干旱胁迫对蒙古栎和水曲柳水力特性的影响开题报告
2022-01-11 16:18:51
全文总字数:3018字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
干旱是全球性的自然灾害, 近年来因干旱引起的森林枯梢及死亡已严重影响许多国家的森林生态系统(maheraliet al., 2004)。在我国,干旱半干旱地区占国土面积的 45%,林木的抗旱性的强弱往往成为限制林木正常生长以及成林的重要因素。尤其是在西部地区,干旱缺水问题已经成为实施“西部大开发”战略的主要限制因素。另外在南方一些地区如西南喀斯特地区,由于地形地貌的原因,也会造成一些突发性和临时性的干旱,从而造成损失。因此探明树木对干旱胁迫的响应及其机理,已经成为目前我国林业领域一个亟待解决的问题。
水是生命起源的先决条件,没有水分就没有生命,也就没有植物。因此,水分传输对于植物生长和发育的重要性是不言而喻的。本研究拟在模拟干旱的条件下,通过对水曲柳、蒙古栎等植物水力特性如水势、水力导度等的变化进行研究,进而了解干旱胁迫对植物水分传输的影响,进而探索植物抗旱的方向。国内外研究现状
国内现状:李吉跃(2000)对树木抗旱性进行系统研究后认为,树木抗旱性进化的最终目标是通过最佳的水力结构来防止木质部空穴和栓塞的发生,从而保证树木在干旱胁迫下木质部水分运输机能的正常运行。王华田、孙鹏森等人通过对木本植物树干边材液流传输规律和调控机制的研究后发现,边材液流传输受树木解剖结构特征和水分环境的影响,树木边材水分传输通道的解剖特征正是树木对干旱环境的防御和适应机制。在植物水势与其抗旱性关系方面,20 世纪90 年代初,郭连生等研究了9 种阔叶树种耐旱性生理指标和叶片水势与土壤含水量的关系发现,水势和蒸腾的相关直线斜率最大的树种其抗旱力最弱。李吉跃等详细研究了北方主要造林树种叶片水势也土壤含水量的关系,将植物的耐旱类型分为 2 种类型,即“高水势延迟脱水”类型和“低水势忍耐脱水”类型并建立了 fuzzy 识别模型。国外现状:philip(1966)提出了较完整的关于spac 的概念,认为尽管介质不同,界面不一,但在物理上都是一个统一的连续体,水在该系统中的各种流过程就像链环一样,互相衔接,而且完全可以应用统一的能量指标—“水势”来定土壤-植物水分关系及植物体内水分传输,研究整个系统中各个环节能量水平的变化,并计算出水流通量。在spac中,由于统一了能量关系,对分析和研究水分运移、能量转化的动态过程提供了方便。大量学者对spac 进行了深入的研究,取得了巨大的成就,但过去的研究大多集中在林地土壤水分循环上,而对土壤-植物水分关系及植物体内水分传输研究较少。cochard等(2008)和awad等(2010)通过对蔷薇科李属prunus)的10个树种和杨属(populus)的2个树种进行栓塞脆弱曲线的测定以及不同干旱条件的处理, 认为抗栓塞性可作为评估植物抵御干旱环境的一个指标。choat等(2012)和anderegg等(2013)研究认为抗栓塞性的大小是评估森林生产力和干旱导致的死亡率的一项重要生理指标。
2. 研究的基本内容
项目实验地点:选在长白山北坡的中国科学院长白山森林生态系统定位研究站,地理位置为4224′ n,1286′ e,海拔738.1 m。该地区气候属于受季风影响的温带大陆性山地气候,年均气温0.9~3.9℃,年均降水量632.8~782.4 mm。阔叶红松林样地位于研究站1号标准地,样地坡度1~5,天然林林龄180年左右,林分为复层结构,优势树种平均株高26 m,郁闭度0.8,下木覆盖度40%。皆伐样地紧邻阔叶红松林样地,海拔高度约744 m,为原始阔叶红松林皆伐后形成。采伐时林木残体(如枝、叶)未被清理,植被自然恢复13年左右,植被主要由低矮落叶乔灌木及五味子、山葡萄、蚊子草、厥类等藤草本类植物组成,样地盖度为95%以上。
研究内容:选取蒙古栎、水曲柳用盆栽的培养方法
(1)设置对照组、轻度控水组、重度控水组模拟不同的环境
3. 实施方案、进度安排及预期效果
2017年4月:查阅相关文献,获得相关知识储备,确定研究方法,做好实验的准备。
2017年5月-6月:移植幼苗,在同一条件下培育
2017年7月:设置对照组、轻度控水组、重度控水组进行培育
4. 参考文献
[1]. allen cd, macalady ak, chenchounic h, et al. 2010. a global
overview of drought and heat-induced tree mortalityreveals emergingclimate change risks for forests. forest ecology and management259,660–684.
[2] 王森,陶大力.长白山主要树种耐旱性的研究应用生态学报,1998,9(1):7-10.