杨桦林内红松光合对林隙大小和林隙内位置的适应性

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确定最适的林隙面积及林隙微生境对温带次生林恢复地带性顶极植被阔叶红松林的经营实践尤为重要。本研究以我国东北温带小兴安岭中期山杨林和白桦林林隙内红松(Pinus 幼树(35a)为研究对象,利用CIRAS-2光合仪测定小兴安岭杨桦林不同大小林隙(大林隙-201m2、中林隙-113m2、小林隙-50m2)内的各位置(中心区、过渡区和边缘区)和林内(12m2)红松幼树的光合参数(最大净光合速率Pmax、光饱和点、光补偿点、蒸腾速率和气孔导度等)和叶绿素含量及其微环境因子(光照强度、叶片温度等),探寻红松幼树光合对林隙大小及林隙内位置的光合适应性。结果表明:(1)杨桦林内红松幼树随林隙大小的增大表现出明显的光合适应性,其Pmax(2.11~6.12 μmol·m-2·s-1)在林隙中心区与过渡区内呈随林隙增大而递增的规律性(4.4%~98.7%)及在边缘区呈阶梯式递增规律性(10.7%~51.4%)。(2)红松幼树随杨桦林林隙内位置的变化也表现出明显光合适应性,在各大小林隙内红松幼树Pmax沿林隙中心区、过渡区、边缘区微环境梯度均呈递减规律性(20.3%~95.1%)。(3)在杨桦林内随着林隙的增大光照增强,红松幼树的光饱和点提高(2.1%~102.8%)及光补偿点降低(7.1%~85.8%),同时蒸腾速率和气孔导度提高(1.1%~79.7%和0.7%~100.6%),但其暗呼吸速率和叶绿素含量却降低(1.6%~79.0%和1.6%~43.7%);在林隙内沿着中心区、过渡区、边缘区,其蒸腾速率和气孔导度呈递减趋势(6.4%~82.4%和9.1%~91.3%),但叶绿素含量却呈递增趋势(7.9%~38.2%)。(4)杨桦林内红松的叶性状(针长、针宽、比叶面积)受林隙大小和林隙内位置的显著影响。针长和针宽总体上随林隙的增大增大,且在林隙内沿着中心区、过渡区、边缘区呈递减趋势,而比叶面积总体上随林隙的增大而减小,沿着中心区、过渡区、边缘区呈递增趋势。(5)杨桦林内红松的最大净光合速率与透光率、树高、胸径、光饱和点、蒸腾速率及气孔导度均呈极显著的正相关关系(P<0.001),与水分利用效率呈显著的正相关关系(P<0.01),而与光补偿点和总叶绿素含量呈极显著的负相关关系(P<0.001)。因此,我国东北温带地带性顶极植被阔叶红松林的建群种红松在幼树阶段存在明显的光合适应性和生长可塑性,且具备两种生存对策(林隙内强光条件下快速生长;林冠下遮荫弱光条件下维持生存)。因此,次生杨桦林大林隙(200 m2或林隙直径/周围树高≈1.0)的中心区是红松幼树生长最适宜林隙微生境,故在恢复阔叶红松林实践中应充分利用或创建适宜林隙微生境,加速其恢复进程。
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