全 文 ：第 ws卷 第 x期
u s s w年 | 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
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不同土壤水分状况对刺槐的生长及
水分利用特征的影响
杨建伟
k南阳师范学院 南阳 wzvsytl
梁宗锁 韩蕊莲
k中国科学院水土保持研究所 杨凌 ztutssl
摘 要 } 在适宜土壤水分 !中度干旱和严重干旱 v种土壤水分条件下研究了刺槐苗木生长及水分利用特征 ∀结
果表明 }随着土壤含水量的下降 o刺槐叶水势 !叶含水量 !生长速率 !光合速率及单叶水分利用效率k ΩΥΕl均显著下
降 ~在整个生长季中刺槐枝条快速生长和干物质增加主要集中在 w ) y月份 ~适宜水分下总耗水量和总生物量均为
最高 o但总水分利用效率在中度干旱时为最高 ~刺槐最高耗水月 !最高耗水日和一天中最高耗水时间段在 v种土壤
水分下均有差异 o在中度干旱和严重干旱下的最高耗水日出现的时间比适宜水分下的最高耗水日滞后一个月以
上 ∀刺槐的最大耗水月在 v种土壤水分下均在 z月份 ~刺槐日耗水进程在生长季多数月份呈单峰曲线 oz月份多呈
双峰曲线 ∀刺槐属于耐旱性强的高耗水树种 ∀根据刺槐的生长及耗水特点 o刺槐不适宜大面积栽植在黄土高原缺
水地区 o仅适合栽植在阴坡 !沟渠等土壤水分条件较好的立地上 ∀
关键词 } 刺槐 o耗水 o土壤水分 o生长
中图分类号 }≥zt{1wv 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusswlsx p ss|v p sy
收稿日期 }ussw p sw p t| ∀
基金项目 }中国科学院知识创新基金kŽ≤÷t p syl和国家自然科学基金k|svsussxl ∀
Χηαραχτεριστιχσ οφ Γροωτη ανδ Ωατερ Υσε οφ Ροβινια πσευδοαχαχια
υνδερ ∆ιφφερεντ Σοιλ Ωατερ Χονδιτιονσ
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k Νανψανγ Νορµαλ Χολλεγε Νανψανγwzvsytl
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kΙνστιτυτε οφ Σοιλανδ Ωατερ Χονσερϖατιον o ΧΑΣ Ψανγλινγztutssl
Αβστραχτ} °²·¦∏¯·∏µ¨ ¬¨³¨µ¬°¨ ±·¶º¨ µ¨ ¦²±§∏¦·¨§·²¬±√¨ ¶·¬ª¤·¨·«¨ ¦«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦¶²©ªµ²º·«¤±§º¤·¨µ∏¶¨ ²© Ροβινια πσευ2
δοαχαχια ∏±§¨µ§¬©©¨µ¨±·¶²¬¯ º¤·¨µ¦²±§¬·¬²±¶oº«¬¦«º¨ µ¨ ¶∏¬·¤¥¯¨¶²¬¯ º¤·¨µ¦²±§¬·¬²±o °¨ §¬∏°¶²¬¯ º¤·¨µ¶·µ¨¶¶¤±§¶¨µ¬²∏¶¶²¬¯
º¤·¨µ¶·µ¨¶¶q ׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤· Ρ q πσευδοαχαχια ¯¨ ¤© º¤·¨µ³²·¨±·¬¤¯ o¯¨ ¤©µ¨ ¤¯·¬√¨ º¤·¨µ¦²±·¨±·o °¨ ¤± µ¤·¨ ²©¶«²²·
ªµ²º·«o³«²·²¶¼±·«¨·¬¦µ¤·¨¤±§º¤·¨µ∏¶¨ ©¨©¬¦¬¨±¦¼ k ΩΥΕl²©¶¬±ª¯¨¯¨ ¤©¤¯¯§¨¦µ¨¤¶¨§¶¬ª±¬©¬¦¤±·¯¼ º¬·«§¨¦µ¨¤¶¬±ª²©¶²¬¯ °²¬¶2
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·¬²± ¤±§¥¬²°¤¶¶²© Ρ q πσευδοαχαχια ∏±§¨µ¶∏¬·¤¥¯¨¶²¬¯ º¤·¨µ¦²±§¬·¬²± º¨ µ¨ ¤¯¯·«¨ «¬ª«¨¶·o¼¨·º¤·¨µ∏¶¨ ©¨©¬¦¬¨±¦¼ º¤¶·«¨
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º¤·¨µ¦²±§¬·¬²±¶qŒ±ªµ²º·«¶¨¤¶²±o Ρ q πσευδοαχαχιᶫ²º¨ §¤¶¬±ª¯¨³¨¤®¬± ³«²·²¶¼±·«¨·¬¦µ¤·¨¤±§·µ¤±¶³¬µ¤·¬²±µ¤·¨¬±·«¨ §¬2
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Κεψ ωορδσ} Ροβινια πσευδοαχαχιαo • ¤·¨µ¦²±¶∏°³·¬²±o≥²¬¯ º¤·¨µ¦²±§¬·¬²±¶oŠµ²º·«
刺槐k Ροβινια πσευδοαχαχιαl是我国三北地区的主要防护林树种 o尤其是黄土高原地区主要造林树种 ∀但
在我国北方 o特别是在西北的干旱 !半干旱地区刺槐只能够依靠当年降雨和灌溉维持生长 o在没有灌溉条件
的地方 o刺槐生长受到严重的抑制 o在黄土高原出现了大面积的 /小老树0 o加上刺槐对水分需要量大k韩蕊
莲等 ot||wl o经过多年生长后 o林下形成了极其严重的/土壤干层0 ∀关于黄土高原刺槐林的研究有很多报道
k郭小平等 ot||{ ~卫三平等 ousst ~魏天兴等 ot||{ ~田晶会等 oussu ~王克勤等 oussul o但多数为定性和半定性
研究 o目前还不能全面地了解刺槐在不同立地条件下的生长 !水分利用特性和抗旱适应性 o而在黄土高原现
有的刺槐林中 o有相当大面积的林分当初是以绿化为目的而营造的 o较少顾及生产力问题和当地的水分循环
问题k孙长忠 ousss ~孙长忠等 ousstl ∀为此 o以黄土高原已经大面积造林的刺槐为试验材料 o利用陕北黄土
高原的黄绵土 o在盆栽条件下控制土壤水分含量 o模拟该树种生存的土壤水分条件 o探讨在不同土壤水分下
该树种的生长 !水分利用特征及抗旱性 o目的是将刺槐营造在更适宜的生长环境中 ∀
t 材料与方法
111 试验材料与处理
由中国科学院安塞生态试验站提供 t ¤生的刺槐实生苗 ∀采用安塞生态站的黄绵土 o田间持水量为
ut1x h o盆栽条件下对刺槐分别设置 v个供水水平 }适宜水分 !中度干旱 !严重干旱 o即分别是土壤持水量
kΗ©l的 zs h !xx h !ws h o各处理分别设置 tx ∗ us盆重复 o每盆栽植 v ∗ w株苗 o待成活后选择大小基本一致的
苗木保留 u株 o各苗木于 usst年 v月 y日植入口径 vs ¦° !高 xs ¦°的生长钵内 ∀栽培盆放置于中国科学院
水土保持研究所的可移动模拟干旱防雨棚内 o雨天用防雨棚遮雨 o晴天露地生长 ∀从移栽次日开始 o每天定
时用电子秤k最大称量 tx ®ªo最小感量 x ªl称重控制土壤含水量 o并加水补充其蒸腾损失 o为排除土壤蒸发
用塑料薄膜覆盖盆面裸土 ∀每次用量杯记录加水量 o整个试验持续至 ts月中旬结束 o历时 uts §∀
112 测定项目及方法
t1u1t 水分状况与水分利用率k ΩΥΕl的测定 叶片水势k 7 ºl 用小液流法测定 }每月选择晴朗天气 o于上
午 | }ss采样 o并迅速带回实验室 o每样重复 v次测定 ~叶片含水量k ΡΩΧl }选取功能叶用烘干称重法测定 o并
将叶片干重计入总生物量增量中 ~单叶 ΩΥΕ €光合速率k Π±lΠ蒸腾速率k Τρl ~总 ΩΥΕ €生长季生物量增量Π
生长季耗水总量 ∀
t1u1u 光合速率k Π±l和蒸腾速率k Τρl的测定 在 | }ss每处理选用功能叶 x ∗ y片 o用 ¬¦²µ2ywss型便携式
光合仪测定 ∀
t1u1v 生长测定 新生枝条生长速率 }每隔 tx §定时用 °°刻度尺定位测量新生枝条长度的变化 o计算单
位时间的生长速率 ~干物质月增量的测定 }移栽后每月选取有代表性枝条烘干称重 o并同时将枝条干重计入
总生物量 o然后对整株新生枝条进行测算 o生长季生物量增量为试验结束时苗木的总干重减去栽前干重 ∀栽
前干重的测定是选取与将要移栽的苗木大小一致的苗木 ts株 o烘干称重 o取其平均值 ∀
t1u1w 耗水量的测定 每天定时称盆重 o在排除土壤蒸发和苗重增量后 o以盆重减少量为树种日耗水量 o并
加水补充至设定土壤含水量 ~月耗水量以当月每日耗水量的总和计算 ~总耗水量为整个生长季每天加水量与
移栽苗木之前和起苗后土壤含水量变化之和 ~耗水日进程采用称重法测定 o从早上 z }ss到下午 t| }ss o每隔
u «称盆重 t次 o以盆重减少量为树种在该时间段内的耗水量 o并同时加水补充至设定土壤含水量 ∀
u 结果与分析
211 土壤水分对刺槐叶 7 ω 及叶片组织含水量的影响
由图 t可以看出 o刺槐在 v种土壤水分条件下 o叶水势和叶含水量均有不同程度的下降 o但随干旱程度
的加剧及胁迫时间延长 o刺槐叶水势和叶含水量降低显著 ∀至胁迫 tu| §时 o与适宜水分下水势k p t1t °¤l
相比 o严重干旱下叶水势k p u1z °¤l下降了 twx1x h k图 t¤l o叶含水量kxy1{ h l与适宜水分下叶含水量
kyu1s h l相比下降 {1v| h k图 t¥l ~此时在中度干旱下刺槐叶水势k p t1z °¤l下降了 xw1x h o叶含水量
kx|1v h l仅下降了 w1vx h ∀说明土壤水分含量对刺槐叶水势的影响明显高于对叶含水量的影响 ∀
212 土壤水分对刺槐枝条生长速率和月干物质增量的影响
在整个生长季刺槐的枝条生长量k图 u¤l在 v种土壤水分条件下 o均表现出 ≥形年周期现象 ~其生长速率
和干物质月净增量k图 u¥l均表现为适宜水分下最高 o严重干旱下最低 ~在整个生长季中刺槐枝条快速生长
集中在 w ) y月 o干物质增加主要集中在 x ) y月 oz月以后枝条生长和干物质积累基本停止 o除了适宜水分下
w| 林 业 科 学 ws卷
图 t v种土壤水分下刺槐叶片水势及含水量的变化
ƒ¬ªqt ≤«¤±ª¨¶²© º¤·¨µ³²·¨±·¬¤¯ ¤±§º¤·¨µ¦²±·¨±·²© Ρ qπσευδοαχαχια
¯¨ ¤©∏±§¨µ§¬©©¨µ¨±·¶²¬¯ º¤·¨µ¦²±·¨±·¶
的干重在 {月份略有上升外 o其余
干重增加量 z月以后逐渐下降 ∀在
整个生长季中 o与适宜土壤水分条
件相比 o在中度干旱下刺槐枝条生
长量下降 uz1{ h o干重下降 uy1w h ~
在严重干旱下刺槐枝条生长量下降
vy1t{ h o干重下降 yy1{x h ∀可以
看出 o在严重干旱条件下刺槐枝条
生长和干重净增量下降幅度非常显
著 ∀此结果也许可以解释黄土高原
现有的刺槐人工林存在生产力低下
的原因 ∀
213 土壤水分对刺槐光合速率 !蒸
图 u v种土壤水分下刺槐枝条生长速率及生物量增量
ƒ¬ªqu Šµ²º·«µ¤·¨ ¤±§¥¬²°¤¶¶¬±¦µ¨° ±¨·²© Ρ qπσευδοαχαχια
∏±§¨µ§¬©©¨µ¨±·¶²¬¯ º¤·¨µ¦²±·¨±·¶
腾速率及单叶水分利用率( ΩΥΕ)的
影响
植物的生长速率与光合作用密
切相关 o许多研究证实干旱胁迫能
使光合速率下降 o但不同树种下降
程度不同 o从而表现出不同的抗旱
性k吴林等 ot||y ~蒋高明等 ot||| ~阮
成江等 ousssl ∀利用 ¬¦²µ2ywss型便
携式光合仪测定刺槐在 v种土壤水
分下的光合速率和蒸腾速率 o依此
计算刺槐的单叶 ΩΥΕ o以生长初期
kx月 ts日l !中期kz月 vt日l和末
期k|月 tx日l为例列表k表 tl o从测
定结果可以看出 o随着土壤含水量的下降 o刺槐的光合速率 !蒸腾速率也随着下降 o即在严重干旱下刺槐的光
合速率和蒸腾速率均为最低 ∀有研究证明土壤干旱会导致光合速率 !蒸腾速率均下降 o从而使单叶 ΩΥΕ升
高k严昌荣等 ot||{ ~蒋高明等 ot||| ~⁄¤°¨ ¶¬± ετ αλqot||zl ∀从对刺槐的测定结果来看 o刺槐在单叶水平上的
ΩΥΕ则并不遵循此规律 o随土壤水分含量的下降 o刺槐光合速率下降明显 o但由于蒸腾速率下降较少 o因此
利用 Π±ΠΤρ计算的单叶水平上的 ΩΥΕ均为适宜水分下最高 o在严重干旱下最低 ∀这种瞬间测定的 ΩΥΕ与
最终以总生物量增量Π总耗水量计算的 ΩΥΕ并不一致k后者的计算更准确可靠l o认为以单叶水平所测定的
瞬间 ΩΥΕ作为水分利用率指标还须慎重 ∀
表 1 3 种土壤水分下刺槐生长初期 !中期和末期光合速率( Πν) !蒸腾速率 ( Τρ)及单叶 ΩΥΕ的比较 ≠
Ταβ . 1 Χοµ παρισον οφ νετ πηοτοσψντηετιχ ρατε( Πν) , τρανσπιρατιον ρατε( Τρ) ανδ ωατερ υσε εφφιχιενχψ( ΩΥΕ) οφ
Ρ . πσευδοαχαχια λεαφ υνδερ διφφερεντ σοιλ ωατερ χοντεντσ ον Μαψ 10 , ϑυλψ 31 ανδ Σεπτεµ βερ 15
土壤含水量
≥²¬¯ º¤·¨µ
¦²±·¨±·
生长初期
∞¤µ¯¼ ¶¨¤¶²± ²©ªµ²º·«
kx月 ts日 ¤¼ tsl
生长中期
 §¨¬∏° ¶¨¤¶²± ²©ªµ²º·«
kz月 vt日 ∏¯¼ vtl
生长末期
¤·¨ ¶¨¤¶²± ²©ªµ²º·«
k|月 tx日 ≥ ³¨·¨°¥¨µtxl
Π±ΠkΛ°²¯
#°pu¶ptl
ΤρΠk°°²¯
#°pu¶ptl
ΩΥΕ
k Π±ΠΤρl
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k Π±ΠΤρl
Π±ΠkΛ°²¯
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ΤρΠk°°²¯
#°pu¶ptl
ΩΥΕ
k Π±ΠΤρl
zs h Η© y1x{¤„ u1uy¤„ u1|t¥… t{1x„ u1v|¤„ z1zw¤„ x1us¤„ u1ux¤ u1vt¤„
xx h Η© y1tz¤„ u1ty¤„ u1{x¤„ tw1t|¥… u1uy¤„ y1u{¥… w1z¥… u1tw¤ u1us¤„…
ws h Η© x1z{¤„ u1uu¤„ u1y¥… tu1|t¥… u1tx¤„ y1st¥… v1zx¦≤ u1su¤ t1{x¥…
≠相同字母示差异不显著 ~小写示 Α€ s1sx水平 o大写示 Α€ s1st水平 k≥≥• 检验l ∀ ׫¨ ¶¤°¨ ¯¨ ·¨µ¬±§¬¦¤·¨¶¬±¶¬ª±¬©¬¦¤±·§¬©©¨µ¨±¦¨ ~≥°¤¯¯ ¯¨ ·¨µ
° ¤¨±¶Α€ s1sx o¦¤³¬·¤¯ ¯¨ ·¨µ°¨ ¤±¶Α€ s1st k≥≥• ·¨¶·l q下同 ׫¨ ¶¤°¨¥¨ ²¯º q
x| 第 x期 杨建伟等 }不同土壤水分状况对刺槐的生长及水分利用特征的影响
21 4 土壤水分对刺槐的日耗水量 !月耗水量及各月耗水日进程的影响
u1w1t 土壤水分对刺槐的日耗水量 !月耗水量影响 水分是决定树种选择和影响树种生长的主要限制因
子 o不同树种或者同一树种在不同土壤水分下其耗水量有差异 o研究与分析刺槐的耗水与需水规律 o对于调
控水分关系 !解决水分供需具有重要的意义 ∀从表 u可以看出 o在 v种土壤水分下 o刺槐的最高耗水日分别
在 z月 x日 !{月 y日和 {月 tt日 o在中度干旱和严重干旱下的最高耗水日出现的时间比适宜水分下的最高
耗水日延后一个月以上 ∀在适宜土壤水分下刺槐的日平均耗水量是中度干旱和严重干旱下耗水量的 t1w{
倍和 u1|v倍 ∀刺槐在 v种土壤水分下均于 {月上旬达到最高旬耗水量 o而最高月耗水量均在 z月份 ∀
表 2 3 种土壤水分下刺槐最高日 !旬 !月耗水量和平均日耗水量的比较
Ταβ . 2 Χοµ παρισον οφ ηιγηεστ ωατερ χονσυµ πτιον ιν ονε δαψ, τεν−δαψ ανδ ονε µ οντη , ανδ αϖεραγε δαιλψ ωατερ χονσυµ πτιον οφ
Ρ . πσευδοαχαχια υνδερ διφφερεντ σοιλ ωατερ χοντεντσ
土壤含水量
≥²¬¯ º¤·¨µ
¦²±·¨±·
最高日耗水量
‹¬ª«¨¶·º¤·¨µ¦²±¶∏°³·¬²±
²±¨ §¤¼Π®ªk日期 ⁄¤·¨l
最高旬耗水量
‹¬ª«¨¶··¨±p§¤¼ º¤·¨µ
¦²±¶∏°³·¬²±Π®ªk日期 ⁄¤·¨l
最高月耗水量
‹¬ª«¨¶·°²±·«¯¼ º¤·¨µ
¦²±¶∏°³·¬²±Π®ªk日期 ⁄¤·¨l
平均日耗水量
„√ µ¨¤ª¨ §¤¬¯¼ º¤·¨µ
¦²±¶∏°³·¬²±Π®ª
zs h Η© s1vzz„ksz p sxl u1|tz„ k{月上旬 ׫¨ ©¬µ¶··¨± §¤¼¶¬± „∏ªql z1||s„kz月 ∏¯¼l s1ttz„
xx h Η© s1vtu…ks{ p syl u1uvz…k{月上旬 ׫¨ ©¬µ¶··¨± §¤¼¶¬± „∏ªql x1yzu…kz月 ∏¯¼l s1sz|…
ws h Η© s1usz≤ks{ p ttl t1xzz≤k{月上旬 ׫¨ ©¬µ¶··¨± §¤¼¶¬± „∏ªql v1zxw≤kz月 ∏¯¼l s1sws≤
从表 v看出 o刺槐在 v种土壤水分下的月耗水高峰在 y ) {月 o这 v个月的耗水量占总耗水量的 |s h以
上 oz月份达到月耗水最高值 ∀在整个生长季中 ov ) w月 !| ) ts月耗水处于低水平 o这与 v ) w月份枝条尚未
伸展 o| ) ts月份气温低 !生理功能衰退有关 ∀刺槐在 v种土壤水分下其日耗水量 !月耗水量差异显著 o均表
现为适宜水分下最高 o严重干旱下最低 ∀表明土壤水分含量与树种的耗水量呈正比关系 ∀
表 3 3 种土壤水分下刺槐逐月耗水量的比较
Ταβ . 3 Χοµ παρισον οφ ωατερ χονσυµ πτιον εϖερψ µοντη οφ Ρ . πσευδοαχαχια υνδερ διφφερεντ σοιλ ωατερ χοντεντσ ®ª
土壤含水量
≥²¬¯ º¤·¨µ
¦²±·¨±·
v月
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w月
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x月
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zs h Η© s1tx{„ s1w|t„ w1wzx„ y1yvv„ z1||s„ z1x|w„ v1{zu„ u1wws„
xx h Η© s1swx… s1v{t… v1uxu… w1{t|… x1yzu… x1vuw… u1{t|… t1y{s…
ws h Η© s1sww≤ s1su{≤ u1ts{≤ v1vv{≤ v1zxw≤ v1ywu≤ t1zwy≤ t1sy|≤
u1w1u 不同土壤水分下刺槐各月的耗水日进程 从 x月树叶完全展开到 ts月上旬落叶前为止 o在每月选
晴朗无云的天气 o对刺槐的日耗水进程进行跟踪测定 o其测定结果见图 v }在 x ) |月的各月中 o刺槐在不同
的测定日 o其日耗水动态有差异 ∀x月份k图 v¤l在适宜水分下 tt }ss ) tx }ss为耗水高峰 oty }ss以后逐渐下
降 o在中度干旱下刺槐的耗水高峰在 tt }ss ) tv }ss o在严重干旱下耗水高峰不明显 o可以看出土壤水分含量
越高 o耗水高峰持续的时间就越长 ~y月份 k图 v¥l 与 x月份相比日耗水高峰提前 t ∗ u «ots }ss ) tu }ss为耗
水高峰 ~z月份k图 v¦l o在适宜水分和中度干旱下刺槐日耗水进程为双峰曲线 ou个耗水高峰分别在 tu }ss
左右和 ty }ss左右 o在严重干旱下刺槐日耗水呈单峰曲线 o峰值在 tv }ss左右 ~{月份k图 v§l和 |月k图 v l¨的
耗水日变化与 z月日耗水明显不同 o在适宜水分和中度干旱下刺槐日耗水进程为单峰曲线 o其耗水高峰在
tw }ss左右 o在严重干旱下刺槐的日耗水显著低于适宜水分和中度干旱下日耗水量且无峰值出现 ∀上述结
果可以看出 o刺槐在同一土壤水分条件下的不同的测定日其日耗水高峰出现的时间段不同 o而在同一测定日
中 ov种土壤水分下刺槐耗水日进程不同 o随着土壤水分含量的变化 o其耗水高峰出现的时间段不同 ∀
215 土壤水分对刺槐根系干重 !根冠比 !总生物量 !总耗水量及总水分利用率的影响
根系的生长是反映植物忍耐干旱胁迫的一个重要的指标 o从表 w可以看出 o随着土壤含水量的下降 o刺
槐在整个生长季中根干重 !茎叶干重下降显著 ∀其根干重和茎叶干重均表现为适宜土壤水分下最高 o严重干
旱下最低 o但根冠比却是在严重干旱下最高 o适宜水分下最低 o每 v种处理之间的差异性均达到极显著水平 o
表明在干旱胁迫下刺槐根的生长和茎叶生长受到显著抑制 o但茎叶生长受到的影响比根大 ∀在适宜水分的
y| 林 业 科 学 ws卷
图 v v种土壤水分下刺槐在各月的耗水日变化
ƒ¬ªqv ׫¨ §¤¬¯¼ √¤µ¬¤·¬²± ²©·«¨ º¤·¨µ¦²±¶∏°³·¬²± ²© Ρ qπσευδοαχαχια ∏±§¨µ§¬©©¨µ¨±·¶²¬¯ º¤·¨µ¦²±·¨±·¶©µ²° ¤¼·² ≥¨ ³·¨°¥¨µ
总耗水量分别是中度干旱和严重干旱下的 t1w|倍 !u1|v倍 o在适宜水分下总生物量分别是中度干旱和严重
干旱下的 t1vy倍 !v1uw倍 ∀方差分析其差异性均达极显著水平 ∀刺槐总耗水量和总生物量的高低和土壤水
分含量之间密切相关 ~但刺槐的总水分利用率则为中度干旱时最高 o严重干旱下最低 o与韩蕊莲等kt||tl对
沙棘k Ηιπποπηαε ρηαµνοιδεσ¶∏¥¶³q σινενσισl的研究结果相一致 ∀
表 4 在生长季不同土壤水分含量下刺槐单株根冠比 !总生物量增量 !总耗水量及总水分利用率的比较
Ταβ .4 Χοµ παρισον οφ ροοτ το σηοοτ ρατιο , τοταλ βιοµ ασσινχρεµεντ ,τοταλ ωατερ χονσυµ πτιον ανδ τοταλ ωατερ υσε εφφιχιενχψ οφ
Ρ . πσευδοαχαχια σινγλε τρεε υνδερ διφφερεντ σοιλ ωατερ χοντεντσιν γροωτη σεασον
土壤含水量
≥²¬¯ º¤·¨µ
¦²±·¨±·
根系生物量
•²²·¥¬²°¤¶¶Πª
地上生物量
…¬²°¤¶¶¤¥²√¨
ªµ²∏±§Πª
根冠比
• ²²··²
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总生物量增量
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总耗水量
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总水分利用率
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v 结论与讨论
叶水势是反映植物缺水最敏感的指标之一 o叶含水量则可以直接反映植物体内的水分状况 ∀韩蕊莲等
kt||tl证明随土壤含水量的下降 o沙棘叶水势和叶含水量下降明显 ∀顾振瑜等kt|||l提出随水分胁迫加深
元宝枫kΑχερτρυνχατυµl叶水势显著降低 o并证明元宝枫具有低水势的耐旱特征 ∀本研究表明 o土壤含水量对
刺槐叶水势和含水率有显著影响 o随胁迫时间延长刺槐叶水势和叶含水量均不同程度的下降 o但在严重干旱
下下降幅度最大 ∀比较 v种土壤水分条件 o刺槐在中度干旱和严重干旱下 o虽然叶水势下降明显 o但叶含水
量保持在较高水平 o在中度干旱下 o刺槐苗木的生长未受到显著抑制 o在严重干旱条件 o没有出现永久萎蔫现
象 o表现出很强的耐旱性 o因此与耐旱性强的沙棘相比k李丽霞等 oussul刺槐同样具有低水势的耐旱特征 ∀
树种耗水量受土壤含水量变化的影响 o韩蕊莲等kt||wl证明柠条k Χαραγανα µιχροπηψλλαl !沙棘 !刺槐 !杨
树 !油松k Πινυσταβυλαεφορµισl !侧柏k Πλατψχλαδυσ οριενταλισl的耗水量在适宜土壤水分下kzs h土壤持水量l各不
z| 第 x期 杨建伟等 }不同土壤水分状况对刺槐的生长及水分利用特征的影响
相同 o并且提出刺槐和杨树属高耗水树种 o与低耗水树种k沙棘 !侧柏 !油松l之间差异达 w ∗ x倍 ∀本试验显
示 o刺槐耗水量也明显受土壤水分的影响 o适宜土壤水分下的耗水量显著高于中度干旱和严重干旱的耗水量
k相差近 t1x ∗ v倍l ∀再加上刺槐低水势的耐旱特点 o使其对环境中水分吸收快 o且耗水量大 o导致土壤有效
水分被迅速消耗 o使根际水快速下降 o这可能是黄土高原刺槐林下/土壤干层0的主要成因 ∀
在整个生长季中刺槐的日耗水和月耗水动态有差异 o在中度干旱和严重干旱下的最高耗水日出现的时
间比适宜水分下延后一个月以上 ~最大耗水月 v种土壤水分下均在 z月份 ∀在多数测定月中日耗水进程是
单峰曲线 o而在温度和光强都较高的 z月份 o多呈双峰曲线 ∀在整个生长季各月份中日耗水高峰出现的时间
段不尽相同 ∀表明土壤干旱不但使刺槐的日耗水高峰发生变化 o并且随着土壤干旱的加剧 o干旱时间的延
长 o刺槐叶片气孔的自动调节能力可能受到一定的影响 o导致刺槐的蒸腾午休时间发生相应的变化 ∀
刺槐生物量的累积和土壤水分含量的高低有显著的一致性 o随着土壤水分含量的下降 o虽然根冠比表现
为上升趋势 o但由于光合速率下降显著 o导致枝条生长速率 !根系生物量 !茎叶生物量积累下降明显 ∀刺槐在
整个生长季中其枝条快速生长和干物质增加主要集中在 w ) y月和 x ) y月 oz月以后枝条生长和干物质积累
减慢 o在黄土高原地区干旱缺水 o而仅有的降水多集中在 z ) |月份 ow ) y月的水分条件不能满足刺槐快速
生长的需要 o这也许正是造成黄土高原刺槐林生长发育不良 o而形成大面积/小老树0的主要原因 ∀
利用生长季总生物量增量与生长季总耗水量比值计算的总 ΩΥΕ o在中度干旱下刺槐的总水分利用率最
高 o严重干旱下刺槐生长受到显著抑制 o总水分利用率为最低 ∀此结果表明 o在我国其它缺水地区可通过控
制含水量在田间持水量的 wx h ∗ xx h k即中度干旱范围内l o从而使当地有限的水资源实现最优化配置 ∀
鉴于上述结果 o刺槐在西北干旱 !半干旱地区造林时 o应当了解当地土壤水分是否能达到刺槐生长对水
分的要求 o尤其是在黄土高原地区每年的降水集中在 z ) |月 o而刺槐的快速生长期和干物质增加集中在
w ) y月 o而此时正是黄土高原最为缺水的季节 o在雨季到来之前 o其降水条件和大部分的土壤水分条件不能
满足刺槐生长的需要 ∀此外 o尽管刺槐比较耐旱 o但同时又属高耗水性树种 o因此在黄土高原造林时要慎重 o
为避免再次形成/小老树0和林下/土壤干层0 o建议在阴坡 !沟渠等水分条件较好的立地上栽植刺槐 ∀
参 考 文 献
郭小平 o朱金兆 o余新晓等 q论黄土高原低效刺槐林改造问题 q水土保持研究 ot||{ oxkwl }zz p {t
顾振瑜 o胡景江 o文建雷 q元宝枫对干旱适应性的研究 q西北林学院学报 ot||| otwkul }t p y
韩蕊莲 o梁宗锁 q黄土高原适生树种苗木的耗水特性 q应用生态学报 ot||w oxkul }uts p utv
韩蕊莲 o梁宗锁 o邹厚远 q在土壤不同干旱条件下沙棘耗水特性的初步研究 q沙棘 ot||t okwl }vv p vx ov{
蒋高明 o何维明 q毛乌素沙地若干植物光合作用 !蒸腾作用和水分利用效率种间及生境间差异 q植物学报 ot||| owtktsl }tttw p ttuw
李丽霞 o梁宗锁 o韩蕊莲 q土壤干旱对沙棘苗木生长及水分利用的影响 q西北植物学报 oussu ouukul }u|y p vsu
阮成江 o李代琼 q半干旱黄土丘陵区沙棘的光合特性及其影响因子 q植物资源与环境学报 ousss o|ktl }ty p ut
孙长忠 q黄土高原荒坡径流生产潜力研究 q林业科学 ousss ovykxl }tu p ty
孙长忠 o沈国舫 q我国人工林生产力问题的研究k µl q林业科学 ousst ovzkwl }uy p vw
田晶会 o王百田 q黄土半干旱区刺槐林水分与生长关系研究 q水土保持学报 oussu otykxl }yt p yv otut
王克勤 o王斌瑞 q黄土高原刺槐林间伐改造研究 q应用生态学报 oussu otvktl }tt p tx
吴 林 o李亚东 o刘洪章 q水分逆境对沙棘生长和叶片光合作用的影响 q吉林农业大学学报 ot||y ot{kwl }wx p w|
卫三平 o卫正新 o李树怀等 q晋西黄土丘陵沟壑区刺槐林适宜性调查研究 q山西水土保持科技 ousst okul }vy p v|
魏天兴 o朱金兆 o张学培等 q晋西南黄土区刺槐油松林耗水规律的研究 q北京林业大学学报 ot||{ ous kwl }vy p ws
严昌荣 o韩兴国 o陈灵芝等 q温带落叶林叶片 ∆tv ≤的空间变化和种间变化 q植物学报 ot||{ owsk{l }{xv p {x|
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{| 林 业 科 学 ws卷