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樟树生理生态特性及其林分生物产量的研究

闫文德

  樟树(Cinnamomum camphora(L.)Presl)是我国特产珍贵用材和经济树种,也是我国亚热带常绿阔叶林的主要组成树种之一,对亚热带常绿阔叶林的结构功能维护及生物多样性保护起着重要作用。由于亚热带人工林大多以针叶林为主,结构的单一化使该区森林生态系统变得十分脆弱,对区域环境的生态安全构成严重威胁,因此,营造一定面积生态林,改善亚热带地区的生态环境势在必行。本文采用Li-6400P光合作用测定系统和ZENO-2000TE树干蒸腾测定系统,结合野外试验和室内分析方法对樟树的光合特性、蒸腾特性等生理生态特性以及群落小气候特性、生物产量、生物净第一性生产力和生长潜力的估算进行了研究。主要研究内容有:樟树的净光合速率日变化有明显的“午休”现象。生长季节最大净光合速率可达18.370μmolCO_2·m~(-2)·s~(-1),最低值为2.0μmolCO_2·m~(-2)·s~(-1)左右。在空间尺度上,上部和中部叶片的净光合速率日变化为双峰曲线,两个峰值分别出现在12:00和14:00时,下部叶片的净光合速率上午8:00-10:00呈直线上升趋势,10:00-16:00时段出现一个平台期,净光合速率最大值出现在下午的15:00左右,为4.65μmolCO_2·m~(-2)·s~(-1),平台期变化率30%左右,日平均为2.583μmolCO_2·m~(-2)·s~(-1),分别是上部和中部叶的33.08%和33.35%。阴天净光合速率日变化为单峰曲线,峰值出现在12:00前后。净光合速率的季节性变化为双峰曲线,峰值分别出现在6月和9月,不同层次的叶片光合作用的季节性差别都较为明显。上部叶片的光饱和点为1250±50μmol·m~(-2)·s~(-1),中部叶的光饱和点为800±50μmol·m~(-2)·s~(-1),下部叶片光饱和点为700±50μmol·m~(-2)·s~(-1)。各部位叶光补偿点约为50μmol·m~(-2)·s~(-1)。上部叶和中部叶的CO_2饱和点都为1000μmolCO_2·mol~(-1);下部叶为400μmolCO_2·mol~(-1)。各部位CO_2补偿点为50μmolCO_2·mol~(-1)左右。影响樟树叶片净光合速率的因素有气孔导度(Cond)、胞间CO_2浓度(Ci)、叶面水分亏缺(Vpdl)、气温(Tair)、叶面温度(Tleaf)、相对湿度(RH)和光合有效辐射(PARi)等生理生态因子。CO_2浓度倍增对叶片的净光合速率有抑制作用,且CO_2浓度的升高对气孔本身不会产生多大影响。树冠中下部叶片对光强的增加较为敏感,当光强超过光饱和点范围时会出现不同程度的光抑制,具有耐荫性的特点。樟树叶片蒸腾速率日变化5月和7月表现为单峰型曲线,峰值出现在中午14:00左右,上部和中部叶片蒸腾速率变化剧烈,变幅较大,下部叶变化平缓,在9月份,10:00-14:00树冠各部位叶片的蒸腾速率都出现一个平台期。在整个生长季节中叶片的蒸腾速率最高达到6.72mmol·m~(-2)·s~(-1)。各部位叶片日平均蒸腾速率值有差异,5月和9月日平均蒸腾速率大小顺序为:上部叶>中部叶>下部叶;7月份为:中部叶>上部叶>下部叶。在个体水平上,樟树蒸腾速率的日变化曲线也为单峰型,晴天和阴天高峰值出现在中午14:00时,雨天峰值出现在16:00时,最低值都出现在早晨6:00时。日平均蒸腾速率大小依此为:晴天>阴天>雨天。在博士学位论文:樟树生理生态特性及其林分生物产量的研究不同的物候期内,日平均蒸腾速率为:叶盛期>叶衰期>换叫-期。蒸腾速率季节变化表现为单峰曲线,6月蒸腾速率较高,上部叶月平均蒸腾速率为3.72 M。I·mI·宁’,中部叶为2.31mmOI·m’2·5”’,卜部*0为2.93***1,m一三·S一’*除了7月份中部叶的月平均蒸腾速率人下上部夕,在整个生K季V,树冠中、卜部叶的月平均蒸腾速率都小丁上部,全年观测日平均蒸腾速率上部叶为 2.30mmOI·_”入S“’,中部n-为 1.79 ffiffiol·_”·S“’,厂部叶为 l.66 imOI·m”人S“’。在个体水平上月平均蒸腾速率的季节变化复杂,3月份最低,6月份最高。对樟树叶片蒸腾速率贡献较人的生理生态冈于有队m、hnd、Vpdl和兀汀,尤其是Mm对上部叶片的蒸腾速率贡献较中、卜部人。个体水平上,蒸腾速率的影响冈于主耍是气温、各层辐射和十壤温度。水分利川效率(WUE)日变化除了上部D]在 5月和 7月高峰值出在 10:00左心外,其它不同时期不同部位的川片的**E从8:co到16力o都呈现出卜降趋势:比较不同层次叫片的水分利川效率,s月份和9月份为:卜部叶>上部时>中部叶;7月份:卜部叶>中部叶>上部阶;·:叫片水分利川效率与各生理生态贝于的相关系数人小顺序排列为:上部川:Cz>h5>>引>>f>PARi>Vpd卜卜H>COOd;中部叫:T&iF> TI>>f>PARi>Ci>RH>COnd>Vpdl;卜部叶:Ci>Teaf>兀卜Cond>V叩卜RH>PA R 5 O不同季节不同梯度辐射通量的日变化都表现出以中午为最高点的单峰变化趋势:全年树冠N挣辐射和冠上总辐射呈现出同步变化趋势。全光照条件卜不同季节的气温日变化也?现出单峰变化趋势,峰值出现在15:00-17:00时;各时段冠卜气温都略低丁冠上气温,其中川盛期差异最人,叶衰期次之,换叶期差异最小。林内相对湿度的变化与辐射、温度的变化趋势相反,全年中林内主气相对湿度的日变化均呈“U”型……   
[关键词]:樟树;光合特性;蒸腾特性;森林小气侯;生物产量
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中南林学院2003年