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林冠下红松形态建成格局的光合生理机制

罗也  
【摘要】:林内红松与全光下红松在形态特征方面有一些明显的差别,了解这些差别产生的光合生理机制,对红松阔叶混交林的健康有效恢复与重建具有重要指导价值。本研究在东北林业大学帽儿山试验林场太平试验区进行,通过对不同开敞度条件下红松光合作用各项参数和各项光合生理特性的研究,探讨了不同月份不同光照条件下红松形态建成格局的光合生理机制,为更好地促进红松更新生长提供科学有效的参考。主要研究结果如下:(1)开敞度K=2.0时,光能的利用效率最大,最有利于红松的生长。净光合速率在K=2.0时普遍大于其他开敞度,并且在8月份净光合速率达到最大值,气孔导度和细胞间CO2浓度则是在K=1.0时存在最大值,并且分别在8月和9月达到最大,蒸腾速率在K=2.5时存在最大值,并且在8月份达到最大。(2)各种开敞度下,红松光合有效辐射强度日变化呈先升高后降低的单峰曲线,到下午14:00时达到最大值,其中在开敞度K=2.5时,一天内各个时间段均保持着光合有效辐射强度的最大值;红松净光合速率日变化呈现先升高,后降低,再升高,再降低的双峰曲线,其中在K=2.0时净光合速率存在最大值。(3)各种开敞度下,生长在相邻阔叶树南面的红松的光合有效辐射强度值和净光合速率值均要明显大于生长在其他方向的红松,大小关系为南西东北。当红松周围树种组成为阔叶树或者大叶树种越多时,红松光合有效辐射强度值和净光合速率值越小,反之亦然;但是在K=2.5时,红松净光合速率的这一规律恰好相反。通过通径分析发现各因子对净光合速率的影响大小顺序为CiRH_SCondTleaf;通过对不同环境因子和形态特征的变化发现,在K=2.0时红松生长状态最好,在其他开敞度下红松能正常生长,但生长状态不如K=2.0时。(4)各种开敞度下,红松体内叶绿素a,叶绿素b,类胡萝卜素和叶绿素总含量在7、8月份时均达到最大值;各月份四种光合色素含量均在K=2.0时最多,5、6月份红松针叶内Chl a/b和Chr/ChlT的值在K=2.5时存在最大值,其他月份Chl a/b和Chr/ChlT的值在K=2.0时存在最大值,并且整体呈现先增加后降低的趋势。(5)红松针叶内脯氨酸和可溶性蛋白含量在各开敞度和各月份间变化不明显,而可溶性糖的含量则随着月份的增加而增大,并且在K=2.0时存在最大值。红松针叶内含水量和相对含水量在6月份最大,并且在K=2.0时存在最大值。红松针叶内细胞膜透性及MDA(丙二醛)含量各月份条件下,均在K=1.0时,存在最大值,并且随着月份的增加不断增大。红松针叶内超氧物歧化酶(SOD)在较小或较大的开敞度下含量最高,并且在5月和9月含量最大;过氧化氢酶(CAT)在K=1.0时,含量最高,在K=2.5时含量最低,并且随着月份的增加而不断降低;过氧化物酶(POD)整体含量值较小,在各开敞度和各月份之间并无明显变化。综合本研究结果,可以得出如下结论:在所研究的杂木次生林内,开敞度K=2.0时林冠下红松树木的光合生理状态最佳。


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