Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 登记号 | 2020 |
| 基于植物生理生态适应性分析的防风固沙体系优化研究 | |
| 唐进年 | |
| 完成单位 | 甘肃省治沙研究所 |
| 登记(发布)日期 | 2020 |
| 中文摘要 | 一、课题来源与背景 “基于植物生理生态适应性分析的防风固沙体系优化研究”(1506RJIA155)是甘肃省科学技术厅于2015年批准立项,由甘肃省荒漠化防治重点实验室(甘肃省治沙研究所)承担的甘肃省基础研究创新群体计划项目,项目经费50.00万元。 二、研究目的与意义 瞄准“风沙灾害与防治”这一学科热点和前沿领域,以典型荒漠植物的生理生态特征及驯化适应研究为基础,分析沙生植物对强太阳辐射的能量分配特性、不同物种配置下的群体效应及对风沙运动抑制作用的相关动力学过程,构建防风固沙体系优化配置模式,提升风沙防治研究团队的能力,促进国家重点实验室培育基地学科建设。 三、主要论点与论据 (1) 风沙流对典型防风固沙植物生理生态特性的影响 以三种典型的荒漠植物梭梭、沙拐枣和霸王为研究对象,研究风沙流对幼苗形态特征、细胞膜脂过氧化、叶绿素含量、光合作用、叶绿素荧光参数的影响和幼苗渗透调节物质、抗氧化酶系统对风沙流吹袭的响应,分析了风沙流胁迫下三种典型防风固沙植物的光合气体代谢气孔调节特点及光合机构的光化学和非光化学能量分配途径,从机理上探究沙生植物对风沙极端环境条件的适应、调节能力及种间差异。 (2) 流场结构及湍流特征对下垫面变化的响应 依托野外观测、风洞试验及数值模拟,对不同下垫面结构及不同孔隙率防护带对流场结构及湍流特征进行了分析,实现了由防风固沙林和农田防护林组成的复杂下垫面风场数值模拟计算,并结合野外观测及风洞实验结果分析了下垫面变化及林带结构对流场结构和湍流特征的影响。 (3) 梭梭构型对近地层沙尘的消减作用 通过梭梭枝系构型对近地层沙尘降解的研究,对于植物枝系构型特征和近地层风速廓线、风沙积蚀以及沙尘水平通量的相关性,可知：梭梭的防治风沙积蚀作用、降低风速作用、沙尘水平通量的降低程度都与枝条平均长度或植株高低有密切关系,且风积堆积范围随着枝条平均长度的增大而增大,降低风速作用、沙尘水平通量的降低程度都随着枝条平均长度的增大而增大,呈线性关系。 (4) 典型荒漠植被的粗根系分布特征 用探地雷达对干旱沙区梭梭、柠条、二白杨、胡杨、樟子松5种防风固沙植物根系分布特征进行了无损害探索性分析研究,初步揭示了5种典型荒漠植物粗根系分配规律及其对光照、温度、水分及土壤特征的响应。 (5) 不同配置模式固沙林的防风固沙效益 通过风洞模拟试验,对同一盖度20%的丛状、两行一带、单行一带、均匀4种不同固沙林配置模式的防风阻沙效果进行了观测和分析评价,为干旱、半干旱沙区固沙林的林带结构及配置模式的选择提供理论依据和实践指导。 (6)优化构建防风固沙体系优配置模式 基于典型防风固沙植物生理生态适应性分析和防风固沙效益评价,优化构建了灌草一体的防风固沙体系配置模式并进行了示范。 四、创见与创新 (1)用探地雷达对干旱沙区5种防风固沙植物根系分布特征进行了无损害探索性分析研究。 (2)较为系统地研究了风沙流胁迫对典型防风固沙植物生理生态特征的影响及适应机制。 五、社会经济效益 本项目属于环境类科研项目,没有直接经济指标,但通过项目的执行可产生间接经济效益。通过开展不同植物种配置组成的防风固沙体系对风沙运动的抑制差异及原因分析,探讨不同物种的共存机制及群体防风固沙效应,为现存防风固沙体系的配置模式优化及高效抑沙滞尘措施设计提供科学依据,对于特殊区域的生态环境可持续、协调发展具有重要的现实意义。 六、历年获奖情况 成果“基于水分平衡的低覆盖度治沙理论及其防风固沙技术模式研究与示范”获2017年度甘肃省科技进步一等奖(获奖团队成员：唐进年、满多清、王强强、张莹花)。 七、成果简介 通过野外观测和室内风洞模拟试验研究,探明了风沙流胁迫下三种典型沙生植物梭梭、沙拐枣和霸王的光合作用气孔调节特点及光化学和非光化学能量分配途径,揭示了该三种植物对风沙环境的适应性与适应机理;并用探地雷达无损害探测分析了梭梭、柠条、二白杨、胡杨、樟子松5种典型防风固沙植物粗根系分布特征及其对自然环境因子的响应;模拟分析了不同防风固沙林和农田防护林组成的复杂下垫面风场结构,实现了复杂下垫面风场数值模拟计算,评估了下垫面变化及林带结构对流场结构和湍流特征的影响;评价了相同盖度(20%)、不同配置模式(丛状、两行一带、单行一带、均匀4种)防风固沙林的防风阻沙效益;基于典型防风固沙植物生理生态适应性分析和防风固沙效益评价,优化构建了灌草一体的防风固沙体系配置模式并进行了示范。通过项目凝练,建立了一个在干旱区植物生理生态适应性和防风固沙体系研究领域的基础研究创新群体。 |
| 中文关键词 | 植物 ; 生理生态 ; 适应性 ; 防风固沙体系 ; 优化配置 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | S727.23 |
| 来源机构 | 甘肃省治沙研究所 |
| 资源类型 | 成果 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/339224 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 唐进年. 基于植物生理生态适应性分析的防风固沙体系优化研究[Z]. ,2020. |
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