黑龍江東部山區(qū)水源涵養(yǎng)林樹種水分適應(yīng)性研究.pdf

1、水源涵養(yǎng)林主要功能包括水源涵養(yǎng)、水土保持、水質(zhì)改善三部分內(nèi)容，水源涵養(yǎng)林體系應(yīng)當(dāng)是一種以水源涵養(yǎng)、水土保持為核心的，兼顧經(jīng)濟(jì)、用材林的綜合防護(hù)林體系。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，人口和經(jīng)濟(jì)的增長，水資源緊缺己成為世人共同關(guān)注的全球性問題。因此作為以涵養(yǎng)水源為主要目的的水源涵養(yǎng)林也越來越引起人們的重視。 本研究以盆栽苗木為試驗材料對黑龍江省水源涵養(yǎng)林12個樹種進(jìn)行了水分適應(yīng)性研究，研究內(nèi)容主要包括：(1)探討了黑龍江東部山區(qū)水源涵養(yǎng)林樹種

2、的光合和耗水特性；(2)測定了水源涵養(yǎng)林樹種的萎蔫系數(shù)，比較了不同樹種的抗旱能力，并以銀中楊為材料，在模擬干旱條件下，研究了林木的抗旱機(jī)理；(3)研究了水源涵養(yǎng)林樹種的淹水適應(yīng)性，比較了不同樹種的抗淹水能力，探討了淹水危害機(jī)理，篩選出了抗淹水指標(biāo)。12個樹種分別為：銀中楊(Populus alba×Populus berolinensis)、水曲柳(Fraxinus maudshurica)、紫丁香(Sringa oblata)、白樺(

3、Betula platyphylla)、白榆(Ulmus pumila)、暴馬丁香(Sringa amurensis)、紫椴(Tilia amurensis)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、旱柳(Salix matsudana)、黃菠蘿(Phellodendron amurense)、云杉(Picea koraiensis Nakai)和樟子松(Pinus sylvesrisr L．var．monzolica Lit

4、vin)。 通過對不同樹種光合和耗水特性的分析發(fā)現(xiàn)：5月至9月的同均凈光合速率，旱柳>銀中楊>紫丁香>白榆>白樺>水曲柳>胡桃楸>暴馬丁香>黃菠蘿；同均蒸騰速率;旱柳>白榆>銀中楊>黃菠蘿>紫丁香>水曲柳>白樺>胡桃楸>暴馬丁香>紫椴；單株年耗水量，銀中楊>旱柳>白樺>紫丁香>白榆>水曲柳>暴馬丁香>紫椴>胡桃楸>黃菠蘿；日均水分利用率，銀中楊>紫丁香>白樺>旱柳>暴馬丁香>紫椴>白榆>水曲柳>胡桃楸>黃菠蘿。不同樹種熒光參數(shù)日

5、變化規(guī)律比較明顯，ΦPSⅡ與Fv/Fm 日變化中具有早晨和晚上高、中午低的趨勢，F(xiàn)o有早晨和晚上低、中午高的趨勢。不同樹種熒光參數(shù)季節(jié)變化有較大的差異。 在干旱適應(yīng)性方面研究發(fā)現(xiàn)，不同樹種的萎蔫系數(shù)：胡桃楸>黃菠蘿>旱柳>白樺>紫椴>銀中楊>水曲柳>暴馬丁香>云杉>白榆>紫丁香>樟子松。銀中楊具有較強的抗旱性，適度干旱有利于銀中楊光合作用。逐漸干旱過程中，土壤含水量在40.1％～20.2％范圍內(nèi)，光合速率隨著含水量的減少而降低，

6、但降低幅度較??；土壤含水量為15.5％時的光合能力則大幅度下降；光飽和點隨著土壤含水量的下降而降低。銀中楊在干旱脅迫條件下發(fā)生一系列生理生化變化，以提高其抗旱性。干旱脅迫導(dǎo)致葉綠素含量降低，SOD在輕度干旱脅迫的初期，其活性提高，隨著脅迫時間的延長、脅迫強度的加劇其活性降低，但降低幅度較?。活惡}卜素、脯氨酸含量和電解質(zhì)含量略微增加，可溶性糖含量顯著增加。對銀中楊的抗旱性貢獻(xiàn)較大的指標(biāo)是，可溶性糖、脯氨酸、類胡蘿卜素積累，SOD下降幅度

7、較小，MDA和膜透性沒有明顯變化，可以考慮將他們作為抗旱指標(biāo)。 在淹水適應(yīng)性方面研究發(fā)現(xiàn)，不同樹種的抗淹水能力：銀中楊和早柳>紫椴>樟子松>白樺、白榆和云杉>暴馬丁香>水曲柳>紫丁香。淹水導(dǎo)致林木光合速率及葉綠素含量下降，但葉綠素含量與光合速率沒有直接關(guān)系。抗淹水性較強的樹種蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、Fv/Fm變化較小。淹水后期抗淹水樹種Fo變化平穩(wěn)，中等抗性樹種Fo降低，抗性差的樹種升高，在淹水條件下，樹種的光化學(xué)淬滅(qP)、實際

8、光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)和凈光合速率三者同步變化，抗淹水性強的樹種淹水后雖然實際光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)和凈光合速率降低，但非光化學(xué)猝滅(qN)增加。淹水脅迫后苗木發(fā)生一系列的生理生化變化以適應(yīng)淹水脅迫。淹水初期葉片含水量提高的樹種，淹水適應(yīng)性較強?？寡退詮姷臉浞N類胡蘿卜素含量在淹水初期有較大的提高。較長時間淹水后煮沸電導(dǎo)率降低幅度越小抗淹水性越強，但闊葉樹與針葉樹沒有可比性?？寡退臉浞N的脯氨酸含量隨著淹水時間的延長而增加，但銀中楊的升

9、高幅度大于旱柳。抗淹性較強的樹種隨著淹水時間的延長可溶性蛋白含量逐漸升高或維持較高的水平，對淹水具有中等抗性的樹種可溶性蛋白含量基本不變或在淹水初期下降之后緩慢下降，抗淹水較差的樹種則是先升高后降低；較長時間淹水后抗淹水性較強的樹種超氧化物歧化酶活性比對照增加，抗性弱則降低，抗性極差的紫丁香除外。 不同樹種的抗淹水能力不同，不同生理指標(biāo)對不同樹種的抗淹水性具有不同響應(yīng)特性，總的看來，淹水后光合速率、Fo、Fv/Fm、類胡蘿卜素含

10、量、煮沸電導(dǎo)率、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶活性的變化與樹種的抗淹水能力有著直接的關(guān)系，它們均可以作為抗淹水指標(biāo)。 根據(jù)以上試驗結(jié)果，可以為黑龍江不同生境、不同經(jīng)營目的的水源涵養(yǎng)林的樹種選擇提供參考。(1)從涵養(yǎng)水源角度考慮，需要蒸騰速率低，年耗水量少，水分利用率高的樹種，白樺、水曲柳、暴馬丁香、紫椴、胡桃楸、黃菠蘿、云杉、樟予松較為合適；(2)旱柳、銀中楊的光合能力較強，有較大的生長量，是速生樹種。白榆和紫丁香次

11、之；(3)抗旱性較強的樹種為：樟子松、紫丁香、白榆、云杉、暴馬丁香、水曲柳、銀中楊、紫椴和白樺；(4)在水庫、河岸帶和集水區(qū)經(jīng)營的水源涵養(yǎng)林經(jīng)常處于淹水環(huán)境，抗淹水能力較強的樹種為：銀中楊、旱柳和紫椴。 本論文全面系統(tǒng)地研究了黑龍江東部山區(qū)多個水源涵養(yǎng)林樹種苗木在不同水分條件下的光合特性、耗水特性及水分適應(yīng)性機(jī)理，揭示了林木抗水分脅迫機(jī)理，確定了林木抗淹水能力的衡量因子，其研究結(jié)果不但為黑龍江水源涵養(yǎng)林構(gòu)建提供了依據(jù)，而且豐富了