宝天曼锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)树干液流密度对穿透雨减少的响应及其影响因子

摘要

降水格局变化是全球气候变化的重要特征之一，未来气候变化下，较为频繁和严峻的干旱将威胁地球中纬度部分地区的森林生态系统，但树木水分利用策略如何响应季节性干旱胁迫尚不清楚。因此，气候变化影响下，森林生态系统水分利用策略是目前研究的热点。以锐齿栎(Quercus aliena vat.acuteserrata)为优势树种的落叶阔叶林是过渡区的代表性森林生态系统类型，研究锐齿栎落叶阔叶林生态系统的树木蒸腾对干旱胁迫的响应具有重要意义。本研究以河南宝天曼森林生态站锐齿栎落叶阔叶林为研究区域，利用2013年建立的林内穿透雨减少模拟干旱野外控制试验平台，采用Granier热扩散式探针技术，结合LI-6400XT便携式光合仪，在2018年，测定了试验区内不同径级锐齿栎在生长季的树干液流密度、叶片光合生理指标和气象、土壤等环境因子，研究了林内穿透雨减少对不同径级锐齿栎树干液流密度的影响及其控制因素。主要研究结果如下:　　(1)林内穿透雨减少使土壤含水量发生变化，但因降雨的季节格局变化而不同，不同月份表现出不同的显著性差异。如7、9、10月份减雨样地土壤水分含量分别为(18.36％、14.73％、12.31％)显著低于对照样地(31.38％、28.14％、24.06％)。其它观测月份则无显著性差异。　　(2)减雨样地与对照样地的锐齿栎树干液流密度在不同季节对土壤含水量有不同的响应。生长季前期(7月份)林内穿透雨减少显著降低了锐齿栎的树干液流密度，但生长季后期(10月份)林内穿透雨减少反而使锐齿栎树干液流密度显著升高。　　(3)不同径级的锐齿栎树干液流密度在生长季内对干旱有不同的响应。小径级的锐齿栎树干液流密度在5、7月份减雨样地表现为显著小于对照样地，在9月份则表现为减雨样地显著大于对照样地。中径级的锐齿栎树干液流密度在5月份减雨样地显著大于对照样地，在7月份减雨样地则显著小于对照样地。大径级的锐齿栎树干液流密度在6、7、9月份减雨样地显著小于对照样地，在10月份减雨样地则显著大于对照样地。　　(4)林内穿透雨减少后的光合生理指标在生长旺季均低于对照样地，但未达到显著水平，且叶片光合速率与气孔导度、蒸腾速率表现不同步。在牛长季内锐齿栎叶片光合速率最高的月份是7月份，减雨样地与对照样地分别为:4.3μmol·m-2·s-1、5.1μmol·m-2·s-1;锐齿栎叶片气孔导度最高的月份是6月份，减雨样地与对照样地分别为:0.062mol·m-2·s-1、O.067mol·m-2·s～;锐齿栎叶片蒸腾速率最高的月份是6月份，减雨样地与对照样地分别为:1.20mmol·m-2·s-1、1.22mmol·m-2·S-1。气孔导度与蒸腾速率表现为一定的协同作用，但在气孔导度较大的6月，光合速率没有达到最大。　　(5)锐齿栎树干液流密度与叶片光合生理指标(光合速率、气孔导度和蒸腾速率)均存在显著性相关。锐齿栎树干液流密度均值与空气相对湿度呈显著性负相关，而与光合有效辐射呈显著性正相关。减雨样地的锐齿栎树干液流密度与土壤含水量的存在显著性相关，而对照样地的锐齿栎树干液流密度则与土壤含水量不存在相关性。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1研究背景、目的及意义

1．2国内外研究进展与现状

1．2．1减水试验研究进展

1．2．2树干液流研究现状

1．3拟解决的科学问题和研究内容

1．4技术路线图

第二章研究区域概况和研究方法

2．1研究区域概况

2．2试验设计

2．3测定指标及方法

2．3．1气象和土壤环境因子的测定

2．3．2树干液流密度的测定

2．3．3植物光合生理和叶面积指数的测定

2．4数据处理及分析

第三章结果与分析

3．1气象因子的变化规律

3．1．1空气温度的变化规律

3．1．2空气相对湿度的变化规律

3．1．3光合有效辐射的变化规律

3．1．4小结

3．2林内穿透雨减少对土壤环境因子的影响

3．2．1不同土层的土壤温度变化规律

3．2．2不同土层的土壤含水量变化规律

3．2．3林内穿透雨减少对土壤温度和土壤含水量的影响

3．2．4小结

3．3林内穿透雨减少对锐齿栎树干液流密度和蒸腾的影响

3．3．1林内穿透雨减少后锐齿栎树干液流密度的日变化规律

3．3．2林内穿透雨减少后不同径级锐齿栎树干液流密度的变化规律

3．3．3林内穿透雨减少后锐齿栎日蒸腾量的变化规律

3．3．4小结

3．4林内穿透雨减少后锐齿栎叶面积指数及光合生理因子的变化

3．4．1林内穿透雨减少后叶片含水率与叶面积指数的变化规律

3．4．2林内穿透雨减少后光合生理指标的变化规律

3．4．3小结

3．5树干液流密度与生理因子及环境因子之间的关系

3．5．1锐齿栎的树干液流密度与叶片生理参数的关系

3．5．2锐齿栎的树干液流密度与环境因子的关系

3．5．3小结

第四章讨论与结论

4．1讨论

4．2结论

4．3展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢