滨海盐碱地刺槐林生长衰退机理研究

本文以23a生刺槐（Robinia pseudoacacia）纯林为研究对象,研究刺槐生长规律,分析树木生长与降水、温度的关系。刺槐树体进行不同高度盐分(Na+、K+、Mg2+和Ca2+)测定。通过跟踪采集一年纯林中4个层次（0-20、20-40、40-60、60-80cm）的土壤并进行含水量和含盐量的测定,研究了纯林中水盐的年动态变化规律;同时对不同衰退程度刺槐土壤相关酶活性进行测定,研究了土壤酶活性的季节变化差异及其相关性。对不同衰退程度刺槐在野外林分环境下活立单木的测定,利用光合作用测定系统测定分析了叶片蒸腾作用及光合作用;利用全自动微型气象站全天候检测林分气象和土壤生态环境因子的变化过程,利用TDP （Thermal Dissipation Probe）树干径流测定系统连续测定分析了单木树干边材木质部液流的时空变化规律,对不同衰退程度功能叶进行聚丙烯酰胺凝胶电泳过氧化物同功酶酶谱测定,分析其在分子水平上的差异。从而系统地研究了滨海盐碱地刺槐林衰退的机理。 主要研究结论如下: 1刺槐近7年内表现出生长下降的趋势。通过对滨海盐碱地23年实生刺槐生长研究,进行树干解析,对刺槐树高、胸径和材积进行回归模拟生长规律。最优模拟方程为:H=-0.372+3.318* lnt; DH=exp（-5.518+0.977/t）; V=exp（-13.771-0.938/t）。同一林龄存在不同衰退程度个体,排除过熟死亡可能性,可以推断刺槐的衰退是由外力作用引起的。而气候因子是可能致使刺槐生长衰退的因素。滨海盐碱地1985a以来降水总体呈上升趋势,年际变化明显。月份平均降水变化显著,季节间降水分布极不平衡。温度变化呈波浪趋势,但总体向升温发展。 2土壤环境对大气因子的响应是刺槐林衰退的促进因素。刺槐纯林水盐运动的总体规律是:伴随着雨季的来临,土壤水分含量的变化表现出两个高峰阶段,即3-5月份和7-8月份水分含量较大,相应的此时土壤盐分含量也达到低峰阶段。土壤盐分含量具有“盐随水来,盐随水去”的特点,土壤含水量与含盐量受降水量影响,0-60cm土壤含水量及含盐量与降水呈显著相关。土壤脲酶、碱性磷酸酶及转化酶活性的变化趋势相似:均随着土层深度的逐渐加深而逐渐减弱,减弱程度因土壤酶不同而略有差异,季节变化以10月份酶活性最高,其他月份较低且差异不显著;蛋白、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性则是0-20cm林地土>根际土>20-40cm林地土。各种酶活性随衰退程度增加而降低,其中根际土酶活性下降幅度大。 3刺槐个体衰退引起树木生理的变化。衰退个体光合作用减小,体内水分液流速率变小。不同衰退程度表现特征差异明显。正常功能叶片光合能力随衰退程度增加而降低。衰退树木同方位同高度液流速率降低,高度愈大下降愈快,树木衰退与液流速率呈显著相关。健康树体液流速率日变化呈宽峰曲线,随着衰退程度的增加逐渐变为窄峰,树体液流启动时间晚,开始迅速下降时间早。北侧液流速率显著高于南侧,随着衰退程度增加,南北侧液流速率相差减小。健康木不同高度液流速率6m>4m>1.3m,随着衰退程度增加,6m和4m液流速率减小,不同高度速率差异变小。南北方位液流速率相差显著,北面显著大于南面。树干液流速率与大气相关因子成显著相关,外界因素影响树体内部水分液流。刺槐个体体内盐分离子(Na+,K+,Ca2+,Mg2+)随高度积累变化表现出各自特征曲线。 4近年来刺槐叶瘿蚊的大面积发生,使得刺槐叶片光合作用面积和光合时间减少,也是促使刺槐衰退的一个因素。 5通过过氧化物同功酶酶谱分析,不同衰退个体之间遗传差异不明显,排除刺槐个体衰退是由遗传差异引起的可能性。