不同立地條件下胡楊葉片穩(wěn)定碳同位素組成及水分利用效率的變化

0生態(tài)環(huán)境與胡楊林穩(wěn)定碳相位（h）。胡楊(PopuluseuphraticaOliv)為我國三級重點(diǎn)保護(hù)植物,胡楊林生態(tài)系統(tǒng)具有維護(hù)分布區(qū)內(nèi)生態(tài)平衡、保護(hù)資源與生物多樣性的重要意義.聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)林木基因資源專家組于1993年6月召開的例會上,確定了全世界最急需優(yōu)先保護(hù)的林木基因資源,其中,胡楊是干旱和半干旱地區(qū)保護(hù)的重點(diǎn).額濟(jì)納胡楊林是世界上僅存的三大天然胡楊林之一,隨著黑河流域上中游用水量的增加,下泄水量的減少,地下水位持續(xù)下降,使胡楊林面積急劇縮小,胡楊林分狀況同綠洲生態(tài)環(huán)境一樣正處于危機(jī)關(guān)頭1研究領(lǐng)域的總結(jié)和研究方法1.1體現(xiàn)氣候特點(diǎn)本研究區(qū)為黑河流域下游額濟(jì)納荒漠綠洲胡楊林國家自然保護(hù)區(qū),地理位置為41°57′35.3″N,101°01′36.5″~42°01′40.86″N,101°03′45.12″E.研究區(qū)屬典型的大陸性氣候,具有降水量少,蒸發(fā)量大、冬季寒冷、夏季炎熱、氣溫年較差和日較差大、光照充足、風(fēng)沙多等氣候特點(diǎn).多年月平均氣溫8.78℃,降水十分稀少,多年月平均降水量為2.95mm,最少月份降水量只有0.2mm,降水多集中在每年的6—9月,約占全年降水量的70%~80%.多年月平均蒸發(fā)量是282.22mm,主要集中在6—8月.在2008年生長季,依據(jù)目前胡楊在額濟(jì)納荒漠綠洲生長的最普遍生境,在胡楊林保護(hù)區(qū)挑選了5個典型胡楊樣地,包括沙丘,戈壁,河岸低地,河岸平地和河岸沙堆,樣地詳細(xì)描述見參考文獻(xiàn)1.2樣品采集與分析(1)地下水位和土壤水分測定.在所測定的胡楊林地打地下水位觀測井一口,每15d時(shí)間觀測1次.土壤水分探頭埋設(shè)5層,每40cm為一層,自動數(shù)據(jù)采集器(Zeno3200-A-D)每10min記錄1次,每月采用105℃烘干法測定0~200cm土層內(nèi)的土壤含水率進(jìn)行矯正.測定深度選擇為(0~40cm,40~80cm,80~120cm,120~160cm,160~200cm),每個樣地3個重復(fù),進(jìn)行土壤含水量測定后,各個剖面0~40cm深度的土壤樣品用四分法混合后帶回實(shí)驗(yàn)室用于土壤營養(yǎng)物的分析.(2)葉片樣品采集與分析.盡管樣地間高度和密度有差異,但為了避免葉片成熟度和光照條件的影響,在每個采樣期,上午08:00—10:00時(shí)采集向陽面同高度(6~7m)和胡楊枝條上位置相同的成熟葉片,每個樹采集20個葉片,然后混合作為1個樣品.葉片樣品首先用蒸餾水漂洗,在105℃殺青確保溶質(zhì)的最小變化,晾干,然后在60℃溫度下烘48h至恒重,用植物樣品粉碎機(jī)(1093SampleMill,Sweden)將葉片粉碎過0.25mm篩.粉碎樣品帶回實(shí)驗(yàn)室用于分析.所有樣品均在中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所寒旱區(qū)水文及應(yīng)用生態(tài)實(shí)驗(yàn)室用FinniganDELTA式中:δ為樣品相對于國際標(biāo)準(zhǔn)V-SMOW的同位素分差;R(3)數(shù)據(jù)分析.水分利用效率由公式(2)計(jì)算得到式中:δ使用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析,對胡楊葉片δ2結(jié)果與討論2.1降低了土壤含水量5個樣地的土壤含水量(θ)在生長季表現(xiàn)為3種變化趨勢(圖1):1)5月土壤含水量較低,5—6月開始升高,6—8月減小,9月土壤含水量又逐漸恢復(fù)或者升高.如,沙丘和河岸沙堆樣地;2)5月土壤含水量較高,而后逐漸減小至8月,9月土壤含水量增大.如,河岸胡楊低地和戈壁樣地;3)5月土壤含水量較低,5—6月土壤含水量升高,然后一直減小,如河岸平地樣地.造成土壤含水量5月較低,6月較高,而后6—8月逐漸減小的原因是5月氣溫較低,土壤蒸發(fā)較弱,6月氣溫逐漸升高,土壤蒸發(fā)和胡楊蒸騰增強(qiáng),地下水持續(xù)上升補(bǔ)給土壤水分的損耗,造成土壤含水量有所升高,7—8月隨著地下水埋深的加深,對土壤水分的補(bǔ)給減弱導(dǎo)致土壤含水量減小.9月出現(xiàn)不同變化情況是在于地下水得到河水補(bǔ)給,埋深變淺,出現(xiàn)重新補(bǔ)給土壤水的情況,加之氣溫下降,土壤和胡楊蒸散發(fā)減弱,土壤含水量得到恢復(fù),如第一種情況;或者得到人工灌溉的,土壤含水量明顯升高,如戈壁;再就是在河岸平地,由于得不到河水和周圍土壤水分的補(bǔ)給,9月份土壤含水量沒能得到恢復(fù)而減小.5個樣地平均土壤含水量(θ)從高到低依次為河岸胡楊低地(12.54%),河岸平地(8.72%),河岸沙堆(6.51%),戈壁(4.67%)和沙丘(0.83%).5個樣地地下水埋深季節(jié)變化如圖2所示,結(jié)果表明,除沙丘樣地外,地下水埋深在生長季一直緩慢下降,最淺埋深均出現(xiàn)在5月,最深埋深出現(xiàn)在生長季末期的9月.沙丘樣地地下水埋深從5月開始逐漸下降,7月后逐漸有所回升.5個樣地生長季平均地下水埋深依次為沙丘(-5.32m),戈壁(-3.86m),河岸沙堆(-3.00m),河岸胡楊平地(-2.33m)和河岸低地(-2.15m).2.2不同布局條件下的楊樹葉變換不同立地條件下,胡楊葉片δ5個樣地生長季胡楊葉片δ不同樣地間胡楊葉片δ可見,土壤水分條件,包括地下水埋深是影響樣地間胡楊δ2.3不同立地條件下胡楊水分利用效率的變化5個典型樣地胡楊水分利用效率月變化如圖5所示,結(jié)果表明,胡楊水分利用效率在(60.41±0.47)~(95.46±0.47)μmolCO不同立地條件下胡楊水分利用效率變化結(jié)果表明,從河岸低地到河岸沙堆再到戈壁、沙丘,隨著土壤含水量逐漸下降,地下水埋深逐漸加深,胡楊逐漸提高了其水分利用效率.Ehleringer等3測定結(jié)果論(材料)胡楊水分利用效率本文就不同立地條件下胡楊葉片穩(wěn)定碳同位素組