黑龍江東部山區(qū)水源涵養(yǎng)林樹(shù)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(huì)的發(fā)展，人口和經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，水資源緊缺己成為世人共同關(guān)注的全球性問(wèn)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(lái)越引起人們的重視。 本研究以盆栽苗木為試驗(yàn)材料對(duì)黑龍江省水源涵養(yǎng)林12個(gè)樹(shù)種進(jìn)行了水分適應(yīng)性研究，研究?jī)?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(shù)種

2、的光合和耗水特性；(2)測(cè)定了水源涵養(yǎng)林樹(shù)種的萎蔫系數(shù)，比較了不同樹(shù)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(shù)種的淹水適應(yīng)性，比較了不同樹(shù)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(gè)樹(shù)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(guò)對(duì)不同樹(shù)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(shù)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(shì)，F(xiàn)o有早晨和晚上低、中午高的趨勢(shì)。不同樹(shù)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(shù)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(qiáng)的抗旱性，適度干旱有利于銀中楊光合作用。逐漸干旱過(guò)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、但降低幅度較小；土壤含水量為15.5％時(shí)的光合能力則大幅度下降；光飽和點(diǎn)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(shí)間的延長(zhǎng)、脅迫強(qiáng)度的加劇其活性降低，但降低幅度較?。活?lèi)胡蘿卜素、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(duì)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(lèi)胡蘿卜素積累，SOD下降幅度

7、較小，MDA和膜透性沒(méi)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(shù)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(méi)有直接關(guān)系。抗淹水性較強(qiáng)的樹(shù)種蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、Fv/Fm變化較小。淹水后期抗淹水樹(shù)種Fo變化平穩(wěn)，中等抗性樹(shù)種Fo降低，抗性差的樹(shù)種升高，在淹水條件下，樹(shù)種的光化學(xué)淬滅(qP)、實(shí)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(qiáng)的樹(shù)種淹水后雖然實(shí)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(shù)種，淹水適應(yīng)性較強(qiáng)?？寡退詮?qiáng)的樹(shù)種類(lèi)胡蘿卜素含量在淹水初期有較大的提高。較長(zhǎng)時(shí)間淹水后煮沸電導(dǎo)率降低幅度越小抗淹水性越強(qiáng)，但闊葉樹(shù)與針葉樹(shù)沒(méi)有可比性。抗淹水的樹(shù)種的脯氨酸含量隨著淹水時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，但銀中楊的升

9、高幅度大于旱柳?？寡托暂^強(qiáng)的樹(shù)種隨著淹水時(shí)間的延長(zhǎng)可溶性蛋白含量逐漸升高或維持較高的水平，對(duì)淹水具有中等抗性的樹(shù)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(shù)種則是先升高后降低；較長(zhǎng)時(shí)間淹水后抗淹水性較強(qiáng)的樹(shù)種超氧化物歧化酶活性比對(duì)照增加，抗性弱則降低，抗性極差的紫丁香除外。 不同樹(shù)種的抗淹水能力不同，不同生理指標(biāo)對(duì)不同樹(shù)種的抗淹水性具有不同響應(yīng)特性，總的看來(lái)，淹水后光合速率、Fo、Fv/Fm、類(lèi)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(shù)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(yàn)結(jié)果，可以為黑龍江不同生境、不同經(jīng)營(yíng)目的的水源涵養(yǎng)林的樹(shù)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(shù)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(qiáng)，有較大的生長(zhǎng)量，是速生樹(shù)種。白榆和紫丁香次

11、之；(3)抗旱性較強(qiáng)的樹(shù)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(kù)、河岸帶和集水區(qū)經(jīng)營(yíng)的水源涵養(yǎng)林經(jīng)常處于淹水環(huán)境，抗淹水能力較強(qiáng)的樹(shù)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(gè)水源涵養(yǎng)林樹(shù)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