阿拉善荒漠区主要盐生植物水势日变化

韩文军，春 亮，王育青

(中国农业科学院草原研究所 农业部草原资源与生态重点开放实验室，内蒙古 呼和浩特 010010)

阿拉善荒漠区主要盐生植物水势日变化

韩文军，春 亮，王育青

(中国农业科学院草原研究所 农业部草原资源与生态重点开放实验室，内蒙古 呼和浩特 010010)

以内蒙古阿拉善盟荒漠区的代表性盐生植物胡杨(Populuseuphratica)、柽柳(Tamarixramosissima)、梭梭(Haloxylonammodendron)、沙枣(Elaeagnusangustifolia)和小叶杨(P.simonii)等5种优势植物为研究对象，对其叶片水势的日变化进行了测定。结果表明，植物叶形、植物种和植物生态分布影响叶片水势的日变化。水势从小到大的排序为，肉质圆柱形叶<阔叶植物叶，柽柳<梭梭<小叶杨<沙枣<胡杨，胡杨卵圆形叶<胡杨披针形叶，雅布赖盐池的柽柳和梭梭<吉兰泰盐池的柽柳和梭梭<额济纳旗河岸的柽柳和梭梭。

阿拉善；盐生植物；水势

全世界的内陆盐碱地的面积约为40亿hm2，次生盐碱地和滨海盐碱地分别为4.5亿hm2和0.3亿hm2[1]。这些相当于农业可利用面积的10%，并且几乎都分布于日照丰富、地下水位高的地区[2]。目前，随着气候变化与人为影响的加剧，内蒙古阿拉善中西部的湖盆区原有的成片分布的芨芨草甸(Form.Achnatherumsplendens)、芦苇草甸(Form.Phragmitescommunis)如今已消失殆尽，恢复与重建盐湿地植被对维护当地生态、减少对南部农区的影响都有重要意义。盐土植物是荒漠地区及草原地区非常重要的植被类型[3]。在荒漠地区，水分是影响植被分布的重要因素，研究不同优势种在荒漠地区生存条件下的水分生理特性，有利于了解荒漠区植物资源的生理特点，使生长在盐碱条件下的植物提高生产效率，对绿洲及荒漠地区植被的恢复与重建有重要理论和实践意义。为此，选择了内蒙古阿拉善荒漠区高度盐碱化的雅布赖、吉兰泰和额济纳为试点，通过对优势植物水势的测定，研究其水分生理特性。

1 材料与方法

1.1研究区域 阿拉善盟位于内蒙古自治区西部(97°10′～106°52′ E， 37°21′～42°47′ N)，属于温带荒漠干旱区，典型的大陆性气候，冬季寒冷，夏季炎热，干旱少雨，蒸发强烈。四季气候特征明显，昼夜温差大。年均气温6.0～8.5 ℃，1月平均气温-9～14 ℃。极端最低气温-36.4 ℃；7月平均气温22.0～26.4 ℃，极端最高气温达41.7 ℃。年平均无霜期130～165 d。年降水量从东南部的200多mm，向西北部递减为40 mm以下；而蒸发量则由东南部的2 400 mm向西北部递增到4 200 mm。年日照时数2 600 ～3 500 h。多西北风，平均风速2.9～5.0 m/s，年均风日70 d左右。著名的巴丹吉林、腾格里、乌兰布三大沙漠便位于这一地区。

1.2试验方法 试验于2009年5月15-30日在阿拉善左旗的吉兰泰盐池(39°47′24″ N， 105°41′54″ E)、阿拉善右旗的雅布赖盐池(39°22′59″ N， 102°48′14″ E)、额济纳旗东部胡杨林自然保护区(41°59′04″ N， 101°05′28″ E)进行。测试材料选用了胡杨(Populuseuphratica)、 柽柳(Tamarixramosissima)、梭梭(Haloxylonammodendron)、沙枣(Elaeagnusangustifolia)和小叶杨(P.simonii)等植物。

每间隔2 h，选取健康生长的植物叶片及同化枝3片(枝)进行水势测量，测量时间为6:00-18:00。植物水势用WP4(Decagon Devices，Inc．USA)测定。植物水势测定的同时，采集土样测定土壤含水率、电导率(EC,土水比为1∶5)及pH值(土水比为1∶2.5)[4]。

2 结果与分析

3个盐湿低地的土壤含水量分别为21.46%、11.34%和7.24%，平均高于典型草原区土壤水分含量(表1)，而典型草原区土壤水分含量约为10%[5]。但是土壤EC值大于4 dS/m，土壤pH值约为8.5，属于典型的荒漠湿性盐土类型，只有耐盐性较强的盐生植物才能在这样的生境中正常生长。

表1 调查地的土壤特性

水势是植物水分状况的重要指标之一，它的高低表明植物从土壤或相邻细胞中吸收水分的能力，代表植物水分运动的能量水平，是组织水分状况的直接表现，反映植物受环境水分条件制约的程度[6-7]。清晨水势可以反映植物水分的恢复状况，从而可以用来判断植物水分亏缺的程度[8-9]。例如属于海洋性气候的湿润地区日本的植物黎明叶水势一般为-0.5～0 MPa,基本上不受水分胁迫[10]。而属于干旱区的内蒙古西部荒漠区的盐生植物在黎明时一般具有较低的水势，植物水分亏缺的程度较为严重,以确保其进行正常的生理活动的水分获得,中午及午后的叶水势会变得更低。

胡杨、沙枣、小叶杨等阔叶植物叶片早晨水势较高,约为-2.3 MPa，随后降低，正午12:00时后降到最低点约为-3.5 MPa，下午开始缓慢升高，日变化大体呈“V”型(图1)。因12:00时以后小叶杨的叶水势恢复比胡杨缓慢，可以推测小叶杨受水分胁迫的程度，耗水量要高于乡土树种的胡杨。另外，胡杨的叶型变化较大，总体来看胡杨萌条叶的水势比胡杨成熟叶的水势略微偏低，但是，午后14:00时略有波动，可以初步认为胡杨萌条叶受水分胁迫的程度高于胡杨成熟叶。

图1 阔叶植物叶片水势日变化

泌盐盐生植物柽柳在黎明6:00时的叶水势较低为-5.63 MPa，14:00时最高，为-3.78 MPa，午后又开始降低，呈倒“V”型规律，而聚盐盐生植物梭梭的叶水势在-3.84～-2.92 MPa波动，无明显的规律性(图2)。

图2 圆柱形植物叶片水势日变化

从植物水势与环境变化分析，植物种间及种内对环境条件反应有所不同，盐生植物梭梭和柽柳3种生态型的叶水势的日变化的差异很大，其中柽柳在黎明时的叶水势在-3 MPa以下，表明植物受到较重的水盐胁迫(图3、4)。特别是柽柳早晚水势变化范围最大，最低可达到-17.43 MPa，具有较高的可塑性。梭梭在黎明时的叶水势也在-3.00 MPa以下,最低可达到-6.08 MPa,但这2种圆柱形叶植物的叶水势的变化和阔叶植物相比有很大的区别。土壤含盐量较高的雅布赖盐池周边分布的柽柳和梭梭的水势明显低于阿拉善左旗吉兰泰盐池和额济纳旗河岸湿地的柽柳和梭梭。随土壤含盐量增高，植物水势呈降低趋势。

对不同植物水势的比较分析表明，不同植物种间叶水势存在较大差异，山中典和[10]对黄土高原7种乡土树种叶水势研究表明，不仅种间差异显著，而且灌木叶水势低于乔木叶水势，在本研究区也发现同样的现象。植物叶水势的变化不仅受外界环境条件，不同植物种，植物叶形，生态地理分布等影响植物叶片水势变化, 同时也受植物生理型的影响，泌盐植物与聚盐植物叶水势也有很大不同。

图3 3个观测点柽柳同化枝的水势日变化

图4 3个观测点梭梭同化枝的水势日变化

3 小结

1)同种植物分布在不同盐渍化地区，其叶水势出现明显的差异，雅布赖盐池的柽柳和梭梭<吉兰泰盐池的柽柳和梭梭<额济纳旗河岸的柽柳和梭梭，可推测为同种植物对不同盐渍化土壤的适应过程中产生一定程度的生态地理分化。

2)植物种间及种内因叶型，生活型及耐盐生理型的不同，其叶水势出现明显的差异，肉质圆柱形叶水势<阔叶植物叶水势，胡杨卵圆形叶<胡杨披针形叶，柽柳<梭梭<小叶杨<沙枣<胡杨，泌盐植物(柽柳)<聚盐植物(梭梭)，对盐渍化环境中植物种间及种内叶水势的分析表明，荒漠区盐生植物的抗旱是多途径的，植物对环境的适应都会诱导产生形态，生理等方面的变化。

3)从植物生理生态学的角度出发，探讨不同环境条件下的植物水势变化特点，对揭示我国西部地区荒漠植被的生态需水提供科学依据。

[1] Glenn E P，Brown J J，Oearv J W.Irrigating crops with seawater[J].Scientific American,1998，279(2):56-61.

[2] Szubolcs I.Agronomical and ecological impact of irrigation on soil and water salinity[J].Advanced in Soil Science，1986(4):189-218.

[3] 韩文军,滨村邦夫,杨劼.海水灌溉条件下Salicornia的种植密度对个体间养分积累及土壤盐分的影响[J].草业科学，2008，25(11):36-39.

[4] 中国土壤学会.土壤农业化学分析方法[M].北京：中国农业科技出版社，1999.

[5] 韩文军,春亮,侯向阳.过度放牧对羊草杂类草群落种的构成和现存生物量的影响[J].草业科学，2009，26(9):195-199.

[6] 蒋高明.植物生理生态学[M].北京：高等教育出版社,2004：84-93.

[7] 曾凡江，张希明，李小明．柽柳的水分生理特性研究进展[J].应用生态学报，2002，13(5)：611-614．

[8] 宋耀选，周茂先，张小由，等.额济纳绿洲主要植物的水势与环境因子的关系[J].中国沙漠,2005，24(4)：496-499.

[9] 宋海鹏,刘君，李秀玲,等.干旱胁迫对5种景天属植物生理指标的影响[J].草业科学 2010，27(1):11-15.

[10] 山中典和.黄土高原的沙漠化对策[M].东京：古今书院，2008：214-235.

ThedailywaterpotentialdynamicofmainhalophytesintheAlaxiadesertregion

HAN Wen-jun, CHUN Liang, WANG Yu-qing

(Grassland Research Institute of CAAS, Key Laboratory of Grassland Resources & Ecology, MOA, Inner Mongolia Huhhot 010010, China)

The daily water potential dynamic ofPopuluseuphratica,Tamarixramosissima,Haloxylonammodendron,ElaeagnusangustifoliaandPopulussimoniiin the Alaxia desert region of Inner Mongolia were determined in this study. The results of this study showed that the shapes of leaves, plant species and plant distributing influenced the daily water potential dynamics. The water potential among shapes of leaves was columniform-leaf

Alaxia region； halophytes； water potential

S154.4；Q945.78

A

1001-0629(2011)01-0110-03

2010-03-09 接受日期：2010-06-25

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(中国农业科学院草原研究所20070905)

韩文军(1967-)，男，蒙古族，副研究员，博士，研究方向为生物环境科学。

E-mail:hanwjcn@yahoo.com.cn