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植物水力提升作用是根系从较湿润的深层土壤中吸收水分,并释放到干旱的浅层土壤中的过程,其提升释放的水分对干旱半干旱地区植物群落的稳定和发展有显著影响。在长期干旱的情况下,深根系的植物较易生存,如果荒漠河岸林建群种胡杨存在根系提水功能,那么浅根系的植物在这样恶劣的环境下也能生存,从而为干旱区物种配置和水分的合理利用提供了保障。土壤水分是干旱半干旱区植物生长的重要限制因子,根系水力提升导致的水分再分配的存在对土壤水分动态有着极为微妙的作用,对保护流域内生态环境,维护荒漠河岸林系统的稳定性、生物多样性及保持绿色走廊的完整性,实现流域生态、经济、社会协调发展都有重大意义。
本文通过HRM热比率径流仪对英苏地区的成年胡杨(Populus euphratica)进行连续动态观测;利用自动气象站对小气候因子:风速、大气温度、地表温度、相对湿度、叶面温度同时监测,计算出空气饱和水汽压差;其次用烘干法对0~120cm土层土壤含水率取样分析。结果表明:⑴胡杨根系茎流速率具有明显的昼夜节律性特征,白天茎流速率较大,夜间较小。胡杨主根茎流速率在白天和夜间均表现出正值,侧根茎流在夜间出现明显的“倒流”现象。⑵胡杨侧根茎流速率与气象因子间相关性显著。对气象因子的影响进行逐步回归分析,叶片温度和空气饱和水汽压差是影响胡杨根系茎流的重要因素,也是影响根系水力提升作用的重要因素。⑶对胡杨根系剖面0~120cm土层的土壤含水率进行监测分析,胡杨发生水力提升作用后,土壤含水率显著升高,尤其在60~120cm土层中,土壤含水率增加现象表现的较为明显。其次,在塔河下游生态试验站,通过对胡杨幼苗上下层土壤分根试验法,研究了整个生长季幼苗根系的提水作用。结果表明:①胡杨幼苗的根系存在水力提升作用。②幼苗的水力提升作用发生在每天的21:00~次日6:00,在6:00达到一个小高峰,基本停止提水作用。生长季三株胡杨幼苗的总提水量分别为2.78kg,2.31kg和2.46kg,日均提水量为0.0226kg,0.0187kg,0.020kg。③三株胡杨幼苗的日均提水量占上层土壤蒸发量的13~20%,在植物蒸腾作用明显的7、8月份,日均提水量也较大。④下层土壤的根系生物量和提水量相关性很大。