19124.基于樹干液流分析荷木水分利用及部分水力限制補償作用

1、ByZHOUCuimingAthesisSubmittedtoGraduateUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofScienceSouthChinaBotanicalGardenMay2012摘要摘要本文利用Granier熱消散探針于2011在華南植物園小青山實驗樣地觀測了華南地區(qū)常見樹

2、種荷木15棵的樹干液流，同時監(jiān)測林冠上方的光合有效輻射、空氣濕度和溫度、0～30cm的土壤含水量和采用美國生產(chǎn)的PMS壓力水勢儀測量葉片水勢，結(jié)合水勢和Sperry等提出的土壤植物連續(xù)體的供應(yīng)關(guān)系式計算荷木的整樹水力導(dǎo)度。分析了荷木整樹水力導(dǎo)度、午間葉片水勢以及夜間補充水的季節(jié)變化，葉片水勢與整樹蒸騰的關(guān)系，夜間補充水與樹形因子、環(huán)境因子和生物量的關(guān)系，旨在量化整樹水力導(dǎo)度和夜間水分補充隨土壤含水量的變化特征，從而揭示荷木在土壤含水量較

3、低時的水分利用限制是否能得到部分補償。得出了以下結(jié)論：荷木整樹蒸騰(所)和葉片水勢(既)存在相互調(diào)節(jié)作用，既并沒有隨著所增加而無限制地下降，當嫵下降到一定值時會趨于穩(wěn)定，表明植物通過有效調(diào)節(jié)蒸騰有效控制吒，從而影響氣孔的開關(guān)，以免過度蒸騰造成水分傳輸結(jié)構(gòu)的損傷，尤其是在土壤水分含量低，而光有效輻射卻很高的季節(jié)，這種水分利用機理可以很好地保護重要水力結(jié)構(gòu)的完整性。雖然荷木干季樹干液流較濕季要低，但是水力導(dǎo)度較濕季卻要大，出現(xiàn)這樣的結(jié)果很可

4、能是濕季午間有效輻射過強導(dǎo)致午間葉片水勢更負；另一方面，雖然由于濕季中午較強的蒸騰作用，導(dǎo)致濕季午間葉片水勢(吼mid)較其他季節(jié)偏低，但是整個年度吼mid變化不大，這樣可以避免由于光輻射太強過渡蒸騰而導(dǎo)致木質(zhì)部導(dǎo)管空穴化。通過這兩個方面的分析，我們知道荷木在不同季節(jié)有著不同的水分利用機理，而最終目的都是為了維持自身正常的水分生理和生長發(fā)育。因為夜間光合有效輻射幾乎為零，所以認為荷木樹干夜間液流是對白天消耗水分的補充。分析發(fā)現(xiàn)，荷木夜間

5、水分補充量除了4月份出現(xiàn)異常，較其他季節(jié)增加明顯，基本比較穩(wěn)定，雖然干季需要較長的水分補充時間，但總量較濕季并沒有明顯區(qū)別。水分補充量受環(huán)境因子影響并不明顯，主要是受樹形因子和生物量的影響，說明荷木本身結(jié)構(gòu)決定了儲存水的多少。此外，本實驗發(fā)現(xiàn)夜間水分補充量對日總蒸騰的貢獻，干季較濕季更明顯，說明在土壤水分含量較低時，儲存水對整樹蒸騰的緩沖作用顯得更重要。本實驗證明荷木在某些方面存在一定的水力補償效應(yīng)，例如，荷木葉面積：邊材面積(爿I／A