白榆优良无性系蒸腾耗水与生长量特性的关系研究

摘要

为探索白榆不同无性系蒸腾耗水与生长特性的关系，选择出适宜本地区优良的白榆无性系，并为白榆人工林的速生丰产、集约栽培和抚育管理提供理论依据和技术支持。应用植物生理生态学原理和林木生长量的测定技术，以金乡县白洼林场苗圃内进行区域适宜性研究表现良好的10a生白榆无性系为试验材料，分别测定了春季、夏季和秋季20个白榆无性系的各生长指标，以及气孔导度、蒸腾速率、蒸腾耗水量等生理参数和光合有效辐射、大气CO2浓度、土壤含水量等生态因子，探讨了不同季节20个白榆无性系各生理因子的日变化特征以及对各生态因子变化的响应，定量分析了各生理生态因子的数量关系，探明了各白榆无性系蒸腾耗水特性对林木生长量的影响，选择出适宜本地区优良的白榆无性系，取得了以下研究成果和结论：
　　 1、20个白榆无性系单株叶面积季节变化基本相同，单株叶面积夏季最大，春季最小，秋季次之。不同季节20个白榆无性系间单株叶面积均存在极显著差异，F值分别为F=839.09>F0.01=2.96；F=4188.76>F0.01=2.14；F=6037>F0.01=2.14。不同季节各白榆无性系单叶面积与叶长、叶宽呈现良好的线性函数关系，回归方程均达到极显著水平，回归方程具有一定意义，单叶面积与叶长和叶宽关系密切，且叶宽对单叶面积的影响均大于叶长对单叶面积的影响。
　　 2、不同季节20个白榆无性系气孔导度Gs和蒸腾速率Tr日动态变化基本一致，说明Tr的变化与Gs的变化呈正相关。春季和秋季Gs、Tr变化趋势基本相同，均呈单峰型变化，夏季Gs和Tr均呈双峰型变化。这说明外部环境因子是造成不同白榆无性系Gs和Tr日动态变化季节性差异的主要因子，分析不同季节各白榆无性系Gs和Tr与其影响因子的相关关系表明，春季和秋季Tc和TL对Gs的影响最大；夏季Tc是影响Gs最大因子。春季和秋季Tc是影响Tr最大的因子；Ca是夏季影响Tr最大的因子。
　　 3、20个白榆无性系单株日蒸腾耗水量，季节差异和种间差异均十分明显，20个白榆无性系单株日蒸腾耗水量夏季最大，秋季次之，春季最小。不同季节各自榆无性系间单株日蒸腾耗水量均存在极显著差异。20个白榆无性系蒸腾速率和单株叶面积对单株日蒸腾耗水量的影响有所不同，除13×8②、11×2（36）、8034、京榆1和73001外，其余15个白榆无性系均是单株叶面积对单株日蒸腾耗水量的影响大于蒸腾速率对单株日蒸腾耗水量的影响。环境因子的变化是造成各白榆无性系单株日蒸腾耗水量季节性差异的主要原因，春季各气象因子对单株日蒸腾耗水量影响程度依次是：RH>Tc>TL>PAR>Ca，夏季各气象因子对单株日蒸腾耗水量影响程度依次是：RH>Ca>TL>PAR>Tc，秋季各气象因子对单株日蒸腾耗水量影响程度依次是：Tc>TL>PAR>Ca>RH，分别对不同季节各白榆无性系单株日蒸腾耗水量和各气象因子建立回归方程，变量与自变量的相关性均达到极显著性水平，回归方程具有一定意义，单株日蒸腾耗水量与各气象因子关系非常密切。不同季节土壤含水量是影响各白榆无性系单株日蒸腾耗水量的主要土壤因子，尤其是在春季和秋季。
　　 4、20个白榆无性系之间树高、胸径和单株材积均存在极显著差异。分析不同白榆无性系各生长指标的关系表明，20个白榆无性系胸径和冠幅、胸径和树高、树高和冠幅之间均呈良好的线性函数关系，回归方程均达到极显著水平，回归方程具有一定意义。说明20个白榆无性系胸径和冠幅、胸径和树高、树高和冠幅之间关系密切。
　　 5、20个白榆无性系平均单株日蒸腾耗水量与单株材积生长量呈良好的线性函数关系，回归方程均达到极显著水平，回归方程具有一定意义，平均单株日蒸腾耗水量与单株材积生长量关系密切，依据单株材积和平均单株日蒸腾耗水量进行聚类分析，可将20个白榆无性系划分为5类，A类2×9②属于高材积量，中耗水型白榆无性系；B类2×13②和孟县属于较高材积量，高耗水型白榆无性系；京榆2、14×8②、8016、75027、820045、820056、73001、11×2（36）和24×13③为C类；属于中材积量，较低耗水型白榆无性系；D类13×11、8054、8034、13×2、13×8②、位庙和故城属于较低材积量，较高耗水型白榆无性系：E类京榆1属于低材积量，低耗水型白榆无性系。因此，在金乡县选择生长迅速的2×9②白榆优良无性系在供水充足的沙壤土栽植；选择生长较快的京榆2、14×8②、8016、75027、820045、820056、73001、11×2（36）和24×13③等白榆优良无性系在天然降水条件的沙壤土栽植；选择生长快的2×13②和孟县白榆优良无性系在需水关键时期进行灌溉的沙壤土栽植。

目录

文摘

英文文摘

符号及缩略词说明表

1 引言

1.1 研究的目的意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 白榆良种选育的研究

1.2.2 林木叶面积特性的研究

1.2.3 林木蒸腾耗水特性的研究

1.2.4 林木生长特性的研究

1.3 研究的主要内容和目标

2 材料与方法

2.1 研究区概况

2.2 白榆优良无性系供试材料选取

2.3 研究方法

2.3.1 白榆优良无性系生长量的测定

2.3.2 白榆优良无性系叶面积的测定

2.3.3 白榆优良无性系蒸腾速率和气孔导度的测定

2.3.4 白榆优良无性系蒸腾耗水量的测定

2.3.5 白榆优良无性系林内小气候因子的测定

2.3.6 白榆优良无性系林地土壤因子的测定

2.3.7 数据处理

3 结果与分析

3.1 白榆优良无性系单株叶面积生长规律研究

3.1.1 白榆优良无性系单株叶面积生长过程

3.1.2 不同季节白榆优良无性系单株叶面积差异性分析

3.1.3 不同季节白榆优良无性系单叶面积与叶长、叶宽的相关关系分析

3.2 白榆优良无性系蒸腾速率研究

3.2.1 白榆优良无性系气孔导度变化规律研究

3.2.2 白榆优良无性系蒸腾速率变化规律研究

3.3 白榆优良无性系蒸腾耗水特性研究

3.3.1 不同季节白榆优良无性系单株日蒸腾耗水量的变化

3.3.2 不同季节白榆优良无性系单株日蒸腾耗水量差异性分析

3.3.3 不同白榆优良无性系单株日蒸腾耗水量与蒸腾速率及单株叶面积的关系分析

3.3.4 不同季节白榆优良无性系单株日蒸腾耗水量与环境因子的关系分析

3.4 白榆优良无性系生长量差异性分析

3.4.1 白榆优良无性系树高差异性分析

3.4.2 白榆优良无性系胸径差异性分析

3.4.3 白榆优良无性系单株材积差异性分析

3.5 白榆优良无性系各生长指标关系研究

3.5.1 白榆优良无性系胸径与冠幅关系分析

3.5.2 白榆优良无性系胸径与树高关系分析

3.5.3 白榆优良无性系树高与冠幅关系分析

3.6 白榆优良无性系蒸腾耗水特性与单株材积分析与评价

3.6.1 白榆优良无性系单株蒸腾耗水量与单株材积量关系研究

3.6.2 白榆优良无性系单株蒸腾耗水量与单株材积量聚类分析

4 讨论

4.1 白榆优良无性系单株叶面积生长特性

4.2 白榆优良无性系单株日蒸腾耗水量与蒸腾速率、单株叶面积的关系

4.3 不同季节白榆优良无性系单株日蒸腾耗水量与环境因子的关系

4.4 白榆优良无性系单株日蒸腾耗水量与单株材积生长量的关系

5 结论

5.1 白榆优良无性系单株叶面积生长规律

5.2 白榆优良无性系蒸腾速率特征

5.2.1 不同季节白榆优良无性系气孔导度日变化特征及其影响因子

5.2.2 不同季节白榆优良无性系蒸腾速率日变化特征及其影响因子

5.3 白榆优良无性系蒸腾耗水特征

5.3.1 不同季节白榆优良无性系单株日蒸腾耗水量变化特征

5.3.2 不同白榆优良无性系蒸腾速率、单株叶面积与单株日蒸腾耗水量的关系

5.3.3 不同季节白榆优良无性系单株日蒸腾耗水量与环境因子的关系

5.4 白榆优良无性系生长特性

5.4.1 不同白榆优良无性系生长量的差异性

5.4.2 不同白榆优良无性系各生长指标的关系

5.5 白榆优良无性系蒸腾耗水特性与单株材积的分析评价

6 参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文