检索结果-内蒙古大学图书馆

北京林业大学学报 2020年第2期42卷 68-78页

作者：李金航朱济友 Catherine Mhae B.Jandug 赵凯徐程扬北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室干旱半干旱地区森林培育和森林生态系统国家林业和草原局重点实验室北京林业大学城市林业研究中心北京100083

【目的】分析持续干旱胁迫环境中不同产地黄栌幼苗叶功能性状的变异规律及差异,并探究产地地理-气候因子对叶功能性状变异的影响。【方法】采用田间模拟试验方法,选取来自5个产地的黄栌1年生幼苗作为供试材料,设置对照(CK,土壤田间持水... 详细信息

【目的】分析持续干旱胁迫环境中不同产地黄栌幼苗叶功能性状的变异规律及差异,并探究产地地理-气候因子对叶功能性状变异的影响。【方法】采用田间模拟试验方法,选取来自5个产地的黄栌1年生幼苗作为供试材料,设置对照(CK,土壤田间持水量的75%~80%)、中度胁迫(MS,土壤田间持水量的55%~65%)和重度胁迫(SS,土壤田间持水量的35%~45%)3个土壤水分含量梯度,分析干旱胁迫、产地及其二者的交互作用对叶功能性状的影响,并结合主成分分析(PCA)和冗余分析(RDA)分别研究产地分布与地理-气候因子的关系以及产地地理-气候因子对叶功能性状变异程度(TVD)的影响。【结果】(1)干旱胁迫对幼苗叶功能性状均具有显著影响。其中,SS环境中,叶绿素含量(LChl)、叶相对含水量(RWC)、比叶面积(SLA)和叶片面积比例(LAR)分别比对照低17.61%(P <0.001)、3.71%(P <0.001)、10.89%(P=0.002)和17.22%(P=0.001),叶干物质含量(LDMC)、叶组织密度(LD)分别比对照高9.04%(P <0.001)和14.52%(P=0.009)。(2)黄栌叶功能性状之间的相关性在干旱胁迫环境中具有增强的趋势。其中,SLA与LDMC和LD均呈极显著(P <0.01)的负相关关系,LDMC和LD之间具有极显著(P <0.01)的正相关关系,RWC与LChl(P <0.01)、SLA(P <0.01)和LAR(P <0.05)呈极显著或显著的正相关关系。(3)干旱胁迫环境中不同产地叶功能性状具有显著差异。MS处理时,SLA(P=0.002)、LChl(P=0.025)和LD(P=0.026)在产地间具有显著差异;SS处理时,LChl(P <0.001)、LAR(P <0.001)和RWC(P=0.005)存在显著的产地差异。(4)来自北京延庆区幼苗的叶功能性状平均变异程度(所有性状变异程度的平均值)最大,为17.57%,而来自山西运城绛县幼苗的最小,为6.97%。(5)经RDA筛选,最干燥月份降水量(DMP,P=0.002)、生长季月降水量平均差(GSPD,P=0.008)、最热月份的最高气温(WMT,P=0.016)和年平均降水量(ANP,P=0.036)对幼苗TVD影响显著。其中,DMP与所有性状的变异程度之间均具有不同程度的负相关关系,但与LDMC和LD变异程度之间的负相关性更为显著,GSPD和ANP与SLA和LAR变异程度的负相关性较为显著,WMT与LChl变异程度的正相关性极为密切。【结论】黄栌叶功能性状在不同干旱胁迫环境中、不同产地间均具有显著差异。产地气候(尤其是DMP、GSPD、WMT和ANP)是导致干旱逆境中不同产地黄栌叶功能性状发生遗传变异的重要原因。5产地中,山西运城绛县的DMP最高,GSPD和ANP较为适宜,WMT较低,且来自该产地的黄栌叶功能性状在干旱胁迫中的平均变异程度最小,因此较适合引种至华北地区的干旱区域。

关键词：黄栌叶功能性状地理-气候因子干旱胁迫产地

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黄栌幼苗根系构型对土壤养分胁迫环境的适应性研究

引用

北京林业大学学报 2020年第3期42卷 65-77页

作者：李金航周玫朱济友徐程扬北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室干旱、半干旱地区森林培育和森林生态系统国家林业和草原局重点实验室北京林业大学城市林业研究中心北京100083 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100087

【目的】通过研究黄栌幼苗根系构型对土壤养分胁迫环境的适应性,探讨黄栌根系构型在土壤养分供应不足环境中的适应对策。【方法】试验材料为一年生黄栌幼苗,采用盆栽模拟控制试验,设置养分充足(即全土,土壤含沙比例0,CK),轻度养分胁迫(... 详细信息

【目的】通过研究黄栌幼苗根系构型对土壤养分胁迫环境的适应性,探讨黄栌根系构型在土壤养分供应不足环境中的适应对策。【方法】试验材料为一年生黄栌幼苗,采用盆栽模拟控制试验,设置养分充足(即全土,土壤含沙比例0,CK),轻度养分胁迫(土壤含沙比例30%,N1),中度养分胁迫(土壤含沙比例50%,N2),重度养分胁迫(土壤含沙比例70%,N3)和极度养分胁迫(即全沙,土壤含沙比例100%,N4)5个梯度,分别在移栽后第31、38、45、52和59天取样,研究幼苗根系分枝模式、几何特征和不同径级细根形态在上述养分环境中的变化规律。【结果】(1)CK处理幼苗的根系拓扑指数(TI和DBI)最大,最长链接路径的链接数(a)、根系外部链接数(μ)以及所有链接路径的链接总数(Pe)最小。N1环境中,幼苗的TI和DBI最小,a、μ和Pe最大,分别比CK高53.2%、131.6%和194.7%。(2)N1、N2、N3和N4处理中:幼苗比根长(SRL)、比表面积(SRA)和分枝密度(RBI)逐渐增大,其中,N4处理幼苗的SRL、SRA和RBI分别比CK高67.7%~157.4%、52.3%~120.7%和14.7%~42.1%;根尖数量(RT)、根链接数量(RLN)、根链接总长度(RLTL)和分枝数量(RF)逐渐减小,以N1处理为最大,分别比CK高95.0%~279.6%、104.3%~247.4%、77.4%~193.5%和102.6%~235.0%;根链接平均长度(RLAL)、根链接平均直径(RLAD)和根组织密度(RTID)均呈减小趋势,以N4处理最小,分别比CK低15.2%~22.7%、9.3%~21.4%和32.4%~42.7%。(3)CK环境中,SRL和SRA的正相关系数最大(0.951),N4环境中,RF与RLN之间和RLAL和RLAD之间的正相关系数最大(分别为0.989、0.904)。N1、N2和N3处理的RBI和RLAL之间的负相关系数分别为-0.915、-0.889和-0.893。(4)N3和N4处理中,0~0.50 mm范围内细根的平均长度比例、平均表面积比例、平均体积比例和平均根尖数量比例均高于其他处理,分别达86.3%和86.1%、67.6%和66.7%、40.2%和38.1%、98.6%和98.4%,而上述指标在CK处理中均为最低,分别为80.9%、59.4%、32.2%和97.2%。【结论】(1)土壤养分充足时,黄栌根系最接近分枝少且结构相对简单的鲱鱼骨分枝模式,具有向土壤深处延伸生长的倾向。轻度胁迫环境中,黄栌构建了分枝多、次级根重叠度高的叉状分枝模式,主、侧根尽可能地主动向距离根基较远的土壤中拓展以吸收更大范围内的养分。中度、重度和极度胁迫环境中,幼苗为减少碳消耗而采取相对简单化的根系结构对策,根系通过形成短而细的密集横向分枝(以细根为主)而加强原位利用养分能力。(2)改变根系构型几何特征参数间的协同或权衡关系、实现自身资源利用的经济化,也是黄栌应对不同土壤养分环境的重要方面。(3)从全土到极端严重胁迫环境,0~0.50 mm范围细根的分化明显增强。重度胁迫逆境时,0~0.50 mm的细根是幼苗吸收养分的重要活跃位点。极度胁迫逆境时,黄栌通过促进产生一定数量的寿命相对较长、周转速率相对较慢的细根(0.50~2.00 mm)以减少细根周转对碳的消耗,从而维持根系资源利用效率。

关键词：黄栌根系构型土壤养分胁迫适应策略

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