论文部分内容阅读
凝结水是干旱、半干旱区重要的水资源之一，对该地区内的动植物有着重要的作用。近年来，全球变化越来越受到重视。全球气候变化对全球降水、干旱区及荒漠化区域等的分布格局将产生重要的影响。内蒙古半干旱区土地沙化，年降水量较少，夜间凝结水的量相对于降水量虽然较少，但其作为一种水分来源对于该区植物的生长有着重要的意义。研究该地区凝结水量的时空分布规律、凝结量以及凝结水对该区主要草本植物的生态效应有助于深入理解凝结水的生态作用，并为提高半干旱区水生态效益和生态恢复提供科学依据。 2014年7月至10月初，我们在浑善达克沙地南缘的内蒙古多伦县的天然榆树疏林和草地内使用测定凝结水的常规方法——人造凝结面法和称重法——测定大气凝结水和土壤凝结水。并分别在温室及自然条件下测定了凝结水对几种主要草本植物的生理生化指标的影响，主要实验结果如下: (1)、草地凝结水发生的起始时间于夜间19:55至次日凌晨5:06，而疏林地于夜间19:59至次日凌晨6:10之间。草地凝结水平均于凌晨00:29发生，而疏林地平均于凌晨01:59发生，T检验结果表明二者之间有显著性差异(P=0.0001）。疏林地凝结水发生的起始时间滞后于草地约1.5h。凝结水结束时间分析结果为草地凝结水结束于4:42至9:12之间;疏林地的凝结水最早结束于5:15，最晚至早晨8:56。草地和疏林地两个样地凝结水结束时间的平均值分别为7:34和7:16，T检验结果表明二者有显著性差异(P=0.0058)。 (2)、草地的凝结水累积持续时间为216.41 h，平均每天5.69 h，而疏林地凝结水累积持续时间为153.42 h，平均每天4.04 h。疏林地凝结水持续时间平均每天比草地短1.65 h，二者差异显著(P=0.0000)。 (3)、草地大气凝结量大于疏林地。整个实验期间草地的人造凝结面上各月的总凝结量数量关系为0.0469 mm(十月)＞0.0324 mm(七月)＞0.0129 mm(九月)＞0.0065 mm(八月)，而疏林地的人造凝结面在整个实验期间没有观察到有凝结水形成。草本植物叶片上的凝结量结果表明，草地各月总凝结量为3.23mm(九月)＞2.05 mm(八月)＞0.35 mm(七月)＞0.32 mm(十月)，疏林地各月总凝结量为0.98 mm(八月)＞0.36 mm(九月)＞0.11 mm(七月)＞0 mm(十月)。 (4)、土壤凝结水中来自深层土壤中的水汽形成的凝结水疏林地大于草地，但无显著性差异。大气水汽在土壤中形成的凝结量和土壤水汽蒸发量综合结果为负值，土壤夜间表现为向大气中失水。疏林地和草地两种样地中土壤深层水汽运移至浅层凝结形成的凝结水量平均值分别为0.0110 mm和0.0092 mm。疏林地中大气水汽在土壤中形成的凝结量和土壤水汽蒸发量综合的净凝结量平均值为-0.1894 mm，草地的为-0.2361 mm，草地夜间土壤蒸发量显著高于疏林地(P=0.0044)，且两种样地的夜间土壤水分蒸发量均明显高于土壤深层水汽的凝结量，这说明夜间土壤蒸发强烈，虽然有土壤凝结水生成，但不足以补充土壤的蒸发失水量。 (5)、室内控制实验以及原位实验的结果均表明，凝结水对莜麦、羊草、冰草和隐子草等的POD、SOD、CAT酶活性等生理指标无影响。但野外原位进行的实验表明夜间凝结水对榆树幼苗产生正面影响，增强它的抗旱能力，凝结水的存在可缓减由于干旱胁迫导致的榆树幼苗的SOD、CAT酶活性增加，也减少了幼苗叶片中游离脯氨酸的含量。