劉春鵬, 馬長明, 王連春, 李向軍, 李新利

(1.河北省林業(yè)科學(xué)研究院, 河北 石家莊050061; 2.河北省林木良種工程技術(shù)研究中心,河北 石家莊 050061; 3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院, 河北 保定 071000; 4.西南林業(yè)大學(xué), 云南 昆明 650224)

酸棗荊條耗水特征及其莖木質(zhì)部解剖構(gòu)造

劉春鵬1,2, 馬長明3, 王連春4, 李向軍1,2, 李新利1,2

(1.河北省林業(yè)科學(xué)研究院, 河北 石家莊050061; 2.河北省林木良種工程技術(shù)研究中心,河北 石家莊 050061; 3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院, 河北 保定 071000; 4.西南林業(yè)大學(xué), 云南 昆明 650224)

[目的] 研究酸棗和荊條耗水特征與其莖木質(zhì)部解剖構(gòu)造之間的關(guān)系，為中國北方干旱區(qū)造林樹種的選擇提供技術(shù)支持。[方法] 采用熱擴(kuò)散式液流探針(TDP)法對(duì)酸棗和荊條的樹干液流進(jìn)行監(jiān)測，并于監(jiān)測完成后，采用切片法，觀察其莖木質(zhì)部解剖構(gòu)造。[結(jié)果] (1) 不同季節(jié)2樹種的耗水特征存在差異，與濕潤季節(jié)相比，干旱季節(jié)兩樹種樹干液流變化均具有較強(qiáng)的波動(dòng)性，其日均液流速度和日均耗水量均較小；2樹種相比，干旱季節(jié)時(shí)酸棗的最大液流速度、日均液流速度以及日均耗水量均顯著大于荊條，而濕潤季節(jié)與之相反。(2) 就其莖木質(zhì)部解剖構(gòu)造而言，酸棗的導(dǎo)管形狀大小比較均一，而荊條的導(dǎo)管形狀大小參差不齊；酸棗的導(dǎo)管直徑、長度、面積平均值及邊材相對(duì)輸導(dǎo)面積均小于荊條，而其導(dǎo)管密度大于荊條。(3) 酸棗的相對(duì)輸導(dǎo)率和脆性指數(shù)均小于荊條，說明酸棗的水分輸導(dǎo)的有效性小于荊條，而其安全性和抗旱性大于荊條；另外，在濕潤季節(jié)，二者的耗水特征主要取決于其水分輸導(dǎo)的有效性，而在干旱季節(jié)，主要取決于其安全性和抗旱性，進(jìn)而闡明了二者在不同季節(jié)表現(xiàn)出不同耗水差異的原因。[結(jié)論] 與荊條相比，酸棗的莖解剖構(gòu)造更有利于其在干旱季節(jié)維持較高的樹干液流，進(jìn)而得以正常的生長，因此更適合于干旱區(qū)造林。

樹干液流; 熱擴(kuò)散式探針法(TDP); 木質(zhì)部解剖結(jié)構(gòu); 相對(duì)輸導(dǎo)率; 脆性指數(shù)

隨著生態(tài)文明建設(shè)首次寫入中國十三五規(guī)劃綱要，國家及社會(huì)各界對(duì)改善生態(tài)環(huán)境的關(guān)注與投入日益增大，而作為其內(nèi)容之一的植被修復(fù)也越來越受到各界人士的重視與支持。然而，在中國北方，由于水資源的日益匱乏，干旱缺水成為中國北方造林的限制因子，直接影響中國北方植被修復(fù)的進(jìn)程。在這種背景下，灌木樹種由于大多具有樹體小、耗水量少、根系發(fā)達(dá)、在干旱地區(qū)較易成活的特點(diǎn)，因此，在干旱區(qū)造林難度大的地區(qū)，采用灌木樹種進(jìn)行造林不失為一種明智的選擇[1]。

酸棗(Ziziphusjujuba)、荊條(Vitexnegundovar.heterophylla)是中國北方干旱地區(qū)常見的灌木樹種，均具有適應(yīng)性強(qiáng)、耐寒、耐瘠薄、根系發(fā)達(dá)的特性，而且能夠起到防風(fēng)固沙、保持水土的作用，是中國北方困難立地造林的先鋒灌木樹種。

研究林木的蒸騰耗水特征，有助于了解其調(diào)節(jié)自身水分損耗及適應(yīng)干旱環(huán)境的能力，而其耗水特性主要受到生物學(xué)結(jié)構(gòu)因素、土壤供水因素和氣象因素的影響[2]，其中生物學(xué)結(jié)構(gòu)因素是影響其耗水特性的內(nèi)在因素。而在其生物學(xué)結(jié)構(gòu)因素中，莖木質(zhì)部解剖構(gòu)造又直接決定了其體內(nèi)水分長途運(yùn)輸?shù)男?，很大程度上決定著其蒸騰耗水特征[3]。本研究擬以酸棗和荊條這2種灌木為研究對(duì)象，采用熱擴(kuò)散探針法(thermal dissipation probe method, TDP)對(duì)其樹干液流進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，以期揭示其耗水規(guī)律，并于監(jiān)測后將其莖木質(zhì)部制作切片，觀察其解剖構(gòu)造特征，最終探討其耗水特征與莖木質(zhì)部解剖構(gòu)造之間的關(guān)系，進(jìn)而彌補(bǔ)中國北方干旱區(qū)灌木造林理論上的不足，并為中國北方干旱區(qū)造林樹種的選擇提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本試驗(yàn)于河北省平山縣崗南鎮(zhèn)寺家溝村(113°31′—114°15′E，38°9′—38°47′N)進(jìn)行。該地區(qū)位于河北省西部太行山中段東麓，屬于丘陵山地類型。氣候?yàn)榕瘻貛О敫珊蛋霛駶櫦撅L(fēng)型大陸性氣候，年平均氣溫12.7 ℃，全年太陽輻射量為131～136 kcal/cm2，全年有效輻射為65.4 kcal/cm2，多年平均日照時(shí)數(shù)2 600～2 750 h，年平均降水量609 mm，多集中于7，8，9這3個(gè)月,其余時(shí)間則多干旱少雨。年平均蒸發(fā)量1 815.4 mm，年平均干燥度為1.38。年平均風(fēng)速2.2 m/s，土壤為石灰性褐土。主要植被有山杏(Prunussibirica)、刺槐(Robiniapseudoacacia)、柿樹(Diospyroskaki)、君遷子(Diospyroslotus)、黃連木(Pistaciachinensis)、酸棗、荊條、白羊草(Bothriochloaischaemum)、黃背草(Themedatriandra)、蒺藜(Tribulusterrestris)、等。

1.2 試驗(yàn)材料

選擇樹干通直、生長良好、地徑大小相差不大、彼此臨近(保證生長環(huán)境的一致性)的荊條和酸棗各3株作為研究對(duì)象。經(jīng)實(shí)地勘察，于陽坡坡中位置確定樣樹，相距最遠(yuǎn)的2株樣樹距離為20 m。所選樣樹地徑分別為：酸棗：2.65，2.60，2.62 cm；荊條：2.96，2.87，2.76 cm。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樹干液流的測定 采用國內(nèi)北京雨根科技有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的RR-8210莖流儀(TDP)對(duì)所選樣樹的樹干液流進(jìn)行同步監(jiān)測，監(jiān)測時(shí)間為2008年5—10月。首先對(duì)已選荊條用羅盤標(biāo)定出正南方向，然后于樹干的0.3 m處，上下垂直，在2點(diǎn)間(約10～15 cm)削去一小片樹皮，大小方便于探針插入即可(注意不傷到木質(zhì)部，也不要留有韌皮部，留有韌皮部或傷到木質(zhì)部都會(huì)影響到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度)。然后用直徑為2.5 mm的鉆頭依靠打孔板進(jìn)行打孔，分別插入10 mm長的探針，為避免自然環(huán)境的影響，每組探針外用大小合適的泡沫盒子罩上，然后與數(shù)據(jù)采集器和電源連接，并設(shè)置每2 s測讀1次，每10 min進(jìn)行平均并儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。

1.3.2 邊材面積的測定 邊材面積是計(jì)算液流及蒸騰的關(guān)鍵參數(shù)。本研究邊材面積的測定于試驗(yàn)結(jié)束(2008年10月底)后進(jìn)行，分別于所選樹木探針安裝處，用鋸子直接鋸斷獲取樹干橫切面，觀察量取去皮直徑以及邊材厚度，進(jìn)而計(jì)算邊材面積。經(jīng)計(jì)算，酸棗和荊條的邊材面積分別為：4.7，4.6，4.6，5.6，5.0，4.8 cm2。

1.3.3 樹干邊材解剖構(gòu)造觀察。

(1) 取樣。于2008年10月底，各樹種已經(jīng)進(jìn)入休眠期，對(duì)所選的酸棗、荊條直接用鋸鋸斷，取1～2 cm的木段，然后將所取材料經(jīng)過簡單修整，放入注滿酒精的小瓶中保存，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測定。

(2) 切片的制備與觀察。將準(zhǔn)備好的樣品放到甘油—酒精(1∶1)溶液中浸泡，直到能軟化至適于切片的程度。利用徠卡滑動(dòng)式木材切片機(jī)將材料切成10 μm的薄片，用1%的蕃紅溶液染色2 h，再用不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇逐級(jí)脫水(30%→50%→70%→85%→95%→100%,各級(jí)浸泡時(shí)間為20～50 s)，然后用無水乙醇與二甲苯1∶1混合液對(duì)材料進(jìn)行透明，再換用純二甲苯進(jìn)行透明2 h。將透明好的材料放于載玻片上鋪平，滴上適量中性樹膠，蓋緊蓋玻片后，用重物壓好，盡量將氣泡趕盡。在Nikon eclipse 80 i顯微鏡下用Smi ple PCI軟件照相。

1.4 數(shù)據(jù)處理

對(duì)于2樹種樹干液流的監(jiān)測，雖然進(jìn)行了整個(gè)生長季的監(jiān)測(5—10月)，但若將其全部繪出，圖形會(huì)非常密集，很難直觀的對(duì)其進(jìn)行具體分析與比較，因此，為了更加直觀、具體的分析和比較2樹種的樹干液流變化規(guī)律，分別于干旱季節(jié)(5月)和濕潤季節(jié)(7月)選擇連續(xù)3個(gè)典型晴天進(jìn)行分析，干旱季節(jié)選擇5月的4—6日，濕潤季節(jié)選擇7月的20—22日。另外，采用分析測圖象軟件Imagepro-Plus對(duì)所取得的莖木質(zhì)部解剖構(gòu)造切片照片進(jìn)行分析，獲得導(dǎo)管直徑、長度、面積、密度以及邊材相對(duì)輸導(dǎo)面積等數(shù)據(jù)。

另外，相對(duì)輸導(dǎo)率(relative conductivity, RC)和脆性指數(shù)(vulnerability index, VI)是導(dǎo)管大小和導(dǎo)管頻率(數(shù)目)的綜合反映，被認(rèn)為是評(píng)價(jià)植物水分輸導(dǎo)的有效性和安全性(抗旱性)的重要指標(biāo)[4-5]，即植物相對(duì)輸導(dǎo)率越大，其水分輸導(dǎo)的有效性越大；植物的脆性指數(shù)越大，其抗旱性越小[6]。因此，植物的相對(duì)輸導(dǎo)率和脆性指數(shù)是反映植物耗水特性與其解剖構(gòu)造之間關(guān)系的紐帶。根據(jù)導(dǎo)管直徑和導(dǎo)管頻率分別計(jì)算相對(duì)輸導(dǎo)率(relative conductivity,RC)和脆性指數(shù)(vulnerability index,VI)，計(jì)算公式分別為[5]：

RC=r4FRE[4]； VI=VAT/FRE。

式中：r——導(dǎo)管半徑； FRE——導(dǎo)管頻率； VAT——導(dǎo)管直徑。

將所取得的相關(guān)數(shù)據(jù)利用Excel和SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同季節(jié)2樹種的耗水特征

如圖1及表1所示，無論在干旱季節(jié)還是濕潤季節(jié)，2樹種的樹干液流變化均呈現(xiàn)“幾”字型，表現(xiàn)出明顯的晝高夜低相互交替的變化規(guī)律，夜間液流雖然較小但依然存在。然而，不同季節(jié)兩樹種的樹干液流變化又存在差異，與濕潤季節(jié)相比，干旱季節(jié)2樹種樹干液流變化均具有較強(qiáng)的波動(dòng)性，其日均液流速度和日均耗水量均較小。2樹種相比，干旱季節(jié)時(shí)，酸棗的最大液流速度、日均液流速度以及日均耗水量均極顯著大于荊條，二者最大液流速度平均值分別為：酸棗：0.004 03 cm/s，荊條：0.002 66 cm/s；日均液流速度平均值為：酸棗：0.001 22 cm/s，荊條：0.000 83 cm/s；日均耗水量平均值為：酸棗：0.493 84 L，荊條：0.358 86 L。而濕潤季節(jié)時(shí)，酸棗的日均液流速度及日均耗水量均極顯著小于荊條，最大液流速度二者差異不顯著，二者最大液流速度平均值分別為：酸棗：0.003 67 cm/s，荊條：0.003 72 cm/s；日均液流速度平均值為：酸棗：0.001 32 cm/s，荊條：0.001 41 cm/s；日均耗水量平均值為：酸棗：0.537 58 L，荊條：0.610 32 L。

圖1 不同季節(jié)2個(gè)樹種樹干液流日變化

季節(jié)日期 最大液流速度/(m·s-1)酸棗荊條日均液流速度/(m·s-1)酸棗荊條日均耗水量/L酸棗荊條干旱季節(jié)05040.00408**0.00273**0.00115**0.00076**0.46534**0.32757**05050.00403**0.00282**0.00119**0.00087**0.48252**0.37725**05060.00399**0.00242**0.00131**0.00086**0.53367**0.37175**平均值0.00403**0.00266**0.00122**0.00083**0.49384**0.35886**濕潤季節(jié)07200.003650.003580.00131**0.00136**0.53302**0.58877**07210.003810.003790.00141**0.00146**0.57235**0.63238**07220.003550.003800.00125**0.00141**0.50738**0.60981**平均值0.003670.003720.00132**0.00141**0.53758**0.61032**

注：**差異極顯著。下同。

2.2 莖木質(zhì)部解剖構(gòu)造特征

根據(jù)切片觀察顯示，酸棗、荊條均呈現(xiàn)出明顯的早材和晚材現(xiàn)象，荊條的早材晚材導(dǎo)管大小差別明顯，表現(xiàn)為早材導(dǎo)管直徑及導(dǎo)管密度遠(yuǎn)大于晚材，而酸棗僅表現(xiàn)為早材導(dǎo)管密度遠(yuǎn)大于晚材，而導(dǎo)管直徑早晚材相差不大。如表2所示，酸棗導(dǎo)管直徑為9.50～41.21 μm，荊條為10.10～98.04 μm；酸棗導(dǎo)管長度為13.59～270.79 μm，荊條為12.41～512.93 μm；酸棗導(dǎo)管面積為70.86～1 333.92 μm2，荊條為80.10～7 549.15 μm2。由此可知，酸棗的導(dǎo)管直徑、長度、面積變化的范圍小于荊條，說明酸棗的導(dǎo)管形狀大小比較均一，而荊條的導(dǎo)管形狀大小比較參差不齊。由表3可知，酸棗導(dǎo)管直徑平均為25.24±0.39 μm；荊條為33.88±0.56 μm；酸棗導(dǎo)管長度平均為59.10±0.82 μm；荊條為79.42±0.97 μm；酸棗導(dǎo)管面積平均為537.27±0.12 μm2，荊條為為1 163.65±0.25 μm2；酸棗的邊材相對(duì)輸導(dǎo)面積為5.47±1.22%，荊條為8.13±1.75%，均表現(xiàn)為酸棗<荊條。而酸棗的導(dǎo)管密度平均為101.79±0.85個(gè)/mm2，荊條為69.84±0.81個(gè)/mm2，表現(xiàn)為酸棗>荊條。經(jīng)過方差分析，二者的導(dǎo)管平均直徑、平均長度、平均面積、導(dǎo)管密度、邊材相對(duì)輸導(dǎo)面積均差異極顯著。

表2 2個(gè)樹種樹干邊材解剖構(gòu)造特征

表3 2個(gè)對(duì)種樹干邊材解剖構(gòu)造特征統(tǒng)計(jì)分析

2.3 樹干液流與樹干邊材解剖構(gòu)造的關(guān)系

如表4所示，2樹種相對(duì)輸導(dǎo)率大小分別為：酸棗2.58×106μm2，荊條5.75×106μm2，表現(xiàn)出酸棗小于荊條，說明酸棗的水分輸導(dǎo)的有效性小于荊條，而在濕潤季節(jié)時(shí)酸棗液流速度恰恰小于荊條，說明在濕潤季節(jié)，植物的耗水特征主要取決于其水分輸導(dǎo)的有效性。另外，二者的脆性指數(shù)大小分別為：酸棗0.25，荊條0.49，表現(xiàn)出酸棗小于荊條，說明酸棗的安全性和抗旱性大于荊條，而在干旱季節(jié)時(shí)酸棗的液流速度恰恰大于荊條，說明在干旱季節(jié)，植物耗水特征主要取決于其安全性和抗旱性。

表4 2個(gè)樹種樹干液流與樹干邊材解剖構(gòu)造的關(guān)系

3 討 論

(1) 氣象因素、土壤供水水平以及樹木自身生物學(xué)特性是影響樹干液流變化的3大類因子[2]。在干旱季節(jié)典型的晴天，酸棗和荊條2個(gè)樹種樹干液流變化均表現(xiàn)出較強(qiáng)的波動(dòng)性，這與于紅博等[7]及夏桂敏等[8]對(duì)沙棘和荊條研究發(fā)現(xiàn)一致，其認(rèn)為造成這種“波動(dòng)”現(xiàn)象主要的原因是干旱，筆者基本認(rèn)同此觀點(diǎn)。在干旱季節(jié)，由于土壤供水水平低下，使得植物無法得到持續(xù)的水分供應(yīng)，進(jìn)而造成其樹干液流的波動(dòng)。另外，2個(gè)樹種相比，在干旱季節(jié)酸棗的蒸騰耗水強(qiáng)于荊條，而濕潤季節(jié)恰恰相反，筆者認(rèn)為這與二者的生物學(xué)特性間有關(guān)。2個(gè)樹種的樹干液流為同步監(jiān)測，且距離較近，其所處生長環(huán)境基本一致，進(jìn)而影響其樹干液流變化的氣象因素及土壤供水水平因素基本一致，因此，造成二者在不同季節(jié)具有不同耗水特征的原因只能是其自身的生物學(xué)特性。

(2) 生物學(xué)特性因素是影響其耗水特性的內(nèi)在因素。而在其生物學(xué)特性因素中，莖木質(zhì)部解剖構(gòu)造又直接決定了其體內(nèi)水分長途運(yùn)輸?shù)男?，很大程度上決定著其蒸騰耗水特征[3]。導(dǎo)管是維管植物木質(zhì)部的主要組成成分，也是維管植物最主要的輸水結(jié)構(gòu)，在很大程度上決定著植物體內(nèi)的水分運(yùn)輸，是決定植物耗水特性的重要解剖學(xué)特征[9]。一般認(rèn)為導(dǎo)管直徑越大，導(dǎo)管長度越大，導(dǎo)管密度越多，植物輸水性能越強(qiáng)[10-11]。然而，當(dāng)植物遇到干旱脅迫時(shí)，其木質(zhì)部會(huì)產(chǎn)生空穴化和栓塞，進(jìn)而限制植物自身體內(nèi)水分的散失[12-13]。眾多研究表明，植物的空穴與栓塞的與導(dǎo)管直徑、導(dǎo)管長度以及導(dǎo)管密度有著密切的關(guān)系，而其中的導(dǎo)管直徑起到主要決定性作用[13]，表現(xiàn)出導(dǎo)管越寬，越容易發(fā)生空穴和栓塞[3,6,9,11-12]。綜上所述，導(dǎo)管直徑越大，植物輸水性能越強(qiáng)，然而卻越容易發(fā)生空穴和栓塞，表面上是一種矛盾關(guān)系，實(shí)則不然。筆者認(rèn)為，植物的輸水性與空穴和栓塞的形成是受環(huán)境所影響的。當(dāng)植物不受水分脅迫時(shí)，植物木質(zhì)部不會(huì)產(chǎn)生空穴和栓塞，此時(shí)植物的耗水特征能主要取決于其輸水性能的強(qiáng)弱；而當(dāng)植物受到水分脅迫時(shí)，植物木質(zhì)部產(chǎn)生空穴和栓塞，此時(shí)植物的耗水特征主要取決于其形成空穴和栓塞的程度。二者之間根據(jù)所處環(huán)境的不同存在著一個(gè)權(quán)衡[9,12]。

(3) 相對(duì)輸導(dǎo)率(relative conductivity, RC)和脆性指數(shù)(vulnerability index, VI)是反映植物耗水特性與其解剖構(gòu)造之間關(guān)系的紐帶，是評(píng)價(jià)植物水分輸導(dǎo)的有效性和安全性(抗旱性)的重要指標(biāo)[4-5]。根據(jù)對(duì)酸棗和荊條相對(duì)輸導(dǎo)率和脆性指數(shù)的分析，結(jié)合二者在干旱和濕潤季節(jié)所表現(xiàn)出的不同的耗水特征，說明在濕潤季節(jié)，植物的耗水特征主要取決于其水分輸導(dǎo)的有效性；而在干旱季節(jié)，其耗水特征主要取決于其安全性(抗旱性)。這與王林等[9]及艾紹水等[11]的觀點(diǎn)一致。筆者認(rèn)為，植物的耗水特性與土壤水分有關(guān)，當(dāng)土壤水分充足時(shí)，植物木質(zhì)部不會(huì)因?yàn)槭艿礁珊得{迫而產(chǎn)生空穴和栓塞，植物的液流速度、耗水量等主要受到植物木質(zhì)部水分相對(duì)輸導(dǎo)率的影響，相對(duì)輸導(dǎo)率大，其植物液流速度、耗水量就大。而當(dāng)土壤水分虧缺，植物受到干旱脅迫時(shí)，植物木質(zhì)部很容易產(chǎn)生空穴和栓塞，此時(shí)植物的液流速度、耗水量等主要受到植物木質(zhì)部脆性指數(shù)的影響，植物木質(zhì)部脆性指數(shù)小，其抗旱性能大，其在干旱脅迫條件下更體現(xiàn)其抗旱優(yōu)勢，保證自身水分供應(yīng)，維持較高的液流速度和耗水量。

4 結(jié) 論

(1) 不同季節(jié)2個(gè)樹種的耗水特征存在差異，與濕潤季節(jié)相比，干旱季節(jié)2個(gè)樹種樹干液流變化均具有較強(qiáng)的波動(dòng)性，其日均液流速度和日均耗水量均較小；兩者相比，干旱季節(jié)時(shí)酸棗的最大液流速度、日均液流速度以及日均耗水量均顯著大于荊條，而濕潤季節(jié)與之相反。

(2) 就其莖木質(zhì)部解剖構(gòu)造而言，酸棗的導(dǎo)管形狀大小比較均一，而荊條的導(dǎo)管形狀大小參差不齊；酸棗的導(dǎo)管直徑、長度、面積平均值及邊材相對(duì)輸導(dǎo)面積均小于荊條，而其導(dǎo)管密度大于荊條。

(3) 酸棗的相對(duì)輸導(dǎo)率和脆性指數(shù)均小于荊條，說明酸棗的水分輸導(dǎo)的有效性小于荊條，而其安全性和抗旱性大于荊條；另外，在濕潤季節(jié)，二者的耗水特征主要取決于其水分輸導(dǎo)的有效性，而在干旱季節(jié)，主要取決于其安全性和抗旱性，進(jìn)而闡明了二者在不同季節(jié)表現(xiàn)出不同耗水差異的原因。

綜上所述，與荊條相比，酸棗的莖解剖構(gòu)造更有利于其在干旱季節(jié)維持較高的樹干液流，進(jìn)而得以維持正常的生長，因此更適合于干旱區(qū)造林。

[1] 王連春.酸棗荊條液流特征及其耗水尺度擴(kuò)展研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué),2013.

[2] 陳寶強(qiáng),張建軍,張艷婷,等.晉西黃土區(qū)遼東櫟和山楊樹干液流對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2016,27(3):746-754.

[3] 孫琳旎,湯斌,高瑞馨.植物莖解剖結(jié)構(gòu)對(duì)干旱缺水環(huán)境的響應(yīng)及適應(yīng)性[J].林業(yè)勘察設(shè)計(jì),2016(2):43-46.

[4] Carlquist S, Comparative Wood Anatomy[M]. Berlin:Springer-Verlag, 1988:41-81.

[5] Gamage H K, Ashton M S, Singhakumara B M P. Leaf structure of Syzygium spp.(Myrtaceae) in relation to site affinity within a tropical rain forest[J]. Botanical Journal of the Linnean Society, 2003,141(3):365-377.

[6] 史剛榮,劉蕾.淮北相山三種群落中優(yōu)勢樹種次生木質(zhì)部的解剖學(xué)特征[J].云南植物研究,2006,28(4):363-370.

[7] 于紅博,楊劼,臧春鑫,等.皇甫川流域中國沙棘樹干液流日變化及其相關(guān)因子[J].生態(tài)學(xué)雜志,2008,27(7):1071-1076.

[8] 夏桂敏,康紹忠,李王成,等.甘肅石羊河流域干旱荒漠區(qū)檸條樹干液流的日季變化[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2006,26(4):1186-1193.

[9] 王林,王延書,高勇富,等.刺槐根、莖木質(zhì)部水力結(jié)構(gòu)特征[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(6):689-692.

[10] 王秀偉,毛子軍.輸導(dǎo)組織結(jié)構(gòu)對(duì)液流速度和樹干CO2釋放通量的影響[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2013,35(4):9-15.

[11] 艾紹水,李秧秧,陳佳村,等.陜北沙地3種典型灌木根木質(zhì)部解剖結(jié)構(gòu)及水力特性[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2015,26(11):3277-3284.

[12] 李榮,黨維,蔡靖,等.6個(gè)耐旱樹種木質(zhì)部結(jié)構(gòu)與栓塞脆弱性的關(guān)系[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào),2016,40(3):255-263.

[13] 張海昕,李?yuàn)?張碩新,等.4個(gè)楊樹無性系木質(zhì)部導(dǎo)管結(jié)構(gòu)與栓塞脆弱性的關(guān)系[J].林業(yè)科學(xué),2013,49(5):54-61.

Water-ConsumptionCharacteristicsandStemXylemAnatomicalStructureofZizyphusJujubaandVitexNegundovar.Heterophylla

LIU Chunpeng1,2, MA Changming3, WANG Lianchun4, LI Xiangjun1,2, LI Xinli1,2

(1.ForestAcademyofSciencesofHebei,Shijiazhuang,Hebei050061,China; 2.HebeiEngineeringResearchCenterforTreesVarieties,Shijiazhuang,Hebei050061,China; 3.AgriculturalUniversityofHebeiProvince,Baoding,Hebei071000,China; 4.SoutheastForestryUniversity,Kunming,Yunnan650224,China)

[Objective] To study the relationships between water-consumption characteristics and stem xylem anatomical structures ofZizyphusjujubaandVitexnegundovar.heterophylla, in order to provide technical support for the selection of afforestation species in arid regions of North China. [Methods] The water consumption characteristics ofZ.jujubavarandV.negundo. var.heterophyllawere studied with the thermal dissipation probe (TDP), and then the xylem anatomical structures of their stem were observed with slicing method. [Results] (1) The water consumption characteristics were different for the two trees in different seasons. In dry season, there were more fluctuating changes both for the two trees as compared with the ones in wet season, and the averages of daily sap flow velocity and daily water consumption were lower. In dry season, the max of sap flow velocity and the average of daily sap flow velocity, and daily water consumption ofZ.jujubawere all higher than the ones ofV.negundovar.heterophylla. In wet season, these were vice versa. (2) As for xylem anatomical structure of stem, compared with the ones ofV.negundovar.heterophylla, the shape and size ofZ.jujubavessel were more uniform. And the average of vessel diameter, vessel length, vessel area and the sapwood relative cross-sectional area ofZ.jujubawere all lower than the ones ofV.negundovar.heterophylla. Only the vessel density ofZ.jujubavar.spinosawas higher than that ofV.negundovar.heterophylla. (3) The relative conductivity and the vulnerability indexes ofZ.jujubawere lower than the ones ofV.negundovar.heterophylla. It showed that the water conduction efficacy ofZ.jujubawas lower than that ofV.negundovar.heterophylla, and the safety and drought resistance ofZ.jujubawere all higher than those ofV.negundovar.heterophylla. In wet season, their water-consumption characteristics were mainly determined by the efficacy of water conduction. In dry season, however, their water-consumption characteristics were mainly determined by the safety and drought resistance. These might be the reason that the difference of their water-consumption in different seasons. [Conclusion] Compared withV.negundovar.heterophylla, stem xylem anatomical structure ofZ.jujubavarwas more capable to transport sap as high as possible, which can made it grow normally. SoZ.jujubawas more suitable for the afforestation in arid regions.

stemsapflow;thermaldissipationprobemethod(TDP);xylemanatomicalstructure;relativeconductivity;vulnerabilityindex

A

1000-288X(2017)05-0092-06

S718.43

文獻(xiàn)參數(shù)： 劉春鵬, 馬長明, 王連春, 等.酸棗荊條耗水特征及其莖木質(zhì)部解剖構(gòu)造[J].水土保持通報(bào)，2017,37(5)：92-97.

10.13961/j.cnki.stbctb.2017.05.016； Liu Chunpeng, Ma Changming, Wang Lianchun, et al. Water-consumption characteristics and stem xylem anatomical structure ofZizyphusjujubaandVitexnegundovar.Heterophylla[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(5)：92-97.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.05.016

2017-03-27

2017-03-31

2015年河北省引進(jìn)國外智力項(xiàng)目“干旱沙地?zé)o灌溉節(jié)水造林技術(shù)示范與推廣”(院1516523)； 2016年河北省省級(jí)財(cái)政林業(yè)科技推廣示范資金推廣項(xiàng)目“干旱沙地提高造林成效關(guān)鍵技術(shù)示范與推廣”(201603192)

劉春鵬(1984—),男(漢族),河北省廊坊市人,碩士研究生,工程師,主要從事植物生理研究工作。E-mai:lcp-1984@163.com。

馬長明(1980—),男(漢族),河北省邯鄲市人,博士研究生,副教授,主要從事森林培育研究工作。E-mail:machangming@126.com。