山東省主要造林樹種耗水性研究

山東省主要造林樹種耗水性研究以山東省常見的主要造林綠化樹種為研究對象,進行林木耗水性研究。試驗分為兩部分,一部分以十年生樹木為材料,應用“沖洗法”和壓力室法等測定技術(shù)測定枝條導水率、枝條水勢等指標,從而研究樹木耗水調(diào)節(jié)機制,包括樹木的木質(zhì)部栓塞化、木質(zhì)部水容調(diào)節(jié)能力、樹木的水力結(jié)構(gòu)參數(shù)及樹木的氣孔特性;另一部分試驗以一年生盆栽苗木為試驗材料,應用土壤緩慢干旱法,使用TPS-1光合測定系統(tǒng)(英國)、HR-33T露點水勢儀(美國)等儀器,研究苗木在干旱脅迫程度不斷加強的情況下,其環(huán)境水分條件、自身水分狀況和蒸騰速率的動態(tài)變化等蒸騰耗水特性。所用的試驗樹種具體包括用材林及防護林樹種:刺槐(Robiniapseudoacacia)、杜梨(Pyrusbetulaefolia)、苦楝(Meliaazedarach)、麻櫟(Quercusacutissima)、黃連木(Pistaciachinensis);經(jīng)濟林樹種:板栗(Castaneamollissima)、山桃(Amygdalusdavidiana)、山杏(Armeniacasibirica)、花椒(Zanthoxylumbungeanum);園林綠化樹種:國槐(Sophorasaponia)、法桐(Platanushispanica)、銀杏(Gingobiloba)、元寶楓(Acertruncatum)、火炬樹(Rhustyphina)和藤本植物:紫藤(Wisteriasinensis)、常春藤(Hederahepalensis)、大葉爬山虎(Parthenocissustricuspidata)、小葉爬山虎(Parthenocissusquinquefolia)、大葉扶芳藤(Euonymusfortunei)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):1.樹木自身體內(nèi)水分狀況決定了樹木枝條木質(zhì)部栓塞化;導水率損失50%時的臨界水勢閥值和最大導水率損失可以作為樹木栓塞脆弱性大小的指標;成熟的一年生枝條木質(zhì)部組織,其穩(wěn)定的最大導水率能夠在一定程度上反映枝條木質(zhì)部潛在導水率;季節(jié)變化對各樹種最大導水率大小具<WP=8>有一定的影響;低溫對各個樹種維持水分輸導和樹液流動的影響能力是不同的。2.樹木枝條水勢與其相對水容具有較好的相關(guān)性;各個樹種的水容調(diào)節(jié)能力具有差異;水容對植物體內(nèi)水分運動的調(diào)節(jié)作用并不是無限的,而是處于一定的植物水勢范圍內(nèi),越過了這一范圍,水容所起的調(diào)節(jié)作用是很小的,筆者據(jù)此發(fā)現(xiàn)提出了有效水勢及有效水容的概念,利用該概念和測定數(shù)據(jù)分析了實驗樹種的生態(tài)適應策略。3.樹木枝條功能木質(zhì)部直徑與其胡伯爾值具有一定的相關(guān)關(guān)系;植物在長期的進化過程中形成了自己所特有的氣孔結(jié)構(gòu)。4.盆栽苗木土壤含水量、葉片水勢和蒸騰速率隨著干旱脅迫程度的增加呈現(xiàn)遞減的趨勢,但各樹種盆栽苗木土壤含水量、葉片水勢和蒸騰速率呈現(xiàn)的遞減趨勢在細微變化上存在差異;此外,藤本植物葉片的水分參數(shù)、葉片保水力大小不同,木本植物葉片的比葉面積有較大的差異。結(jié)果表明:1.在干旱脅迫環(huán)境下秋季7個樹種的水分傳輸速率的大小順序為刺槐>元寶楓>黃連木>銀杏>麻櫟>杜梨>苦楝;當林地水分環(huán)境容量不成限制時,秋季7個樹種的水分傳輸速率的大小順序為苦楝>麻櫟>杜梨>刺槐>元寶楓>黃連木>銀杏。2.按導水率損失50%時的臨界水勢閥值大小而言,苦楝、黃連木和元寶楓木質(zhì)部栓塞脆弱性最大,刺槐、杜梨和麻櫟木質(zhì)部栓塞脆弱性其次,銀杏抗栓塞能力最強;按最大導水率損失來說,麻櫟、刺槐、黃連木、苦楝四個樹種高達94%～96%,木質(zhì)部栓塞脆弱性最大,銀杏和杜梨90%左右,木質(zhì)部栓塞脆弱性其次,元寶楓僅為78%,木質(zhì)部抗栓塞能力最強。3.元寶楓對極度寒冷環(huán)境變化的敏感性較強,抵抗力弱;而刺槐、銀杏與黃蓮木對溫度環(huán)境變化的敏感性較小,抵抗力強;各樹種枝條經(jīng)<WP=9>過凍融交替后枝條的導水率大大下降,木質(zhì)部栓塞性增加。4.大多數(shù)樹種枝條水勢與其相對水容呈倒數(shù)函數(shù)關(guān)系,少數(shù)呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系;幾個樹種水容調(diào)節(jié)能力大小順序表現(xiàn)為苦楝>杜梨>麻櫟>黃連木>元寶楓>刺槐;大多數(shù)樹木枝條的有效水勢范圍及水分調(diào)節(jié)能力按春夏秋冬季節(jié)變化依次減小。5.隨著功能木質(zhì)部直徑的增加,元寶楓和銀杏苗木的胡伯爾值都呈增加的趨勢,而板栗、山杏、山桃和花椒苗木的胡伯爾值都呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢;經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)元寶楓和火炬樹的氣孔密度最大,山桃和大葉扶芳藤的氣孔密度其次,花椒和銀杏的氣孔密度最低;元寶楓和火炬樹的氣孔密度日變化的波動性強,其它四個樹種的氣孔密度變化較小。6.盆栽苗木土壤含水量、葉片水勢和蒸騰速率隨著干旱脅迫程度的增加呈現(xiàn)波動性遞減的規(guī)律。大葉扶芳藤土壤含水量和葉片水勢下降最快;紫藤葉片水勢在遞減過程中波動最為顯著;經(jīng)濟林樹種盆栽苗木蒸騰速率波動遠低于藤本植物。7.元寶楓的比葉面積最小,花椒的比葉面積最大,其比葉面積是其他樹種的1~4倍,其余樹種比葉面積介于兩者之間;八個樹種的