%㊁14%)存在较大差异,这个结果与直接相关法分析的结果差别较大㊂MixSIAR模型的计算表明刺楸主要利用5165㊀16期㊀㊀㊀曾祥明㊀等:MixSIAR和IsoSource模型解析植物水分来源的比较研究㊀10 30cm土层土壤水,与直接相关法分析的结果相近㊂直接相关法分析表明刺楸主要利用20 30cm土层土壤水并且对10 30cm土层土壤水的利用比例大于对40cm土层土壤水和泉水的利用比例㊂而IsoSource模型计算结果表明刺楸主要利用30 40cm土层土壤水和泉水,与直接相关法判断结果存在很大偏差㊂在夏季,MixSIAR模型计算结果表明化香对20㊁30㊁40cm土层土壤水的总利用比例为58%,IsoSource模型计算结果表明化香对20㊁30㊁40cm土层土壤水总利用比例为21%,而通过直接相关法显示化香对20㊁30㊁40cm土层土壤水吸收比例高于10cm土层土壤水和泉水,只有MixSIAR模型计算结果满足要求㊂因此MixSIAR模型计算结果比IsoSource模型计算结果可靠性要高㊂MixSIAR模型计算结果表明香椿对30㊁40cm土层土壤水和泉水总利用比例为50%,IsoSource模型计算结果表明香椿对30㊁40cm土层土壤水和泉水总利用比例为13%,而直接相关法分析表明香椿对30㊁40cm土层土壤水和泉水水源吸收比例高于10cm和20cm土层土壤水,结果同样表明只有MixSIAR计算结果满足要求㊂MixSIAR和IsoSource模型计算刺楸水分来源的结果表明:刺楸主要利用10cm土层土壤水,利用比例分别为59%和96%,这与直接相关法得出的结果一致㊂图4㊀IsoSource和MixSIAR模型计算植物水分来源比例结果Fig.4㊀TheresultsoftheproportionofplantwatersourcefromIsoSourceandMixSIARmodels图a,b分别是MixSIAR模型计算春夏季比例结果;图c,d分别是IsoSource模型计算春夏季比例结果2.4㊀模型的总体评价图5显示在春季,MixSIAR模型计算的RMSE值0.61,而IsoSource模型计算的RMSE是0.84㊂在夏季MixSIAR模型计算的RMSE值是0.59,而IsoSource模型计算的RMSE是0.74㊂上述结果表明,MixSIAR模型结算结果的RMSE值小于IsoSource模型计算结果㊂因此利用MixSIAR模型计算植物水分来源结果误差小于IsoSource模型计算结果,在喀斯特地区更适合利用MixSIAR模型解析植物水分来源㊂6165㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀图5㊀MixSIAR和IsoSource模型评价指标结果Fig.5㊀TheperformanceofplantwatersourcebyusingMixSIARandIsoSourcemodels3㊀讨论MixSIAR和IsoSource模型是量化植物水分来源比例的重要方法㊂本文研究结果显示这两种模型在量化植物水分来源上存在一定差异㊂以量化次生林刺楸㊁香椿和化香3种植物水分来源为例,借助直接相关法的分析结果,衡量哪种方法更适合解析喀斯特地区植物对不同水分来源利的利用比例㊂在春季,MixSIAR模型分析结果显示香椿和化香对不同的水分来源利用比例很接近,与直接相关法分析的结果相一致㊂而IsoSource模型计算结果显示香椿和化香对各水源的利用比例存在一定的差异,尤其是植物对30 40cm土层土壤水利用存在很大的差异,然而直接相关法分析显示香椿㊁化香δ18O值与水源线的交点相近,这表明,香椿和化香在对30 40cm土层土壤水的利用比例应该相近而不应出现较大差异,这与MixSIAR模型计算的植水分来源结果较一致㊂同时MixSIAR模型计算刺楸植物水分来源结果显示刺楸主要利用10 30cm土层土壤水,并对10 30cm土层土壤水吸收大于泉水和40cm土层土壤水,而IsoSource模型计算结果显示,刺楸主要吸收30 40cm土层土壤水和泉水的水源㊂这两者的计算结果中植物的主要水源都有30cm土层土壤水,与直接相关法分析结果近乎一致,但是刺楸δ18O值对于10 20cm土壤δ18O值较40cm土壤和泉水值更接近,因此刺楸应该对10 20cm土壤水吸收高于40cm和泉水,与MixSIAR模型计算出的结果一致,而与IsoSource模型计算结果存在较大差异㊂结果显示,MixSIAR模型解析植物水分来源可靠性高于IsoSource模型㊂同时根据模型评价指标RMSE显示,在春夏季,MixSIAR模型评价指标RMSE都小于IsoSource模型㊂因此,MixSIAR模型对量化植物水分来源适用性高于IsoSource模型㊂氢氧稳定同位素在植物(除少数耐盐和旱生植物外)吸水过程中并不发生分馏,同时各种水源氢氧稳定同位素值存在较大的差异[13],这为氢氧稳定同位素研究植物水分来源提供了理论基础[31]㊂PhillipsandGregg[18]和Phillips[32]基于质量守恒方程,利用线性混合模型得出当n+1的水源能够被n个示踪元素精准的分析出㊂以一个稳定性同位素值和两个源为例,引入fA和fB作为利用A㊁B源的利用比例,δA和δB为源同位素值,δM为混合物同位素值,得出方程组:δM=fAδA+fBδB,1=fA+fB,进而解析出方程中的fA和fB值㊂然而,准确计算混合物源的比例需要满足一定条件,只有当源的数量少于或者等于同位素数量+1时,这些方程才能精准的解析出不同源的利用比例[19]㊂同时,随机测量误差㊁同位素分馏都会导致这些比例估计值的不确定7165㊀16期㊀㊀㊀曾祥明㊀等:MixSIAR和IsoSource模型解析植物水分来源的比较研究㊀性[22]㊂然而,IsoSource模型在实际应用的过程中源的数量往往都会高于同位素的数量+1,因此在利用上述方程求解时,方程将会呈现多解情况,方程的不确定增加,结果就会更加不可靠,同时也没有考虑到同位素在混合物与源之间的分馏,这样使得计算的结果更加不可靠㊂因此,导致本研究中利用IsoSource模型计算植物水分来源结果可靠性低于MixSIAR模型㊂为了进一步提高解析混合物与源之间的准确度,解决IsoSource模型存在的问题,MooreandSemmens[19]提出了基于MATLAB开发的MixSIR计算模型,该模型提出源对混合物贡献的概论分布,明确指出不确定性与源㊁分馏和同位素特征关系,同时在分析的过程中也可以加入先验信息㊂Parnell等[20]基于贝叶斯同位素混合模型,并进一步发布一个新的开源R包SIAR㊂SIAR与MixSIR模型有很大的相似处,然而SIAR模型包含残差而MixSIR模型没有㊂根据SIAR模型计算公式:Xij=ðKk=1pkqjk(sjk+cjk)ðKk=1pkqjk+εij(3)式中,Xij是第i个混合物中同位素j的值,pk是由模型计算出第k个源对混合物的贡献率,qjk是第k个源中同位素j的浓度,sjk是第k个源中同位素j的值,cjk是第k个源中同位素j的分馏系数,εij是残差㊂当SIAR模型加入残差εij后,能够降低模型的不确定,从而提高模型的准确性[33]㊂MixSIAR模型是基于R语言包并结合MixSIR和SIAR模型的优点所做的改进,通过考虑源值㊁分类和连续协变量和先验信息中的不确定性来改进更简单的线性混合模型,以提高模型结果的准确性㊂图5结果显示,MixSIAR模型计算的RMSE值(春季0.61,夏季0.59)低于IsoSource模型计算的RMSE值(春季0.84,夏季0.74)证实了MixSIAR模型解析植物水分来源利用比例误差更小并且可靠性更高㊂然而,在喀斯特地区IsoSource模型被广泛运用于解析植物水分来源㊂丁亚丽等[34]利用IsoSource模型研究尾巨桉水分利用特征,Nie等[35]利用IsoSource模型研究木本植物水分来源季节变化,Deng等[36]利用IsoSource模型研究青冈(Cyclobalanopsisglauca)植物水分来源利用情况㊂在喀斯特地区很少有研究者利用MixSIAR模型解析植物水分来源,MixSIAR模型多数被用于非喀斯地区,如杜俊杉等[37]利用MixSIAR模型分析冬小麦植物水分来源,MaandSong等[38]利用MixSIAR模型研究玉米水分来源季节变化㊂但本研究表明在喀斯特地区更适合利用MixSIAR模型解析植物水分来源㊂4㊀结论雨水δ18O值存在明显的季节变化特征,在3月 6月偏正,在6月 8月数据偏负㊂在喀斯特地区利用MixSIAR和IsoSource模型解析植物对不同水源的利用比例结果存在差异㊂基于直接相关法结果显示,MixSIAR模型计算植物水分来源优于IsoSource模型计算结果㊂基于MixSIAR和IsoSource模型计算结果总体评价的结果显示,在春夏季,MixSIAR和IsoSource模型计算植物水分来源的RMSE值分别为0.61(0.59)和0.84(0.74),因此MixSIAR模型在计算植物水分来源时可靠性高于IsoSource模型㊂所以在喀斯特地区利用MixSIAR模型解析植物水分来源比IsoSource模型更适合㊂参考文献(References):[1]㊀LiuMX,XuXL,SunAY,WangKL,LiuW,ZhangXY.IssouthwesternChinaexperiencingmorefrequentprecipitationextremes?EnvironmentalResearchLetters,2014,9(6):064002.[2]㊀彭晚霞,王克林,宋同清,曾馥平,王久荣.喀斯特脆弱生态系统复合退化控制与重建模式.生态学报,2008,28(2):811⁃820.[3]㊀DahlmanRC,KuceraCL.Rootproductivityandturnoverinnativeprairie.Ecology,1965,46(1/2):84⁃89.[4]㊀ZhangXY,PeiD,ChenSY.RootgrowthandsoilwaterutilizationofwinterwheatintheNorthChinaPlain.HydrologicalProcesses,2004,18(12):2275⁃2287.[5]㊀聂云鹏,陈洪松,王克林.土层浅薄地区植物水分来源研究方法.应用生态学报,2010,21(9):2427⁃2433.[6]㊀TurnerNC,JonesMM.Turgormaintenancebyosmoticadjustment:areviewandevaluation//TurnerNC,KramerPJ,eds.AdaptationofPlantstoWaterandHighTemperatureStress.NewYork:JohnWiley&Sons,1980:87⁃103.8165㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀40卷㊀[7]㊀AsbjornsenH,MoraG,HelmersMJ.VariationinwateruptakedynamicsamongcontrastingagriculturalandnativeplantcommunitiesintheMidwesternU.S.Agriculture,Ecosystems&Environment,2007,121(4):343⁃356.[8]㊀邓文平,余新晓,贾国栋,李亚军,刘玉洁,白艳婧.利用稳定氢氧同位素定量区分栓皮栎旱季水分来源的方法比较.应用基础与工程科学学报,2013,21(3):412⁃422.[9]㊀付青云,刘廷玺,段利民,王冠丽,曹文梅,黄天宇.基于稳定性氧同位素分析不同树龄小叶锦鸡儿用水策略.生态学杂志,2019,38(5):1570⁃1579.[10]㊀李雪松,贾德彬,钱龙娇,冯蕴.基于同位素技术分析不同生长季节杨树水分利用.生态学杂志,2018,37(3):840⁃846.[11]㊀张景文,陈报章.基于同位素分析研究山东禹城夏玉米水分来源.水土保持学报,2017,31(4):99⁃104.[12]㊀ZhangYC,ShenYJ,SunHY,GatesJB.Evapotranspirationanditspartitioninginanirrigatedwinterwheatfield:acombinedisotopicandmicrometeorologicapproach.JournalofHydrology,2011,408(3/4):203⁃211.[13]㊀聂云鹏,陈洪松,王克林,SusanneS.采用稳定同位素技术判定喀斯特地区植物水分来源的挑战与可能应对方案.应用生态学报,2017,28(7):2361⁃2368.[14]㊀BrunelJP,WalkerGR,DightonJC,MontenyB.Useofstableisotopesofwatertodeterminetheoriginofwaterusedbythevegetationandtopartitionevapotranspiration.AcasestudyfromHAPEX⁃Sahel.JournalofHydrology,1997,188⁃189:466⁃481.[15]㊀DawsonTE,EhleringerJR.Isotopicenrichmentofwaterinthe 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土壤生物名词解释简答整合

土壤生物名词解释简答整合

生物地理学部分名词解释生物地理学:生物地理学是地理学与生物学之间的交叉学科,是研究生物的分布及其分布规律的科学。

P1环境:环境是指某一特定生物体或生物群体周围一切事物的总和,包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体的各种因素。

P5生态因子:环境是由许多因子组成,在环境因子中给予生物影响的因子称为生态因子。

P6生物群落:生物群落是指生活在某一地段上各种生物有机体的有规律组合。

P54优势种:优势种是指群落中占优势的种类,一般处于每一层中个体数量最多,并且有最大的盖度的种类。

P60建群种:建群种是指群落主要层中的优势种类,它在个体数量上不一定最多,但有最大的盖度和最大的生物量。

P60垂直结构:垂直结构是指群落在空间上垂直分化或称成层现象。

P64原生裸地:原生裸地是指从来没有生长过植物的地段,或者原来生长过植物,但被彻底地消灭了,没有保留下原有植物的传播体以及原有植物被影响下的土壤。

P76次生裸地:次生裸地是指原来有植物生长的地段,后来原有的植物已被破坏而不存在,但原有植被影响下的土壤条件仍基本存在,甚至还残留原有植物的种子或繁殖体。

P76演替:演替是一个生物群落被另一个生物群落所代替的过程。

它是生物动态中最重要的特征。

P80 生物群分布的纬度地带性:沿纬度方向有规律更替的生物群的分布,称生物群分布的纬度地带性。

P142生物群分布的经度地带性:生物群的因水分差异而大体上按经度方向成带状依次更替的现象称生物群分布的经度地带性。

P142种的分布区:种的分布区是指某种生物所占据的地理空间,在此空间内,该种生物能充分地进行个体发育,并留下具有生命力的后代。

P199间断分布区:分布区中间被高山、海洋、不适宜的气候障碍隔开成相距遥远的两部分或更多部分,各部分种群间失去基因交流的机会,而形成一种间断的分布区。

P205生物多样性:生物多样性是指生物和它们组成的系统总体的多样性和变异性。

P239简答第一章生物对环境的适应通常表现在哪三个方面行为上的适应、形态上适应、生理机能上的适应P10生物在长期进化的过程中存在着两种发展趋势分别为趋同进化、趋异进化P11根据植物对光照强度适应程度的不同可将植物分为阳性植物、阴性植物、耐阴性植物P16根据植物开花对光照时间长短的不同长日照植物、短日照植物、中间性植物P17根据植物对水分的需求状况将陆生植物分为湿生植物、中生植物、旱生植物P23根据沉没在水中的程度,将水生植物分成哪三类沉水植物、浮水植物、挺水植物P34生态因子作用的基本特征是什么综合作用、主导因子的作用、阶段性作用、不可替代性和补偿性作用、直接作用和间接作用第二章生物群落的基本特征具有一定的群落外貌、具有一定的种类组成、具有一定的群落结构、具有一定的群落环境、具有一定的动态特征、具有一定的分类范围P54目前我国学者根据植物种在群落中的作用,分成三种群落成员型优势种、建群种、伴生种P60库加金根据动物种在群落中的地位与作用,分成三种群落成员型优势种、普通种、稀有种P60在裸地上,群落的形成要经过哪三个步骤侵移、定居、竞争P76群落的变化基本形式有三种季节性变化、年际变化、演替P77按裸地性质划分的演替原生演替、次生演替P80按基质性质划分的演替水生基质演替、旱生基质演替简述我国植物群落分类的原则与依据原则:植物群落学—生态学原则:把植物群落本身特征作为分类依据,又注意群落的生态关系。

华北落叶松种子园种子低产的因素与对策

华北落叶松种子园种子低产的因素与对策

华北落叶松种子园种子低产的因素与对策樊志荣(静乐县国家华北落叶松良种基地服务中心,山西忻州035100)摘要:目前,我国正在如火如荼地开展生态文明建设工作,而高质量的生产种子必然可以大幅度提高种苗培育效率,技术人员需要认真分析种子结实特点以及低产因素,然后通过控制种子的遗传变异、周期性、性状、播种品质,并选择优树营建种子园、适时适地进行疏伐、促进结实的人工管理、注重虫害防治,必然可以提高种子园母树结实量,收获良好的树种。

基于此,对华北落叶松种子结实特点进行探讨,分析了影响华北落叶松种子结实的因素,为提高种子园母树结实量提供建议。

关键词:华北落叶松;种子低产;影响因素中图分类号:S791.22文献标识码:A文章编号:1005-7897(2023)08-0127-030引言华北落叶松属于松科落叶松属的落叶乔木,是华北地区防护林与丰产林营造的其中一类树种。

华北落叶松生长在华北地区的高山地带,其海拔可以达到1800~ 2800m,其在多年人工技术改良之后,适应能力已经得到大幅度增强,具有水源涵养性、速生丰产等特征。

现阶段,华北落叶松的种植已经不再局限于华北地区,西北地区与东北地区也纷纷种植起来,并且成为速生林营造、退耕还林的重要树种。

但是,华北落叶松种子园一直存在种子低产问题,为有效解决这一问题,需要从种子结实特点展开分析,以此来提高种子园生产效率。

1华北落叶松种子结实特点1.1华北落叶松球果特征华北落叶松属于强阳性树种,耐寒性、抗风力性、土壤适应性、萌芽能力较强,是一种单性的、雌雄同株的球花。

花芽分化时间在头年的6—7月,第二年的4—5月为开花期,种子在当年9月成熟。

华北落叶松的球果形状为卵形或长方形,在成熟时,球果从绿色到棕色,有光泽,表面平滑,种鳞数量可以达到26~45枚,种子呈灰白色倒卵形。

1.2华北落叶松结实规律华北落叶松从种子萌发开始,再到生长结实,最后是植株走向衰老,需要经历种子期、幼年期、青年期、成年期、老年期5个阶段。

2021-2023北京重点校高三(上)期末地理汇编:流域内协调发展

2021-2023北京重点校高三(上)期末地理汇编:流域内协调发展

2021-2023北京重点校高三(上)期末地理汇编流域内协调发展一、选择题组(2022秋·北京大兴·高三统考期末)下图示意某典型流域生态单元划分。

读图,回答下列小题。

1.图中上游植被的主要生态功能是()A.涵养水源、保持水土B.防风固沙、美化环境C.制造氧气、吸烟滞尘D.维持生物物种多样性2.图中滨海湿地被开垦为农田后,可能会造成()A.结冰期的延长B.流域面积扩大C.通航里程缩短D.土地的盐碱化3.该流域的生态保护措施正确的是()A.上游治理盐碱土壤B.中游重点保护湿地C.下游大力退耕还林D.上中下游统筹协作二、综合题4.(2023秋·北京朝阳·高三统考期末)下图为汾河流域示意图。

读图,回答下列问题。

酥梨适于生长在年平均气温7.8℃、无霜期155天左右、年降水量400毫米左右的多光半坡地区。

南安酥梨个大皮薄、果汁甘甜、果肉酥脆,是山西省文水县南安镇的特产。

(1)说明南安镇种植酥梨的有利自然条件。

文峪河是汾河的支流,古称文水,是区域重要的生产生活水源。

2000—2018年文峪河流域水域面积变化如下表所示。

(2)绘制统计图,说出2000—2018年文峪河流域水域面积变化特点并推测主要原因。

针对文峪河流域灌溉水源不足、水污染等问题,当地政府因地制宜进行了综合整治。

(3)列举文峪河流域的综合整治措施。

5.(2023秋·北京昌平·高三统考期末)白鹤滩水电站位于云南省巧家县和四川省宁南县境内,是仅次于三峡水电站的世界第二大水电站,也是实施“西电东送”的国家重大工程,下图为白鹤滩水电站位置示意图及纪念邮票。

读图,回答下列问题。

表:金沙江流域各月平均降水量(1)依据表绘制金沙江流域降水量统计图,并推断金沙江干流流量特征。

白鹤滩水电站具有发电、防洪、拦沙等功能,水库水位的运行机制为每年5月底降至最低水位,6一8月按汛期限制水位(为保证水库安全,预留调洪库容设立的上限水位)运行,9月蓄至最高水位。

森林生态学讲稿-第八章森林植被分布

森林生态学讲稿-第八章森林植被分布

森林植被分布一、水平地带性(一)概念:地球陆地表面由于气候因子的有规律变化,森林类型呈现出从低纬度到高纬度或沿经度从低到高的有规律分布,称为森林分布的水平地带性。

水平地带性包括纬度地带性(主要由热量条件的有规律变化引起的)和经度地带性(主要由距海远近的水分引起的)。

(二)世界主要植被类型的水平地带性分布1热带植被:热带雨林、季雨林、红树林、稀树草原(1)热带雨林:分布区气候特点:终年高温多雨,无季节变化,降雨量2000mm以上,全年分配均匀,相对湿度很高。

群落的基本特点:种类成分最丰富,优势种不明显,如南美圭亚那半径为8公里的热带雨林中,有花植物达455种,亚洲马来亚岛仅树木就有2000种,而整个欧洲植物区系中的乔、灌木也不超过250种。

成层现象复杂,一般整个群落可分5-8层,层间界限不明显,乔木层高可达30-40米。

季相不明显。

植物叶子全年都呈绿色,老叶脱落几乎与新叶的开放同时或稍前;全年都有植物开花;热带雨林生活型谱中,以高位芽植物占绝对优势。

热带雨林还具有“绞杀植物”(藤本植物发达,如高等植物榕树)、“一木成林”(许多植物具有板状根、气生根或支柱根)、“茎花现象”(花、果生于无叶的茎上)、“叶尖滴水”等。

支柱根来源于树干上的不定根形成的气根,支柱根一方面支撑起作用,另方面可加强对水分、养分的吸收)。

气生根是生长在地面以上空中的根,这种根在生理功能和在结构上与其他根有所不同,又可分以下几种:(1)支持根:像玉米从节上生出一些不定根,表皮往往角质化,厚壁组织发达,不定根伸入土中,继续产生侧根,成为增强植物体支持力量的辅助根系。

另像榕树从枝上产生多数下垂的气生根,部分气生根也伸进土壤,由于以后的次生生长,成为粗大的木质支持根,树冠扩展的大榕树能呈“一树成林”的壮观。

还有甘蔗等植物也属这类型的根。

(2)板根:板根常见于热带树种中,如香龙眼、臭楝、漆树科和红树科中的一些种类。

板根是在特定的环境下,主根发育不良,侧根向上侧隆起生长,与树干基部相接部位形成发达的木质板状隆脊。

林木水分利用效率的研究与提高

林木水分利用效率的研究与提高

林木水分利用效率的研究与提高林木作为陆地上最重要的植物资产之一,对于维持生态平衡和提供人类生活所需的资源起到至关重要的作用。

林木的水分利用效率不仅影响到森林生态系统的健康和稳定性,还直接关系到林木的生长和产量。

因此,研究和提高林木的水分利用效率一直是林业科学与实践的重要课题。

一、林木水分利用效率的意义林木水分利用效率指的是林木在单位水分供应条件下所能产生的生态系统服务、木材生产或碳汇的量。

水分是植物生长和发育的基本要素之一,对于林木的生长、抗旱性和生态系统功能发挥起着重要作用。

提高林木的水分利用效率可以增加水资源的利用效益,减少水资源的损失,同时也可以改善土壤水分状况,促进土壤保育和环境保护。

因此,研究和提高林木的水分利用效率对于实现可持续发展具有重要意义。

二、林木水分利用效率的影响因素1. 树种因素:不同树种对水分的利用效率存在差异。

一些乔木树种如松树、橡树等具有较高的耐旱能力和水分利用效率,而一些灌木类树种如丛枝石松、沙柳等具有较低的耐旱能力和水分利用效率。

2. 土壤因素:土壤的含水量、质地、通透性等因素对林木的水分利用效率有着直接的影响。

优质的土壤可以提供充足的水分和养分供应,促进林木的生长和发育,提高水分利用效率。

3. 气候因素:气候条件对于林木水分利用效率起着重要作用。

高温、干旱和强风等气候因子会降低林木的水分利用效率,而适宜的气候条件则有利于林木的正常生长和水分利用。

4. 人为因素:林业管理措施和人类活动对林木的水分利用效率产生着重要影响。

科学合理的森林经营、灌溉措施和合理利用水资源等可以提高林木的水分利用效率。

三、提高林木水分利用效率的方法1. 选择适宜的树种:根据气候、土壤和地理条件选择水分利用效率较高的树种。

这样可以提高林木对于水分的利用效率,适应不同的气候和环境条件。

2. 改善土壤条件:合理施肥、改善土壤质地和结构,增加土壤水分的持水能力,提高土壤的保水能力和供水能力。

这样可以提供充足的水分供应,促进林木的正常生长和发育。

植物水分利用策略研究进展

植物水分利用策略研究进展

广西植物Guihaia 30(1):82-88 2010年1月植物水分利用策略研究进展王平元1,2,刘文杰1*,李鹏菊1,2,李金涛1,2( 1.中国科学院西双版纳热带植物园,昆明650223; 2.中国科学院研究生院,北京100049)摘 要:水分是影响植物生长发育的重要因子之一。

地球上大多数生态系统中的植物都会经历一个降水相对稀少的干旱季节,植物在不同的季节与不同的生态系统中究竟如何利用水分,利用哪些水分去获得生存,成为一个人们关注的问题。

在过去的20年,稳定同位素技术在植物生态学中的应用得到了稳定长足的发展。

因为陆地植物(少数排盐种类除外)在水分吸收过程中不发生同位素分馏,因此可以利用 D与 18O数据进行水分获取方式的研究。

对植物木质部水分以及其潜在水源的稳定同位素进行分析,并参考土壤水势、叶片水势、土壤含水量等数据,同时运用二元或三元混合模型,可以定量确定植物的水分利用来源。

大量的研究表明,不同功能型、生长阶段、季节的植物以及不同物种往往具有不同的水分利用策略。

关键词:水分利用策略;稳定同位素;水分来源;水分再分配;植物功能型;二元或三元线性混合模型中图分类号:Q948 文献标识码:A 文章编号:1000 3142(2010)01 0082 07Advances in studies on plant water use strategyW ANG Ping Yuan1,2,LIU Wen Jie1*,LI Peng Ju1,2,LI Jin Tao1,2( 1.Xishuangban na Trop ical Botanical Garden,Chinese Academy of Sciences,Kunming650223,China;2.Graduate School of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,Chi na)Abstr act:Water is one of the most important fac tors for plants grow th.Plant would unde rgo a dry season which precip itation w as less tha n wet reason in almost ec osyste ms in the w orld.H ow to use water and what w ate r to use for plants to survive in different seasons a nd ec osystems be came a matter of people c onc erns.The use of stable isotope te chniques in plant ec ologic al research had grow n ste adily during the past dec ade s.It was easy to a pply D and 18O data to water acquisition studies because there was no isotopic frac tionation during w ater uptake by te rrestrial pla nts except some salt excluding plant species.By analyzing hydrogen and oxygen isotope composition of plant xyle m w ater and availa ble plant w a ter source s,the c ontributions of the sourc es to plant could be de termined quantita tive ly using two or three compart me nt linea r mixing model.Applying isotope te chniques,coupled w ith other ec ologic al or physiological mea surements bec ame a useful w a y to link the water source s used by pla nts to other aspec ts of their w ate r rela tion.M ixing model hadmany disadvantages when the sources w e re more than three.Rec ently,a set of papers had provide d guideline s for the is sue.For many species,the water sourc es varie d w ith seasons,and plants w ith different func tional types and life stages had different w ater use strategies.Also,differe nt spec ies had different w a ter use strategies.Ke y wor ds:w ater use strategy;stable isotope;w ater resource;hydraulic redistribution;plant functional type;tw o or three compartment linear mixing model*收稿日期:2008 09 10 修回日期:2009 07 15基金项目:中科院西部之光!人才计划项目;国家自然科学基金(30770368,30570308);云南省自然科学基金(2006C0057M)[Support ed by thePersonnel Traini ng Plan of West Light Foundation of Chi nese A cademy of Sciences;Nat i onal Natural Sci ence Foundation of China(30770368,30570308);Nat ural Science Foundat i on of Y unnan(2006C0057M)]作者简介:王平元(1985 ),男,山东省临沂市人,硕士研究生,主要从事植物水分利用研究。

树木的水分生理生态

树木的水分生理生态

一、树木蒸腾耗水研究的意义
• 根据国外速生丰产林发展的经验,提高林地生产 力集约经营技术是关键因素之一,其中加强水肥 管理将事半功倍,不仅可在短时间大幅度提高林 地生产力,还将大大拓展速生丰产林的发展区域。
• 美国加州萨克拉曼多北部河谷一块自然生产力很 低的造林地营造桉树纸浆林,通过滴灌系统合理 为树木提供水分,水肥结合,结果林地轮伐期缩 短到8 a ,林地年生产力达到45m3· -2。 hm
二、树木耐旱特性及其机理
• 抗旱树种的选择是干旱半干旱地区林业发展的重 要研究课题之一。
• 筛选树木抗旱性评价指标成为抗旱性树种选择的 前提和基础,树木抗旱性评价指标的研究也经历 了由植物形态解剖学特征到生理生化特征的发展 过程。
二、树木耐旱特性及其机理
• Levvit(1976)最早将旱生植物划分为三种类型:
• 避旱、延迟脱水、忍耐脱水。 • Kramer(1979)用“忍耐脱水” 和“延迟脱水” 对植物的耐旱性进行分类,更能反映植物对干旱 适应的本质特征。
二、树木耐旱特性及其机理
• 高水势延迟脱水耐旱树种的耐旱特点主要有:
• (1)以抗脱水为主,保持高水势状态; • (2)持水能力和节水能力强; • (3)水分利用效率高; • (4)避免和忍耐干旱的能力强;
同的树种下降的幅度有较大差异。
三、树木蒸腾耗水研究的现状
• 也有学者发现,蒸腾作用与外界环境的关系,特 别是与土壤水分的关系的相关性并不明显。
• 李洪建等(1996)对晋西北的人工刺槐林研究发 现,刺槐的蒸腾季节变化与土壤水分季节变化的 关系不显著,而水势季节变化受土壤水分变化的 影响较大。 • 王孟本等(1999)用快速称重法对半湿润区的4个 树种在年生长季节中蒸腾速率的研究表明,月平 均蒸腾速率与土壤含水率的相关性不显著。

耐水湿乔木苗介绍(参照材料)

耐水湿乔木苗介绍(参照材料)

绦柳、旱柳、落羽杉、赤杨、棕榈、桑树、白桦、丝棉木、女贞树(以上树种适合华北地区生长耐水湿耐寒)耐水湿乔木介绍绦柳1、特征:落叶大乔木,柳枝细长,柔软下垂。

喜光,耐寒性强,耐水湿又耐干旱。

对土壤要求不严,干瘠砂地、低湿沙滩和弱盐碱地上均能生长。

高可达20 -30 米,径50 -60 厘米,生长迅速;树皮组织厚,纵裂,老龄树干中心多朽腐而中空。

枝条细长而低垂,褐绿色,无毛;冬芽线形,密着于枝条。

叶互生,线状披针形,长7 -15厘米,宽6 -12 毫米,两端尖削,边缘具有腺状小锯齿,表面浓绿色,背面为绿灰白色,两面均平滑无毛,具有托叶。

花开于叶后,雄花序为葇荑花序,有短梗,略弯曲,长1 -1.5厘米。

果实为蒴果,成熟后2 瓣裂,内藏种子多枚,种子上具有一丛绵毛。

本变型枝长而下垂,与垂柳相似其区别为本变型的雌花有2腺体,而垂柳只有1腺体;本变型小枝黄色,叶为披针形,下面苍白色或带白色,叶柄长5-8毫米;而垂柳的小枝褐色,叶为狭披针形或线状披针形,下面带绿色。

2、分布范围:产东北、华北、西北、上海等地,多栽培为绿化树种。

3、生物环境:适合于都市庭园中生长,尤其于水池或溪流边。

4、栽培技术:(1).育苗地的选择,育苗地应选择地势较平坦,排水良好,灌溉方便,土壤较肥沃、疏松的沙壤土和壤土。

这样的土壤条件下插穗生根快,成活率高,苗木生育健壮。

不宜在低洼易涝、土壤粘重或地下水位过高的地方育苗。

(2)整地与施肥:北方地区多在秋季进行深翻地,深度25—30厘米,翌春解冻后,顶凌耙地2—3次,耙细耙匀,整平地面。

做成高垄,垄底宽60厘米,垄面宽30厘米,垄高15—20厘米。

结合做垄集中施足底肥,每亩施人经过充分腐熟的厩肥0.5—1万千克。

(3)种条的采集:柳属的一些绿化树种落叶较晚绿期长,因此种条采集一般在树木落叶后到早春树液流动前,即在树木处于休眠期中采集为好,这时种条内贮藏养分充足。

采集种条时,最好从柳树良种采穗圃中选择1—2年生、生育健壮、无病虫害的粗壮枝条。

干旱半干旱地区造林及生态修复科学综述

干旱半干旱地区造林及生态修复科学综述
自然环境条件、林种的需要、经营条件和经济上的投资与收益等。 ⑥抚育保护。为提高造林的成活率和保存率,促进幼树生长和加速幼林郁闭而采取的各种技术措施,
包括除草松土、灌溉施肥和对幼树的管理,如平茬和除蘖以及防治病虫害等。 3.1 适地适树技术
干旱区造林,首先必须考虑当时的立地条件,这个条件就是水分、温度和风速。如何判断森林能够 生长,最好的办法是观察自然界中的植被分布。例如,草原上鲜有大面积的森林,这里就不适合造林。 其二,造林的物种要适合本地的生态,在中国的四大沙地(科尔沁、毛乌素、浑善达克、呼伦贝尔)里, 杨树的适应力远不如本地的榆树,显然在那里造林适宜的树种是榆树而非杨树,可目前的做法背道而驰。 因此,"年年造林、年年不见林"。第三,造林的密度要符合当地的生态条件,自然界有其规律性。如在 浑善达克沙地,自然选择的榆树密度是每百平方米 3-5 棵榆树;而人工的杨树林密度高达 30-50 棵,水 分根本无法支持。造林设计应当向自然界学习,而不能"闭门造车"。第四,人工恢复森林要多物种配合, 而不能只发展单个物种的纯林,后者极容易遭受病虫害袭击,还会造成"绿色荒漠"。
水是干旱地区决定植被分布的关键因素,以地带性理论与径流形成原理分析植被生长需水规律,可
以认为: ① 地带性植被是靠降水中不形成径流的水来维持生命,这部分水不受水资源开发利用的影响。其 中: 荒漠植被,盖度 1%~25%(草原化荒漠区可达 30%),分布在年降水小于 200mm 的地区,降水几 乎不产流,因此地带性荒漠植被生长几乎全部消耗每年不足 200mm 的降水; 荒漠草原与典型草原植被,盖度 20%~60%,分布在年降水 200~450mm 的地区,年径流深 5~ 50mm,而且位于高原,土层深厚,几乎不形成地下径流,因此地带性荒漠草原与典型草原植被生长需 水为每年 200~400mm; 地带性森林草原和森林植被,盖度大于 50%,分布区年降水大于 450mm,森林能够截留降水形成 地下径流,在本次研究的范围内地带性森林需水大约每年 400mm 多,不会超过 550mm。 ② 非地带性植被的生长需水除当地降水以外还有径流,这部分水受水资源开发利用的影响。其中: 荒漠区的非地带性植被有乔木林、灌木林、草甸和沼泽,除盐生荒漠草甸外,盖度一般大于 30%, 植物生长主要靠地下水支撑。地下水埋深小于 2.5m 的最适植物群落是湿生的芦苇,埋深在 2.5~3m 的 最适植物群落是以罗布麻、甘草为优势种的草甸植被,埋深在 3~3.5m 的适宜植物群落有胡杨林,在 3.5~ 4m 的适宜群落有柽柳,同时 3~4m 的埋深范围也是以骆驼刺等植物为优势种的荒漠化草甸的适宜区。 荒漠草原和典型草原区的非地带性植被主要是沼泽、草甸和乔木林,植被盖度大于 50%,靠当地降 水和径流支撑。森林草原与森林区的非地带植被有沼泽,需要足够的径流维持。 研究生态需水的目的就是了解不同干旱区景观条件下,不同植被类型的需水情况,以便充分利用可 控的、有限的水资源,提高植被的保存率。 3 提高干旱区造林成活率技术 为了保证造林质量使所造新林能够成林并在成林后能达到预期目的,一般应严格掌握下列技术原 则: ①适地适树。即所选择的造林树种应与造林地的自然条件达到协调统一。根据造林地的气候、土壤 和土地利用的历史情况,对造林地的自然条件特点和生产潜力作出综合判断。另一方面要求对造林树种 对各种立地条件的适应性进行深入的研究,选定最符合造林目的和最能适应造林地的自然条件的树种。 ②良种壮苗。选用生命力强和具有优良目的性状的品种,以及生机旺盛、抗逆性强的苗木作为种植 材料,不但可以提高造林成活率,而且可以减少幼林的抚育工作。为了使森林整体有较强的抗灾能力, 减少由病、虫等自然灾害造成的损失,在选用良种,特别是生产周期较长、又为无性繁殖的树种时,应

桤木抗旱性及其混交效应研究现状及展望

桤木抗旱性及其混交效应研究现状及展望

桤木抗旱性及其混交效应研究现状及展望随着气候变化和全球性干旱气象事件的频繁发生,植物抗旱性的研究越来越受到关注。

桤木是我国一种比较耐旱的树种,具有强大的适应能力,在治理荒漠化、抗旱造林等方面有着广泛的应用。

本文将首先介绍桤木抗旱性研究的现状,然后阐述桤木混交对提高抗旱性的影响,最后展望未来桤木抗旱研究的发展趋势。

1.1 桤木耐旱机理探究桤木的耐旱机理主要包括植物生理和生化特性。

桤木具有浅根和极广的根系,它们能够在干旱土壤中吸收到足够的水分来维持生长。

同时,它们能够通过抑制蒸腾、降低叶片水分散失等方式适应低水分环境。

此外,桤木含有多种抗氧化物质,可以减少氧自由基的产生,降低胁迫对植物的影响。

1.2 桤木品种选择目前对于桤木的耐旱性研究主要集中在品种选择方面。

研究表明,不同的桤木品种在抗旱性上存在较大差异。

例如,松原桤木和北营桤木相对耐旱,而梓树桤木和醴泉桤木相对不耐旱。

因此,在选择种植桤木时应该考虑其抗旱性能。

1.3 植株造林桤木的植株造林是重要的造林方式之一。

植株造林可促使盆栽育苗的早期生长,加速植株生长,提高其抗旱性。

二、桤木混交对提高抗旱性的影响桤木混交是指在同一地域内,种植不同数量和种类的植株的一种造林方式。

通过混交种植,可以提高森林生态系统的稳定性和抗旱能力。

2.1 增加水分利用效率桤木与其他树种混交可以增加林下植物的光利用率和水分利用效率,形成更加密集的树冠,减少土壤表面蒸发速率。

这一过程可以为植物提供足够的水分和营养,提高其抗旱性。

2.2 改善生态环境桤木与其他树种混交还能改善生态环境、降低土地开发强度、增强土壤保水能力,提高生物多样性。

三、桤木抗旱研究的展望随着全球气候变化的日趋严重,桤木抗旱研究已成为重要的生态学研究课题。

未来,应继续对桤木抗旱性机理的研究进行深入探索,并发展更多、更具耐旱性的桤木品种。

此外,应该加强桤木与其他树种混交的研究,探索最优种植组合,提高森林生态系统的稳定性和抗旱能力。

管涔林局华北落叶松育苗技术

管涔林局华北落叶松育苗技术

管涔林局华北落叶松育苗技术孙竹青(山西省管涔山国有林管理局山西宁武036700)摘要:笔者选择管涔林局的乡土树种华北落叶松,通过介绍其林学特性,从而确定该树种为管涔林局的适生树种,既如此,就应该在管涔林局大面积培育、种植,作为造林绿化的主要树种。

从华北落叶松的林学特性来制定适合该项树种的育苗技术。

华北落叶松是雌雄同株的树种,故有自花受粉不孕现象,因此种子空粒较多,发芽率较低。

种子发芽率一般为40%~50%。

关键词:华北落叶松;育苗;技术中图分类号:S791文献标识码:A文章编号:1005-7897(2019)10-0201-02华北落叶松是一个优良的速生用材树种、树势高大挺拔,冠形整齐美观,根系发达;且华北落叶松寿命长、抗性强、生长快,因此,在适生地区栽培很广泛。

管涔林局现有华北落叶松21824.2hm2,其中天然林10204.1hm2,人工林11620.1hm2。

1华北落叶松的林学特性华北落叶松为落叶乔木,管涔山区域属北温带大陆性气候,是华北落叶松的适生区域。

1.1华北落叶松的适生条件(1)气候。

树种里最耐寒的要数华北落叶松了,垂直分布往往达到森林分布的最上限,华北落叶松要求比较湿润的气候条件,大气干燥往往会成为影响它自然分布的限制因子。

华北落叶松是一种喜光强阳性树种。

幼树在光照充足的情况下具有良好的再生效果,少量遮荫会对其生长产生不良影响。

在冠层密度较大的情况下,生长完全停止,甚至死亡。

华北落叶松在林分上只能占据第一层森林。

生长期要求森林空气循环充足,光照充足。

(2)土壤。

华北落叶松适应多种土壤水分和养分条件,适宜在湿润、肥沃、通风良好的中性或微酸性土壤中生长。

华北落叶松的生长速率与土壤水分条件密切相关。

但华北落叶松生产力在过于干燥的阳坡和陡坡上呈下降趋势。

1.2华北落叶松的生长发育华北落叶松为速生树种,其速生在幼年期已有明显表现。

苗圃中1年生苗高可达20cm,2年生可达50cm以上。

造林后,除第一年是缓苗期外,第二年即旺盛生长,每年高生长达60~70cm以上。

我国北方干旱半干旱地区水资源演变规律及其供需状况评价

我国北方干旱半干旱地区水资源演变规律及其供需状况评价
李春 梅 ,高素 华
( 国 气 象科 学 研 究 院 , 京 1 0 8 ) 中 北 00 1
摘 要 : 用 19  ̄ 2 0 年 的 水 文 资 料 和 第 一 次 全 国 水 资 源 评 价 成 果 , 用 统 计 学 方 法 , 析 了 我 国北 方 干 旱 半 干 利 9 4 00 运 分 早 地 区 水 资 源 分 布 情 况 及 其 近 5 年 来 的 演 变 规 律 , 量 说 明 了 干 早 半 干早 地 区 大 气 降 水 与 水 资 源 分 布 的 一 致 性 O 定 关 系 。 价 了 干 早 半 干 早 地 区 水 资 源 开 发 利 用 现 状 和 供 需 平 衡 状 况 , 该 地 区优 化 配 置 水 资 源 、 整 和 优 化 农 业 评 为 调 结 构 以及 合 理 开 采 利 用 地 下 水 资 源 提 供 参 考 依 据 。
关 键 词 :干早 半 干 早地 区 ; 水 资 源 ; 供需 状 况
中 图分 类 号 : TV2 1 1 l . 文献标识码 : A 文 章 编 号 : 0 9 2 4 ( 0 2 0 — 0 8 0 1 0—2 2 2 0 )20 6 —4
La o a e s u c o e e ta d Es i a i f W a e u l n w f W t r Re o r e Ev l m n n tm tng o v t r S pp a d y Re u r me n Ard a d S m ia i g o f No t i a q i e nti i n e — r d Re i n o r h Ch n
1 前 言
第 1卷 第 2 6 期
2 0 年6 0 2 月
水 土 保 持 学 报

不同降雨事件下宁夏河东沙地典型植物水分利用策略研究

不同降雨事件下宁夏河东沙地典型植物水分利用策略研究

不同降雨事件下宁夏河东沙地典型植物水分利用策略研究不同降雨事件下宁夏河东沙地典型植物水分利用策略研究引言:宁夏河东沙地是我国内陆河西地区的典型沙漠化地区之一,植被覆盖较差,水资源非常有限。

由于气候变化和人类活动等因素的影响,该地区面临着水资源严重缺乏的问题。

因此,了解该地区植物的水分利用策略对于有效管理和保护水资源具有重要意义。

方法:本研究选择了宁夏河东沙地典型植物,包括葡萄沙棘(Hippophae rhamnoides)、胡杨(Populus euphratica)和沙柳(Tamarix chinensis),通过野外调查和实验研究的方式,探究它们在不同降雨事件下的水分利用策略。

结果:1.葡萄沙棘:葡萄沙棘是一种耐旱植物,其主要水分来源是地下水。

在降雨事件前,葡萄沙棘通过在地下构筑复杂的根系网络来积累水分。

一旦降雨发生,葡萄沙棘能迅速将地下水吸收到根系中,并利用这些水分进行光合作用和生长。

降雨事件结束后,葡萄沙棘将剩余的水分储存起来,以应对未来的干旱期。

2.胡杨:胡杨是河东地区典型的乔木植物,其主要水分来源是河流水和地下水。

在降雨前,胡杨通过其深达数十米的根系向地下水层取水。

降雨发生时,胡杨能够迅速利用土壤水分并将其转化为光合产物。

此外,胡杨还通过树皮的多层结构来减少水分蒸发。

由于其长寿命和深层根系的优势,胡杨具备更好地应对长期干旱条件的能力。

3.沙柳:沙柳是一种耐盐碱植物,其主要水分来源是降雨和浅层地下水。

沙柳的叶片具有较高的蒸腾速率,能够迅速蒸发土壤中的水分。

此外,沙柳还通过根系分泌物来提高土壤的水分持水能力,并与共生菌根真菌形成共生关系,进一步优化水分利用效率。

讨论:宁夏河东沙地典型植物的水分利用策略主要包括在降雨前积累水分、迅速吸收降雨水分、合理利用土壤水分、减少水分蒸发以及通过与共生菌根真菌共生来优化水分利用效率等。

这些水分利用策略使得植物能够在极端干旱条件下存活,并且能够在有限的水资源下进行正常的生长和繁殖。

冀北沿坝干旱地区山地集水保水节水造林技术

冀北沿坝干旱地区山地集水保水节水造林技术

冀北沿坝干旱地区山地集水保水节水造林技术摘要:河北省山地面积约占80%,主要由燕山和太行山两大山脉构成,自然条件差,生态环境恶劣,连年干旱少雨,致使造林成活率和保存率低,在一定程度上制约了林业的发展。

干旱山地的集水保水节水贮水技术,能有效提高造林成活率,改善生态环境,充分发挥荒山潜力,提高三大效益,是目前林业工作的重点。

关键词:干旱造林技术集水节水保水冀北山区连年干旱,风沙南移。

生态环境的破坏,给我国经济可持续发展造成了严重危害,制约了林业建设的发展。

随着“三北”防护林工程项目在冀北地区的实施,针对造林成活率低的问题,在造成林整地上,运用“聚集径流,蓄水保墒”的整地技术,从造林密度、树种选择、整地集流、抗旱保墒措施等方面,运用高科技最新技术,选用适宜的造林树种,有效提高造林成活率,将会改变当前的不利局面。

一、造林前的准备工作1.造林时间造林季节分春秋两季。

春季是造林的最佳季节,宜早不宜晚,最佳时间是在土壤解冻并达到植苗深度,到苗木放叶之前这段时间。

秋季造林越迟越好,最佳时间是苗木落叶、大地封冰前。

2.树种的选择首先要做到适地适树,选择优良的乡土树种,如油松、侧柏;其次要坚持生物多样性的原则。

在选择好乡土树种的基础上,还要因地制宜,明确营林方向,选择耐干旱、耐瘠薄的树种,如山杏、沙棘等。

3.科学起苗首先在起苗时不要伤根,保护根系完整,起苗前苗床要先淋透水,土壤湿润松软;选择苗木的标准“宜壮不宜高”,落叶乔木超过200cm实行截干措施,随起苗随运输。

二、技术措施1.造林整地山地造林主要采用穴状整地和鱼鳞坑整地。

穴状整地适宜在山下部土层较好、保水性较强、坡度相对较小的栽植区域。

由于山地地形复杂,要根据不同的立地条件采取合理的造林密度,整地规格为60cm×60cm×60cm。

鱼鳞坑整地适宜山中上部裸石地较高、保水性差、坡度相对较大的区域,整地规格为40cm×40cm×40cm。

《2024年北京主要园林树种耗水性及节水灌溉制度研究》范文

《2024年北京主要园林树种耗水性及节水灌溉制度研究》范文

《北京主要园林树种耗水性及节水灌溉制度研究》篇一一、引言北京作为中国的首都,其城市园林建设具有极高的重要性。

而园林树种的选择与灌溉制度的建立直接关系到园林的生态环境和城市的水资源利用。

本文针对北京地区的主要园林树种耗水性进行深入研究,并提出有效的节水灌溉制度,为北京市园林绿化的可持续发展提供理论依据。

二、研究区域及主要园林树种本研究区域主要为北京市,涉及多个城区及近郊。

主要园林树种包括柏树、松树、法桐、国槐、银杏等常见绿化树种。

三、园林树种耗水性研究1. 耗水性测定方法本研究采用称重法、蒸渗仪法等方法,对所选园林树种进行耗水性测定。

通过定期对树木进行称重和土壤水分测定,了解树木的耗水规律及水分利用情况。

2. 耗水性分析经过对北京地区主要园林树种的耗水性分析,发现不同树种在不同生长阶段、不同环境条件下的耗水性存在较大差异。

其中,法桐、国槐等阔叶树的耗水量相对较大,而柏树、松树等针叶树的耗水量相对较小。

此外,树木的耗水量还受到季节、气候、土壤类型等多种因素的影响。

四、节水灌溉制度研究1. 灌溉制度设计原则针对北京地区的实际情况,节水灌溉制度设计应遵循科学合理、经济实用的原则。

在满足树木生长需求的前提下,尽可能减少灌溉用水量,提高水资源利用效率。

2. 灌溉制度实施措施(1)智能灌溉系统:采用先进的智能灌溉系统,根据树木的耗水规律和生长需求,自动调节灌溉水量和频率,实现精准灌溉。

(2)土壤水分监测:通过土壤水分监测设备,实时监测土壤水分状况,为灌溉提供科学依据。

当土壤水分低于一定阈值时,启动灌溉系统进行补水。

(3)雨水收集利用:充分利用雨水资源,通过设置雨水收集系统,将雨水收集并储存起来,用于园林灌溉。

(4)合理选择树种:根据北京地区的气候、土壤等条件,合理选择耗水量适中、生态效益好的树种,以降低园林耗水量。

五、结论通过对北京主要园林树种耗水性及节水灌溉制度的研究,我们得出以下结论:1. 不同园林树种的耗水性存在较大差异,阔叶树的耗水量相对较大,而针叶树的耗水量相对较小。

高中生物-2.2 群落的类型

高中生物-2.2 群落的类型

一.群落的主要类型 (4)主要动物类型:
如 羊驼取食仙人掌的花和鸟类饮用植物上的露水
一.群落的主要类型
2.草原生物群落 (1)外貌特征:草本植物铺向天边。
(2)群落特点:主要分布在半干旱地区,不同年份或季节雨 量不均匀的地区。动植物的种类较少,群落结构相对简单。
呼伦贝尔草原
新疆•那拉提草原
一.群落的主要类型
蒸腾;根系很发达,能从很深很广的地下吸取水分。
一.群落的主要类型 (3)主要植物类型:
如 例如3:仙人掌上长满地衣
一.群落的主要类型 (4)主要动物类型:爬行类、啮齿目、鸟类和蝗虫等。
荒漠植物对环境的适应对策: ①减少水分散失:表皮外有角质鳞片(蜥蜴、蛇)、以固态尿酸盐的形式排 泄代谢废物。 ②增加水分的储存:骆驼的驼峰中含有大量的脂肪,氧化分解后会产生水分 ③调整活动时间:选择在晚上或者气温低时出来寻找食物
资料1 生活于亚洲、非洲的许多荒漠植物,虽然可能属于 不同的种或属,但都具有叶片细小等特征。荒漠植物的根系 特别发达,茎多呈灰白色,如沙拐枣等;有些植物具有肉质 的储水器官,如仙人掌等。 资料2 沙漠中的更格卢鼠能长期以干种子为食而不饮水。 它们白天在洞穴中排出很浓的尿,为自己营造一个湿度较大 的局部环境,穴居洞中; 晚上出来活动。
浮游植物、大型藻类、 种类繁多的动物
天蔽日。
对稳定。
一.群落的主要类型 小结2:
群落类型 生物种类
形态结构或生理特征
共同特点
荒漠生物 群落
植物 气孔在夜晚才开放、根系发达等。 荒漠生物具有 动物 蜥蜴和蛇的表皮外有角质鳞片等。 耐旱的特性。
草原生物 群落
森林生物 群落
植物 动物 植物
动物
旱生多年生草本植物占优势;叶 片狭窄,表面有茸毛或蜡质层。

3个园林树种水分状况的研究

3个园林树种水分状况的研究

关键 词 : 紫丁香; 榆叶梅; 珍珠梅; 含水量; 水分胁迫
中图分类 号 :95 8 Q 4. 7
文献标 识码 : A
文 章编号 : O —362 l)lOO—3 l 235 (O 1O- O9 0 O -
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水 分 亏缺 可 以影 响到植 物形 态 、 剖 、 解 生理 、
试 验 地 在 呼 和浩 特 市 东南 郊 内蒙 古 农 业 大
学东 区校 园 内。呼 市地 处 阴 山山脉 南 麓 , 山地 约 占全市 面积 的 5 . 65 %,平原 占 7 . 35 %。市 区位 于 11 。 4 .。 海 拔 高度 15 m; 于 半 干旱 区 1. E、05N, 5 00 处 的 干草 原 地 带 , 于 温 带 大 陆性 气 候 , 属 年平 均 降
的水 分绝 对 量 , 即是植 物 或 植 株 的一 部 分 需 要 达 到 充 分饱 和 的含 水 量 ;相 对 含 水 量是 指 植 物
组 织 实 际 含 水 量 占 同 组 织 饱 和 含 水 量 的 百 分 比 。相 对 含 水 量 ( WC) R 和水 分饱 和 亏缺 ( D) WS
吸水 后 的组织重 ) 1 材料 与方 法
11 试 验 地 概 况 .
系列 的生理 生化反应 【 。 S A 在 P C连续体 系 中 ,
植 物 和其 所处 的环境 相互影 响 。环境 因素的负 面 影 响 超过一 定 的 阂值就 成 为胁 迫 因子 , 中水分 其 亏缺 是 最 普遍 的一 种 影 响 植 物生 产 力 的 环境 胁 迫嘲 在 干旱半 干 旱地 区 , , 水分 亏缺 引起 的树 木 生 长和作 物产 量的减少 超过其 它所 有胁迫 的总和 。

安徽省六安市金安区名校2023届高三上学期12月月考地理试卷(含解析)【淘夭夭小学中学资料铺】

安徽省六安市金安区名校2023届高三上学期12月月考地理试卷(含解析)【淘夭夭小学中学资料铺】

六安市金安区名校2022-2023学年高三上学期12月月考地理试卷满分:100分时间:90分钟一、选择题(本题共22小题,每小題2分,共44分,在给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的。

)“胡焕庸线”是指我国黑龙江省黑河市与云南省腾冲县的连线,是划分我国东南、西北半壁及人口分布差异的界线,有人把人口分布与国土区域严重不匹配的现象称为“胡焕庸现象”。

读图,完成下面小题。

1.下列能提高“胡焕庸线”西侧人口密度的合理措施是()A.大力开发资源B.实施大规模人口西迁C.实施海水西调工程D.加强生态环境建设2.下列属于“胡焕庸线”西侧的地区是()A.松嫩平原B.太行山脉C.大巴山脉D.河西走廊3.下列国家中,“胡焕庸现象”最不明显的是()A.巴西B.加拿大C.德国D.澳大利亚托雷斯海峡群岛地处澳大利亚东北部,经济发展水平较低,但居民人均用水量却远超澳大利亚平均水平。

在旱季,托雷斯海峡群岛利用柴油发电机供电,驱动海水淡化设备。

当地举办大型户外体育活动时,常通过洒水来除尘和降温。

下图示意托雷斯海峡群岛的位置。

据此完成下面小题。

4.托雷斯海峡群岛居民人均用水量远超澳大利亚平均水平,可能是由于()A.工业生产规模大B.追求高生活质量C.水资源极其丰富D.水资源利用率低5.托雷斯海峡群岛旱季水资源的开源方式直接导致当地()A.水污染B.大气污染C.能源枯竭D.水土流失6.为节约水资源,托雷斯海峡群岛的大型户外体育活动建议调整到()①清晨②午后③傍晚④夜间A.①③B.①④C.②③D.②④为研究我国某地湖泊(湖面海拔1169米)的水量变化,学者统计了2012年8月1日-2013年8月1日期间湖面日蒸发量的累计值(虚线)和同期当地降水量累计值(实线),并绘制成下图。

据此完成下面小题。

7.影响该湖面日蒸发量季节变化的主导因素是()A.太阳活动B.气温C.降水D.空气湿度8.推测该湖泊最可能位于()A.浙闽丘陵B.云贵高原C.内蒙古高原D.藏北高原9.2012年10月~2013年6月该地降水量累计值变化小,主要原因是()A.受亚洲高压长时间控制B.台风登陆次数偏少C.受夏威夷高压长时间控制D.湖陆热力性质差异小哥斯达黎加素有“中美洲花园”之称,超过25%的国土被划为国家公园;该国地处环太平洋火山地震带附近,地形以山地为主;该国物产丰富,主要出口咖啡、香蕉等农产品;该国生产的香蕉被誉为“世界最好的香蕉”。

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华北季节性干旱区两种优势乔木树种水分来源研究刘自强,余新晓*,邓文平,贾国栋,贾剑波,娄源海,李瀚之(北京林业大学水土保持学院,教育部水土保持与荒漠化防治重点实验室,100083,北京)摘要:北京山区处于季节性干旱的生态脆弱地带,研究其典型树种在降雨前后的水分来源对干旱区水分利用具有重要意义。

本研究基于氢氧同位素技术,以北京山区典型乔木树种油松和侧柏为研究对象,测定分析树木枝条、土壤层、地下水和降雨等的氢氧同位素组成,以其探明在降雨前后2种乔木树种的主要水分利用来源。

结果表明:不同树种在同一季节中水分来源不同,同一树种在降雨前后水分来源不同;由于油松主根系在深层较为发达,能在土壤深层获得稳定水源,所以降雨前,油松吸收利用土壤表层0~10cm土层水及地下深层水分,利用率为74.0%,降雨后,地下水对其贡献率为58.2%。

侧柏在雨前干旱缺水时能利用深层水维持正常生理活动,利用率为71.2%,但分布在土壤表层0~20cm的侧根系对降雨反应较为敏感,雨后的侧柏主要利用表层土壤水分,利用率为71.6%;试验结果将对于干旱半干旱地区人工造林、树种配置和缓解水资源短缺具有重要意义。

关键词:华北;季节性干旱;水分来源;稳定氢氧同位素中图分类号:S157. 1 文献标识码:A 文章编号:Water sources research of trees in northern China seasonal drought areas Liu Ziqiang,Yu xinxiao *, Deng Wenping, Jia Guodong, Jia jianbo,Lou yuanhai,Li Hanzhi.(Beijing Forestry University, Key Laboratory of Soil and Water Conservation and Desertification Combating of Education Ministry, 100083, Beijing: China.)Abstract: Beijing mountainous area are in the serious deficit of water resources and arid ecological fragile area, understand the water source of typical tree species before and after the rain in arid areas is of great significance. This study use of stable isotope technique, collected typical species of Pinus tabulaeformis and Platycladus orientalis, forests soil layer, groundwater and precipitation in Beijing mountain area, and analyze the hydrogen and oxygen isotopic composition of the sample, study its source before and after the rain water. The results showed that different plant have different water sources in the same season, the same plant have different source water before and after the rain; Due to the deep root in pinus tabulaeformis is relatively developed, and can get stable water in deep soil layer, so before rainfall, pinus tabulaeformis uptake soil 0~10cm soil layer deep water and underground water, its contribution rate is 74.0%, after the rain, the groundwater has contributed 58.2% of pinus tabulaeformis. Platycladus orientalis using deep water to maintain normal physiological activities, utilization rate is 71.2%; The root in the surface layer soil 0~20cm lateral is sensitive response to rainfall, Platycladus orientalis using the main of surface soil moisture, the utilization rate is 71.6%.Test results will be for arid and semi-arid areas of artificial afforestation, tree configuration and alleviate the shortage of water resource is of great significance.Key words:Northern China; seasonal drought; water source;the stable hydrogen and oxygen isotopes 近年来,在干旱半干旱地区,水资源短缺不仅限制其经济和社会的发展,同时,在该区形成的干旱半干旱生态系统中,水也是限制森林植被多样性和树木生长的主要因子[1]。

北京山区不仅是华北土石山区的项目名称:国家自然科学基金面上项目“基于稳定同位素的典型森林生态系统水、碳过程及其耦合机制研究”(41430747)第一作者简介:刘自强(1991—),男,硕士研究生。

主要研究方向:森林水文及同位素水文。

Email : liuzistrong@*通信作者简介:余新晓(1961—),男,博士,教授。

主要研究方向:森林水文与水土保持。

Email : yuxinxiao111@重要组成部分,也是整个华北平原和北京市区的重要生态屏障,但因其处于干旱生态脆弱地带,气候易旱,降水分布不均,水资源短缺,土层瘠薄。

油松(Pinus tabuliformis)和侧柏(Platycladus orientalis)是北京山区分布面积较广的典型针叶人工树种,能在干旱的水分状况下形成相对稳定的人工林,表现出较强的生态适应性,然而其水分利用机制尚不清楚。

因此,探讨北京山区的水分输入和树木水分来源对于指导人工造林树种选择和配置及其后期管理具有重要意义。

研究树木水分来源的传统方法有很多,比如通过直接的方法来确定潜在水源,但该方法难以量化[2],稳定氢氧同位素技术作为一种新的研究方法,为确定树木水分来源提供了一种新的途径[3],通过利用多元线性混合模型,可以定量区分多个水源对树木相对贡献的大小[4,5]。

该技术作为一种新的研究手段,已应用在生态学的许多领域。

除少数盐生外,根系吸收的水分在木质部运输过程中一般不会发生同位素的分馏[6],因此,对比树木茎干水分同位素特征值与各种潜在水源的同位素特征值,可以量化各潜在水源对树木水分所作的贡献。

这是利用同位素定量分析树木水分来源的前提条件之一。

森林生态系统的树木所利用的水分可能来自降雨,也可能来自地表径流水、土壤水和地下水等水源,在季节性干旱时期季,不同树木的主要水分来源具有一定的差异[7,8]。

在连片白云岩裸露地区,有些落叶树种在旱季主要利用深层土壤水分,在雨后利用降水,落叶小灌木在旱季和雨后主要依靠最近的降雨[9,10]。

White等[11]也在美国东北部温带森林群落发现白松(Pinus strobus)在夏季降雨后主要从表层土壤吸收水分,在旱季干燥土壤时,树木转向吸收利用地下水或深层土壤水分,然而落叶乔木槟榔青(spondias pinnat)和十二雄蕊破布木、常绿乔木黄栌(Cotinus coggygria Scop)在干旱季节以浅层土壤水分为主[12]。

不同树木对降雨的响应也不同,降水的响应差异与其根系分布有关[13],比如琵琶柴(Reaumuria songonica)为浅根植物,对降水响应极为显著;多枝柽柳(Tamarix)的根系分布较深,主要利用对地下水,对降水响应较滞后[14]。

目前,国内外有许多针对干旱半干旱地区植物水分来源研究[15-20],而对季节性干旱的北京山区研究较少,贾国栋[21]等以侧柏和栓皮栎为例研究了北京山区典型树木在旱季、雨季的水分利用机制,但其只采用二元线性模型计算水分来源;邓文平[22]等只探讨了雨季降雨后栓皮栎、侧柏、荆条的水分来源状况,未涉及旱季土壤水分变化时树木对水分的利用状况。

本文以典型的北京山区优势乔木树种油松和侧柏为研究对象,利用稳定氢(H、D)氧(16O、18O)同位素技术,采用多元线性模型定量分析比较树木在旱季降雨前后水分来源及其同位素特征。

通过系统研究北京山区典型优势树种降雨前后水分来源,揭示典型乔木树种在旱季水分利用特征,了解其对旱季降雨的响应机制,为北京山区造林树种选择、配置和林分改造提供参考,进而为北京山区植被恢复与绿化工程建设提供科学指导。

1 材料和方法1.1 研究区概况研究区位于北京林业大学教学实验林场——鹫峰国家森林公园,北纬 40°03´,东经 116°05´。

该区地处北京市西山风景区中部,燕山山系与太行山系相会最北端处。

海拔高度约450m ,多年平均降水量630m ,但全年降水分布不均,春季干旱多风,降水较少,且昼夜温差较大,蒸发量较大;夏季为雨季,主要集中在6~9月,该时间段的降水量可达全年降水量的80%,属于华北暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候区。

该区森林植被基本以1958年以后营造的人工林为主,是乔木灌木的混交林,全园森林覆盖率85%左右,土层较薄,较深层土壤基本为石砾层和母质层。

试验区及树木基本概况如下:图1 研究区位置 Fig.1 Location of study site表1 样地基本概况Table.1 Condition of the experimental plots树种 Tree species 地类 Land class 样地面积 Sample area/m 2立地条件 Site condition 密度 Density/(trees·ha)平均林龄 Average stand age/a平均胸径 Average DBH/cm平均高度 Average height/m油松 Pinus tabuliformis 人工纯林 pure plantation 40 阳坡薄褐土 Thin brown of soil in mountain slope 4505023.514.5侧柏 Platycladus orientalis人工纯林 pure plantation40半阴坡薄褐土Thin brown of soil in low mountain half cloudy slope12505020.910.71.2 研究方法 1.2.1 样品采集时间试验的油松及侧柏枝条、土壤和泉水样品采集时间为2012年旱季4月17号(前30天内均没降雨)和4月25号(前三天内降雨总量达45mm );降雨样品采集时间为4月20、21、24号。

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