枫香、木荷幼苗的碳水碳水特征对干旱-复水的响应

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全球气候变化导致干旱的频率和强度增加,从而可能对树木生长与生存产生不利影响。因此,树木的抗旱能力及旱后恢复能力对树木存活具有重要意义。然而,目前对于南方常见先锋树种和水土保持树种—枫香、木荷的碳水特征对干旱胁迫及旱后复水的生理生态响应机制还不清楚,二者的抗旱策略仍需进一步研究。本文以一年生枫香、木荷幼苗盆栽为研究对象,通过人工控制水分条件,模拟干旱及旱后复水过程,研究枫香、木荷幼苗的生长动态、水力特征、气体交换参数、非结构性碳水化合物含量对干旱-复水的响应,主要得出以下结果:(1)枫香、木荷幼苗的水力特征存在一定差异。表现为相较于枫香幼苗,木荷幼苗的Ψ50(茎木质部导水率下降50%时的木质部水势)负68.18%,茎木质部抗栓塞能力更强。木荷幼苗叶水容、叶非气孔失水、茎水溶分别较枫香幼苗低54.76%、63.40%、44.21%,耐失水能力更强。(2)干旱-复水对枫香、木荷幼苗的株高,地茎,根、茎、叶生物量及其分配,总生物量,比叶面积均不存在显著影响。但木荷幼苗的根质量分数较枫香幼苗大9.53%37.63%,比叶面积较枫香幼苗小5.61%11.59%。(3)干旱胁迫会显著降低枫香、木荷幼苗的黎明前水势、午间水势及木质部水势。复水后,木荷幼苗水势均可以在复水后0.5天内迅速恢复,而枫香幼苗午间水势及木质部水势在复水后6.5天才得以恢复。木荷幼苗的叶片相对含水率在干旱过程中降低了23.03%,并在复水后逐渐恢复。枫香幼苗叶片相对含水率在此过程中无明显变化。枫香、木荷幼苗的茎木质部栓塞程度至实验结束(复水6.5天)均未恢复至实验前水平。(4)干旱胁迫显著降低枫香、木荷幼苗的气体交换参数(净光合速率、气孔导度及蒸腾速率),至干旱第6天,枫香、木荷幼苗的气体交换参数几乎为0。旱后复水过程中枫香幼苗的气体交换参数均会逐渐恢复并超过对照处理,而木荷幼苗的气体交换参数在实验结束时(复水6.5天)仍比对照处理低71.98%。干旱胁迫会显著降低枫香幼苗的瞬时水分利用效率,而木荷幼苗的瞬时水分利用效率则在干旱过程中表现出先升高后下降的趋势。长期水分利用效率在干旱及复水过程中无显著变化。(5)干旱胁迫显著提高了枫香幼苗根、茎、叶及木荷幼苗根的可溶性糖含量(37.09%84.82%),却显著降低了枫香幼苗根、茎、叶及木荷幼苗根、叶的淀粉含量(15.30%35.73%)。至复水后6.5天,枫香、木荷幼苗的根、茎可溶性糖含量的仍较对照处理高40.87%82.99%,而枫香幼苗根、茎、叶淀粉含量和木荷幼苗根、叶淀粉含量较对照处理低10.69%65.27%。研究表明,木荷幼苗对干旱胁迫的耐受能力及复水后木质部栓塞修复能力均较强,在高强度的持续干旱中可能更具优势,同时由于木荷幼苗导水能力恢复较快,可能对季节性周期性干旱更具适应性。而枫香幼苗气体交换参数恢复较快,复水后存在补偿效应,可以在一定程度上弥补干旱胁迫带来的损失,可能对轻度干旱的适应性更强。枫香幼苗和木荷幼苗对于干旱-复水的响应不同,说明它们采取了不同的策略适应干旱,落叶乔木枫香采取了避旱的策略,而常绿乔木木荷采取了耐旱的策略。
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