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题名	荒漠建群种梭梭和白梭梭对降水的再分配及其生态意义研究
作者	戴岳
答辩日期	2015
文献子类	博士
授予单位	中国科学院大学
授予地点	北京
导师	李彦
关键词	梭梭属植物 穿透降水 树干茎流 生理生态响应 个体形态调节 稳定性同位素 水分来源
学位专业	生态学
英文摘要	水是荒漠生态系统的首要限制因素，影响着生态系统生态过程的各环节。在干旱区，降水和地下水是植物可利用的两个重要水源。降水在灌丛干扰下以穿透雨和树干茎流的方式到达地表，影响了降水在植被冠层下的入渗以及再分配，对荒漠植被的生存和生长具有重要意义。然而，仅凭降水无法满足一些植物正常的生长需求，地下水成为植物用水的重要组成部分。近50年来，全球气候变化以及人类活动的加剧，导致古尔班通古特沙漠的降水与地下水位正在发生显著的改变，这些改变正导致荒漠植物水分利用的适应性变化。本研究以古尔班通古特沙漠的建群种梭梭(Haloxylon ammodendron)和白梭梭(Haloxylon persicum)为对象，从冠层对降水的再分配过程、梭梭和白梭梭对去除降水再分配分量(穿透降水、树干茎流)的生理响应和个体形态调节以及梭梭和白梭梭的水分来源三个方面研究这两个物种在水分受限的荒漠环境中对各自生境的适应。 结果表明，2012年和2013年生长季，在梭梭和白梭梭的冠层对降水的再分配过程中，穿透降水、树干茎流量和截留量与降水量均呈显著的线性正相关(p<0.001)；穿透降水占总降水的比例最大。自然降水条件下，梭梭、白梭梭的穿透降水分别占降水总量的61.6%、73.5%；树干茎流分别占降水总量的7.3%、5.7%；截留量分别占降水总量的31.0%、20.8%。梭梭和白梭梭形成树干茎流的最小降水量为0.8 mm。梭梭的集流率变化范围在1.72–128.91，白梭梭的集流率变化范围在0.12–122.71。梭梭表现出更强的产生树干茎流的潜力，意味着极端降水事件增多时，梭梭能够将更多的降水储存在土壤深层，以备干旱时使用。 为了研究梭梭和白梭梭对去除降水再分配分量(穿透降水、树干茎流)的生理响应和个体形态调节，实验共设置4种降水处理，即去除穿透降水处理、去除树干茎流处理、同时去除穿透降水和树干茎流处理以及自然降水处理。2011–2013年生长季，4种降水处理下，梭梭的生理响应不显著，而个体形态调节各处理间差异显著。穿透降水和树干茎流的去除在生长季中后期减缓了梭梭同化枝的生长，加速了同化枝脱落，这种影响在大的降水脉冲后表现更为明显。梭梭通过脱落同化枝以维持生理稳定性。2012和2013年生长季，在不同降水处理下，白梭梭的生理响应和个体形态调节没有显著差别，但是同时去除穿透降水和树干茎流的处理对白梭梭造成一定的水分胁迫，在生长季中后期引起白梭梭的叶水势、光合能力、同化枝的生长速率降低。白梭梭对穿透降水和树干茎流缺失的响应没有梭梭表现的强烈，表明降水条件变化时，梭梭能更快地做出调整。 2013年生长季，应用稳定性同位素技术研究了梭梭和白梭梭的水分利用动态以及这两个物种对夏季大的降水脉冲引起的土壤水分脉冲的响应。结果表明，生长在丘间低地的梭梭和生长在沙丘顶部的白梭梭有着不同的水分来源。这两种植物对不同水源的吸收具有明显的季节转换现象：在表层土壤含水量充足的早春季节，梭梭主要利用浅层土壤水(0–40 cm)而白梭梭主要利用中层土壤水(40–100 cm)；在表层土壤含水量亏缺的夏季，梭梭主要利用地下水而白梭梭主要利用深层土壤水(100–300 cm)。夏季大的降水脉冲后，梭梭和白梭梭都增加了对浅层土壤水的利用，但梭梭仍主要利用地下水而白梭梭主要利用深层土壤水。 本研究表明，梭梭和白梭梭对降水具有汇聚、储存进而延后利用的功能。这两个物种通过“自集水”增强对水分亏缺的抵抗能力，提高对降水的利用效率以适应干旱缺水的环境。因此，梭梭和白梭梭群落能够承受一定程度的干旱和气候变化，在自然条件下保持相对的稳定。也就是说，梭梭、白梭梭对降水的再分配具有重要的生态意义。
语种	中文
学科主题	生态学
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.xjlas.org/handle/365004/14605]
专题	新疆生态与地理研究所_研究系统_荒漠环境研究室
作者单位	中科院新疆生态与地理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	戴岳. 荒漠建群种梭梭和白梭梭对降水的再分配及其生态意义研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2015.

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