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本文采用以色列PhyTech公司生产的Phytalk植物生理生态监控系统和美国WESCOR公司生产的PSYPRO露点水势仪,在对新疆塔里木河下游5种典型荒漠植物黑果枸杞(Lycium ruthenicumMurr.)、疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap,)、大叶白麻(Poacynum hendersoni(Hook.f.)Woodson)、花花柴(Karelinia caspica(Pall.)Less.)、河西苣(Hexinia polydichotoma(Ostent.) H.L.Yang)的茎液流速、茎直径变化、叶水势3个水分生理指标和空气温度、空气相对湿度、太阳总辐射、土壤湿度、土壤水势、风速6个环境因子进行同步监测的基础上,系统分析了植物水分生理指标的日动态变化过程及其与环境因子之间的关系,并采用逐步回归分析方法,筛选出了与水分生理指标紧密相关的环境因子。与此同时,在测定5种植物叶片δ13C值的基础上,分析了茎液流速与叶水势、茎直径变化,以及叶水势与δ13C值之间的关系,并通过植物生理指标的差异分析,揭示了5种典型荒漠植物在荒漠环境中体内水分状况及其自维持特性的差异。主要研究结果如下:
5种植物茎液流速表现出白天波动较明显,夜间较平缓,白天平均液流大于夜间;影响茎液流速变化的主要环境因子是太阳总辐射、空气温度、土壤湿度和风速;植物茎直径表现出明显的昼夜变化规律,白天收缩,傍晚、夜间膨胀;影响茎直径变化的环境因子主要有土壤湿度、太阳总辐射、空气温度、空气相对湿度和风速。5种植物均为清晨叶水势高,在白天保持较低值,一般到午后叶水势才有所回升,叶水势与太阳总辐射、空气温度呈负相关关系,与土壤湿度、土壤水势、空气相对湿度呈正相关关系。
除黑果枸杞外,疏叶骆驼刺、大叶白麻、花花柴、河西苣的茎液流速与叶水势均呈显著或极显著负相关。5种植物的茎直径变化均会随茎液流速的增大而减小。茎直径收缩量与叶水势日变化有很好的相关性,且茎收缩滞后于叶水势的变化。5种测试植物的碳同位素组成与叶水势呈负相关关系,叶水势低的植物种具有相对较高的δ13C值,表明其水分利用效率也相对较高。
5种测试植物茎液流速日均值花花柴>河西苣>疏叶骆驼刺>大叶白麻>黑果枸杞。茎直径相对收缩量黑果枸杞>花花柴>大叶白麻>疏叶骆驼刺>河西苣。长期水分利用效率黑果枸杞>疏叶骆驼刺>大叶白麻>花花柴>河西苣。叶水势值河西苣>花花柴>大叶白麻>疏叶骆驼刺>黑果枸杞。土壤-植物水势梯度比为:黑果枸杞>疏叶骆驼刺>大叶白麻>花花柴>河西苣。植物-大气水势梯度为:花花柴>河西苣>大叶白麻>黑果枸杞>疏叶骆驼刺。
测试植物黑果枸杞和疏叶骆驼刺在荒漠环境中的自维持能力相对较强,大叶白麻和花花柴的自维持能力居中,河西苣的自维持能力相对较弱。