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植物通过光合作用吸收并固定能量,光合固碳过程与植物水分利用密切相关,并通过水分对有机同化物进行运输分配。竹类植物是典型的克隆植物,能够进行生理整合,即有机质资源、矿质养分及水分能够通过相连的地下茎在分株间进行传递。因此,竹子的光合特性、水分利用状况及内部生理整合对竹子的生长、繁殖以及资源利用等具有直接影响。雷竹(Phyllostachys violascens)出笋早且产量高,是优良的笋用竹种,在浙江地区栽培广泛。为了揭示雷竹水分利用及与环境因子的关系以及出笋期内部碳素分配变化规律,本研究以杭州市富阳区春建乡春建村的雷竹林为研究对象,开展了雷竹个体生物量模型构建,不同年龄雷竹光合日变化及不同季节雷竹瞬时水分利用效率、长期水分利用效率与环境因子的关系等方面的研究,并在雷竹样地内采用切鞭法设置不同分株数雷竹克隆系统,研究了雷竹出笋期个体不同器官的有机碳分布格局,主要研究结果如下:(1)试验地区平均单株雷竹地上部分生物量占总重的百分比为92.76%,地下部分生物量占总重的百分比为7.24%。雷竹平均单株不同器官生物量分配大小顺序为:秆(60.31%)>叶(18.28%)>枝(14.16%)>根(7.24%)。雷竹各器官生物量、整株生物量与胸径均呈极显著正相关关系。(2)不同年龄雷竹的光合特性研究结果表明:雷竹净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)均呈先升高后降低的“单峰”曲线变化且随年龄增加而降低,Pn峰值出现在12:00,且1年生竹(3.9466μmol·m-2·s-1)>2年生竹(2.7054μmol·m-2·s-1)>3年生竹(2.4648μmol·m-2·s-1);雷竹的水分利用效率(WUE)呈“双峰”曲线变化,日平均WUE为:1年生竹(3.99μmol·mmol-1)>3年生竹(3.68μmol·mmol-1)>2年生竹(3.07μmol·mmol-1);环境因子中间相关性分析表明,空气温度(Ta)、空气相对湿度(RH)、光合有效辐射(PAR)之间相关性显著,且RH随PAR、Ta增大而降低,影响不同年龄雷竹Pn的主要环境因子为PAR,其次为Ta;对1年生雷竹WUE最重要的影响因子为RH,而对2年生、3年生雷竹WUE最重要的影响因子为PAR。综上所述,1年生雷竹光合能力、蒸腾及耗水能力均显著高于2-3年生雷竹,而3年生雷竹具有较高的抗旱能力,因此,调整雷竹林的年龄结构,使1-3年生的雷竹在竹林结构中各占适当的比例,有利于提高雷竹林地的生产力。(3)不同季节雷竹的光合特性、水分利用效率及在不同天气状况条件下的雷竹茎秆液流研究结果表明:雷竹净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均为夏季高于冬季,且随雷竹年龄增加总体呈降低趋势。水分利用效率(WUEt)在冬季随雷竹年龄增加而降低,而在夏季则随雷竹年龄增加而升高,在冬季稳定碳同位素值(δ13C)随雷竹年龄增加而降低,夏季雷竹δ13C显著高于冬季,且随年龄增加而增大,即雷竹长期水分利用效率冬季随年龄增加而降低,夏季随年龄增加而增加,且夏季高于冬季。Pn、WUEt、Tr、δ13C总体来讲与环境因子间相关性显著,其中与土壤含水量呈负相关关系。雷竹茎秆液流呈昼夜节律性变化规律,且在晴朗天气变幅显著大于阴雨天气,液流与环境因子相关性分析结果显示,雷竹茎秆液流速率与环境因子中的空气温度、土壤温度、太阳总辐射呈极显著正相关,与空气相对湿度、土壤含水量呈极显著负相关。(4)雷竹出笋期不同器官有机碳分布变化规律的研究表明:雷竹分株不同器官有机碳含量差异显著,且在出笋期发生显著变化,覆盖雷竹林不同分株数克隆系统中,各器官有机碳含量在出笋前:枝>鞭>叶>秆>根,在出笋完成后:秆>鞭>叶>枝>根;雷竹不同器官有机碳含量在出笋期发生显著变化,其中枝、叶、鞭、秆有机碳含量呈先下降后上升趋势,根有机碳含量呈“N”型变化规律。未覆盖雷竹林在出笋前:枝(52.64%)>叶(47.18%)>秆(40.98%)>鞭(40.13%)>根(35.14%),在出笋完成后:枝(48.20%)>秆(47.84%)>叶(45.53%)>鞭(45.52%)>根(44.29%),枝、叶有机碳含量呈先下降后上升趋势,根、秆、鞭有机碳含量呈“N”型变化规律。覆盖及未覆盖条件下单株、多株系统雷竹分株各器官有机碳减少量均与出笋量成反比,随分株数量增加,出笋量增加,单株系统有机碳减少量大于多株系统,三株系统有机碳减少量大于双株系统,秆的有机碳减少量最大;未覆盖雷竹林双株系统中1年生雷竹各器官有机碳减少量大于2年生竹,三株系统中3年生雷竹各器官有机碳减少量大于1年、2年生竹。这些结果表明:出笋影响雷竹各器官有机碳分配格局,出笋时各器官间有机碳资源发生转移;各器官间源-汇关系发生变化,分株间有机碳资源存在整合共享,分株数量增加出笋量增加且多株系统内分株的损耗小于单株系统;分株年龄不同各器官出笋期有机碳减少量不同。