宁夏东部荒漠草原猪毛蒿光合特征和水分利用效率对降水变化的响应

• 作者: 陈林 陈高路 宋乃平 李学斌 万红云 何文强
• 来源期刊: 草业学报
• 关键词: 荒漠草原 猪毛蒿 降水变化 光合作用 水分利用效率
• 年，卷（期）: 2022,（10）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 87-98
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10. 11686/cyxb2021409

摘要

荒漠草原植物的生长和生存受降水影响很大，本研究以宁夏东部荒漠草原猪毛蒿种群为研究对象，2017-2020年连续4年监测了降水改变条件下土壤水分特征，测定了猪毛蒿净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度等光合特征，并对其内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率进行了分析。研究表明：4年中无效降水事件（<5 mm）发生次数较多，占当年降水频次的60.00%~82.54%；大雨（≥25 mm且≤49.9 mm）和暴雨等级（≥50 mm）降水事件较少，平均单次降水事件的降水量仅为3.3~6.5 mm·次-1。不同处理各土层的土壤含水量存在较大差异，表层（10 cm）土壤含水量较次表层（20 cm）和深层（60 cm）的变幅大；次表层（20 cm）土壤平均含水量低于表层，与小降水事件发生频次较高无法入渗补给以及植物吸收消耗有关；深层（60 cm）土壤含水量变化小，较稳定。净光合速率随着光合有效辐射的增加而增大，当光合有效辐射在400~1600 μmol·m-2·s-1时，增雨处理提高了猪毛蒿的净光合速率；在光合有效辐射>1600 μmol·m-2·s-1时，猪毛蒿净光合速率有下降趋势，且增雨处理下降幅度最大。光合有效辐射在>400 μmol·m-2·s-1时，胞间CO2浓度呈直线下降，达到1600 μmol·m-2·s-1时，胞间CO2浓度最小。蒸腾速率和气孔导度随着光照强度的增加未有显著变化，但增雨处理下猪毛蒿的蒸腾速率和气孔导度均大于其他处理。气孔限制值随着光合有效辐射的增加呈上升趋势，同时降水的增加减小了气孔限制值。猪毛蒿的内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率均在较低的光照强度时（<400 μmol·m-2·s-1）随着光强的增加而迅速增大，之后增速减缓。各处理中猪毛蒿最大内禀水分利用效率和最大瞬时水分利用效率在1600~2000 μmol·m-2·s-1时达到最大。随着干旱程度的增加，猪毛蒿最大水分利用效率对应的光照强度由2000减小至1600 μmol·m-2·s-1。在荒漠草原，当光照强度>400 μmol·m-2·s-1时，适度干旱提高了猪毛蒿的水分利用效率。