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黄河上游甘蒙柽柳生长对极端旱涝的响应

本站小编 Free考研考试/2022-01-01

方欧娅,,1,*, 张永2, 张启1,3, 贾恒锋1,31中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室, 北京 100093
2中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟院重点实验室, 北京 100101
3中国科学院大学, 北京 100049

Growth responses of Tamarix austromongolica to extreme drought and flood in the upper Yellow River basin

Ou-Ya FANG,,1,*, Yong ZHANG2, Qi ZHANG1,3, Heng-Feng JIA1,3 1State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China
2Key Laboratory of Land Surface Pattern and Simulation, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
3University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

通讯作者: *E-mail:oyfang@ibcas.ac.cnORCID:方欧娅: 0000-0002-8287-9404

编委: 陈鹭真
责任编辑: 李敏
收稿日期:2021-01-14接受日期:2021-04-26
基金资助:国家自然科学基金(31700412)
第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0301)


Received:2021-01-14Accepted:2021-04-26
Fund supported: National Natural Science Foundation of China(31700412)
Second Tibetan Plateau Scientific Expedition and Research (STEP) Program, China(2019QZKK0301)


摘要
青藏高原黄河上游河岸带是典型的生态脆弱区, 然而近年来气候变暖加剧了该地极端旱涝事件的频繁发生, 高原河岸带生态脆弱区植被是否能够应对极端旱涝事件的干扰成为流域生态环境管理工作所关注的重点问题。为了研究黄河上游河岸林中主要树种对极端旱涝的响应, 该研究选取青海省同德县和兴海县3处河岸林中的47株甘蒙柽柳(Tamarix austromongolica), 分别从树干面向邻近山体一侧及与之垂直的一侧分别获取1根树轮样本, 分析其历史生长。通过对比两个方向上的生长速率判断甘蒙柽柳是否受到地质灾害影响从而将其划分为受伤组和对照组, 分析两组甘蒙柽柳在过去63年中径流极值年的抵抗力状况及两个方向的生长差异。研究发现, 甘蒙柽柳对干旱和洪涝均有着很强的抵抗力, 河岸带多样化的水分来源有助于甘蒙柽柳在极端干旱环境中较好地生长; 但洪涝伴随泥石流等地质灾害的频发使甘蒙柽柳面向山体侧面受到严重的生长抑制, 表现出显著的方向性差异, 从而影响甘蒙柽柳的形态。较长的创伤恢复期带来的遗留效应可能造成甘蒙柽柳对外界干扰的较高敏感性。研究黄河上游甘蒙柽柳生长对极端旱涝的响应, 将有助于评估生态脆弱区生态弹性过程, 同时为高原河岸带生态建设和恢复提供科学依据。
关键词: 生态弹性;抵抗力;生态脆弱区;干旱;洪涝;气候变化;甘蒙柽柳

Abstract
Aims The riparian forests in the upper reaches of the Yellow River are typically fragile ecologically. However, the frequent extreme hydrological events induced by climate warming may pose increasing threats to ecological stability and security of this fragile ecosystem type. The ecological resilience and adaptation of riparian forests to extreme hydrological events are of key considerations in eco-environmental management of river basins. This paper aims to determine how Tamarix austromongolica, a major tree species in riparian forests of the upper Yellow River basin, responds to extreme drought and flood and explain the resistance and morphology of these riparian plants against environmental stresses. Methods We selected 47 Tamarix austromongolica trees from three sampling sites along the upper reaches of the Yellow River. Two mutually perpendicular cores were taken from the trunk of the each sampling tree for estimation of the past annual growth, one from the direction facing the slope and the other along the contour of the nearby mountain. We compared the tree-ring growth between cores from the two sides and grouped them according to whether the growth was strongly affected by geohazards. We analyzed the resistance of the two groups to extreme hydrological events during the past 63 years. The statistical growth difference between two sampling directions from each group was performed by using paired test. Important findings Tamarix austromongolica trees were found to be very resistant to extreme drought events. The diverse sources of water in riparian zones attributed to their stable growth, which helps enhance their tolerance to hydrological drought events. But the trees injured by geohazards appeared to be more severely affected by droughts. The legacy effect in trauma-associated recovery might initiate high sensitivity to interferences. Moreover, T. austromongolica trees are adapted to a wide range of water conditions and their growth did not appear to be substantially affected by flooding. Well-watered condition along with fully hydrated shoots could promote the growth and counteract the potentially negative effects of submergence in T. austromongolica. However, flood induced geohazards, such as mudslides, could have significantly different impacts on growth in different directions, such that the side facing the nearby mountain slope suffered more growth suppression. These processes could lead to modification of morphology. Studying the growth response of T. austromongolica to extreme drought and flood on the upper reaches of the Yellow River will help assess the ecological resilience of ecologically fragile areas and provide a scientific basis for ecological construction and restoration in riparian zones on the Qingzang Plateau.
Keywords:ecological resilience;resistance;ecological fragile region;drought;flood;climate change;Tamarix austromongolica


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引用本文
方欧娅, 张永, 张启, 贾恒锋. 黄河上游甘蒙柽柳生长对极端旱涝的响应. 植物生态学报, 2021, 45(6): 641-649. DOI: 10.17521/cjpe.2021.0020
FANG Ou-Ya, ZHANG Yong, ZHANG Qi, JIA Heng-Feng. Growth responses of Tamarix austromongolica to extreme drought and flood in the upper Yellow River basin. Chinese Journal of Plant Ecology, 2021, 45(6): 641-649. DOI: 10.17521/cjpe.2021.0020




生态脆弱区植被生态系统通常对外界干扰具有高度敏感性, 其生态抵抗力弱、恢复力差使其极易受到气候变化和人为活动的影响而引发局地生态系统的衰退(Mou et al., 2019)。这种局地衰退带来的生态系统转变使得周边地区更易受到外界干扰或次生灾害的影响从而引发衰退现象的大规模蔓延(Flores et al., 2017; Moreno-Fernández et al., 2019)。近年来, 全球范围内已报道了多起由于气候变化引发的极端气候事件造成的森林生态系统大面积衰退(Allen et al., 2010; Liu et al., 2013; Yang et al., 2018)。伴随着土地覆盖变化、生产力下降、地力减退和碳损失等生态过程进一步反作用于气候系统, 这种循环影响的陆-气耦合关系可能引发难以恢复的气候环境恶性突变, 从而对自然和人类社会造成严重影响(Zhang & Fang, 2020)。由于全球气候变化和人类活动影响的加剧, 生态脆弱区植被对气候变暖引发的极端气候和干扰的响应研究十分迫切。

位于青藏高原的黄河上游河岸带生态系统是我国重要的水源涵养区, 同时也是我国典型的高寒生态脆弱区。然而, 近半个世纪以来, 青藏高原经历了迅速的气候变暖过程(Yao et al., 2012; Kuang & Jiao, 2016), 变暖引发的高变率冰雪融水和降水补给变化导致三江源地区水文极值发生频率增加(Ji et al., 2020)。黄河上游河岸带植被频繁遭受极端干旱和洪涝灾害。这些河岸带植被是否能够应对气候变暖带来的频繁极端水文事件, 对维持黄河上游生态脆弱区生态系统功能十分重要。

柽柳(Tamarix spp.)作为一种适应力极强的植物, 在形态、生理等层面均形成了应对一定范围内外界干扰的复杂生存策略(Yang et al., 2017; 李彩霞和兰海燕, 2021; Xia et al., 2021)。研究者们通过不同水分条件处理下的对照实验, 研究了柽柳属植物幼苗在应对极端干旱时各组织的生长状况及生理响应(吉小敏等, 2012; Wang et al., 2019)。但是, 自然生境中柽柳通常受到周边环境影响形成复杂形态, 我们对自然生长的柽柳对环境响应的研究较为困难, 对高寒环境中极端旱涝对柽柳生长的影响知之甚少。

甘蒙柽柳(Tamarix austromongolica)是我国特有物种, 落叶灌木或乔木, 主要分布在黄河上游及中游部分地区河岸地带, 其喜水、耐旱、耐寒、抗盐碱且耐贫瘠, 在我国青藏高原、黄土高原等地区起到了重要的防风固沙和水土保持作用。然而, 甘蒙柽柳所处的恶劣生存环境导致其极易遭受泥石流等地质灾害, 部分植株也因此发生不同径向的异速生长, 形成复杂的形态(Li et al., 2021)。在我们的前期研究中, 建立了黄河上游河岸带甘蒙柽柳树轮宽度年表, 结果显示了各地甘蒙柽柳年表的一致性, 明确了甘蒙柽柳径向生长响应于7、8月份的水分条件(方欧娅等, 2017)。在此基础上, 本研究依据甘蒙柽柳是否受到地质灾害影响而将其分为受伤组和对照组, 通过对比自然环境中两组甘蒙柽柳在极端旱涝年不同方向的生长状况, 分析甘蒙柽柳对极端旱涝事件的响应。研究旨在回答以下两个主要问题: 1)甘蒙柽柳的生长如何响应极端干旱、洪涝事件? 2)地质灾害对甘蒙柽柳的影响是否具有方向上的差异而造成其形态变化? 研究甘蒙柽柳径向生长对旱涝事件的响应, 一方面, 有利于深入理解水文-植被生长的关系, 对河岸带水文生态学研究提供理论支持; 另一方面, 有助于探讨和了解甘蒙柽柳在极端环境中的适应性, 为高原地区河岸生态系统恢复与建设提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 研究区概况及树轮样本采集

研究区位于黄河上游河岸地带, 青海省海南州同德县和兴海县交界地区。3个采样点分别位于同德县然果村(样点编号: RG; 100.15° E, 35.54° N, 海拔2 623 m)同德县班多村(样点编号: BD; 100.26° E, 35.33° N, 海拔2 654 m)以及兴海县上鹿圈村(样点编号: LQ; 100.18° E, 35.41° N, 海拔2 688 m)(图1A)。根据同德气象站1955-2019年气候数据统计, 该地年平均气温约为1.46 ℃, 最高温出现在7月, 月平均气温约为12.51 ℃, 最低温出现在1月, 月平均气温约-11.56 ℃。年总降水量约435.5 mm, 主要集中在5-9月, 该期间内降水总量约占年总降水量的86.5%。高原辐射量大, 蒸发蒸腾作用强烈, 且常有强风, 环境较为恶劣。甘蒙柽柳采样点位于河漫滩地带, 地势平缓, 基质以石砾质及沙质冲积土为主, 土壤发育程度差, 土体贫瘠, 结持力和抗蚀力差。周边山地山体裸露, 植被覆盖率低, 泥石流频发。采样点植被群落结构简单, 以耐旱耐水的甘蒙柽柳为主, 少量分布有小叶杨(Populus simonii)等。

图1

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图1甘蒙柽柳研究区地理位置(A)、采样方向说明(B)以及同德县然果村采样点实景图(C)。BD, 班多村; LQ, 上鹿圈村; RG, 然果村。

Fig. 1Geographic location of the tamarisk (Tamarix austromongolica) research sites (A), explanation on sampling directions (B) and the real scenery of the sampling site at Ranguo village, Tongde County (C). BD, Banduo village; LQ, Shanglujuan village; RG, Ranguo village.



甘蒙柽柳树木年轮样本采集工作开展于2018年5月, 在3个采样点共选取了47株胸径超过10 cm的甘蒙柽柳植株(RG 17株, BD 20株, LQ 10株), 采集了94根样芯(每株2根)。由于研究区频发的泥石流等地质灾害通常对植被面向山体的一侧造成伤害, 我们针对每株甘蒙柽柳分别从平行于山坡坡向方向(采样方向A)和垂直于山坡坡向方向(采样方向B)钻取两根样芯(图1B)。B采样方向为传统的树木年轮学取样方向, 能够最大地减少地形等因素对树木生长的影响。由于甘蒙柽柳形态复杂, 钻取时还需避开结节和明显伤疤处, 因此取样高度从距地面40- 100 cm不等。

1.2 样本处理、测量、定年及分组

将树轮样芯固定于木槽, 并打磨至在显微镜下能够清晰分辨木质部细胞。LQ样点的一根样芯由于其断裂破碎严重而被去除, 其余93根样芯在显微镜下用铅笔标记进行初步定年, 利用Lintab 6树轮宽度测量仪(Rinntech, Heidelberg, Germany)对初步定年后的样芯进行逐一测量, 并对比我们在2017年重建的甘蒙柽柳年表(方欧娅等, 2017)进行精确定年。需说明的是, 由于研究目的的不同, 本研究与上述研究有着不同的采样策略, 树轮样本无重复。

由于部分甘蒙柽柳面向山体一侧可能受到了泥石流等地质灾害的显著影响, 我们根据甘蒙柽柳A侧与B侧生长率对比, 将其分为两个组别。我们计算了甘蒙柽柳个体在A、B方向共有年份中的生长速率差值(D):

$D=\frac{1}{n} \sum R W_{i \mathrm{~B}}-\frac{1}{n} \sum R W_{i \mathrm{~A}}$
式中, n表示该个体在A、B两方向样芯的公共部分年份, RWiARWiB分别表示第i年甘蒙柽柳在A、B方向生长的原始树轮宽度值。

D > 0, 则甘蒙柽柳可能在A方向遭受泥石流伤害等影响, 我们将符合该特征的甘蒙柽柳作为“受伤组”; 若D < 0, 甘蒙柽柳可能受益于面向山坡一侧挟带的水分和营养物质富集而在A方向上生长更好, 我们将符合该特征的甘蒙柽柳作为“对照组”。

1.3 极端旱涝年的界定

逐月水文资料(1956-2007年)来源于唐乃亥水文站, 唐乃亥水文站年实测径流总量数据(1998- 2018年)来源于水利部黄河水利委员会《黄河水资源公报》。为了得到较长时间跨度的径流序列以便更为准确地界定极端旱涝事件, 我们集成了以上数据, 构建了1956-2018年的唐乃亥水文站年径流量序列, 计算了该63年时间段上的序列平均值及标准差。并定义当某年年径流量高于序列平均值加1倍标准差时, 为洪涝年; 低于序列平均值减1倍标准差时, 为干旱年。

该地甘蒙柽柳主要生长季节为5-9月, 其中7-8月径流与甘蒙柽柳生长有着显著的相关关系(方欧娅等, 2017)。我们将1956-2007年间甘蒙柽柳主要生长季实测径流总量与年径流量进行极值对比, 从而验证所选旱涝年年实测径流总量可以表征甘蒙柽柳生长期所受到的旱涝状况。

1.4 极端旱涝年份树木响应评价

我们运用了Lloret等(2011)提出的公式计算了在极端旱涝年甘蒙柽柳两个采样方向上的抵抗力指数(Rt)。该指数强调了树木在极端年份的生长下降状况, 而在生态弹性的研究中广泛应用(Gazol et al., 2017; Fang & Zhang, 2019; DeSoto et al., 2020)。

$Rt=RW_{i}/RW_{i-4,i-1}$
式中, RWi表示甘蒙柽柳在第i年原始树轮宽度值, RW(i-4,i-1)表示甘蒙柽柳在第i-4年至i-1年树轮宽度平均值。分别计算受伤组和对照组在极端旱/涝年抵抗力指数平均值表示该柽柳在极端旱/涝年的响应。

1.5 对比统计分析

在进行对比分析之前, 我们首先利用Shapiro- Wilk检验法判断极端旱/涝年中受伤组和对照组甘蒙柽柳在A、B方向抵抗力指数的分布正态性。若样本满足正态分布, 则对植株在旱涝年A、B方向上的抵抗力指数进行配对t检验并统计差异样本; 若部分样本不满足正态分布, 则对植株在旱涝年A、B方向上的抵抗力指数进行配对样本的Wilcoxon符号秩和检验, 分析各组别甘蒙柽柳在不同生长方向对旱涝的响应差异。配对样本检验时, 我们提出零假设, 认为各配对组不存在显著差异。当检验p值小于0.05时拒绝零假设, 认为配对的两组样本存在显著差异; 当检验p值小于0.1而大于等于0.05时, 认为两组样本有可能存在差异。当两组样本可能存在差异时, 进行单侧检验, 以验证其中一组的抵抗力指数偏高或偏低。所有分析均在R 4.0.3软件中完成。

2 研究结果

2.1 极端旱涝年事件

在1956-2017年期间, 我们选取了9个干旱年和10个洪涝年。其中, 9个干旱年分别是1956、1970、1991、1995、1996、2001、2002、2006、2016年; 10个洪涝年分别是1967、1968、1975、1976、1981、1982、1983、1989、2009、2012年。年实测总径流量与甘蒙柽柳生长季5-9月径流量极值对应良好(图2)。

图2

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图21956-2018年唐乃亥水文站年实测总径流量及1956-2007年5-9月实测径流量。▲, 干旱年; ▼, 洪涝年。

Fig. 2The measured annual total runoff from 1956 to 2018 and May-to-September runoff from 1956 to 2007 at the Tangnag Hydrological Station. ▲, drought year; ▼, flood year.



2.2 甘蒙柽柳径向生长及其对极端旱涝的响应

通过交叉定年, 甘蒙柽柳树轮样芯序列的平均长度为34年, 主序列长度为70年, 被定年的年轮数为3 166个, 序列相关系数0.371, 平均敏感度0.245。

在干旱事件中, 超过70%的甘蒙柽柳抵抗力指数小于1, 平均抵抗力指数为0.95, 以对照组A方向抵抗力指数平均值最高, 为0.98。两个组别A方向上抵抗力指数平均值均高于B方向上抵抗力指数平均值(图3A)。

图3

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图3黄河上游两组甘蒙柽柳在不同方向上对极端干旱(A)及洪涝(B)事件的抵抗力指数统计。

Fig. 3Statistics of the resistance indices for two groups of Tamarix austromongolica in the upper Yellow River basin in different directions to extreme drought (A) and flood (B) events.



在洪涝事件中, 约63%的甘蒙柽柳抵抗力指数大于1, 平均抵抗力指数达到1.06, 以受伤组A方向上抵抗力指数平均值最低, 为1.01。两个组别A方向上抵抗力指数平均值均低于B方向上抵抗力指数平均值(图3B)。

经检测对照组A、B两方向上抵抗力指数在洪涝年均不符合正态分布特征, 受伤组抵抗力指数均符合正态分布特征。干旱事件中, 对照组A方向抵抗力较为显著地高于B方向(配对t检验中p = 0.069, 配对秩和检验中p = 0.058); 洪涝事件中, 受伤组A方向抵抗力显著低于B方向(配对t检验中p = 0.020, 配对秩和检验中p = 0.030)(表1)。两组甘蒙柽柳在A、B方向的抵抗力指数差值分布存在显著差异(图4)。

Table 1
表1
表1黄河上游甘蒙柽柳在极端旱涝事件中A、B方向抵抗力指数差异检验
Table 1Tests of differences in the resistance indices of Tamarix austromongolica in A and B directions to drought and flood events
事件 Event组别 Group配对t检验 Paired t-test配对秩和检验 Wilcoxon signed rank test
tdfpVp
干旱 Drought受伤组 Injured group0.824190.4201320.330
对照组 Comparative group1.526250.139 (双侧) (two-sides)
0.069* (单侧) (single-side)
2380.116 (双侧) (two-sides)
0.058* (单侧) (single-side)
洪涝 Flood受伤组 Injured group-2.204180.041** (双侧) (two-sides)
0.020** (单侧) (single-side)
480.060* (双侧) (two-sides)
0.030** (单侧) (single-side)
对照组 Comparative group---1570.895
*, difference between the two directions is marginally significant (p < 0.1); **, difference is significant (p < 0.05).
*, 两方向差异较为显著(p < 0.1); **, 差异显著(p < 0.05)。

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图4

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图4极端洪涝年两组甘蒙柽柳A、B方向抵抗力差值分布统计。

Fig. 4Statistics distributions on of resistance differences between A and B directions in two groups of Tamarix austromongolica in extreme flood events.



RG、BD和LQ这3个样点中, 受伤组甘蒙柽柳分别为8、7和5株, 对照组甘蒙柽柳分别为9、13和4株。甘蒙柽柳抵抗力在3个样点不同组别的平均值均显示出受伤组对干旱的抵抗力较低, 受伤组A方向对洪涝的抵抗力值较B方向低。在样点之间, RG样点的甘蒙柽柳对干旱的抵抗力较高, LQ样点的甘蒙柽柳对洪涝的抵抗力较高(表2)。

Table 2
表2
表2RG、BD和LQ样点甘蒙柽柳抵抗力平均值比较
Table 2Comparison of the mean resistance indices of Tamarix austromongolica at the RG, BD and LQ sites
采样点 Sampling site组别(株数) Group (Number of plants)干旱 Drought洪涝 Flood
A方向 Direction AB方向 Direction BA方向 Direction AB方向 Direction B
RG受伤组 Injured group (8)0.990.970.991.08
对照组 Comparative group (9)1.051.031.031.02
BD受伤组 Injured group (7)0.940.911.041.09
对照组 Comparative group (13)0.960.921.021.02
LQ受伤组 Injured group (5)0.870.851.001.15
对照组 Comparative group (4)0.890.881.231.48
BD, 班多村; LQ, 上鹿圈村; RG, 然果村。
BD, Banduo village; LQ, Shanglujuan village; RG, Ranguo village.

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3 讨论

3.1 干旱对甘蒙柽柳径向生长的影响

本研究显示, 多数甘蒙柽柳会遭受极端干旱事件带来的负面影响, 当年径向生长量降低。其中, 受伤组的抵抗力较对照组显著偏低。另外, 对照组甘蒙柽柳在不同方向生长量下降存在较为显著的差异, 面向山坡侧面生长量偏高。

尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019)。这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019)。其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用。作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021)。Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响。许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响。Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水。柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件。但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降。我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁。

受伤组甘蒙柽柳对干旱的抵抗力平均值较对照组偏低(图3), 这可能是由于甘蒙柽柳在遭受机械损伤后存在较长时期的生理恢复过程, 在此期间遭受极端干旱胁迫则更易造成个体的生长衰退。这种滞后的恢复过程我们认为是一种遗留效应(legacy effect)(Anderegg et al., 2015), 频繁干扰造成的遗留效应使得植被对环境扰动的敏感度提升(Schurman et al., 2018), 并可能由于形成层损伤、水力功能障碍等引发干旱胁迫下的生长衰退和死亡(Bär et al., 2019)。

3.2 洪涝对甘蒙柽柳径向生长及形态的影响

甘蒙柽柳对洪涝有着极强的抵抗力, 洪涝期充足的水分供给对甘蒙柽柳生长带来的有利影响能够补偿洪涝带来的负面影响, 从而使得在洪涝年甘蒙柽柳生长量普遍增加。但受伤组和对照组在经历洪涝灾害时具有显著差异, 表现在两个取样方向上的生长变化量差值的不同, 这主要是由于受伤组面对山坡方向生长量较其另一垂直方向的径向生长显著偏低。

洪涝带来的充足水分在一定程度上有助于甘蒙柽柳的生长。方欧娅等(2017)证明了黄河上游河岸带乔木状甘蒙柽柳径向生长与径流之间的显著相关性, 认为生长季径流的增加能够显著促进甘蒙柽柳的生长。Xiao等(2014)通过研究高分辨率的多枝柽柳年内生长也证实了地下水深度与柽柳径向生长量的显著相关。尽管柽柳耐旱, 但其在水分补给充足时能够迅速发生响应从而快速生长(Devitt et al., 1997), Li等(2005)通过控制实验也同样证明了充足的土壤水分对多枝柽柳生长的积极作用。

另一方面, 黄河上游河岸带周边山体土质松散, 植被覆盖率极低(图1C), 洪水发生时伴随的巨大产流汇流可能引发周边山体更加频繁、严重的泥石流灾害, 从而使得部分甘蒙柽柳面向山体侧面的径向生长受到抑制。在外界应力作用下, 一些树木受到外力机械作用形成切向创伤树脂道(Stoffel, 2008; 张建奇等, 2020); 而为了应对外界侵蚀应力, 一些树木可能减小早材管胞面积并增厚细胞壁(Arbellay et al., 2012)。树木受外界应力影响或因应对外力作用发生生理结构变化均可能使得树木形态发生异常变化(李彩娟等, 2019)。在本研究中, 受伤组甘蒙柽柳经历洪涝事件时, 面向山坡一侧的生长量显著偏低。我们认为, 甘蒙柽柳在不同方向上的生长显著差异其极有可能是洪涝伴随的泥石流强度和频率上升所导致。但是, 甘蒙柽柳应对洪涝的生理生态过程, 仍需要进一步的研究。

尽管存在一定方向上的生长抑制, 洪涝期甘蒙柽柳的生长仍然较好, 不存在普遍的生长量下降。我们认为甘蒙柽柳对洪涝事件有着极强的抵抗力。另外, 也有报告指出柽柳受到洪水影响后的恢复能力也很强, 这体现在洪水发生后柽柳种群的迅速更新能力(Nippert et al., 2010; Stromberg et al., 2010)。因此, 甘蒙柽柳可以作为先锋种应用于洪涝灾害频发的河岸地带。在青藏高原高寒的三江源地区, 河岸带或洪泛区柽柳的广泛分布能够一定程度上防治水土流失(王文卿等, 2003), 对高原河流源区生态建设具有积极的作用。

4 结论

黄河上游河岸带甘蒙柽柳对极端干旱和洪涝事件均有着较强的抵抗力: 一方面, 甘蒙柽柳完善的抗旱机制使得极端干旱事件对其生长影响较小; 另一方面, 洪涝带来的充足水源补给能够补偿甘蒙柽柳受到的负面影响, 从而使得甘蒙柽柳在洪涝发生时径向生长量普遍增加。研究区频繁发生的地质灾害给部分甘蒙柽柳带来了具有方向性的伤害, 受伤组甘蒙柽柳对干旱的抵抗力平均值较低。这种伤害也造成了甘蒙柽柳在泥石流频繁发生期不同方向上生长率显著不同, 从而直接影响了甘蒙柽柳形态的改变。

致谢

感谢中国科学院植物研究所张齐兵研究员在工作中给予的帮助。

参考文献 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子

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The impacts of climate extremes on terrestrial ecosystems are poorly understood but important for predicting carbon cycle feedbacks to climate change. Coupled climate-carbon cycle models typically assume that vegetation recovery from extreme drought is immediate and complete, which conflicts with the understanding of basic plant physiology. We examined the recovery of stem growth in trees after severe drought at 1338 forest sites across the globe, comprising 49,339 site-years, and compared the results with simulated recovery in climate-vegetation models. We found pervasive and substantial "legacy effects" of reduced growth and incomplete recovery for 1 to 4 years after severe drought. Legacy effects were most prevalent in dry ecosystems, among Pinaceae, and among species with low hydraulic safety margins. In contrast, limited or no legacy effects after drought were simulated by current climate-vegetation models. Our results highlight hysteresis in ecosystem-level carbon cycling and delayed recovery from climate extremes. Copyright © 2015, American Association for the Advancement of Science.

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Cambial injury has been reported to alter wood structure in broad-leaved trees. However, the duration and extension of associated anatomical changes have rarely been analysed thoroughly. A total of 18 young European ash (Fraxinus excelsior L.) trees injured on the stem by a spring flood were sampled with the aim of comparing earlywood vessels and rays formed prior to and after the scarring event. Anatomical and hydraulic parameters were measured in five successive rings over one-quarter of the stem circumference. The results demonstrate that mechanical damage induces a decrease in vessel lumen size (up to 77%) and an increase in vessel number (up to 475%) and ray number (up to 115%). The presence of more earlywood vessels and rays was observed over at least three years after stem scarring. By contrast, abnormally narrow earlywood vessels mainly developed in the first ring formed after the event, increasing the thickness-to-span ratio of vessels by 94% and reducing both xylem relative conductivity and the index for xylem vulnerability to cavitation by 54% and 32%, respectively. These vessels accumulated in radial groups in a 30° sector immediately adjacent to the wound, raising the vessel grouping index by 28%. The wound-induced anatomical changes in wood structure express the functional need of trees to improve xylem hydraulic safety and mechanical strength at the expense of water transport. Xylem hydraulic efficiency was restored in one year, while xylem mechanical reinforcement and resistance to cavitation and decay lasted over several years.

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Severe droughts have the potential to reduce forest productivity and trigger tree mortality. Most trees face several drought events during their life and therefore resilience to dry conditions may be crucial to long-term survival. We assessed how growth resilience to severe droughts, including its components resistance and recovery, is related to the ability to survive future droughts by using a tree-ring database of surviving and now-dead trees from 118 sites (22 species, >3,500 trees). We found that, across the variety of regions and species sampled, trees that died during water shortages were less resilient to previous non-lethal droughts, relative to coexisting surviving trees of the same species. In angiosperms, drought-related mortality risk is associated with lower resistance (low capacity to reduce impact of the initial drought), while it is related to reduced recovery (low capacity to attain pre-drought growth rates) in gymnosperms. The different resilience strategies in these two taxonomic groups open new avenues to improve our understanding and prediction of drought-induced mortality.

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Evergreen oak woodlands in the Western Mediterranean exploited as agrosilvopastoral systems have often been considered as a sustainability paradigm. Yet, these ecosystems show profound symptoms of degradation with widespread tree decline and increased mortality, making them a paradigmatic example of overexploited ecosystems threatened by global change. Understanding the biotic and abiotic, environmental and management factors involved in the current decline of these open woodlands is key to derive sustainable management options. Our goal was to evaluate the potential role of climate and land-use legacies as drivers of tree decline in Quercus ilex open woodlands at the regional level in western Spain. We analysed tree recruitment and health as proxies to the key processes implied in ecosystem decline. Overall, tree health was poor. Levels of tree decline followed a latitudinal gradient, with cooler stands in the North exhibiting better health (i.e. fewer, less severe decline symptoms) and higher sapling and seedling abundance than warmer stands in the South. Warmer conditions and more intense human management, indirectly expressed by stands with lower canopy cover and larger trees, were directly related to both worse plot health and lower tree regeneration. The widespread tree decline and very low recruitment abundance observed in the open oak woodlands studied may be the consequence of negative synergistic effects of a more limiting climate and land-use legacies from human overexploitation of a fragile ecosystem. These results warn of the negative impacts that land-use practices can exert on similar agrosilvopastoral ecosystems with the added risks of ongoing climatic changes, threatening ecological and economical sustainability.

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During a record drought (2006) in southwest Kansas, USA, we assessed groundwater dynamics in a shallow, unconfined aquifer, along with plant water sources and physiological responses of the invasive riparian shrub Tamarix ramosissima. In early May, diel water table fluctuations indicated evapotranspirative consumption of groundwater by vegetation. During the summer drought, the water table elevation dropped past the lowest position previously recorded. Concurrent with this drop, water table fluctuations abruptly diminished at all wells at which they had previously been observed despite increasing evapotranspirative demand. Following reductions in groundwater fluctuations, volumetric water content declined corresponding to the well-specific depths of the capillary fringe in early May, suggesting a switch from primary dependence on groundwater to vadose-zone water. In at least one well, the fluctuations appear to re-intensify in August, suggesting increased groundwater uptake by Tamarix or other non-senesced species from a deeper water table later in the growing season. Our data suggest that Tamarix can rapidly shift water sources in response to declines in the water table. The use of multiple water sources by Tamarix minimized leaf-level water stress during drought periods. This study illustrates the importance of the previous hydrologic conditions experienced by site vegetation for controlling root establishment at depth and demonstrates the utility of data from high-frequency hydrologic monitoring in the interpretation of plant water sources using isotopic methods.

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Amazon forests have experienced frequent and severe droughts in the past two decades. However, little is known about the large-scale legacy of droughts on carbon stocks and dynamics of forests. Using systematic sampling of forest structure measured by LiDAR waveforms from 2003 to 2008, here we show a significant loss of carbon over the entire Amazon basin at a rate of 0.3 +/- 0.2 (95% CI) PgC yr(-1) after the 2005 mega-drought, which continued persistently over the next 3 years (2005-2008). The changes in forest structure, captured by average LiDAR forest height and converted to above ground biomass carbon density, show an average loss of 2.35 +/- 1.80 MgC ha(-1) a year after (2006) in the epicenter of the drought. With more frequent droughts expected in future, forests of Amazon may lose their role as a robust sink of carbon, leading to a significant positive climate feedback and exacerbating warming trends.

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Tamarix ramosissima Ledeb., a major host plant for the parasitic angiosperm Cistanche tubulosa, and known for its unique drought tolerance, has significant ecological and economic benefits. However, the mechanisms of nitrogen acquisition by the T. ramosissima root system under drought have remained uncharacterized. Here, uptake of nitrate (NO3-) in various regions of the root system was measured in T. ramosissima using Non-invasive Micro-test Technology at the cellular level, and using a 15NO3--enrichment technique at the whole-root level. These results were compared with responses in the model system cotton (Gossypium hirsutum L.). Tamarix ramosissima had lower net NO3- influx and a significantly lower Km (the apparent Michalis-Menten constant; 8.5 μM) for NO3- uptake than cotton under normal conditions. Upon simulated drought conditions, using polyethylene glycol (PEG), NO3- flux in cotton switched from net influx to net efflux, with a substantive peak in the white zone (WZ) of the root. There were no significant NO3- influx signals observed in the WZ of T. ramosissima under control conditions, whereas PEG treatment significantly enhanced NO3- influx in the WZ of T. ramosissima. The effect of PEG application on NO3- fluxes was highly localized, and the increase in net NO3- influx in response to PEG stimulation was also found in C. tubulosa-inoculated T. ramosissima. Consistently, root nitrogen (N) content and root biomass were higher in T. ramosissima than in cotton under PEG treatment. Our study provides insights into NO3- uptake and the influence of C. tubulosa inoculation in T. ramosissima roots during acclimation to PEG-induced drought stress and provides guidelines for silvicultural practice and for breeding of T. ramosissima under coupled conditions of soil drought and N deficiency.© The Author(s) 2018. Published by Oxford University Press. All rights reserved. For Permissions, please email: journals.permissions@oup.com.

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A global overview of drought and heat-induced tree mortality reveals emerging climate change risks for forests
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2010

... 生态脆弱区植被生态系统通常对外界干扰具有高度敏感性, 其生态抵抗力弱、恢复力差使其极易受到气候变化和人为活动的影响而引发局地生态系统的衰退(Mou et al., 2019).这种局地衰退带来的生态系统转变使得周边地区更易受到外界干扰或次生灾害的影响从而引发衰退现象的大规模蔓延(Flores et al., 2017; Moreno-Fernández et al., 2019).近年来, 全球范围内已报道了多起由于气候变化引发的极端气候事件造成的森林生态系统大面积衰退(Allen et al., 2010; Liu et al., 2013; Yang et al., 2018).伴随着土地覆盖变化、生产力下降、地力减退和碳损失等生态过程进一步反作用于气候系统, 这种循环影响的陆-气耦合关系可能引发难以恢复的气候环境恶性突变, 从而对自然和人类社会造成严重影响(Zhang & Fang, 2020).由于全球气候变化和人类活动影响的加剧, 生态脆弱区植被对气候变暖引发的极端气候和干扰的响应研究十分迫切. ...

Pervasive drought legacies in forest ecosystems and their implications for carbon cycle models
1
2015

... 受伤组甘蒙柽柳对干旱的抵抗力平均值较对照组偏低(图3), 这可能是由于甘蒙柽柳在遭受机械损伤后存在较长时期的生理恢复过程, 在此期间遭受极端干旱胁迫则更易造成个体的生长衰退.这种滞后的恢复过程我们认为是一种遗留效应(legacy effect)(Anderegg et al., 2015), 频繁干扰造成的遗留效应使得植被对环境扰动的敏感度提升(Schurman et al., 2018), 并可能由于形成层损伤、水力功能障碍等引发干旱胁迫下的生长衰退和死亡(Bär et al., 2019). ...

Duration and extension of anatomical changes in wood structure after cambial injury
1
2012

... 另一方面, 黄河上游河岸带周边山体土质松散, 植被覆盖率极低(图1C), 洪水发生时伴随的巨大产流汇流可能引发周边山体更加频繁、严重的泥石流灾害, 从而使得部分甘蒙柽柳面向山体侧面的径向生长受到抑制.在外界应力作用下, 一些树木受到外力机械作用形成切向创伤树脂道(Stoffel, 2008; 张建奇等, 2020); 而为了应对外界侵蚀应力, 一些树木可能减小早材管胞面积并增厚细胞壁(Arbellay et al., 2012).树木受外界应力影响或因应对外力作用发生生理结构变化均可能使得树木形态发生异常变化(李彩娟等, 2019).在本研究中, 受伤组甘蒙柽柳经历洪涝事件时, 面向山坡一侧的生长量显著偏低.我们认为, 甘蒙柽柳在不同方向上的生长显著差异其极有可能是洪涝伴随的泥石流强度和频率上升所导致.但是, 甘蒙柽柳应对洪涝的生理生态过程, 仍需要进一步的研究. ...

Fire effects on tree physiology
1
2019

... 受伤组甘蒙柽柳对干旱的抵抗力平均值较对照组偏低(图3), 这可能是由于甘蒙柽柳在遭受机械损伤后存在较长时期的生理恢复过程, 在此期间遭受极端干旱胁迫则更易造成个体的生长衰退.这种滞后的恢复过程我们认为是一种遗留效应(legacy effect)(Anderegg et al., 2015), 频繁干扰造成的遗留效应使得植被对环境扰动的敏感度提升(Schurman et al., 2018), 并可能由于形成层损伤、水力功能障碍等引发干旱胁迫下的生长衰退和死亡(Bär et al., 2019). ...

Low growth resilience to drought is related to future mortality risk in trees
1
2020

... 我们运用了Lloret等(2011)提出的公式计算了在极端旱涝年甘蒙柽柳两个采样方向上的抵抗力指数(Rt).该指数强调了树木在极端年份的生长下降状况, 而在生态弹性的研究中广泛应用(Gazol et al., 2017; Fang & Zhang, 2019; DeSoto et al., 2020). ...

The effect of applied water on the water use of saltcedar in a desert riparian environment
1
1997

... 洪涝带来的充足水分在一定程度上有助于甘蒙柽柳的生长.方欧娅等(2017)证明了黄河上游河岸带乔木状甘蒙柽柳径向生长与径流之间的显著相关性, 认为生长季径流的增加能够显著促进甘蒙柽柳的生长.Xiao等(2014)通过研究高分辨率的多枝柽柳年内生长也证实了地下水深度与柽柳径向生长量的显著相关.尽管柽柳耐旱, 但其在水分补给充足时能够迅速发生响应从而快速生长(Devitt et al., 1997), Li等(2005)通过控制实验也同样证明了充足的土壤水分对多枝柽柳生长的积极作用. ...

Stable oxygen-hydrogen isotopes reveal water use strategies of
1
2020

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

青海省同德县乔木状甘蒙柽柳的年龄及其生长对环境的响应
4
2017

... 甘蒙柽柳(Tamarix austromongolica)是我国特有物种, 落叶灌木或乔木, 主要分布在黄河上游及中游部分地区河岸地带, 其喜水、耐旱、耐寒、抗盐碱且耐贫瘠, 在我国青藏高原、黄土高原等地区起到了重要的防风固沙和水土保持作用.然而, 甘蒙柽柳所处的恶劣生存环境导致其极易遭受泥石流等地质灾害, 部分植株也因此发生不同径向的异速生长, 形成复杂的形态(Li et al., 2021).在我们的前期研究中, 建立了黄河上游河岸带甘蒙柽柳树轮宽度年表, 结果显示了各地甘蒙柽柳年表的一致性, 明确了甘蒙柽柳径向生长响应于7、8月份的水分条件(方欧娅等, 2017).在此基础上, 本研究依据甘蒙柽柳是否受到地质灾害影响而将其分为受伤组和对照组, 通过对比自然环境中两组甘蒙柽柳在极端旱涝年不同方向的生长状况, 分析甘蒙柽柳对极端旱涝事件的响应.研究旨在回答以下两个主要问题: 1)甘蒙柽柳的生长如何响应极端干旱、洪涝事件? 2)地质灾害对甘蒙柽柳的影响是否具有方向上的差异而造成其形态变化? 研究甘蒙柽柳径向生长对旱涝事件的响应, 一方面, 有利于深入理解水文-植被生长的关系, 对河岸带水文生态学研究提供理论支持; 另一方面, 有助于探讨和了解甘蒙柽柳在极端环境中的适应性, 为高原地区河岸生态系统恢复与建设提供科学依据. ...

... 将树轮样芯固定于木槽, 并打磨至在显微镜下能够清晰分辨木质部细胞.LQ样点的一根样芯由于其断裂破碎严重而被去除, 其余93根样芯在显微镜下用铅笔标记进行初步定年, 利用Lintab 6树轮宽度测量仪(Rinntech, Heidelberg, Germany)对初步定年后的样芯进行逐一测量, 并对比我们在2017年重建的甘蒙柽柳年表(方欧娅等, 2017)进行精确定年.需说明的是, 由于研究目的的不同, 本研究与上述研究有着不同的采样策略, 树轮样本无重复. ...

... 该地甘蒙柽柳主要生长季节为5-9月, 其中7-8月径流与甘蒙柽柳生长有着显著的相关关系(方欧娅等, 2017).我们将1956-2007年间甘蒙柽柳主要生长季实测径流总量与年径流量进行极值对比, 从而验证所选旱涝年年实测径流总量可以表征甘蒙柽柳生长期所受到的旱涝状况. ...

... 洪涝带来的充足水分在一定程度上有助于甘蒙柽柳的生长.方欧娅等(2017)证明了黄河上游河岸带乔木状甘蒙柽柳径向生长与径流之间的显著相关性, 认为生长季径流的增加能够显著促进甘蒙柽柳的生长.Xiao等(2014)通过研究高分辨率的多枝柽柳年内生长也证实了地下水深度与柽柳径向生长量的显著相关.尽管柽柳耐旱, 但其在水分补给充足时能够迅速发生响应从而快速生长(Devitt et al., 1997), Li等(2005)通过控制实验也同样证明了充足的土壤水分对多枝柽柳生长的积极作用. ...

青海省同德县乔木状甘蒙柽柳的年龄及其生长对环境的响应
4
2017

... 甘蒙柽柳(Tamarix austromongolica)是我国特有物种, 落叶灌木或乔木, 主要分布在黄河上游及中游部分地区河岸地带, 其喜水、耐旱、耐寒、抗盐碱且耐贫瘠, 在我国青藏高原、黄土高原等地区起到了重要的防风固沙和水土保持作用.然而, 甘蒙柽柳所处的恶劣生存环境导致其极易遭受泥石流等地质灾害, 部分植株也因此发生不同径向的异速生长, 形成复杂的形态(Li et al., 2021).在我们的前期研究中, 建立了黄河上游河岸带甘蒙柽柳树轮宽度年表, 结果显示了各地甘蒙柽柳年表的一致性, 明确了甘蒙柽柳径向生长响应于7、8月份的水分条件(方欧娅等, 2017).在此基础上, 本研究依据甘蒙柽柳是否受到地质灾害影响而将其分为受伤组和对照组, 通过对比自然环境中两组甘蒙柽柳在极端旱涝年不同方向的生长状况, 分析甘蒙柽柳对极端旱涝事件的响应.研究旨在回答以下两个主要问题: 1)甘蒙柽柳的生长如何响应极端干旱、洪涝事件? 2)地质灾害对甘蒙柽柳的影响是否具有方向上的差异而造成其形态变化? 研究甘蒙柽柳径向生长对旱涝事件的响应, 一方面, 有利于深入理解水文-植被生长的关系, 对河岸带水文生态学研究提供理论支持; 另一方面, 有助于探讨和了解甘蒙柽柳在极端环境中的适应性, 为高原地区河岸生态系统恢复与建设提供科学依据. ...

... 将树轮样芯固定于木槽, 并打磨至在显微镜下能够清晰分辨木质部细胞.LQ样点的一根样芯由于其断裂破碎严重而被去除, 其余93根样芯在显微镜下用铅笔标记进行初步定年, 利用Lintab 6树轮宽度测量仪(Rinntech, Heidelberg, Germany)对初步定年后的样芯进行逐一测量, 并对比我们在2017年重建的甘蒙柽柳年表(方欧娅等, 2017)进行精确定年.需说明的是, 由于研究目的的不同, 本研究与上述研究有着不同的采样策略, 树轮样本无重复. ...

... 该地甘蒙柽柳主要生长季节为5-9月, 其中7-8月径流与甘蒙柽柳生长有着显著的相关关系(方欧娅等, 2017).我们将1956-2007年间甘蒙柽柳主要生长季实测径流总量与年径流量进行极值对比, 从而验证所选旱涝年年实测径流总量可以表征甘蒙柽柳生长期所受到的旱涝状况. ...

... 洪涝带来的充足水分在一定程度上有助于甘蒙柽柳的生长.方欧娅等(2017)证明了黄河上游河岸带乔木状甘蒙柽柳径向生长与径流之间的显著相关性, 认为生长季径流的增加能够显著促进甘蒙柽柳的生长.Xiao等(2014)通过研究高分辨率的多枝柽柳年内生长也证实了地下水深度与柽柳径向生长量的显著相关.尽管柽柳耐旱, 但其在水分补给充足时能够迅速发生响应从而快速生长(Devitt et al., 1997), Li等(2005)通过控制实验也同样证明了充足的土壤水分对多枝柽柳生长的积极作用. ...

Tree resilience to drought increases in the Tibetan Plateau
2
2019

... 我们运用了Lloret等(2011)提出的公式计算了在极端旱涝年甘蒙柽柳两个采样方向上的抵抗力指数(Rt).该指数强调了树木在极端年份的生长下降状况, 而在生态弹性的研究中广泛应用(Gazol et al., 2017; Fang & Zhang, 2019; DeSoto et al., 2020). ...

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

Floodplains as an Achilles’ heel of Amazonian forest resilience
1
2017

... 生态脆弱区植被生态系统通常对外界干扰具有高度敏感性, 其生态抵抗力弱、恢复力差使其极易受到气候变化和人为活动的影响而引发局地生态系统的衰退(Mou et al., 2019).这种局地衰退带来的生态系统转变使得周边地区更易受到外界干扰或次生灾害的影响从而引发衰退现象的大规模蔓延(Flores et al., 2017; Moreno-Fernández et al., 2019).近年来, 全球范围内已报道了多起由于气候变化引发的极端气候事件造成的森林生态系统大面积衰退(Allen et al., 2010; Liu et al., 2013; Yang et al., 2018).伴随着土地覆盖变化、生产力下降、地力减退和碳损失等生态过程进一步反作用于气候系统, 这种循环影响的陆-气耦合关系可能引发难以恢复的气候环境恶性突变, 从而对自然和人类社会造成严重影响(Zhang & Fang, 2020).由于全球气候变化和人类活动影响的加剧, 生态脆弱区植被对气候变暖引发的极端气候和干扰的响应研究十分迫切. ...

Impacts of droughts on the growth resilience of Northern Hemisphere forests
1
2017

... 我们运用了Lloret等(2011)提出的公式计算了在极端旱涝年甘蒙柽柳两个采样方向上的抵抗力指数(Rt).该指数强调了树木在极端年份的生长下降状况, 而在生态弹性的研究中广泛应用(Gazol et al., 2017; Fang & Zhang, 2019; DeSoto et al., 2020). ...

Accelerated hydrological cycle over the Sanjiangyuan region induces more streamflow extremes at different global warming levels
1
2020

... 位于青藏高原的黄河上游河岸带生态系统是我国重要的水源涵养区, 同时也是我国典型的高寒生态脆弱区.然而, 近半个世纪以来, 青藏高原经历了迅速的气候变暖过程(Yao et al., 2012; Kuang & Jiao, 2016), 变暖引发的高变率冰雪融水和降水补给变化导致三江源地区水文极值发生频率增加(Ji et al., 2020).黄河上游河岸带植被频繁遭受极端干旱和洪涝灾害.这些河岸带植被是否能够应对气候变暖带来的频繁极端水文事件, 对维持黄河上游生态脆弱区生态系统功能十分重要. ...

不同水分条件下梭梭和多花柽柳苗期光合特性及抗旱性比较
1
2012

... 柽柳(Tamarix spp.)作为一种适应力极强的植物, 在形态、生理等层面均形成了应对一定范围内外界干扰的复杂生存策略(Yang et al., 2017; 李彩霞和兰海燕, 2021; Xia et al., 2021).研究者们通过不同水分条件处理下的对照实验, 研究了柽柳属植物幼苗在应对极端干旱时各组织的生长状况及生理响应(吉小敏等, 2012; Wang et al., 2019).但是, 自然生境中柽柳通常受到周边环境影响形成复杂形态, 我们对自然生长的柽柳对环境响应的研究较为困难, 对高寒环境中极端旱涝对柽柳生长的影响知之甚少. ...

不同水分条件下梭梭和多花柽柳苗期光合特性及抗旱性比较
1
2012

... 柽柳(Tamarix spp.)作为一种适应力极强的植物, 在形态、生理等层面均形成了应对一定范围内外界干扰的复杂生存策略(Yang et al., 2017; 李彩霞和兰海燕, 2021; Xia et al., 2021).研究者们通过不同水分条件处理下的对照实验, 研究了柽柳属植物幼苗在应对极端干旱时各组织的生长状况及生理响应(吉小敏等, 2012; Wang et al., 2019).但是, 自然生境中柽柳通常受到周边环境影响形成复杂形态, 我们对自然生长的柽柳对环境响应的研究较为困难, 对高寒环境中极端旱涝对柽柳生长的影响知之甚少. ...

Review on climate change on the Tibetan Plateau during the last half century
1
2016

... 位于青藏高原的黄河上游河岸带生态系统是我国重要的水源涵养区, 同时也是我国典型的高寒生态脆弱区.然而, 近半个世纪以来, 青藏高原经历了迅速的气候变暖过程(Yao et al., 2012; Kuang & Jiao, 2016), 变暖引发的高变率冰雪融水和降水补给变化导致三江源地区水文极值发生频率增加(Ji et al., 2020).黄河上游河岸带植被频繁遭受极端干旱和洪涝灾害.这些河岸带植被是否能够应对气候变暖带来的频繁极端水文事件, 对维持黄河上游生态脆弱区生态系统功能十分重要. ...

Changes in distribution and morphology of Tamarix ramosissima nebkhas in an oasis-desert ecotone
1
2021

... 甘蒙柽柳(Tamarix austromongolica)是我国特有物种, 落叶灌木或乔木, 主要分布在黄河上游及中游部分地区河岸地带, 其喜水、耐旱、耐寒、抗盐碱且耐贫瘠, 在我国青藏高原、黄土高原等地区起到了重要的防风固沙和水土保持作用.然而, 甘蒙柽柳所处的恶劣生存环境导致其极易遭受泥石流等地质灾害, 部分植株也因此发生不同径向的异速生长, 形成复杂的形态(Li et al., 2021).在我们的前期研究中, 建立了黄河上游河岸带甘蒙柽柳树轮宽度年表, 结果显示了各地甘蒙柽柳年表的一致性, 明确了甘蒙柽柳径向生长响应于7、8月份的水分条件(方欧娅等, 2017).在此基础上, 本研究依据甘蒙柽柳是否受到地质灾害影响而将其分为受伤组和对照组, 通过对比自然环境中两组甘蒙柽柳在极端旱涝年不同方向的生长状况, 分析甘蒙柽柳对极端旱涝事件的响应.研究旨在回答以下两个主要问题: 1)甘蒙柽柳的生长如何响应极端干旱、洪涝事件? 2)地质灾害对甘蒙柽柳的影响是否具有方向上的差异而造成其形态变化? 研究甘蒙柽柳径向生长对旱涝事件的响应, 一方面, 有利于深入理解水文-植被生长的关系, 对河岸带水文生态学研究提供理论支持; 另一方面, 有助于探讨和了解甘蒙柽柳在极端环境中的适应性, 为高原地区河岸生态系统恢复与建设提供科学依据. ...

树轮异常结构的研究进展
1
2019

... 另一方面, 黄河上游河岸带周边山体土质松散, 植被覆盖率极低(图1C), 洪水发生时伴随的巨大产流汇流可能引发周边山体更加频繁、严重的泥石流灾害, 从而使得部分甘蒙柽柳面向山体侧面的径向生长受到抑制.在外界应力作用下, 一些树木受到外力机械作用形成切向创伤树脂道(Stoffel, 2008; 张建奇等, 2020); 而为了应对外界侵蚀应力, 一些树木可能减小早材管胞面积并增厚细胞壁(Arbellay et al., 2012).树木受外界应力影响或因应对外力作用发生生理结构变化均可能使得树木形态发生异常变化(李彩娟等, 2019).在本研究中, 受伤组甘蒙柽柳经历洪涝事件时, 面向山坡一侧的生长量显著偏低.我们认为, 甘蒙柽柳在不同方向上的生长显著差异其极有可能是洪涝伴随的泥石流强度和频率上升所导致.但是, 甘蒙柽柳应对洪涝的生理生态过程, 仍需要进一步的研究. ...

树轮异常结构的研究进展
1
2019

... 另一方面, 黄河上游河岸带周边山体土质松散, 植被覆盖率极低(图1C), 洪水发生时伴随的巨大产流汇流可能引发周边山体更加频繁、严重的泥石流灾害, 从而使得部分甘蒙柽柳面向山体侧面的径向生长受到抑制.在外界应力作用下, 一些树木受到外力机械作用形成切向创伤树脂道(Stoffel, 2008; 张建奇等, 2020); 而为了应对外界侵蚀应力, 一些树木可能减小早材管胞面积并增厚细胞壁(Arbellay et al., 2012).树木受外界应力影响或因应对外力作用发生生理结构变化均可能使得树木形态发生异常变化(李彩娟等, 2019).在本研究中, 受伤组甘蒙柽柳经历洪涝事件时, 面向山坡一侧的生长量显著偏低.我们认为, 甘蒙柽柳在不同方向上的生长显著差异其极有可能是洪涝伴随的泥石流强度和频率上升所导致.但是, 甘蒙柽柳应对洪涝的生理生态过程, 仍需要进一步的研究. ...

荒漠植物柽柳抗逆机制的研究进展
2
2021

... 柽柳(Tamarix spp.)作为一种适应力极强的植物, 在形态、生理等层面均形成了应对一定范围内外界干扰的复杂生存策略(Yang et al., 2017; 李彩霞和兰海燕, 2021; Xia et al., 2021).研究者们通过不同水分条件处理下的对照实验, 研究了柽柳属植物幼苗在应对极端干旱时各组织的生长状况及生理响应(吉小敏等, 2012; Wang et al., 2019).但是, 自然生境中柽柳通常受到周边环境影响形成复杂形态, 我们对自然生长的柽柳对环境响应的研究较为困难, 对高寒环境中极端旱涝对柽柳生长的影响知之甚少. ...

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

荒漠植物柽柳抗逆机制的研究进展
2
2021

... 柽柳(Tamarix spp.)作为一种适应力极强的植物, 在形态、生理等层面均形成了应对一定范围内外界干扰的复杂生存策略(Yang et al., 2017; 李彩霞和兰海燕, 2021; Xia et al., 2021).研究者们通过不同水分条件处理下的对照实验, 研究了柽柳属植物幼苗在应对极端干旱时各组织的生长状况及生理响应(吉小敏等, 2012; Wang et al., 2019).但是, 自然生境中柽柳通常受到周边环境影响形成复杂形态, 我们对自然生长的柽柳对环境响应的研究较为困难, 对高寒环境中极端旱涝对柽柳生长的影响知之甚少. ...

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

Comparison of branch water relations in two riparian species:Populus euphratica and Tamarix ramosissima
1
2019

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

Microcatchment water harvesting for growing Tamarix ramosissima in the semiarid loess region of China
1
2005

... 洪涝带来的充足水分在一定程度上有助于甘蒙柽柳的生长.方欧娅等(2017)证明了黄河上游河岸带乔木状甘蒙柽柳径向生长与径流之间的显著相关性, 认为生长季径流的增加能够显著促进甘蒙柽柳的生长.Xiao等(2014)通过研究高分辨率的多枝柽柳年内生长也证实了地下水深度与柽柳径向生长量的显著相关.尽管柽柳耐旱, 但其在水分补给充足时能够迅速发生响应从而快速生长(Devitt et al., 1997), Li等(2005)通过控制实验也同样证明了充足的土壤水分对多枝柽柳生长的积极作用. ...

Rapid warming accelerates tree growth decline in semi-arid forests of Inner Asia
1
2013

... 生态脆弱区植被生态系统通常对外界干扰具有高度敏感性, 其生态抵抗力弱、恢复力差使其极易受到气候变化和人为活动的影响而引发局地生态系统的衰退(Mou et al., 2019).这种局地衰退带来的生态系统转变使得周边地区更易受到外界干扰或次生灾害的影响从而引发衰退现象的大规模蔓延(Flores et al., 2017; Moreno-Fernández et al., 2019).近年来, 全球范围内已报道了多起由于气候变化引发的极端气候事件造成的森林生态系统大面积衰退(Allen et al., 2010; Liu et al., 2013; Yang et al., 2018).伴随着土地覆盖变化、生产力下降、地力减退和碳损失等生态过程进一步反作用于气候系统, 这种循环影响的陆-气耦合关系可能引发难以恢复的气候环境恶性突变, 从而对自然和人类社会造成严重影响(Zhang & Fang, 2020).由于全球气候变化和人类活动影响的加剧, 生态脆弱区植被对气候变暖引发的极端气候和干扰的响应研究十分迫切. ...

Components of tree resilience: effects of successive low-growth episodes in old ponderosa pine forests
1
2011

... 我们运用了Lloret等(2011)提出的公式计算了在极端旱涝年甘蒙柽柳两个采样方向上的抵抗力指数(Rt).该指数强调了树木在极端年份的生长下降状况, 而在生态弹性的研究中广泛应用(Gazol et al., 2017; Fang & Zhang, 2019; DeSoto et al., 2020). ...

Negative synergistic effects of land-use legacies and climate drive widespread oak decline in evergreen Mediterranean open woodlands
1
2019

... 生态脆弱区植被生态系统通常对外界干扰具有高度敏感性, 其生态抵抗力弱、恢复力差使其极易受到气候变化和人为活动的影响而引发局地生态系统的衰退(Mou et al., 2019).这种局地衰退带来的生态系统转变使得周边地区更易受到外界干扰或次生灾害的影响从而引发衰退现象的大规模蔓延(Flores et al., 2017; Moreno-Fernández et al., 2019).近年来, 全球范围内已报道了多起由于气候变化引发的极端气候事件造成的森林生态系统大面积衰退(Allen et al., 2010; Liu et al., 2013; Yang et al., 2018).伴随着土地覆盖变化、生产力下降、地力减退和碳损失等生态过程进一步反作用于气候系统, 这种循环影响的陆-气耦合关系可能引发难以恢复的气候环境恶性突变, 从而对自然和人类社会造成严重影响(Zhang & Fang, 2020).由于全球气候变化和人类活动影响的加剧, 生态脆弱区植被对气候变暖引发的极端气候和干扰的响应研究十分迫切. ...

Recent tree growth decline unprecedented over the last four centuries in a Tibetan juniper forest
1
2019

... 生态脆弱区植被生态系统通常对外界干扰具有高度敏感性, 其生态抵抗力弱、恢复力差使其极易受到气候变化和人为活动的影响而引发局地生态系统的衰退(Mou et al., 2019).这种局地衰退带来的生态系统转变使得周边地区更易受到外界干扰或次生灾害的影响从而引发衰退现象的大规模蔓延(Flores et al., 2017; Moreno-Fernández et al., 2019).近年来, 全球范围内已报道了多起由于气候变化引发的极端气候事件造成的森林生态系统大面积衰退(Allen et al., 2010; Liu et al., 2013; Yang et al., 2018).伴随着土地覆盖变化、生产力下降、地力减退和碳损失等生态过程进一步反作用于气候系统, 这种循环影响的陆-气耦合关系可能引发难以恢复的气候环境恶性突变, 从而对自然和人类社会造成严重影响(Zhang & Fang, 2020).由于全球气候变化和人类活动影响的加剧, 生态脆弱区植被对气候变暖引发的极端气候和干扰的响应研究十分迫切. ...

Patterns of Tamarix water use during a record drought
2
2010

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

... 尽管存在一定方向上的生长抑制, 洪涝期甘蒙柽柳的生长仍然较好, 不存在普遍的生长量下降.我们认为甘蒙柽柳对洪涝事件有着极强的抵抗力.另外, 也有报告指出柽柳受到洪水影响后的恢复能力也很强, 这体现在洪水发生后柽柳种群的迅速更新能力(Nippert et al., 2010; Stromberg et al., 2010).因此, 甘蒙柽柳可以作为先锋种应用于洪涝灾害频发的河岸地带.在青藏高原高寒的三江源地区, 河岸带或洪泛区柽柳的广泛分布能够一定程度上防治水土流失(王文卿等, 2003), 对高原河流源区生态建设具有积极的作用. ...

Large-scale disturbance legacies and the climate sensitivity of primary Picea abies forests
1
2018

... 受伤组甘蒙柽柳对干旱的抵抗力平均值较对照组偏低(图3), 这可能是由于甘蒙柽柳在遭受机械损伤后存在较长时期的生理恢复过程, 在此期间遭受极端干旱胁迫则更易造成个体的生长衰退.这种滞后的恢复过程我们认为是一种遗留效应(legacy effect)(Anderegg et al., 2015), 频繁干扰造成的遗留效应使得植被对环境扰动的敏感度提升(Schurman et al., 2018), 并可能由于形成层损伤、水力功能障碍等引发干旱胁迫下的生长衰退和死亡(Bär et al., 2019). ...

Tamarix: a Case Study of Ecological Change in the American West
1
2013

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

Longer term effects of biological control on tamarisk evapotranspiration and carbon dioxide exchange
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2020

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

Dating past geomorphic processes with tangential rows of traumatic resin ducts
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2008

... 另一方面, 黄河上游河岸带周边山体土质松散, 植被覆盖率极低(图1C), 洪水发生时伴随的巨大产流汇流可能引发周边山体更加频繁、严重的泥石流灾害, 从而使得部分甘蒙柽柳面向山体侧面的径向生长受到抑制.在外界应力作用下, 一些树木受到外力机械作用形成切向创伤树脂道(Stoffel, 2008; 张建奇等, 2020); 而为了应对外界侵蚀应力, 一些树木可能减小早材管胞面积并增厚细胞壁(Arbellay et al., 2012).树木受外界应力影响或因应对外力作用发生生理结构变化均可能使得树木形态发生异常变化(李彩娟等, 2019).在本研究中, 受伤组甘蒙柽柳经历洪涝事件时, 面向山坡一侧的生长量显著偏低.我们认为, 甘蒙柽柳在不同方向上的生长显著差异其极有可能是洪涝伴随的泥石流强度和频率上升所导致.但是, 甘蒙柽柳应对洪涝的生理生态过程, 仍需要进一步的研究. ...

A century of riparian forest expansion following extreme disturbance: spatio-temporal change in Populus/Salix/ amarix forests along the Upper San Pedro River, Arizona, USA
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2010

... 尽管存在一定方向上的生长抑制, 洪涝期甘蒙柽柳的生长仍然较好, 不存在普遍的生长量下降.我们认为甘蒙柽柳对洪涝事件有着极强的抵抗力.另外, 也有报告指出柽柳受到洪水影响后的恢复能力也很强, 这体现在洪水发生后柽柳种群的迅速更新能力(Nippert et al., 2010; Stromberg et al., 2010).因此, 甘蒙柽柳可以作为先锋种应用于洪涝灾害频发的河岸地带.在青藏高原高寒的三江源地区, 河岸带或洪泛区柽柳的广泛分布能够一定程度上防治水土流失(王文卿等, 2003), 对高原河流源区生态建设具有积极的作用. ...

Molecular characterization and expression profiles of GRAS genes in response to abiotic stress and hormone treatment in Tamarix hispida
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2019

... 柽柳(Tamarix spp.)作为一种适应力极强的植物, 在形态、生理等层面均形成了应对一定范围内外界干扰的复杂生存策略(Yang et al., 2017; 李彩霞和兰海燕, 2021; Xia et al., 2021).研究者们通过不同水分条件处理下的对照实验, 研究了柽柳属植物幼苗在应对极端干旱时各组织的生长状况及生理响应(吉小敏等, 2012; Wang et al., 2019).但是, 自然生境中柽柳通常受到周边环境影响形成复杂形态, 我们对自然生长的柽柳对环境响应的研究较为困难, 对高寒环境中极端旱涝对柽柳生长的影响知之甚少. ...

不同水分处理对甘蒙柽柳幼苗根系生长特性的影响
1
2013

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

不同水分处理对甘蒙柽柳幼苗根系生长特性的影响
1
2013

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

青海浅山区梯田护埂植物——甘蒙柽柳
1
2003

... 尽管存在一定方向上的生长抑制, 洪涝期甘蒙柽柳的生长仍然较好, 不存在普遍的生长量下降.我们认为甘蒙柽柳对洪涝事件有着极强的抵抗力.另外, 也有报告指出柽柳受到洪水影响后的恢复能力也很强, 这体现在洪水发生后柽柳种群的迅速更新能力(Nippert et al., 2010; Stromberg et al., 2010).因此, 甘蒙柽柳可以作为先锋种应用于洪涝灾害频发的河岸地带.在青藏高原高寒的三江源地区, 河岸带或洪泛区柽柳的广泛分布能够一定程度上防治水土流失(王文卿等, 2003), 对高原河流源区生态建设具有积极的作用. ...

青海浅山区梯田护埂植物——甘蒙柽柳
1
2003

... 尽管存在一定方向上的生长抑制, 洪涝期甘蒙柽柳的生长仍然较好, 不存在普遍的生长量下降.我们认为甘蒙柽柳对洪涝事件有着极强的抵抗力.另外, 也有报告指出柽柳受到洪水影响后的恢复能力也很强, 这体现在洪水发生后柽柳种群的迅速更新能力(Nippert et al., 2010; Stromberg et al., 2010).因此, 甘蒙柽柳可以作为先锋种应用于洪涝灾害频发的河岸地带.在青藏高原高寒的三江源地区, 河岸带或洪泛区柽柳的广泛分布能够一定程度上防治水土流失(王文卿等, 2003), 对高原河流源区生态建设具有积极的作用. ...

甘蒙柽柳幼苗生长动态及其对沙漠腹地生境条件的适应策略
1
2007

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

甘蒙柽柳幼苗生长动态及其对沙漠腹地生境条件的适应策略
1
2007

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

Photosynthetic characteristics of Tamarix chinensis under different groundwater depths in freshwater habitats
1
2021

... 柽柳(Tamarix spp.)作为一种适应力极强的植物, 在形态、生理等层面均形成了应对一定范围内外界干扰的复杂生存策略(Yang et al., 2017; 李彩霞和兰海燕, 2021; Xia et al., 2021).研究者们通过不同水分条件处理下的对照实验, 研究了柽柳属植物幼苗在应对极端干旱时各组织的生长状况及生理响应(吉小敏等, 2012; Wang et al., 2019).但是, 自然生境中柽柳通常受到周边环境影响形成复杂形态, 我们对自然生长的柽柳对环境响应的研究较为困难, 对高寒环境中极端旱涝对柽柳生长的影响知之甚少. ...

Intra-annual stem diameter growth of Tamarix ramosissima and association with hydroclimatic factors in the lower reaches of China’s Heihe River
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2014

... 洪涝带来的充足水分在一定程度上有助于甘蒙柽柳的生长.方欧娅等(2017)证明了黄河上游河岸带乔木状甘蒙柽柳径向生长与径流之间的显著相关性, 认为生长季径流的增加能够显著促进甘蒙柽柳的生长.Xiao等(2014)通过研究高分辨率的多枝柽柳年内生长也证实了地下水深度与柽柳径向生长量的显著相关.尽管柽柳耐旱, 但其在水分补给充足时能够迅速发生响应从而快速生长(Devitt et al., 1997), Li等(2005)通过控制实验也同样证明了充足的土壤水分对多枝柽柳生长的积极作用. ...

光合有效辐射与地下水位变化对柽柳属荒漠灌木群落碳平衡的影响
1
2010

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

光合有效辐射与地下水位变化对柽柳属荒漠灌木群落碳平衡的影响
1
2010

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

A ThDREB gene from Tamarix hispida improved the salt and drought tolerance of transgenic tobacco and T. hispida
2
2017

... 柽柳(Tamarix spp.)作为一种适应力极强的植物, 在形态、生理等层面均形成了应对一定范围内外界干扰的复杂生存策略(Yang et al., 2017; 李彩霞和兰海燕, 2021; Xia et al., 2021).研究者们通过不同水分条件处理下的对照实验, 研究了柽柳属植物幼苗在应对极端干旱时各组织的生长状况及生理响应(吉小敏等, 2012; Wang et al., 2019).但是, 自然生境中柽柳通常受到周边环境影响形成复杂形态, 我们对自然生长的柽柳对环境响应的研究较为困难, 对高寒环境中极端旱涝对柽柳生长的影响知之甚少. ...

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

Post- drought decline of the Amazon carbon sink
1
2018

... 生态脆弱区植被生态系统通常对外界干扰具有高度敏感性, 其生态抵抗力弱、恢复力差使其极易受到气候变化和人为活动的影响而引发局地生态系统的衰退(Mou et al., 2019).这种局地衰退带来的生态系统转变使得周边地区更易受到外界干扰或次生灾害的影响从而引发衰退现象的大规模蔓延(Flores et al., 2017; Moreno-Fernández et al., 2019).近年来, 全球范围内已报道了多起由于气候变化引发的极端气候事件造成的森林生态系统大面积衰退(Allen et al., 2010; Liu et al., 2013; Yang et al., 2018).伴随着土地覆盖变化、生产力下降、地力减退和碳损失等生态过程进一步反作用于气候系统, 这种循环影响的陆-气耦合关系可能引发难以恢复的气候环境恶性突变, 从而对自然和人类社会造成严重影响(Zhang & Fang, 2020).由于全球气候变化和人类活动影响的加剧, 生态脆弱区植被对气候变暖引发的极端气候和干扰的响应研究十分迫切. ...

Third pole environment (TPE)
1
2012

... 位于青藏高原的黄河上游河岸带生态系统是我国重要的水源涵养区, 同时也是我国典型的高寒生态脆弱区.然而, 近半个世纪以来, 青藏高原经历了迅速的气候变暖过程(Yao et al., 2012; Kuang & Jiao, 2016), 变暖引发的高变率冰雪融水和降水补给变化导致三江源地区水文极值发生频率增加(Ji et al., 2020).黄河上游河岸带植被频繁遭受极端干旱和洪涝灾害.这些河岸带植被是否能够应对气候变暖带来的频繁极端水文事件, 对维持黄河上游生态脆弱区生态系统功能十分重要. ...

青海云杉创伤树脂道分布调查
1
2020

... 另一方面, 黄河上游河岸带周边山体土质松散, 植被覆盖率极低(图1C), 洪水发生时伴随的巨大产流汇流可能引发周边山体更加频繁、严重的泥石流灾害, 从而使得部分甘蒙柽柳面向山体侧面的径向生长受到抑制.在外界应力作用下, 一些树木受到外力机械作用形成切向创伤树脂道(Stoffel, 2008; 张建奇等, 2020); 而为了应对外界侵蚀应力, 一些树木可能减小早材管胞面积并增厚细胞壁(Arbellay et al., 2012).树木受外界应力影响或因应对外力作用发生生理结构变化均可能使得树木形态发生异常变化(李彩娟等, 2019).在本研究中, 受伤组甘蒙柽柳经历洪涝事件时, 面向山坡一侧的生长量显著偏低.我们认为, 甘蒙柽柳在不同方向上的生长显著差异其极有可能是洪涝伴随的泥石流强度和频率上升所导致.但是, 甘蒙柽柳应对洪涝的生理生态过程, 仍需要进一步的研究. ...

青海云杉创伤树脂道分布调查
1
2020

... 另一方面, 黄河上游河岸带周边山体土质松散, 植被覆盖率极低(图1C), 洪水发生时伴随的巨大产流汇流可能引发周边山体更加频繁、严重的泥石流灾害, 从而使得部分甘蒙柽柳面向山体侧面的径向生长受到抑制.在外界应力作用下, 一些树木受到外力机械作用形成切向创伤树脂道(Stoffel, 2008; 张建奇等, 2020); 而为了应对外界侵蚀应力, 一些树木可能减小早材管胞面积并增厚细胞壁(Arbellay et al., 2012).树木受外界应力影响或因应对外力作用发生生理结构变化均可能使得树木形态发生异常变化(李彩娟等, 2019).在本研究中, 受伤组甘蒙柽柳经历洪涝事件时, 面向山坡一侧的生长量显著偏低.我们认为, 甘蒙柽柳在不同方向上的生长显著差异其极有可能是洪涝伴随的泥石流强度和频率上升所导致.但是, 甘蒙柽柳应对洪涝的生理生态过程, 仍需要进一步的研究. ...

Characterization and comparison of nitrate fluxes in Tamarix ramosissima and cotton roots under simulated drought conditions
1
2019

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...

Tree rings circle an abrupt shift in climate
1
2020

... 生态脆弱区植被生态系统通常对外界干扰具有高度敏感性, 其生态抵抗力弱、恢复力差使其极易受到气候变化和人为活动的影响而引发局地生态系统的衰退(Mou et al., 2019).这种局地衰退带来的生态系统转变使得周边地区更易受到外界干扰或次生灾害的影响从而引发衰退现象的大规模蔓延(Flores et al., 2017; Moreno-Fernández et al., 2019).近年来, 全球范围内已报道了多起由于气候变化引发的极端气候事件造成的森林生态系统大面积衰退(Allen et al., 2010; Liu et al., 2013; Yang et al., 2018).伴随着土地覆盖变化、生产力下降、地力减退和碳损失等生态过程进一步反作用于气候系统, 这种循环影响的陆-气耦合关系可能引发难以恢复的气候环境恶性突变, 从而对自然和人类社会造成严重影响(Zhang & Fang, 2020).由于全球气候变化和人类活动影响的加剧, 生态脆弱区植被对气候变暖引发的极端气候和干扰的响应研究十分迫切. ...

Water-use strategies of coexisting shrub species in the Yellow River Delta, China
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2018

... 尽管极端干旱造成了黄河上游河岸带甘蒙柽柳径向生长量的下降, 甘蒙柽柳对干旱的抵抗力相较青藏高原其他树种仍然较强(Fang & Zhang, 2019).这一方面是由于河岸带多样化的水分补给; 另一方面是由于柽柳属植物形成了多种抗旱机制, 在形态结构、生理、分子生物学等层面都有着其独特的适应策略(Sher & Quigley, 2013; Yang et al., 2017; Li et al., 2019; Zhang et al., 2019).其中一个重要的方面就是其根系能够对不同来源水分进行合理利用.作为一种潜水植物, 柽柳的根系范围和根/冠比能够有效响应水分供给(魏疆等, 2007; 王同顺等, 2013), 对不同土壤层水分的调控能力使其对干旱具有很强的耐受性(Zhu et al., 2018; 李彩霞和兰海燕, 2021).Nippert等(2010)评估了美国堪萨斯州西南部柽柳属植物在2006年极端干旱事件中的水分利用情况, 结果表明, 尽管干旱导致了地下水位的显著下降, 但柽柳属植物的生理性状并没有受到显著影响.许皓等(2010)通过研究古尔班通古特沙漠南缘地下水位变化影响下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的碳平衡, 也证实了降水造成的潜土层水位变化不会对柽柳生长造成显著影响.Dong等(2020)通过研究塔克拉玛干沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)氢氧稳定同 位素, 分析了其在干旱状态下的水分利用策略, 揭示了柽柳生长主要依赖于较为稳定的深层地下水.柽柳发达的根系使其能够迅速利用深层水源以缓解干旱胁迫条件下叶片水势的下降, 从而能够较好地应对干旱事件.但是, Snyder和Scott (2020)的研究指出, 在年降水量下降到100 mm以下时, 柽柳的净初级生产力显著下降, 我们也同样发现了极端干旱事件中甘蒙柽柳径向生长量的下降.我们认为, 黄河上游河岸带甘蒙柽柳较为完善的抗旱机制能 够使其较好地应对极端干旱事件的发生, 但极端 干旱事件程度的加剧, 仍可能对甘蒙柽柳种群造成威胁. ...




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