论文部分内容阅读
以胡杨为优势种的荒漠河岸林具有维护区域生态平衡、保障绿洲农牧业生产的作用。塔里木河流域地表水文过程的改变致使该流域胡杨林面积近几十年来极度萎缩。因此，保护、恢复胡杨林对于维系塔里木河流域的生态安全显得至关重要。胡杨幼苗繁殖是胡杨林更新、恢复的基础，而水分是制约胡杨幼苗繁殖的关键因子。胡杨幼苗更新繁殖的水分来源及利用策略是干旱区生态水文学研究的难点，是干旱区生态环境保护和恢复重建中必须面对的基础科学问题，因此在干旱区生态领域深受关注。
本研究基于稳定同位素技术，结合植物水势及生理生态学特征测定，研究了胡杨幼苗的水分利用策略，探讨了不同地下水埋深下胡杨幼苗的生理生态响应机制，揭示了胡杨幼苗的水分利用规律，探索了胡杨幼苗生长对水文过程变化的响应与适应机制，为塔里木河流域胡杨林种群的繁殖、更新及流域生态环境建设提供了科学依据。主要结论如下:
(1)试验研究表明，胡杨根蘖苗的水分主要来源于母株根系远端根吸收的土壤水，母株根系供水使根蘖苗可抵御一定程度的干旱胁迫。胡杨根蘖苗对土壤水的利用取决于母株浅层根系对水分的吸收，对浅层土壤水的利用受到浅层土壤含水量的显著影响。胡杨根蘖苗水势易受蒸散发等环境因子影响，其水势日变化较母株变幅大。
(2)不同地下水埋深下胡杨实生幼苗具有不同的水分利用策略。当地下水埋深为175 cm时，胡杨实生幼苗的水分主要来源于50-110 cm的土壤水（利用比例为46.9％）;当地下水埋深为125 cm时，胡杨实生幼苗的水分主要来源于70-125 cm的土壤水及地下水（利用比例之和为64.8％）;当地下水埋深为75 cm时，胡杨实生幼苗的水分主要来源于30-75 cm的土壤水（利用比例为50％）;当地下水埋深为25 cm时，胡杨实生幼苗的水分主要来源于10-25 cm的土壤水（利用比例为48.7％）。
在25-175 cm地下水埋深范围内，随地下水埋深增大，胡杨实生幼苗清晨水势逐渐降低，但均能维持较高水势;胡杨实生幼苗净光合速率、气孔导度、各器官生物量及总生物量逐渐增大，水分利用效率逐渐降低。胡杨实生幼苗采取挥霍性水分利用策略、且能保持高的生长率以适应地下水埋深一定程度的下降;地下水埋深过浅会抑制胡杨实生幼苗生长。
(3)胡杨实生幼苗与柽柳幼苗共生下的水分利用策略与非共生胡杨实生幼苗相比发生明显改变。当地下水埋深为175 cm与125 cm时，共生胡杨实生幼苗的水分主要来源土壤层比非共生胡杨实生幼苗明显下移。当地下水埋深为75 cm与25 cm时，共生胡杨实生幼苗与非共生胡杨实生幼苗相比增加了对土壤水分的利用，减少对地下水的利用。共生胡杨实生幼苗与非共生胡杨实生幼苗相比不同地下水埋深下其水势均降低，各器官生物量及总生物量均显著减小，但根系长度增加，均具更高根冠比。