春季物候对毛竹水分利用及新竹茎秆光合的影响

发布时间：2020-05-09 04:21

【摘要】：毛竹作为中国自然分布及人工栽培面积最大的竹种,具有重大的经济和生态价值。在春季,毛竹仅需3个月即可完成出土、高生长、抽枝及展叶。因而,此时期也被称为快速生长期。因为竹株被根鞭相连,老竹向新生竹的碳水转移被认为是新生竹重要的生长来源途径。但是碳水转移可能会对老竹,尤其是对那些在春季正处于换叶的老竹自身的碳水需求造成影响。另外,竹秆已被发现具有叶绿素,有光合的潜力。然而,新生竹自身竹秆光合对高生长的影响并没有得到验证。在快速生长期前中后,新生毛竹对水分和碳水化合物的获取方式以及不同龄级竹株的水碳分配对探索毛竹快速生长机理至关重要。本研究以浙江省杭州市临安区浙江农林大学平山实验基地的毛竹纯林为研究对象。在新竹快速生长期(2018年4月6日—2018年6月30日)采用Granier热消散式探针(TDP)法对样地内不同年龄成竹液流密度进行测量。同时在当年生新竹的高生长末期及其展叶期连续监测其茎秆液流密度和光合作用强度。由此探究春季物候期的毛竹林水分利用和分配特征以及新竹茎秆的碳水协同现象。研究结果表明:(1)不同年龄成竹在春季物候期的水分利用呈现独特的动态变化特征:以老竹换叶为标志的春季物候Ⅰ期(PeriodⅠ)和春季物候Ⅱ期(PeriodⅡ),不同年龄竹子的水分吸收量现二年生成竹一年生成竹三年生成竹,且在春季物候Ⅱ期的中期,一年生成竹水分利用开始显著上升,并在末期接近二年生成竹;以新竹展叶为标志的新竹展枝期(PeriodⅢ)、新竹展叶期(PeriodⅣ)和新竹展叶后期(PeriodⅤ),不同年龄竹子的水分利用呈现一年生成竹二年生成竹三年生成竹,且在三个时期中,一年生成竹的水分利用能力不断提升,二年生成竹不断下降,三年生成竹基本保持不变。(2)成竹水分利用能力受到土壤湿度、光照强度、水汽压亏缺等环境因子的影响。在土壤水分充足的条件下,成竹的水分利用主要受到光合作用和水汽压亏缺的双重影响。(3)成竹水分利用也受年龄的影响。对于存在相同换叶生理的一年生与三年生成竹而言,年龄是导致他们水分利用差异的最主要原因。毛竹由于不存在形成层,导致其茎秆组织细胞无法通过次生长更新。因此随着年龄的增长,茎秆内的水分传导组织活性逐渐减弱。(4)新生毛竹茎秆能够进行光合作用,为自生生长提供部分碳水化合物。但是在不同时期,茎秆光合作用强度相差较大。在展枝展叶前期,茎秆光合作用强度是展枝展叶后的10倍。主要是在展枝展叶前,新竹只有茎秆能够进行光合作用,因此在该时期茎秆充分发挥其光合能力进行碳同化。而展枝展叶后,新竹的叶片取代茎秆成为主要的光合组织,可能导致其对茎秆光合的依赖减小,最终使得茎秆光合作用强度减弱。(5)新生毛竹茎秆光合作用与光照强度、大气相对湿度、茎秆温度、茎秆液流密度都有较强的相关性。其中与光照强度和茎秆温度始终为显著正相关,与大气相对湿度为显著负相关,与茎秆液流密度的相关性在不同时期呈现完全相反的情况。在新竹展枝展叶前期,新竹液流格型与正常成竹的液流格型完全相反,相关性分析为显著负相关。原因可能是,由于新竹无法通过叶片的蒸腾作用拉动茎秆液流,而成竹由于自身进行较强的蒸腾作用消耗大量的水分导致其白天供应给新竹的水分较小;而在夜间,成竹蒸腾微弱,可能使竹林能够在夜间为新竹提供大量水分,导致新竹夜间液流较大。而在新竹展枝展叶后,茎秆内的液流密度与其光合作用呈强正相关。
【图文】：

物候期(A)新竹的发芽和(B)成竹的换叶特征

春季物候对毛竹水分利用及新竹茎秆光合的影响

样地的光量子通量密度(PPFD)、平均水汽压亏缺(VPD)、日平均土壤含水量和不同年龄成竹日蒸腾贡献(比值)在5个物候期的情况
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S795.7

【参考文献】