极端干旱区柽柳根系构型与水分利用机制研究

摘要

生态输水改变了塔河下游长期断流的情形，但受上游来水水量的限制，面上的水分补给缺少、少降雨、强蒸发，使得该地区大部分地表具有一个相当厚度的干土层，一些区域地下水位达到或浅于该地区植物的生存水位阈值，植被仍很难实现自然更新。柽柳作为塔河下游的优势种和建群种，是该地区生态恢复和防风固沙屏障建设的优良树种。本文利用植物根系构型拓扑分析法和同位素示踪植物水分来源的方法，分析了极端干旱环境下，柽柳根系构型特征和水分利用，试图解释极端于旱区柽柳的根系生长和水分利用特征，为塔河下游生态恢复和防风固沙林带建设提供科学依据。研究表明:
　　(1)研究区地下水位为300±10 cm，其中，0-50 cm和150 cm以下土层容易获得水分补给，不同月份土壤质量含水率有明显的增加或降低，50-150cm土层土壤质量含水率长期保持在3％左右。6、7、8、9四个月里，柽柳主要吸水层位分别为180-270 cm、120-240 cm、150-240 cm、120-210 cm，柽柳吸水层位的改变是土壤含水量变化的结果;柽柳不同月份对深层地下水均有利用，但受土壤含水量的变化，柽柳对深层地下水的利用量发生改变，表现为:在土壤水能够满足柽柳生存需水的情况下，柽柳对不同可能水源的选择上具有“舍远求近”的现象。
　　(2)将柽柳根系分为d≥5mm、2mm＜d≤5mm和d≤2mm三级，分别同各土层对柽柳水分的贡献比例进行回归分析发现，2mm＜d≤5 mm根系分布与柽柳对不同水源的利用率呈正相关，能很好地反映柽柳的水分利用情况。
　　(3)柽柳具有较长的根系连接长度，受林龄和生境的差异，长的根系连接表现在不同的根级上，表明，柽柳对生境的适应策略受林龄和生境的差异存在差异。柽柳根系的拓扑结构受林龄和生境发生改变，表现为一年生呈鱼尾形分支，四年生呈叉状分支，且干旱有降低柽柳根系分支的趋势，但柽柳的总分支率没有受林龄和生境差异出现显著差异。

目录

声明

论文说明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容

1．4 技术路线

第2章 研究区概况与研究方法

2．1 研究区概况

2．2 植物根系构型研究的理论及方法

2．3 植物水分来源的D、18O同位素示踪原理及方法

2．4 数据处理

第3章 柽柳水分来源的D、18O同位素示踪分析

3．1 试验区土壤含水量的月变化

3．2 不同时期柽柳吸水层位分析

3．3 柽柳不同时期平均吸水深度分析

3．4 各潜在水源对柽柳水分来源的贡献率

3．5 讨论与结论

第4章 柽柳根系分布与水分利用关系研究

4．1 柽柳根系的空间分布

4．2 柽柳根系分布与水分来源关系

4．3 讨论与结论

第5章 柽柳根系构型对干旱胁迫的适应策略

5．1 柽柳根系拓扑指数与拓扑结构比较

5．2 柽柳根系连接长度的变化

5．3 根系分支率的比较

5．4 讨论与结论

第6章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 问题与展望

参考文献

致谢

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