山东省主要造林树种耗水性研究

山东省主要造林树种耗水性研究以山东省常见的主要造林绿化树种为研究对象,进行林木耗水性研究。试验分为两部分,一部分以十年生树木为材料,应用“冲洗法”和压力室法等测定技术测定枝条导水率、枝条水势等指标,从而研究树木耗水调节机制,包括树木的木质部栓塞化、木质部水容调节能力、树木的水力结构参数及树木的气孔特性;另一部分试验以一年生盆栽苗木为试验材料,应用土壤缓慢干旱法,使用TPS-1光合测定系统(英国)、HR-33T露点水势仪(美国)等仪器,研究苗木在干旱胁迫程度不断加强的情况下,其环境水分条件、自身水分状况和蒸腾速率的动态变化等蒸腾耗水特性。所用的试验树种具体包括用材林及防护林树种:刺槐(Robiniapseudoacacia)、杜梨(Pyrusbetulaefolia)、苦楝(Meliaazedarach)、麻栎(Quercusacutissima)、黄连木(Pistaciachinensis);经济林树种:板栗(Castaneamollissima)、山桃(Amygdalusdavidiana)、山杏(Armeniacasibirica)、花椒(Zanthoxylumbungeanum);园林绿化树种:国槐(Sophorasaponia)、法桐(Platanushispanica)、银杏(Gingobiloba)、元宝枫(Acertruncatum)、火炬树(Rhustyphina)和藤本植物:紫藤(Wisteriasinensis)、常春藤(Hederahepalensis)、大叶爬山虎(Parthenocissustricuspidata)、小叶爬山虎(Parthenocissusquinquefolia)、大叶扶芳藤(Euonymusfortunei)经研究发现:1.树木自身体内水分状况决定了树木枝条木质部栓塞化;导水率损失50%时的临界水势阀值和最大导水率损失可以作为树木栓塞脆弱性大小的指标;成熟的一年生枝条木质部组织,其稳定的最大导水率能够在一定程度上反映枝条木质部潜在导水率;季节变化对各树种最大导水率大小具<WP=8>有一定的影响;低温对各个树种维持水分输导和树液流动的影响能力是不同的。2.树木枝条水势与其相对水容具有较好的相关性;各个树种的水容调节能力具有差异;水容对植物体内水分运动的调节作用并不是无限的,而是处于一定的植物水势范围内,越过了这一范围,水容所起的调节作用是很小的,笔者据此发现提出了有效水势及有效水容的概念,利用该概念和测定数据分析了实验树种的生态适应策略。3.树木枝条功能木质部直径与其胡伯尔值具有一定的相关关系;植物在长期的进化过程中形成了自己所特有的气孔结构。4.盆栽苗木土壤含水量、叶片水势和蒸腾速率随着干旱胁迫程度的增加呈现递减的趋势,但各树种盆栽苗木土壤含水量、叶片水势和蒸腾速率呈现的递减趋势在细微变化上存在差异;此外,藤本植物叶片的水分参数、叶片保水力大小不同,木本植物叶片的比叶面积有较大的差异。结果表明:1.在干旱胁迫环境下秋季7个树种的水分传输速率的大小顺序为刺槐>元宝枫>黄连木>银杏>麻栎>杜梨>苦楝;当林地水分环境容量不成限制时,秋季7个树种的水分传输速率的大小顺序为苦楝>麻栎>杜梨>刺槐>元宝枫>黄连木>银杏。2.按导水率损失50%时的临界水势阀值大小而言,苦楝、黄连木和元宝枫木质部栓塞脆弱性最大,刺槐、杜梨和麻栎木质部栓塞脆弱性其次,银杏抗栓塞能力最强;按最大导水率损失来说,麻栎、刺槐、黄连木、苦楝四个树种高达94%～96%,木质部栓塞脆弱性最大,银杏和杜梨90%左右,木质部栓塞脆弱性其次,元宝枫仅为78%,木质部抗栓塞能力最强。3.元宝枫对极度寒冷环境变化的敏感性较强,抵抗力弱;而刺槐、银杏与黄莲木对温度环境变化的敏感性较小,抵抗力强;各树种枝条经<WP=9>过冻融交替后枝条的导水率大大下降,木质部栓塞性增加。4.大多数树种枝条水势与其相对水容呈倒数函数关系,少数呈指数函数关系;几个树种水容调节能力大小顺序表现为苦楝>杜梨>麻栎>黄连木>元宝枫>刺槐;大多数树木枝条的有效水势范围及水分调节能力按春夏秋冬季节变化依次减小。5.随着功能木质部直径的增加,元宝枫和银杏苗木的胡伯尔值都呈增加的趋势,而板栗、山杏、山桃和花椒苗木的胡伯尔值都呈现先增加后下降的趋势;经研究发现元宝枫和火炬树的气孔密度最大,山桃和大叶扶芳藤的气孔密度其次,花椒和银杏的气孔密度最低;元宝枫和火炬树的气孔密度日变化的波动性强,其它四个树种的气孔密度变化较小。6.盆栽苗木土壤含水量、叶片水势和蒸腾速率随着干旱胁迫程度的增加呈现波动性递减的规律。大叶扶芳藤土壤含水量和叶片水势下降最快;紫藤叶片水势在递减过程中波动最为显著;经济林树种盆栽苗木蒸腾速率波动远低于藤本植物。7.元宝枫的比叶面积最小,花椒的比叶面积最大,其比叶面积是其他树种的1~4倍,其余树种比叶面积介于两者之间;八个树种的