鲁中丘陵山地干旱生境上11个树种的细根解剖特征与耐旱策略

摘要

[目的]探讨干旱环境下不同树种细根解剖结构特征,以期揭示不同树种应对干旱胁迫的生态适应策略,为干旱瘠薄山地造林树种选择提供了理论依据.[方法]依托2011年在鲁中山地丘陵区建造的4 hm2固定样地,对该样地内11个造林树种的1～3级细根进行根序划分并制作石蜡切片,利用光学显微镜观察其剖面结构,测定细根的剖面直径、皮层厚度、维管柱直径、导管内径和导管密度等.采用单因素方差分析比较各树种1～3级细根解剖特征的差异显著性,综合树种解剖特征参数进行主成分分析并进行树种分组.[结果]各树种1～3级细根直径总体上随着根序的升高而增大;同根序细根直径、皮层厚度和维管柱直径在树种间差异显著(P＜0.05);皂荚的1～2级细根皮层厚度最大,海州常山和桑树皮层厚度最小;在3级细根中,黄栌的维管柱直径最大,苦楝的导管内径最大,黄连木的维管柱直径最小且导管内径最小,但导管密度最大;细根解剖特征的主成分分析表明,主成分1可以解释细根解剖特征变化的46.2％,代表细根吸收功能属性,主成分2解释了细根特征变化的38.02％,代表细根输导功能属性;主成分的PCA排序结果显示,11个树种按照细根解剖特征可划分为3组:根细、皮层薄、输导组织密集型(包括桑树、荆条、海州常山、黄连木、君迁子、连翘、花椒、金钟花8个树种),根细、皮层薄、输导组织疏松型(黄栌和苦楝),根粗、皮层厚、输导组织密集型(皂荚).[结论]树木细根解剖结构在一定程度上体现了树种的耐旱策略.11个树种包括2种干旱适应策略:快速吸水和快速输水;有效觅水和快速输水.这2种适应策略在不同立地条件的生境中有各自优势,大多数树种是通过增强细根的吸水功能进而适应干旱立地环境.桑树、黄连木等快速吸水和快速输水型树种,更适应长期干旱但有季节性降水且土层较薄的生境;皂荚等有效觅水和快速输水型树种,更适应长期干旱但土层较厚的生境.细根解剖性状决定了树种适应干旱环境的生态策略,根内皮层厚度和维管组织导管特征是评价树种对干旱生境适应能力的重要参考指标.