沙質(zhì)海岸樹(shù)種生理特性_中國(guó)沿海防護(hù)林

在膠南市環(huán)海林場(chǎng)對(duì)刺槐優(yōu)良無(wú)性系魯刺13號(hào)、魯刺10號(hào)、紫穗槐、火炬樹(shù)、絨毛白蠟、單葉蔓荊、黑松、火炬松和側(cè)柏苗進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，并進(jìn)行水分脅迫下的光合、呼吸和蒸騰速率的測(cè)定，同步測(cè)定盆栽土的土壤含水量。光合、呼吸、蒸騰速率隨土壤含水量的變化過(guò)程用Logistic方程擬合，即y=K/1+ （式中y分別代表光合、呼吸、蒸騰速率；x為土壤體積含水量；K、R、m為式中待求常數(shù)）。通過(guò)對(duì)方程求導(dǎo)，可求得光合速率由平緩到急速下降的拐點(diǎn)處土壤含水量，即x=1/RLn（m/0.26795）。

表4-37 不同土壤含水量時(shí)8個(gè)樹(shù)種的光合、呼吸、蒸騰速率

樹(shù)種

土壤含水量（g/L）

呼吸速率（mg/g·h）

蒸騰速率（g/m2·h）

魯刺13號(hào)

17.6

23.04

4.27

360.4

13.6

21.44

4.26

351.2

8.3

16.21

5.46

271.5

5.5

10.16

2.13

224.8

4.3

4.42

0.76

180.7

4.26

2.53

0.41

141.6

2.73

0.44

0

61.5

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

黑松

11.7

8.29

2.01

—    

10.0

8.64

2.10

—

8.4

7.79

1.84

—

7.8

6.46

1.75—

 

5.8

6.13

1.62

—

5.36

6.04

1.12

—

4.84

5.79

0.85

—

3.6

3.46

0.58

—

2.8

2.04

0.36

—

2.3

1.1

0

—

魯刺10號(hào)

17.0

22.4

4.16

354.6

13.9

21.5

4.21

349.8

13.0

19.4

4.19

304.8

7.2

15.92

5.23

268.5

5.03

9.86

2.24

216.7

3.06

2.14

0.45

120.4

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

火炬松

16.6

8.19

2.16

—

14.8

8.10

2.18

—

12.5

8.13

2.14

—

11.2

7.94

2.06

—

9.9

7.78

2.09

—

7.5

6.62

1.89

—

5.6

6.43

1.76

—

4.8

3.84

0.96

—

4.1

1.86

0.47

—

紫穗槐

8.1

17.82

4.46

291.6

6.3

16.17

4.16

270.3

5.4

10.38

4.79

224.5

4.6

10.12

4.84

185.4

3.5

6.69

3.37

183.4

2.56

1.04

2.01

130.5

2.4

1.1

1.14

76.2

1.46

0

0.56

—

—

—

—

—

側(cè)柏

11.06

8.92

2.36

—

9.7

8.76

2.24

—

8.9

8.31

2.13

—

5.8

7.62

1.87

—

5.1

7.04

1.75

—

4.46

5.57

1.69

—

3.86

3.35

1.13

—

3.1

2.41

0.74

—

1.7

0

0.36

—

火炬樹(shù)

14.8

20.86

4.24

310.6

8.7

18.43

5.27

286.7

5.8

15.47

4.89

243.2

4.7

13.11

3.21

216.2

4.0

8.4

2.84

176.5

3.71

6.1

1.16

116.4

3.4

2.2

0.47

81.2

單葉蔓荊

12.1

18.16

4.94

270.4

9.3

17.13

3.76

246.2

7.6

15.64

3.16

220.5

6.6

15.16

3.02

214.9

5.9

14.85

2.95

186.2

3.8

8.4

2.14

145.9

3.06

5.53

2.06

110.4

2.3

1.5

1.45

76.4

1.8

0

0.75

54.0

絨毛白蠟

17.3

31.46

5.26

443.6

14.9

29.23

5.14

370.8

11.3

28.41

5.98

362.5

9.1

19.77

6.13

334.6

7.1

17.66

5.76

322.5

6.3

13.23

5.06

304.6

4.8

9.79

3.04

229.6

3.5

5.84

2.14

190.4

2.9

1.18

1.78

82.6

注：針葉樹(shù)種光合速率單位為mg/g·h。

黑松、火炬松、側(cè)柏3個(gè)樹(shù)種的呼吸速率變化均隨土壤含水量的減小而降低，趨勢(shì)基本一致，但樹(shù)種之間有差異（表4-37）。側(cè)柏在土壤含水量為4.46 g/L之前，呼吸速率變化很小，之后則急劇下降；而黑松則在土壤含水量為4.84 g/L之后急劇下降；火炬松在土壤含水量5.6 g/L之后，呼吸速率波動(dòng)較大。側(cè)柏的呼吸速率高于黑松和火炬松。闊葉樹(shù)種的呼吸速率變化較針葉樹(shù)復(fù)雜，雖然刺槐、紫穗槐、火炬樹(shù)、絨毛白蠟、單葉蔓荊呼吸速率的變化趨勢(shì)基本一致，也是一個(gè)由高到低的過(guò)程，但大部分樹(shù)種有峰值出現(xiàn)。絨毛白蠟呼吸速率較其他樹(shù)種高，且峰值出現(xiàn)早，在土壤含水量為9.1g/L時(shí)，呼吸速率最大（6.13mg/g·h）；其次是火炬樹(shù)，土壤含水量8.7 g/L時(shí)，呼吸速率最大（5.27mg/g·h）；魯刺13號(hào)土壤含水量8.3 g/L時(shí)，呼吸速率最大（5.46mg/g·h）；魯刺10號(hào)土壤含水量7.2 g/L時(shí)，呼吸速率最大（5.25mg/g·h）；紫穗槐土壤含水量4.6 g/L時(shí)，呼吸速率最大（4.84mg/g·h）；單葉蔓荊未見(jiàn)有峰值出現(xiàn)。5個(gè)闊葉樹(shù)種的呼吸速率明顯高于3個(gè)闊葉樹(shù)種。

在水分脅迫下，隨土壤含水量的下降，蒸騰速率呈下降趨勢(shì)，各樹(shù)種變化趨勢(shì)一致。在魯刺10號(hào)、魯刺13號(hào)、紫穗槐、火炬樹(shù)、絨毛白蠟、單葉蔓荊5個(gè)闊葉樹(shù)種中，絨毛白蠟蒸騰速率較高，其次是魯刺10號(hào)、魯刺13號(hào)，單葉蔓荊蒸騰速率最小，說(shuō)明該樹(shù)種保水能力較強(qiáng)。在水分脅迫下，光合速率的變化和蒸騰速率的變化有同樣趨勢(shì)。為更好地反映5個(gè)闊葉樹(shù)種光合速率與蒸騰速率的相關(guān)關(guān)系，對(duì)魯刺13號(hào)、魯刺10號(hào)、紫穗槐、火炬樹(shù)、絨毛白蠟、單葉蔓荊光合速率與蒸騰速率的線性相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了分析，相關(guān)系數(shù)分別是：魯刺10號(hào)0.995，魯刺13號(hào)0.977，火炬樹(shù)0.994，絨毛白蠟0.979，紫穗槐0.946，單葉蔓荊0.947，均在0.94以上。其中前4個(gè)樹(shù)種的相關(guān)系數(shù)均在0.95以上，達(dá)顯著相關(guān)水平。

對(duì)沙質(zhì)海岸防護(hù)林刺槐等8個(gè)樹(shù)種在水分脅迫下抗旱生理性狀的試驗(yàn)研究表明：在水分脅迫下，魯刺13號(hào)、魯刺10號(hào)、紫穗槐、火炬樹(shù)、絨毛白蠟、單葉蔓荊、黑松、火炬松、側(cè)柏9個(gè)樹(shù)種的光合速率隨土壤含水量的下降趨勢(shì)為由緩到急，闊葉樹(shù)種蒸騰速率的變化也有相同趨勢(shì)，各樹(shù)種的光合速率、蒸騰速率（僅闊葉樹(shù)）隨土壤含水量的變化用Logistic方程擬合，相關(guān)系數(shù)均在0.93以上，達(dá)極顯著水平（表4-38）。說(shuō)明用Logistic方程模擬在水分脅迫條件下9個(gè)樹(shù)種光合速率和5樹(shù)種的蒸騰速率是合適的。但呼吸速率的擬合方程除單葉蔓荊外均不顯著，這是因?yàn)楹粑俾试诟珊禇l件下有峰值出現(xiàn)，用Logistic方程擬合不適宜。因?yàn)楣夂纤俾适欠从持参锷L(zhǎng)發(fā)育的主要生理指標(biāo)，找出水分脅迫條件下，各樹(shù)種光合速率Logistic方程曲線由平緩到急劇下降的拐點(diǎn)處土壤含水量（表4-39），可作為比較各樹(shù)種耐旱能力的一個(gè)指標(biāo)。通過(guò)模擬曲線拐點(diǎn)處土壤含水量的比較，各樹(shù)種耐旱能力順序?yàn)椋簡(jiǎn)稳~蔓荊＞火炬樹(shù)＞黑松＞側(cè)柏＞紫穗槐＞魯刺13號(hào)＞魯刺10號(hào)＞火炬松＞絨毛白蠟。

表4-38 9種樹(shù)種的光合速率、呼吸速率、蒸騰速率的Ｌogistic方程擬合值

樹(shù)種

生理指標(biāo)

Logistic方程

K

m

R

r

魯刺13號(hào)

光合速率

20.27556

1938.269

1.37766

0.9984754**

呼吸速率

3.88478

301.4326

1.14001

0.8796806

蒸騰速率

323.5862

48.34115

0.8901925

0.9944781**

魯刺10號(hào)

光合速率

20.61681

183.84115

0.9999589

0.9995858**

呼吸速率

4.453326

289.8214

1.13835

0.8894621

蒸騰速率

332.5493

9.821362

0.5629137

0.9957227**

紫穗槐

光合速率

20.17918

204.2834

1.041852

0.9996464**

呼吸速率

5.027025

48.7654

1.226208

0.9884028

蒸騰速率

246.6729

12.33928

1.074238

0.976661**

火炬樹(shù)

光合速率

15.9065

62360.45

2.665269

0.9755132**

呼吸速率

4.508858

27833.74

3.731037

0.8976546

蒸騰速率

277.7177

2168.183

1.999918

0.9935751**

絨毛白蠟

光合速率

48.72097

617.7217

0.9999989

0.9306175**

呼吸速率

5.903901

13.47542

0.5957772

0.8885248

蒸騰速率

335.1682

997.8504

1.999947

0.9842979**

單葉蔓荊

光合速率

15.34064

1013.472

2.043902

0.988446**

呼吸速率

3.211904

56.21364

1.590585

0.981402**

蒸騰速率

233.1708

15.34481

0.8582349

0.9873913**

黑松

光合速率

8.325775

61.05652

0.9999949

0.9832**

呼吸速率

2.084316

33.05311

0.6925271

0.9949191**

火炬松

光合速率

8.598971

201.0916

0.999966

0.9779925**

呼吸速率

2.10946

2540.011

1.606751

0.9986284**

側(cè)柏

光合速率

9.071784

51.6044

0.934977

0.9883029**

呼吸速率

2.390691

20.38943

0.7514499

0.9768114**

表4-39 光合速率曲線拐點(diǎn)處土壤含水量

樹(shù)種

土壤含水量 （g/L）

魯刺13號(hào)

6.45

單葉蔓荊

4.03

魯刺10號(hào)

6.53

黑松

5.43

紫穗槐

6.37

火炬松

6.62

火炬樹(shù)

4.64

側(cè)柏

5.63

絨毛白蠟

7.74