| 作者： | 屈艳萍 |
| 专业： | 农业水土工程 |
| 导师： | 康绍忠;张建华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西北农林科技大学 |
| 关键词： | 石羊河流域;人工种植;防风;固沙植物;柠条锦鸡儿;液流量;作物蒸发蒸腾量;新疆杨;沙生植物;日变化规律;柽柳;树干;生态环境;日变化曲线;叶片蒸腾速率;相关系数;水分生理特性;流域生态;微型蒸渗仪;日平均气温 |
| 摘要： | 近年来，甘肃省石羊河流域生态环境处于不断退化的过程之中，大面积的沙生植被枯萎或死亡，防风固沙林因水分亏缺而衰败，沙丘活化，土壤荒漠化，沙尘暴日益频繁，所有这些严重威胁着石羊河流域人民的生产和生活，而且对整个甘肃省乃至西北、华北的生态环境也产生了巨大的负面影响。石羊河流域生态环境恢复与建设工作已是势在必行。但是，仅依靠天然的沙生植物来缓解石羊河流域的生态危机是远远不够的，人工种植防风固沙植物是石羊河流域生态环境改善的重要途径。 本文以石羊河流域三种典型人工种植防风固沙植物长穗柽柳、柠条锦鸡儿以及新疆杨为研究对象，借助于管式时域反射仪、LCi便携式光合测定系统、热脉冲液流测定仪等先进的科学仪器，在甘肃省石羊河流域农业与生态节水试验站内，对三种植物生长期内根区土壤水分动态、叶片水分生理特性、液流变化规律及其影响因子、蒸发蒸腾量变化规律等进行了较系统的试验研究，主要取得了如下结果： (1)通过新疆杨树干液流变化规律的研究，发现新疆杨树干木质部5mm、10mm处的日平均液流速率动态变化趋势较为一致，相关系数为0.9407，两者间生长初期的差异稍大，中后期次之，而生长盛期和末期几乎没有太大差异。新疆杨叶片蒸腾速率、叶水势与对应时刻液流速率表现为较好的正相关和负相关关系。新疆杨树干日液流量随发芽后天数(DAB)的变化呈典型的二次抛物线型，且相关系数达0.765。5～10月新疆杨树干日平均液流量分别为5.10L/d、7.11L/d、7.69L/d、5.81L/d、4.13L/d和2.83L/d，总液流量为959.67L。新疆杨日液流量SF与日平均气温Ta、水汽压差VPD、太阳辐射Rs、风速Vw等气象因子的多元线性逐步回归模型的确定系数为R2=0.807。SF与Ta、VPD、Rs的偏相关系数分别为0.637、0.188、0.373，表明日平均气温是新疆杨树干日液流量最主要的影响因素。5～10月新疆杨树干日液流量与对应的参考作物蒸发蒸腾量ETo呈线性相关，7月和9月相关程度较高；5月和8月次之；6月和10月最差。 (2)分析比较了沙生植物长穗柽柳与柠条锦鸡儿水分生理特性及液流变化规律。试验结果表明：长穗柽柳、柠条锦鸡儿叶水势日变化均呈早晚高、中午低的“V”型曲线，长穗柽柳日内变化较为平缓，而柠条锦鸡儿则变化较为剧烈。就叶片蒸腾速率和光合速率日变化曲线而言，上述两种沙生植物在生长中期均呈“双峰型”，而在生长中后期均呈“单峰型”。相对而言，柠条锦鸡儿是一种高蒸腾、高光合沙生植物，而长穗柽柳则属于低蒸腾、低光合沙生植物。两种植物叶片水分利用效率日变化曲线均呈现为“L”型，即清晨及上午的水分效率较高，而自中午之后一直维持在一个相对较低的水平。 在晴天、阴天、雨天3种典型天气条件下，长穗柽柳和柠条锦鸡儿树干液流量的日变化规律均表现出较大差异：晴天的昼夜节律非常显著，阴天次之，雨天则没有明显的日变化规律。在晴天和阴天条件下，同一时期的柠条锦鸡儿液流量远大于长穗柽柳，而在雨天条件下两种植物的液流量大致相当。 在生育期内，两种沙生植物日液流量整体变化趋势大致相同，但柠条锦鸡儿日液流量的波动起伏现象较为明显，而长穗柽柳变化较为平稳。就各月平均日液流量而言，长穗柽柳表现为：6月＞7月＞8月＞9月＞10月；柠条锦鸡儿表现为：6月＞7月＞5月＞8月＞9月＞4月。两种沙生植物日液流量SF与气象单因子的相关分析结果表明：SF与VPD、Rs呈线性正相关，与RH呈线性负相关，与Ta呈指数关系，而Vw的影响甚微。长穗柽柳、柠条锦鸡儿树干日液流量与参考作物蒸发蒸腾量ETo之间相关程度分别表现为9月＞7月＞6月＞8月＞10月，7月＞9月＞6月＞8月＞5月。 (3)探讨了液流—株间微型蒸渗仪法测定人工种植环境下三种典型防风固沙植物蒸发蒸腾量的适用性，研究结果表明：新疆杨5月～10月蒸发量、蒸腾量占总蒸发蒸腾量的比率分别为37.1％和62.9％，长穗柽柳6月～10月蒸发量、蒸腾量占总蒸发蒸腾量的比率分别为29.3％和70.7％，柠条锦鸡儿5月～9月的对应比率分别为25.9％和74.1％；液流—株间微型蒸渗仪法与水量平衡法计算蒸发蒸腾量的结果具有较好的一致性，相对误差在±15％之内，此方法能够适用于人工种植环境下这三种防风固沙植物的蒸发蒸腾量测定。 |