陕北沙地高龄小叶杨光合速率下降的水力限制

黄土高原地区“小老树”现象多出现在成年树,幼树相对较少.为探讨树龄影响“小老树”形成的机制,以该地区“小老树”发生面积最大的树种小叶杨为例,研究了3个不同树龄(低龄:13～15 a;中龄:31～34 a;高龄:49～54 a)树木的生长、光合、水力学特性.结果表明: 随树龄增加,小叶杨枯稍长度显著增加,叶片光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著下降,整株水力导度也显著下降,不同测定时间的光合速率、气孔导度与整株水力导度呈显著正相关,表明树龄增加引起的光合速率下降可能与整株水力导度下降有关.与中、低龄相比,高龄小叶杨枝干和叶片抵抗空穴化的能力(P₅₀)更强,但通过脆弱性曲线估算的不同树龄正午时的枝干栓塞程度和叶片水力导度无显著差异,表明高龄小叶杨土-根系统水流阻力的增加可能是导致其整株水力导度降低的重要原因.     

散孔材与环孔材树种枝干、叶水力学特性的比较研究

为揭示散孔材与环孔材树种树木水分生理特性的差异,选取了常见的3种散孔材落叶树种(毛白杨、法国梧桐和樱花)和3种环孔材落叶树种(刺槐、合欢和白蜡),研究了其枝干与叶水力学性质的差异及其协调性。结果表明:3种环孔材树种枝干横截面积基础上的最大比导水率(Ks-max)大于3种散孔材树种,但其木质部对空穴化的脆弱性(P50branch)高于散孔材树种,6种树木枝干的水分传输能力和抵抗空穴化能力之间存在一种相互制约的权衡关系。3种散孔材与3种环孔材树种的叶最大水力导度(Kl-max)和水力脆弱性(P50leaf)并无显著差异;对于3种散孔材树种,叶的水力脆弱性要高于枝干,但对3种环孔材树种而言,枝干的水力脆弱性要高于叶。6种树木枝干和叶的水力学性质(Kmax、P50)之间并无相关关系。这些结果表明:散孔材与环孔材树种的枝干水力学特性有明显差异,但叶水力学特性无差异;枝干与叶水力学性质之间是相互独立的。     

陕北沙地小叶杨“小老树”的水力适应性

以黄土高原"小老树"发生面积最大的树种-小叶杨为例,研究了不同水分生境下(水分相对好的沟道和干旱的梁坡片沙地,分别标记为生境A和生境B)小叶杨的生长、光合、水力学特性等,试图探讨小叶杨"小老树"对干旱生境的适应机制。结果表明:生境B小叶杨树高、地径、1 m树高处直径明显小于生境A,同时其主茎顶端枯枝长度大于生境A;生境B小叶杨叶净光合速率和气孔导度明显低于生境A。两种生境下小叶杨黎明前和正午叶水势无显著差异,生境B小叶杨正午时小枝枝干的比导水率明显低于生境A,但两种生境的比叶导水率则无显著差异,生境B小叶杨的Huber值明显大于生境A。生境B小叶杨枝干的P50(导水率损失50%时所对应的木质部水势)比生境A低约0.76 MPa左右,其气孔关闭的水势比生境A晚0.2 MPa左右,生境B小叶杨水分传输安全距离明显大于生境A。表明干旱生境下小叶杨高Huber值和低气孔导度有助于其叶水分关系维持相对稳定,低光合速率和维持大的水分传输安全距离所需的木质部碳投资增加是小叶杨形成"小老树"的重要原因。     

立地条件和树龄对刺槐和小叶杨叶水力性状及抗旱性的影响

以形成黄土高原“小老树”的2种典型树种刺槐和小叶杨为对象,研究了立地条件(沟谷台地和沟间坡地)和树龄对两种树木叶水力学性质和抗旱性的影响,探讨“小老树”形成的水力生理机制.结果表明:水分较好的沟谷台地上生长的两种树木的叶最大水力导度(Kmax)明显大于水分较差的沟间坡地,叶水力脆弱性(P50)也较高;随树龄增加,两种树木的Kmax明显下降,但P50差异不大.台地上生长的两种树木的叶表皮导度和PV曲线参数(膨压损失点时的相对含水量RWCtlp、膨压损失点时的水势ψtlp饱和含水量时的渗透势ψsat)均大于 坡地;随树龄增加,两种树木的叶表皮导度显著下降,PV曲线参数出现不同程度的下降.两种树木Kmax与ψtlp呈显著正相关,P50与PV曲线参数之间存在一定的相关性,表明Kmax与抗旱性之间存在一种权衡关系,P50是反映两种树木的抗旱性特征之一.