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四川桤木在洞庭湖滩地植被恢复的应用研究

【摘要】: 洞庭湖湖区地势平坦,每年洪水季节都有“四水”和长江“三口”大量泥沙人湖淤积,每年约有1亿t泥沙沉积湖底,形成大面积肥沃的洲土滩地。丰水期最高水位与枯水期最低水位差可达10m左右,平均每年淤积0.984亿m~3。湖底平均每年淤高3.7cm,水体日益变浅,河湖洲滩以平均每年4000ha~2的速度扩大,湖洲的增长为湿地资源的形成和扩大创造了十分有利的条件,但绝大部分可利用的湖州、滩地在汛期存在不同程度的淹水状况,在这些地方进行植被恢复对造林的树种有较高的要求,首先必须能够耐较长时间的水淹,其次是在淹水胁迫下能够保持相对较快的生长。基于这样一个背景下,将四川桤木引入洞庭湖区,与杨树、柳树等树种混合造林,一道营造成为一个集生态、经济和社会效益于一体的生态系统。本研究对四种四川桤木家系在淹水条件下的光合生理指标进行测定,并结合野外实际造林情况来论证四川桤木在洞庭湖滩地造林的前景,研究结果表明: (1)影响四川桤木净光合速率的生理因子主要有有效光合辐射PARi、空气相对湿度RH-R、胞间浓度Ci、大气CO_2浓度Ca,但是在淹水的不同时期,对净光合速率的影响的因子又各不相同,有效光合辐射PARi是主要影响因子,主导着净光合速率的变化趋势,大气CO_2浓度Ca对净光合速率的影响次之。 (2)在淹水胁迫期内,四川桤木四个家系的光饱和点要明显低于正常生长情况下的光饱和点,四个家系的光饱和点与最大净光合速率值变化规律基本一致,同时我们发现光饱和点与最大净光合速率呈正相关,说明光饱和点的上升提高了植物对光能的利用,在整个淹水胁迫期间,K-2在淹水一个多月之后,即10月4号最高且净光合速率也为最大;而光补偿点跟正常条件下的四川桤木光补偿点差别不明显;表观量子效率在0.019~0.035之间,远低于四川桤木的正常水平0.032~0.046 mol.mol~(-1)之间,也低于一般植物的表观量子效率(0.03~0.05 mol.mol~(-1))。 (3)在淹水胁迫期间,四个家系的CO_2饱和点在1270~540 umol.mol~(-1)之间,家系之间差异明显,不同淹水时期差异也相当显著。CO_2补偿点与正常生长的四川桤木差别不大。 (4)四个家系淹水35天左右除K-2外,Fv/Fm值变化不是特别明显,四川桤木在淹水期间表现出来了良好的适应性,光抑制现象并不明显。在不同时期,同一个家系之间的光化学效率qP的变化相对明显,H-1和H-11两个家系随着淹水时间的增长,qP值整体下降,在淹水15天左右时尤为明显,表明植物在此时受到了光抑制;K-2和K-10+在淹水前期(淹水一周左右)和淹水末期(淹水35天左右),光化学淬灭qP值较低,特别是K-10+在淹水前期,qP值下降较快,但是相对于H-1和H-11两个家系保持有较高的水平。PhiPS2与光强关系的回归分析发现,在淹水的不同时期以及不同家系之间,PhiPS2与光强都呈非常明显的指数函数关系Y_(PhiPS2=A_e~(-bx),R~2均在0.95以上,其至达到0.99。 (5)根据四川桤木的自身生理生态特性和湖区水文特征,对四川桤木在湖区的引种适生区做了如下的划分:①洞庭湖外滩用桤木造林,在流水情况下,滩地年均淹水40天以内的,可建速生丰产林基地;②滩地年均淹水40~80天的,可与杨树林一道营造混交林,可造一般工业用材林、抑螺林、防浪护堤林。杨树也比较耐水淹,且根系较深,而四川桤木根系较浅,两者互补,可以充分利用各层土壤中的营养元素,而且四川根部有根瘤菌起到固氮作用,提高生物产量,下部根系相互交错,对土壤固定更为稳定,进一步减轻流水对土壤的侵蚀,消缓波浪的能量,减轻对大堤的冲击。③年均淹水时间超过80天的滩地,如不采取挖沟抬垄等工程措施,则造林保存率、木材产量均极低,因而不宜用作四川桤木造林。

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