漓江上游毛竹葉片生理生態(tài)學(xué)特征及其對土壤水分響應(yīng)研究.pdf

1、毛竹(Phyllostachyspubescence)是我國分布最廣面積最大的重要經(jīng)濟(jì)竹種，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，但在其對水分影響方面一直存在爭議。長期以來對毛竹的研究主要集中在毛竹的用途、栽培以及毛竹的光響應(yīng)等方面，對毛竹的水分關(guān)系研究較少，鮮見毛竹林葉片功能特征與土壤水分間響應(yīng)的報(bào)道，而毛竹種植的區(qū)域一般在坡度大、海拔比較高的山地或庫區(qū)，種植毛竹將對土壤水分動態(tài)產(chǎn)生較大的影響，因而影響到下游水資源供給，反過來土壤水分變化對毛竹生長也產(chǎn)

2、生影響，因此毛竹林生態(tài)效應(yīng)的研究十分重要。
　　本試驗(yàn)以漓江上游青獅潭水庫集水區(qū)的多年生毛竹為研究對象，根據(jù)試驗(yàn)前計(jì)算的合理灌水（模擬降水）額度等水分參數(shù)，對毛竹林土壤各小區(qū)進(jìn)行了4個水分梯度處理(A處理:區(qū)域內(nèi)不灌水直接覆膜、B處理:區(qū)域內(nèi)灌水5mm并覆膜、C處理:區(qū)域內(nèi)灌水10mm并覆膜、D處理:區(qū)域內(nèi)灌水20mm并覆膜、CK:不灌水不覆膜、HM（木荷群落:Schimasuperba）:不灌水不覆膜）。通過測定與分析不同土壤水

3、分條件下毛竹葉片的生理生態(tài)指標(biāo)和土壤水分-物理指標(biāo)，初步探討了毛竹葉片生理生態(tài)特征及其土壤水分-物理性質(zhì)的變化規(guī)律，重點(diǎn)分析了不同土壤水分條件下毛竹葉片的水分特征和光合特性，討論在不同的土壤水分條件下毛竹葉片的光合生產(chǎn)力、蒸騰速率以及水分利用效率，探索漓江上游毛竹林水分生理生態(tài)特征及其對不同土壤水分動態(tài)的響應(yīng)策略。
　　試驗(yàn)主要研究結(jié)果如下:
　　1、毛竹林土壤物理特征:毛竹林土壤容重、土壤密度、孔隙度顯著高于木荷林。不同水

4、分輸入對毛竹林土壤含水量有一定影響，但對土壤容重和土壤密度產(chǎn)生較少的影響;土壤含水量隨著時間逐步降低，其中水分輸入較多的處理D、C、B處理變化較大，而A處理、CK和HM水分變化比較緩慢。
　　2、毛竹葉片功能特征對土壤水分的響應(yīng):毛竹葉片含水量顯著比木荷林的高;B和C處理，毛竹葉片的葉片含水量顯著比其他處理的高，但最大水分輸入的D處理葉片水分含量與沒有水分輸入的毛竹沒有顯著差異。同時C處理的毛竹葉片葉面積、比葉面積明顯較高，葉片密

5、度明顯較低;但是控水對毛竹葉片葉厚、葉干物質(zhì)含量等指標(biāo)都沒有顯著的影響;
　　3、毛竹葉片光合特性對土壤水分的響應(yīng):毛竹葉片的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和水分利用效率顯著比木荷高，最大凈光合速率以C處理最高，D處理最低，說明適當(dāng)?shù)耐寥浪挚梢蕴岣呙竦墓夂纤俾?，但太多水分則正好相反。毛竹葉綠素相對含量SPAD值隨著控水時間有一定的變化，控水前所有處理都沒有顯著差異，控水后到第5天B、D處理的SPAD值上升達(dá)到顯著水平，并持續(xù)維

6、持到第15天。D處理的SPAD值雖然也有上升，但到第10天后開始下降。毛竹葉片蒸騰速率在C水分處理最大，但在水分輸入最大的D處理最小，數(shù)值與木荷林的相似。土壤水分最多的D處理，水分利用效率最高，這可能與該處理?xiàng)l件下葉片氣孔導(dǎo)度下降，蒸騰速率也比較小有關(guān)。毛竹葉片凈光合速率、蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度都呈極顯著正相關(guān)。
　　4、毛竹葉片水勢對土壤水分的響應(yīng):各處理的植物水勢在凌晨和傍晚水勢較高，中午下降到-1.88MPa至-2.66MPa的

7、水平。凌晨毛竹較木荷林的高，但在中午除了C處理外，其他處理均比木荷林的較低。也就是說，毛竹林水勢日變化幅度比木荷林的較大。中午給予中等水量的C處理的毛竹葉片水勢下降最小，水量最大的D處理中午水勢下降最大，這與前者氣孔導(dǎo)度較大而后者氣孔導(dǎo)度較小相關(guān)。連續(xù)12天的監(jiān)測結(jié)果表明，10:00木荷葉片水勢比毛竹低;土壤水分處理對葉片水勢有影響，除了水分輸入最多的D處理，隨著輸入土壤水的增加毛竹葉片水勢也增加。沒有水分輸入的A處理和CK處理，覆膜的

8、A處理水勢下降比較緩慢，而不覆膜的CK處理水勢下降比較快，這與兩個處理土壤水分含量變化也比較一致。
　　結(jié)論:(1)在相同的研究樣地，毛竹林的土壤物理性質(zhì)與木荷林有顯著差異，毛竹植物及其經(jīng)營模式對土壤的理化性質(zhì)特別是水分功能造成較大的影響。毛竹林土壤容重、孔隙度等水分功能要素均略有增加，表現(xiàn)出毛竹的水分涵養(yǎng)功能較木荷林的好，但是相關(guān)監(jiān)測研究結(jié)果顯示毛竹林種植后旱季溪流時間縮短，也就是說毛竹林的水源涵養(yǎng)功能下降，這個矛盾的結(jié)果說明毛

9、竹林壤中流、垂直流可能比較快，水分停留在土壤的時間比較短，這方面的結(jié)論需要進(jìn)一步研究。(2)在自然條件下，毛竹林最大田間持水量顯著高于木荷林，毛竹林的土壤含水量顯著高于木荷林，在葉片水平毛竹葉片蒸騰速率顯著高于木荷，但是毛竹林的總蒸騰量不一定比木荷林的高，因?yàn)槟竞闪至止诒容^密集，葉面積指數(shù)較大，在我們研究的時間段毛竹林沒有因?yàn)檎趄v耗水造成土壤水分的顯著下降;(3)毛竹的凈光合速率和水分利用效率顯著比木荷高;毛竹的光合作用受氣孔調(diào)節(jié)明顯。

10、盡管我們的試驗(yàn)設(shè)在旱季，但2013年是一個比較濕潤的年份，我們初始試驗(yàn)時自然土壤水分含量達(dá)到約27％，增加土壤水分到10mm可以提高凈光合速率，但也較大地增加了蒸騰速率，水分利用效率相對較低;增加水分到20mm，氣孔導(dǎo)度反而下降，凈光合速率和蒸騰速率也隨之下降，說明一直保持過多的水分不利于毛竹的生長。
　　本研究的控制試驗(yàn)在野外進(jìn)行，由于野外受多種因素影響，特別是不能保證植物、土壤、地形的均質(zhì)性，因此本研究得出的結(jié)論是初步的，但是