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.     

陕北沙地3种典型灌木根木质部解剖结构及水力特性

比较了陕北沙地沙柳、柠条和沙棘3种典型灌木不同土壤深度(0～20和30～50 cm)根木质部解剖结构和水力特性.结果表明： 沙柳具有较高的叶水势,根木质部导管平均最大直径(d_max)、平均最小直径(d_min)、平均导管面积(A_lum)以及导管面积占木质部面积比例(A_ves/A_xyl)显著高于柠条和沙棘,根导管密度(VD)与沙棘相当但显著高于柠条;沙柳根的比导水率分别为柠条和沙棘的5.0和2.8倍;沙柳根栓塞脆弱性指数与柠条根相当,但显著高于沙棘根.表明沙柳属耗水型水分利用策略,而柠条和沙棘属节水型水分利用策略,且柠条更耐旱.3种灌木在2个土层深度的d_max、d_min和A_lum无显著差异,但30～50 cm土层根VD和A_ves/A_xyl显著高于表层;30～50 cm土层根比导水率显著高于表层根,但脆弱性指数小于表层根,深层根具有高的水分传输效率和低的水力脆弱性.     

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。     

陕北水蚀风蚀交错带柠条适应不同生境的形态和生理可塑性

以陕北水蚀风蚀交错带4个不同坡位与土壤质地生境[沟底+坝淤绵沙土(A)、梁坡+红黄土(B)、坡顶+绵沙土(C)、坡顶+风沙土盖绵沙土(D)]中生长的柠条为研究对象,研究了其生长、光合和水力性状的可塑性变化,以揭示柠条对不同生境的适应机制。结果表明:(1)生境D和生境A样地1~3m和3m土层的平均含水量明显高于生境B和C;(2)与生境B和C相比,生境A和D中生长的柠条冠幅、株高和新枝长显著增加,叶厚度减小,正午叶水势、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率亦显著增加,但不同生境中柠条枝比导水率、Huber值和栓塞程度无显著差异;(3)柠条各测定指标中,新枝长、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率表现出较大的可塑性。研究认为,柠条可能主要通过新枝长或光合生理特征的改变来适应不同的水分生境。