黄土高原两个气候区刺槐树干液流及生理生态特性研究

摘要

水分是影响植物生长生存的主要环境因子，在水资源较为短缺的干旱、半干旱地区往往成为主导环境因子。刺槐在黄土高原半干旱、半湿润区域广泛栽培，是主要的人工造林树种。为了探明刺槐对不同区域环境的适应性和适应策略，有必要对其生理生态特性特别是在不同气候区的蒸腾耗水特性进行深入系统的研究。本研究以黄土高原半干旱（延安）和半湿润（永寿）两个气候区的刺槐为对象，在生长季内连续监测树干液流动态和气象环境因子，并逐月测定叶片形态指标、叶组织稳定碳同位素丰度及枝条木质部水势等生理生态指标，分析了蒸腾耗水动态特征及其对环境因子响应的差异，对于揭示其在两个不同气候区的适应性及其机理，提高人工林管理水平和稳定性维持具有重要指导意义。取得了如下主要结论:
　　(1)两个气候区刺槐树干液流通量密度的日变化趋势基本一致，均表现出明显的昼夜规律，但永寿试验地的液流通量密度高于延安试验地，表现出较高的蒸腾速率。随着生长季内物候变化，两个气候区刺槐树干液流季节变化趋势也基本一致，呈现出前期（6月）和末期（10月）相对较低，中后期(7-9)较高的变化趋势。在季节尺度上，永寿试验地也表现出较高的蒸腾水平。
　　(2)在日尺度上，两个气候区刺槐树干液流通量密度与太阳辐射、大气水汽压亏缺(VPD)、空气温度呈显著正相关(p＜0.05)，而与大气相对湿度呈显著负相关(p＜0.05);VPD和太阳辐射是影响树干液流的主导环境因子。
　　(3)两个气候区刺槐的蒸腾特征与形态学、生理学特性方面的差异存在一定关系。在形态学特征上，两个气候区的胸径和边材面积之间呈良好的幂函数关系，延安试验地刺槐的幂函数系数(0.67)比永寿试验地(0.90)小，这与延安试验地刺槐较低的蒸腾耗水特征相一致;两个气候区刺槐比叶面积存在显著差异(p＜0.05)，永寿试验地刺槐的比叶面积是延安试验地1.75-2.24倍，与其较高的蒸腾耗水特征相一致;两个气候区刺槐气孔密度存在显著差异(p＜0.05)，延安试验地刺槐的气孔密度约为永寿试验地1.14-1.54倍，延安试验地刺槐较高的气孔密度与其较小的蒸腾耗水特征相一致。
　　在生理学特性上，延安试验地刺槐木质部水势日变化平均值低于永寿试验地，与其较低的土壤含水量特征相一致;两个气候区刺槐生长季后期的叶稳定碳同位素丰度(δ13C)显著低于生长季前期，两个气候区δ13C值存在显著差异(p＜0.05)，延安试验地刺槐叶片δ13C值比永寿试验地高约5.1‰，这说明延安试验地刺槐可能通过气孔调节减少蒸腾作用，表现出更高的水分利用效率。
　　两个气候区刺槐的蒸腾特征与形态学、生理学特性方面的差异存在一定关系。延安试验地通过减少蒸腾、提高水分利用效率和增强根系吸水适应干旱环境。

目录

声明

论文说明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究进展

1．2．1 植物蒸腾耗水的研究进展

1．2．2 植物蒸腾耗水与环境因子的关系

1．2．3 树木水分生理生态特性研究进展

1．3 研究的目的和意义

第二章 研究区概况、研究内容及方法

2．1 研究区概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 气候特征

2．1．3 植被特征

2．2 研究内容

2．3 技术路线

2．4 研究方法

2．4．1 试验地概况

2．4．2 树干液流通量密度的测定

2．4．3 环境因子测定

2．4．4 生理生态学指标的测定

2．4．5 数据处理与分析

第三章 两个气候区刺槐树干液流动态及影响因素

3．1 刺槐树干液流通量密度日变化规律

3．2 刺槐平均树干液流通量密度季节变化规律

3．3 刺槐树干液流影响因素

3．3．1 刺槐树干液流生长季内气象因子变化规律

3．3．2 两个气候区刺槐树干液流与气象因素的相关分析

3．4 小结

第四章 两个气候区刺槐树干液流与生理生态学的关联性

4．1 两个气候区刺槐生理生态学特征

4．1．1 两个气候区刺槐形态学特征

4．1．2 两个气候区刺槐生理学特征

4．2 两个气候区刺槐树干液流与生理生态因子的关联性

4．3 小结

第五章 结论与展望

5．1 主要结论

5．2 主要创新点

5．3 需要进一步研究的问题

参考文献

致谢

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