林业科学

作者：曹宇1,3,4,巢林2,安宇宁1,4,吴德东1,3,4,张学利1,3,4,李红1,4,刘艳艳2,*

单位：1. 辽宁省沙地治理与利用研究所 阜新 1230002. 南宁师范大学地理与海洋研究院 北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室 广西地表过程与智慧模拟重点实验室 南宁 5300013. 辽宁章古台科尔沁沙地生态系统国家定位观测研究站 彰武 1232034. 辽宁省固沙造林研究所 阜新 123000

关键词：刺榆,水分传输,抗气穴化栓塞,脆弱性,水力安全边界,水分利用效率

基金：国家自然科学基金项目(31800333);辽宁省公益研究基金项目(2020JH4/10100047);辽宁省自然科学基金项目(2019-MS-201)

目的: 比较科尔沁沙地典型生境上生长的刺榆木质部水力结构特征、叶片水分关系与光合气体交换特征，探讨刺榆适应不同土壤水分环境的内在生理机制，为科尔沁沙地防风固沙造林和植被修复的适地适树提供理论依据。方法: 以生长在科尔沁沙地丘间低地和沙丘上部2种土壤水分环境中的刺榆为研究对象，从树木水力结构角度，分析不同生境刺榆枝条水分传输效率与安全性的差异，结合叶片水分关系、光合生理特性以及木质部解剖结构等进行对比研究。结果: 与沙丘上部相比，丘间低地土壤水分条件较好，刺榆枝条木质部导管直径较大、水分传输效率（Ks）更高（P＜0.05），叶片和枝条水势均更高（P＜0.05）。尽管2种生境上生长的刺榆叶片光合碳同化速率无明显差异，但气孔导度（gs）和水分利用效率（WUEi）明显不同，沙丘上部刺榆的gs更低（P＜0.05），WUEi更高（P＜0.05）。丘间低地刺榆枝条末端叶面积和边材面积的比值（LA/SA）显著高于沙丘上部（P＜0.05），地径、树高和地上生物量等指标也显著高于沙丘上部（P＜0.05）；但沙丘上部刺榆木材密度更高，抗气穴化栓塞能力更强，水力安全边界（HSM）也较宽（ΨS-md-P50和ΨS-md-P80较大）。结论: 在土壤水分条件较好的丘间低地生长的刺榆，导管直径较大，水分传输效率更高，可保证较高的生长速率和竞争力；而在土壤水分条件较差的沙丘上部生长的刺榆，木质部导管直径变小，虽然水分传输效率降低，但有助于获得更强的木质部抗气穴化栓塞能力，从而保证植株能在水分胁迫较严重的生境中长期存活。刺榆水力结构特征随水分生境变化而调整的策略，反映出其较强的抗旱性和适应性。

来源：2021年第7期

《林业科学》期刊编辑部

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