本书是基于多年实地观测资料，研究荒漠河岸林胡杨水分利用过程及适应策略的专著。本书将稳定同位素技术、植物生理生态学研究手段、数值模拟方法相结合，系统地研究荒漠河岸林水分利用过程和适应策略。厘清荒漠河岸林胡杨水分利用来源，确定荒漠河岸林水力再分配模式，阐明荒漠河岸林胡杨水分传输机理，明确荒漠河岸林耗水特征，建立胡杨林蒸散发模型，揭示荒漠河岸林水分利用策略和对干旱胁迫的适应机制，为干旱内陆区生态系统恢复与重建提供科学依据。
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前言
第1章 植物水分利用研究概述 1
1.1 研究意义 1
1.2 植物水分利用来源 2
1.2.1 植物水分利用研究方法 2
1.2.2 河岸带植物水分利用来源 3
1.2.3 植物夜间水分利用 3
1.3 植物水力再分配 4
1.3.1 水力再分配存在的证据、条件、模式 4
1.3.2 水力再分配的大小及影响因素 5
1.3.3 水力再分配的生态水文效应 6
1.4 植物水分利用效率 7
1.4.1 植物水分利用效率时空变化特征及影响因素 7
1.4.2 植物水分利用效率气孔限制与非气孔限制 8
1.4.3 水分利用效率与干旱忍耐关系研究 9
1.5 植物水分利用策略及对干旱胁迫的适应 9
1.5.1 植物水分利用策略 9
1.5.2 植物对干旱胁迫的适应 11
1.6 本章小结 13
第2章 研究区域概况与研究方法 14
2.1 研究区域概况 14
2.1.1 地理位置 14
2.1.2 气候特征 14
2.1.3 水文水资源 15
2.1.4 土壤与植被 15
2.2 研究方法 16
2.2.1 胡杨水分利用来源研究方法 16
2.2.2 胡杨水力再分配研究方法 18
2.2.3 胡杨水分传输过程研究方法 20
2.2.4 胡杨叶片水分利用效率研究方法 21
2.2.5 胡杨蒸腾耗水及尺度扩展研究方法 22
2.2.6 荒漠河岸胡杨林蒸散发观测与模拟 23
2.2.7 胡杨水分阈值的计算方法 27
2.3 本章小结 27
第3章 荒漠河岸林胡杨水分利用来源 28
3.1 不同物候期胡杨水分利用来源 29
3.1.1 胡杨各潜在水源的年内变化规律 29
3.1.2 胡杨木质部水及各潜在水源氢氧同位素特征 30
3.1.3 胡杨对各潜在水源的利用比例 33
3.2 不同生境条件下胡杨水分利用来源 35
3.3 不同地下水位埋深条件下胡杨水分利用来源 37
3.3.1 胡杨木质部水δ18O的变化及其与不同潜在水源的关系 37
3.3.2 各潜在水源对胡杨水分利用的贡献 39
3.4 本章小结 41
第4章 荒漠河岸林胡杨根系水力再分配 42
4.1 胡杨根系水力再分配证据与模式 43
4.1.1 胡杨根系水力再分配证据 43
4.1.2 胡杨根系水力再分配模式 46
4.2 胡杨根系水力再分配大小及影响因素 47
4.2.1 基于液流速率计算的胡杨根系水力再分配 47
4.2.2 根系水力再分配的影响因子 49
4.3 胡杨根系水力再分配的生态水文效应 50
4.3.1 根系水力再分配的水文效应 51
4.3.2 根系水力再分配的生态效应 53
4.4 本章小结 56
第5章 荒漠河岸林胡杨水分传输过程 58
5.1 胡杨根系吸水过程 58
5.1.1 胡杨吸收根系的分布特征 58
5.1.2 胡杨根系吸水模型建立 61
5.2 胡杨茎干水分传输过程 64
5.2.1 胡杨树干液流时间变化特征 64
5.2.2 胡杨树干液流速率与环境因子的关系 68
5.3 胡杨水力结构特征及耐旱性 70
5.3.1 胡杨水力特性的时间变化和器官分异 .71
5.3.2 胡杨木质部导水率的影响因素 73
5.3.3 胡杨木质部导水率与耐旱性的关系 76
5.4 本章小结 86
第6章 荒漠河岸林胡杨叶片水分利用效率 88
6.1 胡杨水分利用效率日变化特征 88
6.1.1 胡杨气体交换参数及水分利用效率日变化 89
6.1.2 胡杨瞬时水分利用效率的日变化及影响因子 97
6.1.3 胡杨潜在水分利用效率的日变化及影响因子 100
6.2 胡杨水分利用效率季节变化特征 102
6.2.1 生长季胡杨叶片δ13C变化特征 102
6.2.2 胡杨水分利用效率季节变化特征 103
6.2.3 胡杨水分利用效率日、季差异分析 105
6.3 不同林龄胡杨水分利用效率 106
6.4 不同立地条件下胡杨水分利用效率 109
6.5 水分、叶片营养物和渗透物质对胡杨水分利用效率的影响 111
6.5.1 水分条件对胡杨水分利用效率的影响 111
6.5.2 叶片营养物对胡杨水分利用效率的影响 112
6.5.3 叶片生理渗透物对胡杨水分利用效率的影响 113
6.6 本章小结 114
第7章 荒漠河岸林胡杨蒸腾耗水及尺度扩展 116
7.1 荒漠河岸林胡杨日间蒸腾耗水 116
7.1.1 胡杨蒸腾耗水的季节变化 116
7.1.2 典型天气条件下胡杨蒸腾耗水 117
7.1.3 不同光合辐射和水汽压差条件下胡杨蒸腾耗水 117
7.2 荒漠河岸林胡杨夜间蒸腾耗水 118
7.2.1 胡杨夜间蒸腾的发生 118
7.2.2 胡杨夜间蒸腾的数量大小 121
7.2.3 胡杨夜间蒸腾的变化规律 122
7.2.4 胡杨夜间蒸腾的驱动力 125
7.3 荒漠河岸林胡杨蒸腾耗水尺度扩展 128
7.3.1 胡杨蒸腾耗水的空间尺度扩展 128
7.3.2 胡杨蒸腾耗水的时间尺度扩展 129
7.3.3 胡杨蒸腾耗水尺度扩展的误差分析 131
7.4 本章小结 134
第8章 荒漠河岸胡杨林蒸散发观测与模拟 136
8.1 荒漠河岸胡杨林蒸散发与影响因素 137
8.1.1 基于涡度协方差法的胡杨林蒸散发测定 137
8.1.2 基于地下水埋深变化的胡杨林蒸散发估算 142
8.1.3 胡杨林蒸散发的影响因素 144
8.2 基于过程模型的荒漠河岸胡杨林蒸散发模拟 148
8.2.1 模型参数化方案 148
8.2.2 模型模拟精度与敏感性分析 153
8.3 荒漠河岸胡杨林蒸散发组分分割 155
8.4 本章小结 159
第9章 荒漠河岸林胡杨水分适应策略 160
9.1 荒漠河岸林胡杨水分利用策略 160
9.1.1 胡杨树干液流速率的变化 160
9.1.2 胡杨树干液流速率与环境因子之间的时滞 162
9.1.3 胡杨气孔导度和形态的变化 164
9.1.4 胡杨夜间水分利用策略 166
9.2 荒漠河岸林胡杨对干旱胁迫的生理适应 167
9.2.1 胡杨光合作用对干旱胁迫的适应 167
9.2.2 胡杨渗透调节物质对干旱胁迫的适应 171
9.2.3 胡杨膜系统保护酶对干旱胁迫的适应 175
9.2.4 胡杨激素含量对干旱胁迫的适应 179
9.3 荒漠河岸林生态系统对地下水位变化的响应 182
9.3.1 荒漠河岸林生态系统对地下水位变化的响应 182
9.3.2 荒漠河岸林生态系统水均衡分析 185
9.4 荒漠河岸林胡杨水分阈值及分布适宜性 187
9.4.1 水分阈值计算指标筛选 187
9.4.2 胡杨在不同生长阶段的水分阈值 191
9.4.3 黑河下游胡杨分布适宜性 196
9.5 本章小结 198
参考文献 200
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