光照与水分梯度对六种木本植物幼苗的影响——阴暗与干旱存在交互作用吗?

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幼苗沿着资源梯度的成活与生长的种间差异,是控制植物群落结构和动态的关键因素;许多在温带和热带森林的研究显示:早期的成活和生长是实现林冠覆盖率的主要瓶颈;幼苗表现的种间差异对解释群落的结构和动态尤为重要。光照与水分是影响植物叶特征,调节植物生长与存活,并且决定植物在全球范围内分布的主要因素。物种应对光照和水分限制能力的差异,是控制群落结构和动态的关键特征,尤其是在重建期。幼苗是怎样对光照与水分梯度做出的功能响应?特定的干旱对幼苗生长的影响是在深度阴暗中强还是在高光照下更?这些知识对预测幼苗在特定微环境中的表现,了解干旱对幼苗更新的影响是很关键的。本文以温带森林常见树种朴树、黄连木、榔榆、柘、樟和海州常山的幼苗为研究对象,以室内盆栽试验的形式,对其施加3个光照梯度(100%光、20%光、5%光)和2个水分梯度(田间持水量的20-50%,田间持水量的75-100%),分析了两种因素对不同物种幼苗形态特征、生长特征、生物量积累及分配特征的影响,探讨了阴暗与干旱是否存在交互作用。论文主要得到以下研究结论:   (1)随着光照强度的增加,幼苗的株高、茎粗、总叶面积、总生物量、都显著增加,对根生物量的分配增加,而对叶生物量的根本减少;净同化速率随光强的增加有大幅度的升高,但叶面积比呈反方向变化,使得生物量相对累积速率以小于净同化速率的幅度随光强的增加而增大;比茎长随光强的减弱显著的增加。   (2)幼苗总叶面积随着光强的增大而增加,增加叶面积的方式可划分为3种类型:1)小叶片类型,以增加叶片数目为主导,如榔榆和柘;2)大叶片类型,以增加单叶面积为主导,以海州常山为例;3)中叶片类型,增加单叶面积和叶片数目同等重要,以黄连木、朴树和樟为例。   (3)土壤水分对6种木本植物幼苗的影响存在种间差异,土壤水分对海州常山的影响不大,对其它5种幼苗的影响较大。海州常山在城市美化、废弃地恢复、药物提取等各方面都是一种非常有潜力的树种,在今后海州常山幼苗的经营管理中,要注意光照强度的控制,而对于土壤水分则没有严格的要求。   (4)在干旱胁迫时,幼苗的株高、茎粗变小,生物量积累受到抑制,相对生物量累积速率降低;对根生物量的分配增强,加强对水分的吸收,叶片数目、叶片大小减小,以减小蒸腾面积,这是它们面对干旱采取的主要应对措施。   (5)幼苗的大多数特征都表明光照强度与土壤水分对其有显著的交互作用,干旱对6种植物幼苗形态特征、生物量特征的影响在100%光照强度的变化幅度最大,在20%光照强度的幅度较小,在5%光照强度下则很小,因此干旱处理在高光照时影响大而在深度阴暗时影响较小。  
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