光强和树体大小对锐齿栎树木水、碳平衡的影响

【目的】测定锐齿栎在不同光强下不同大小树木的水分状况、光合作用和非结构性碳(NSC)差异,探索光强和树体大小对锐齿栎树木水、碳平衡的影响。【方法】以锐齿栎成年树树冠上部、树冠下部、林下幼树和林窗幼树为研究对象,用PMS1000压力室、LI-6400XT光合仪、PAM-2500荧光仪等仪器分别测定水势等水力参数、气体交换参数、光合光响应曲线参数和叶绿素荧光参数,用蒽酮-硫酸法测定不同组织NSC浓度,另外还测定叶片大小、比叶面积、Huber值等叶片和枝条的功能性状。【结果】1)在4个研究对象中,成年树树冠上部的小枝凌晨水势和中午水势均是最低,且叶片气孔密度最大、气孔长度最小;成年树树冠上部叶片的净光合速率、气孔导度、水分利用效率和暗呼吸速率显著低于林窗幼树。2)成年树冠层上部叶片和韧皮部的总非结构性碳(TNC)浓度显著高于林窗幼树,而木质部TNC浓度显著低于林窗幼树,说明树高造成的水力限制会降低细胞膨压并增大木质部栓塞风险。3)与光有效性低的树冠下部和林下幼树相比,光有效性高的成年树树冠上部和林窗幼树具有更大的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率、光补偿点、PSⅡ有效光化学效率(F'_v/F'_m)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ);尤其是更为遮荫的林下环境显著降低了林下幼树的光合潜能和固碳,叶片和根的TNC浓度显著低于冠层下部叶片和成年树的根。【结论】锐齿栎成年树冠层上部存在明显的水力限制,造成生长下降使得成年树冠层上部叶片和韧皮部的TNC相对积累,而木质部经常性的栓塞修复大量消耗木质部TNC;光照因素对锐齿栎光合作用的塑造起主要作用;林下遮荫环境导致的碳饥饿可能是宝天曼锐齿栎树种难以更新的主要原因。     

树木水力结构特征季节变化规律研究

在北京林业大学校园内选取侧柏、刺槐等11个针阔叶树种为研究对象,测定1a生枝条小枝水势及水力结构参数季节变化。研究表明：小枝水势及水力结构参数均具有季节变化规律。导水率与比导率季节变化规律基本相似,从树种材性上看均表现为：环孔材树种〉散孔材树种〉无孔材树种,而木质部栓塞化程度也表现为：环孑L材树种〉散孔材树种〉无孔材树种。枝条水势、导水率和比导率季节变化节律均与树木生长发育节律相一致,都表现出枝条木质化时期〉嫩枝生长期〉早春,而木质部空穴和栓塞化程度也存在着季节变化节律,且与比导率季节变化节律相反,即：早春〉嫩枝生长期〉枝条木质化时期。     

刺槐苗木干旱胁迫过程中水力学失败和碳饥饿的交互作用

【目的】通过分析刺槐在干旱和复水过程中水力学性状和非结构碳(NSC)储藏的变化,研究在水力学失败和碳饥饿对刺槐苗木的影响,以探讨在经历导致落叶的严重干旱胁迫之后叶片恢复的影响因素。研究的结果可以阐明刺槐干旱和复水过程中水力学结构和碳代谢的交互作用方式,同时为揭示干旱半干旱地区刺槐衰败死亡的生理学机制提供思路和试验证据。【方法】测定3年生刺槐苗在严重干旱导致落叶后和复水后叶片长成时的小枝凌晨和正午水势、枝条正午气穴栓塞、叶片最大光合速率和气孔导度、单株叶面积、枝条和根的非结构碳含量,测定严重干旱后刺槐枝条的栓塞脆弱性,并比较复水后茎干基部和上部新发叶片的叶面积、比叶质量和光合作用及新发小枝的凌晨和正午水势、枝条气穴栓塞。【结果】在干旱导致全部落叶时,凌晨和正午水势分别达到-3.01和-3.73 MPa,显著低于对照;正午导水损失率(PLC)达到91%,显著高于对照;干旱导致刺槐90%以上落叶时其叶片的光合速率为负值,气孔导度也降低到趋近于0。在复水后30天叶片长成时,枝条正午PLC为81%,仍显著高于对照。经历干旱和复水处理的枝条P50(栓塞为50%时的枝条水势)为-1.09 MPa,比对照高0.37 MPa,经历干旱胁迫的枝条抗气穴栓塞能力显著降低。干旱和复水过程均显著降低了刺槐枝条和根的NSC含量,复水过程NSC降低程度更大。复水后的单株总叶面积仅为对照的38%。复水后叶片恢复的主要部位是茎基部和枝条上部,茎基部恢复叶片的叶面积、光合速率、气孔导度均显著大于枝条上部恢复叶片,茎基部新发小枝的凌晨和正午水势显著高于上部新发小枝。【结论】严重干旱导致水势降低,木质部导管栓塞加重,限制了刺槐的水分输导,进而抑制叶片光合作用,导致出现负的碳平衡。在复水阶段,前期严重干旱导致木质部导水能力下降和NSC含量下降限制了复水后新叶的生长,NSC含量降低可能会影响木质部栓塞的即时修复,水力学失败和碳饥饿的交互作用加重了干旱对刺槐的影响。     

6个树种1年生枝木质部的水力特征及与栓塞修复能力的关系

【目的】植物木质部栓塞修复能力已成为植物抗旱性研究的热点。本研究探讨6个耐旱树种木质部水力特征及与栓塞修复能力之间的关系,以及决定栓塞修复能力的主要影响因子,为筛选抗旱树种提供理论依据。【方法】以西北农林科技大学博览园内生长良好的6个耐旱树种(刺槐、沙棘、榆树、元宝枫、旱柳、榛)的1年生枝为研究对象,采用Cochard Cavitron离心机诱导木质部栓塞,构建6个树种的木质部栓塞脆弱曲线,得到其栓塞脆弱性(P50)值,同时测定枝条的木质部水力直径(Dh)、黎明前木质部水势及自然状态下栓塞程度(NPLC),利用低压液流计及染色法测定已栓塞枝条不同时段(20,40,60,80,100 min)的栓塞修复程度(1-PLC),进而探究不同树种木质部栓塞修复能力与栓塞脆弱性、水力直径、黎明前水势和NPLC间的关系。【结果】1)6个树种栓塞脆弱性大小依次为刺槐榆树沙棘旱柳榛元宝枫,其中元宝枫的抗栓塞能力最强;水力直径依次为刺槐榆树榛沙棘旱柳元宝枫。2)用染色法测得的木质部栓塞修复程度与低压液流计测得的木质部栓塞修复程度相一致(回归方程是y=1.047x-7.567,R~2=0.863);低压液流计法测定的值完全可以反映在不同时间段栓塞枝条的修复状况。3)6个树种1年生枝木质部栓塞修复能力依次为刺槐榆树沙棘旱柳榛元宝枫,植物重新供水后,木质部栓塞修复能力强的树种能迅速恢复栓塞导管的输水功能;栓塞修复能力与栓塞脆弱性大小顺序完全一致,呈显著的正相关(R~2=0.980),即木质部栓塞脆弱性大的树种,其栓塞修复能力也越强;回归分析表明,6个树种木质部水力直径、黎明前水势和NPLC与栓塞修复能力有很强的相关性(R~2分别为0.868,0.740,0.741)。【结论】植物木质部水力特征与栓塞修复能力密切相关,特别是木质部栓塞脆弱性(P50)和水力直径与栓塞修复能力有很强烈的正相关,是决定栓塞修复能力的主要影响因子。     

白杨杂交子代栓塞脆弱性分割及与生长的关系

【目的】研究不同生长速率白杨杂交子代有无脆弱性分割、脆弱性分割差异及与生长的关系，为脆弱性分割假说检验提供试验证据，也为杨树耐旱性评价及生长策略提供支撑。【方法】以快速(K)、中速(Z)、慢速(M)3种生长速率类型的4年生白杨杂交子代为研究材料，每种子代类型选3～6株单株，测定其地上生物量(AGB)、中午叶水势(Ψ_middy)以及根、枝、叶的栓塞脆弱性(P₅₀)，计算叶片与枝条的水力安全边际(HSM)，测定木质部导管水力结构指标导管直径(D_V)、导管水力直径(D_H)、导管密度(V_D)、导管腔占比(F_L)和导管抗垮塌能力(t/b)²。【结果】1)地上生物量中K>Z>M，且M显著小于K和Z。2)枝条的P₅₀中M显著低于K和Z，而叶片和根段的P₅₀在K、Z、M间无显著性差异；不同器官间，枝条的P₅₀低于叶片和根段。3)在导管水力结构上，M枝条的导管直径、导管水力直...     

模拟干旱下毛竹叶片水势的动态变化

[目的]定量分析毛竹叶片凌晨水势随生长季节和竹龄的梯度变化趋势及其对截雨干旱的响应特征,阐明毛竹不同年龄个体水分供给关系的季节差异。[方法]通过人工截雨模拟干旱试验,采用PSYPRO水势测量系统动态监测毛竹叶片凌晨水势的变化。[结果](1)无论干旱与否,同一竹龄毛竹叶片凌晨水势在季节间差异较显著(P0.05),而在竹龄之间无显著差异。(2)同龄毛竹叶片凌晨水势随生长季节变化呈现峰值,且因竹龄而异。自然生长(对照)1年生和7年生毛竹叶片凌晨水势随季节变化呈现"单峰"趋势,以9月份最高;2年生至5年生个体叶片凌晨水势随季节变化为"双峰"趋势,分别在9月份和12月份出现峰值。截雨干旱后,1年生和2年生毛竹叶片凌晨水势呈"双峰型",3年生至5年生随季节变化呈"单峰型"。叶片凌晨水势与土壤水分状况随季节变化趋势具有一致性。(3)截雨干旱与自然生长下毛竹叶片凌晨水势于不同生长季节随竹龄大小的变化趋势较为相似。干旱与否,在8月份至10月份生长旺盛期,叶片凌晨水势随着竹龄增加而下降,水分有从幼竹向老竹输送的趋势。12月份至翌年3月份孕笋期正好相反,随着竹龄增加其叶片凌晨水势增加,水分具有从老竹高水势向幼竹低水势输送的趋势。表明水分在毛竹不同竹龄个体之间输送补给方向因生长季节不同而存在差异。(4)在生长旺盛期,干旱处理毛竹叶片凌晨水势显著低于自然生长毛竹,且随着竹龄增加,水势差异幅度增大;在孕笋期,5年生以上老竹干旱后叶片凌晨水势低于对照毛竹。(5)不同生长季节不同冠层部位叶片凌晨水势存在差异,但均不显著,叶片凌晨水势随冠层分布趋势也受竹龄大小影响。[结论]同一竹龄毛竹叶片凌晨水势存在较显著的季节间差异,毛竹叶片凌晨水势与土壤水分状况的季节变化趋势一致。水分在毛竹不同竹龄个体之间输送方向因生长季节而异,表明水势是驱动毛竹适应干旱胁迫的重要因素。     

科尔沁沙地刺榆水力结构特征对土壤水分环境的响应

【目的】比较科尔沁沙地典型生境上生长的刺榆木质部水力结构特征、叶片水分关系与光合气体交换特征,探讨刺榆适应不同土壤水分环境的内在生理机制,为科尔沁沙地防风固沙造林和植被修复的适地适树提供理论依据。【方法】以生长在科尔沁沙地丘间低地和沙丘上部2种土壤水分环境中的刺榆为研究对象,从树木水力结构角度,分析不同生境刺榆枝条水分传输效率与安全性的差异,结合叶片水分关系、光合生理特性以及木质部解剖结构等进行对比研究。【结果】与沙丘上部相比,丘间低地土壤水分条件较好,刺榆枝条木质部导管直径较大、水分传输效率(K_s)更高(P0.05),叶片和枝条水势均更高(P0.05)。尽管2种生境上生长的刺榆叶片光合碳同化速率无明显差异,但气孔导度(g_s)和水分利用效率(WUE_i)明显不同,沙丘上部刺榆的g_s更低(P0.05),WUE_i更高(P0.05)。丘间低地刺榆枝条末端叶面积和边材面积的比值(LA/SA)显著高于沙丘上部(P0.05),地径、树高和地上生物量等指标也显著高于沙丘上部(P0.05);但沙丘上部刺榆木材密度更高,抗气穴化栓塞能力更强,水力安全边界(HSM)也较宽(Ψ_(S-md)-P_(50)和Ψ_(S-md)-P_(80)较大)。【结论】在土壤水分条件较好的丘间低地生长的刺榆,导管直径较大,水分传输效率更高,可保证较高的生长速率和竞争力;而在土壤水分条件较差的沙丘上部生长的刺榆,木质部导管直径变小,虽然水分传输效率降低,但有助于获得更强的木质部抗气穴化栓塞能力,从而保证植株能在水分胁迫较严重的生境中长期存活。刺榆水力结构特征随水分生境变化而调整的策略,反映出其较强的抗旱性和适应性。     

碳源输入量变化对河南宝天曼锐齿栎林土壤酶活性的影响

[目的]通过采用实验手段人为调控森林样地凋落物量,改变土壤碳输入,以探究土壤酶活性与碳源输入之间的关系。[方法]以河南宝天曼自然保护区内不同年龄序列(林龄大约为40 a、80 a和大于160 a)的锐齿栎天然林为研究对象,在样地内进行对照(CK)、凋落物加倍(LA)、凋落物去除(LR)3种处理,分别测定了土壤理化性状、微生物生物量、并且采用底物诱导法对氧化酶(酚氧化酶和过氧化物酶)和水解酶(β-葡萄糖苷酶和N-乙酰-β葡萄糖苷酶)的活性进行测定。[结果]林龄仅对N-乙酰-β葡萄糖苷酶有显著影响,其酶活性随着林龄的增加而降低。碳输入的改变对氧化酶无显著差异,但β-葡萄糖苷酶活性随凋落物量的增加而提高,呈现加倍对照去凋的趋势。微生物碳氮比(表征微生物结构)变化规律与专一酶活性(微生物功能)变化规律之间无严格对应关系。[结论]碳输入量的改变可以通过影响土壤环境因子和养分输入,从而对土壤酶活性产生影响,但对不同酶活性的影响程度不同,同时林分年龄也是影响土壤酶活性的一个重要指标。     

树木对干旱胁迫及复水的生理生态响应研究进展

树木在干旱胁迫下的死亡是一个重要的生理生态过程，不仅可以改变森林的结构和功能，还可能影响森林管理决策。在干旱胁迫条件下，树木体内水分代谢与碳代谢会出现失效现象，从而导致树木的死亡。但是在干旱胁迫环境下，树木死亡的生理机制以及干旱—复水过程中树木各个器官的生理生态响应还未探明，这一科学问题也是当前世界的前沿问题。树木的干旱致死机制至少有3种假说：水力失效、碳饥饿和生物攻击假说。水力失效假说认为在干旱胁迫环境下，树木木质部栓塞达到阈值后无法恢复水分传导从而使得树木脱水干燥死亡；碳饥饿假说认为树木在干旱胁迫环境下，气孔紧缩甚至关闭，树木不能进行光合作用产生有机物，但树木为了维持自身正常的生长发育及新陈代谢，使得树木自身可利用碳耗竭；生物攻击假说认为干旱胁迫影响生物因子的分布及生长速率等，使得树木易受到昆虫和病原体的攻击，从而导致树木的死亡。3种假说都已经被证实可以解释一部分树木死亡的现象，但是又不足以解释所有树木在干旱胁迫环境下死亡的现象，特别是非结构性碳水化合物的损耗在死亡过程中的作用仍不清楚。本文介绍干旱胁迫下的水分关系，对水力失效假说中木质部栓塞具体的生理过程进行整体阐述。然后，讨论长...     

遮荫和环剥对刺槐、侧柏苗木碳素分配和水力学特性的影响

【目的】通过分析碳限制条件下2种植物的碳素分配和水分关系,研究碳限制对树木水力学特性的影响,以期更深入了解碳限制对水力学特性的影响模式,揭示水力学失败和碳饥饿的交互作用方式。【方法】采用遮荫和环剥处理对刺槐和侧柏造成碳限制,测定2个树种生物量分配、不同部位非结构性碳(NSC)浓度,并测定根系系导水率、枝条凌晨和正午水势、粗根和枝条导水率损失值(PLC)、叶片气孔导度。【结果】遮荫和环剥均显著降低刺槐和侧柏不同部位的生物量,尤其是细根生物量降幅最大;遮荫和环剥使2个树种根NSC浓度显著降低,环剥使侧柏茎NSC浓度显著增加;2种处理均导致刺槐和侧柏根系导水率显著下降,遮荫和环剥处理刺槐的根系导水率分别为对照的3.7%和2.9%,侧柏为21.0%和7.6%;2种处理均导致2个树种根和茎PLC显著增加,以及枝条凌晨和正午水势显著降低;遮荫和环剥处理均导致2个树种气孔导度显著下降,刺槐气孔导度分别为对照的33.7%和26.1%,侧柏分别为对照的46.9%和23.4%。【结论】碳限制会减少光合产物向根部的分配,抑制新根的发生,降低根的水分吸收和输导能力,影响根和茎的水力学特性,反过来又限制植物的碳同化,以致影响植物在逆境下的存活。     

北京九龙山不同结构侧柏人工纯林降水的再分配

[目的]基于华北石质山区侧柏人工林2014年(3—10月)降水数据进行量化分析,探究其降水的再分配规律。[方法]采用野外定位研究方法,对不同结构(郁闭度、枝下高)侧柏人工林林冠层降水再分配特征进行分析。[结果](1)1/2枝下高0.4、0.6、0.8郁闭度林内穿透雨总量分别为181.1、168.1、147.1 mm,穿透雨率分别为78.8%、73.1%、64.0%;树干径流总量分别为6.0、5.9、3.9 mm;总树干径流率分别为4.2%、2.6%、1.7%;林冠截留总量分别为39.5、56.1、79.1 mm;林冠截留率分别为17.2%、24.4%、34.4%。(2)1/3枝下高0.4、0.6、0.8郁闭度林内穿透雨总量分别为175.6、154.8、136.0 mm,穿透雨率分别为76.4%、67.3%和59.2%,树干径流总量分别为8.3、4.9、3.3 mm,总树干径流率分别为3.6%、2.1%和1.4%,林冠截留总量分别为46.3、70.4、90.7 mm,林冠截留率分别为20.1%、30.6%和39.5%。[结论](1)侧柏人工林同一枝下高不同郁闭度林分林内穿透雨量差异不显著。2种枝下高郁闭度为0.4和0.8之间的树干径流量均存在显著差异,郁闭度0.4和0.6以及0.6和0.8之间差异不显著。(2)郁闭度为0.4、0.6、0.8时,冠厚占树高2/3(即枝下高为1/3)的林分林冠截留量分别是1/2的1.17、1.25和1.14倍。(3)2种枝下高各自不同郁闭度间林冠截留量均存在显著差异。(4)同等降雨量情况下雨强越大,林冠截留量越小;2次降雨间隔时间越长,林冠层越干燥,林冠截留能力越强;枝下高越低(即冠层厚度越大),林冠截留量越大,且随着郁闭度的增加,林冠截留量逐渐增大。     

不同种源文冠果叶片气孔分布特征对水分胁迫的响应

[目的]探究不同种源文冠果叶片气孔分布特征对水分胁迫的响应,了解其耐旱性差异,为节水耐旱文冠果种源的选择提供依据。[方法]以集中分布在华北地区的3个不同种源文冠果幼苗为研究对象,通过盆栽控水方法设置充足水分(W1)、正常供水(W2)、轻度干旱(W3)和重度干旱(W4)4个水分梯度,采用指甲油印迹技术,研究不同种源文冠果叶片气孔分布特征对水分胁迫的响应。[结果]表明:不同种源文冠果的气孔均分布在叶片的下表皮,随着干旱胁迫程度的加剧,气孔变得小而多,趋于旱生植物的叶片气孔分布结构特征;气孔分布特征对水分胁迫的响应存在显著的差异性,与河南三门峡、山西晋中两个种源相比,河北承德种源叶片在不同水分胁迫处理下均具有小而多的气孔,以及较强的气孔调节能力。[结论] 3个种源文冠果叶片气孔分布特征均存在着不同程度的趋于旱生结构;河北承德种源文冠果叶片气孔器比其他2个种源均相对小而多,且调节能力强,属华北地区抗旱优良种源。     

喀斯特断陷盆地不同植被恢复模式土壤水分动态变化

[目的]以喀斯特断陷盆地小流域中典型植被恢复模式,即桉树(Eucalyptus maideni)林、冲天柏(Cupressus duclouxiana)林、马尾松(Pinus massoniana)林以及天然次生灌丛、高盖度车桑子(Dodonaea viscosa)灌丛和低盖度车桑子灌丛为研究对象,探究断陷盆地不同植被恢复模式土壤水分时空变异规律,为该地区植被生态恢复工作提供参考。[方法]利用自动气象观测系统和土壤水分传感器同步监测2016年5月—2017年4月期间小流域降雨量与各林地土壤水分,采用变异系数与克里金插值分析方法,对6种植被恢复模式林地的土壤水分时空异质性以及持续干旱条件下土壤水分衰减特征进行研究。[结果]表明:(1)同一植被类型不同土层雨季和旱季土壤体积含水量垂直变化趋势相同,且雨季土壤水分含量显著高于旱季(P0.05),均为中等变异(Cv:12.88%28.66%)。(2)同一乔木林雨季和旱季的土壤活跃层与次活跃层垂直分布不同,但同一灌丛雨季和旱季分布相同。(3)6种植被恢复模式土壤体积含水量均在降雨量较充足的8—9月达到最大值,其变化范围介于26.25%44.08%之间,在降雨量明显不足的3—4月达到最小值,土壤体积含水量介于9.48%17.47%之间。(4)3种乔木林0 30 cm土层、3种灌丛0 10 cm土层充分降雨后约10 d土壤水分恢复为降雨前1 d水平,低盖度和高盖度车桑子灌丛10 30 cm土层土壤水分降雨后15 d恢复为降雨前1 d水平,并且接近植物萎蔫系数。[结论]不同植被恢复模式间雨季、旱季和月均土壤体积含水量均表现为桉树林天然次生灌丛冲天柏林马尾松林高盖度车桑子灌丛低盖度车桑子灌丛。喀斯特断陷盆地季节性干旱和临时性干旱问题严峻,乔木林和灌丛经充足降雨,达到田间持水量后,在连续放晴天气下林地土壤水分可供植物10 15 d的消耗。     

Dissimilar stem and leaf hydraulic traits suggest varying drought tolerance among co-occurring Eucalyptus grandis × E. urophylla clones

In South Africa, there is currently a phenomenon where a Eucalyptus grandis × E. urophylla clone is dying on a large scale, whereas co-occurring clones in the same plantation area remain healthy. No primary biotic pathogen has been isolated from these dying trees. However, the plantation region has endured severe drought conditions. We hypothesised that the specific E. grandis × E. urophylla clone dieback is due in part to the affected trees having an elevated drought vulnerability. We tested this hypothesis retrospectively by examining how the dying (branch dieback started) as compared with two healthy and co-occurring E. grandis × E. urophylla clones vary in branch xylem anatomy (water transport) and leaf stable carbon isotopes (gas exchange) across two levels of mean annual precipitation in the planted landscape. There was significant intra-hybrid variation in the range of studied hydraulic traits. It appeared that the dying clone is maladapted to drier field conditions relative to the two healthy growing clones. Individuals of the drought-susceptible clone had increased hydraulic conductivity, having both wider vessel lumens and larger lumen fractions, and also did not regulate leaf-level transpiration in the drier landscape as efficiently as the two unaffected clones (lower δ¹³C ratios). In turn, one of the healthy growing clones had a completely different hydraulic strategy, having higher wood density, lower lumen fractions, and higher δ¹³C ratios that are widely considered as hydraulically resilient during water stress. The other clone appeared to also gain drought tolerance via higher leaf-level water-use efficiency, although drought tolerance was less clear regarding xylem anatomy. We highlight how variation in relative drought vulnerability can be highly significant even between clones within a single hybrid group. Knowledge of this variation in plant hydraulics between commercially planted and closely related Eucalyptus trees would complement clone deployment programmes in a target landscape.     

降雨特征对兴安落叶松林降雨再分配过程中钾元素影响分析

[目的]以大兴安岭地区兴安落叶松林为研究对象,分析降雨特征对兴安落叶松林降雨再分配过程中K~+的影响。[方法]对林外降雨、穿透雨、灌木穿透雨、树干径流和枯透水进行了野外观测、取样和室内实验测定。[结果]结果表明:(1)研究期间兴安落叶松林林外降雨总量为266.0 mm,平均次降雨强度0.074 mm·min~(-1);降雨再分配过程中K~+含量平均值排序为枯透水树干径流灌木穿透雨穿透雨林外降雨,其中林外降雨中K~+含量在0.227 2.631 mg·L~(-1)之间,变化幅度较大,穿透雨中K~+含量波动在2.198 3.053 mg·L~(-1)之间,枯透水中K~+含量波动较小,稳定在3.077 3.281 mg·L~(-1)之间。(2)降雨量和降雨历时对降雨再分配过程中K~+含量均表现为正相关,随降雨量和降雨历时的增加K+含量的增加幅度呈上升趋势;而降雨强度和降雨间隔期对K~+含量增加幅度的影响则反之,但当降雨强度大于0.041 mm·min~(-1)时,K+含量的增加幅度开始出现转折,呈上升趋势;当降雨间隔期增大至233.28 h时,K~+含量的增加幅度趋于稳定。(3)影响林外降雨中K~+含量的主导因子是降雨间隔期,影响穿透雨、灌木穿透雨和树干径流中K~+含量的主导因子均为林外降雨量,而对枯透水中K~+含量起主导作用的则为降雨强度。[结论]降雨量、降雨历时、降雨强度以及降雨间隔期均会对降雨再分配过程中各个层次的K~+含量产生不同程度的影响。降雨再分配过程中K~+含量平均值大小排序为枯透水树干径流灌木穿透雨穿透雨林外降雨,其中大气降雨中K~+含量在5月和9月较高,穿透雨中K~+含量在5—10月呈波动式变化,灌木穿透雨中K~+含量变化幅度较大,而树干径流和枯透水中K~+含量较稳定。降雨量和降雨历时对降雨再分配过程中K~+含量的影响均表现为正相关。对林外降雨中K~+含量影响程度由大到小排序依次为降雨间隔期降雨强度降雨历时降雨量,穿透雨中K~+含量与各影响因素的灰关联度大小顺序依次为降雨量降雨历时降雨强度降雨间隔期,灌木穿透雨和树干径流中K~+含量与各影响因素的灰关联度排序和穿透雨一致,影响的主导因子均为降雨量,枯透水中K~+含量与各影响因素的灰关联度大小顺序依次为降雨强度降雨间隔期降雨历时降雨量。     

4个枫香家系在不同环境下的叶色变化

[目的]对不同遗传材料在不同环境条件下叶片色素含量变化及其呈色响应开展试验研究,从生理生化角度探寻影响秋季枫香叶片呈色的关键因素,为枫香叶色改良、新品种选育和应用环境选择提供理论依据。[方法]以4个不同家系的1年生枫香幼苗为试材,测定其在不同环境下叶片叶绿素、类胡萝卜素、花青素和可溶性糖含量并分析其相关性。[结果]结果表明:试验期间,枫香叶片逐渐由绿色变成红色、深红色。同时4个家系叶色变化差异显著,其中17号家系叶片主要为深红色,14号家系叶片颜色以黄绿色为主。叶片中的叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量变化呈下降趋势,特别在平均温度最低、平均昼夜温差大的3号试验点下降幅度最大。4个家系叶片花青素含量显著升高。同时4个家系叶片可溶性糖含量在各试验点均较试验前有不同程度增加。相关分析表明花青素含量与可溶性糖含量呈显著正相关,与叶绿素含量、平均温度和平均呈显著负相关。多因素方差分析表明家系和不同环境对叶片叶绿素、类胡萝卜素、花青素、可溶性糖和叶片红色面积比例变化产生极显著影响(p0.01)。[结论]不同家系枫香叶片颜色在不同环境下有不同的变化趋势,同一环境下不同枫香家系叶片变化也显著不同,温度变化的差异和枫香叶片色素比例的改变是导致其颜色改变的主要原因。     

干旱胁迫及复水对绿竹容器苗生理特征的影响

[目的]探究模拟干旱环境下水分亏缺对绿竹容器苗主要营养器官生理特性的影响,为绿竹规模化育苗栽培制定适宜的经营管理及节水灌溉技术方案提供理论依据。[方法]以绿竹组培苗为试验材料,采用盆栽苗控水方式,测定分析不同干旱胁迫条件下绿竹叶片及根系抗氧化酶、膜脂渗透性、叶片光合色素含量、以及根系活力等生理指标。[结果]表明:随着干旱胁迫加重,绿竹叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量明显下降,各处理间均达到差异显著(P0.05),复水后叶绿素a、叶绿素b、及类胡萝卜素含量均明显升高,其中叶绿素a、叶绿素b达到差异显著(P0.05),但类胡萝卜素差异不显著(P0.05);干旱胁迫下,根系活力呈明显下降趋势,中度干旱胁迫(MS)和重度干旱胁迫(SS)根系活力分别比对照(CK)下降14.35%、33.31%,均达到差异显著(P0.05),复水后,根系活力均明显升高,分别达到了CK处理根系活力的96.75%、73.84%;干旱胁迫下,根系及叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势,且在复水后均呈现一定下降趋势,表现为中度干旱胁迫后复水(MS-CK)降低程度高于重度干旱胁迫后复水(SS-CK),各处理间均达到差异显著(P0.05)。[结论]模拟干旱环境下,增加干旱胁迫程度,绿竹的根系活力及叶片色素含量呈显著降低,MDA含量及SOD、CAT、POD活性均升高。复水后,根系活力及叶片色素含量较干旱胁迫时有所提高,MDA含量及SOD、CAT、POD活性有明显下降,不同干旱程度补偿能力不同,表现为中度干旱胁迫后复水高于重度干旱胁迫后复水,且不同营养器官对于解除干旱后消除活性氧及修复适应能力也不尽相同。绿竹根系活力和叶绿素含量与干旱胁迫程度呈负相关,而保护酶SOD、CAT、POD活性以及MDA含量均与干旱胁迫程度呈正相关。     

辣木幼林对氮、磷、钾肥效响应及叶片的生理反应

[目的]研究辣木幼林时期对大量元素的需求状况。[方法]应用"3414"配方施肥试验设计,探讨N、P、K配方施肥对元阳干热河谷辣木幼龄林的生长量、叶片色素含量(叶绿素a、b及类胡萝卜素)和叶片含水率的影响。[结果]肥力补充对辣木幼林的生长具有非常明显的促进效果,其中N肥各施肥配方对幼林的各项生长量指标和生理指标具有显著或极显著的影响,P肥对除地径增量和叶片含水率之外的其它设定指标也表现出显著效果,而K肥各施肥处理仅对冠高增量、冠高比增量和叶片含水率具有显著影响。[结论]综合方差分析、多重比较、极差分析和相关分析结果,显著促进树高、地径、冠幅生长和叶片色素积累的组合均为本试验设计的中高施肥量配比,其中N3P2K3为最优组合。辣木幼龄阶段对大量元素需求非常旺盛,以维持其快速增长的生物量。     

不同光质处理对枫香幼苗叶色的影响

[目的]从生理生化角度揭示不同光质处理对枫香家系叶色变化的影响,为探索枫香叶色对光质的响应机理提供参考。[方法]以2个枫香家系的1年生幼苗为试验材料,测定其在不同光质处理下叶片叶绿素、类胡萝卜素、花青素、可溶性糖、类黄酮和苯丙氨酸解氨酶的含量并分析其相关性。[结果]结果表明:试验后2个枫香家系叶色较处理前有一定程度的变化。红光处理组枫香幼苗叶片叶绿素含量显著高于其它处理组,而蓝光处理组叶片叶绿素含量则显著低于其它处理组。蓝光处理后,2个枫香家系叶片花青素含量较对照有显著提高,而红光处理则减少了叶片花青素含量。同时蓝光处理能显著提高枫香幼苗叶片类胡萝卜素、可溶性糖和类黄酮含量以及苯丙氨酸解氨酶活力,红光处理效果较对照无显著差异。方差分析表明,不同光质处理对枫香幼苗叶片叶绿素含量影响显著,而对花青素量和类胡萝卜素含量影响不显著。[结论]2个枫香家系叶色在光质处理下有相同的变化趋势,红光处理可以促进枫香幼苗叶片叶绿素合成;蓝光处理可以促进枫香幼苗叶片积累更多的花青素。