蒙古栎导管特征的空间变异

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1、·河南科技大学硕士学位论文直径与密度在径向[15-18]和轴向[19,20]上的分布变化，但多集中在树干部分，一般是胸高位置[12,21,22]，也有枝下高处或根部的导管的径向变异研究[23]。而关于树根、树干、树枝作出系统性研究报告的甚少,明确导管特征在不同部位的分布情况，对理解其水分运输的机制，指导蒙古栎人工林培育和科学加工利用将具有重要的意义。1.2.1国内研究进展水分在植物体内的传输主要通过木质部的管道系统，既被子植物的导管和裸子植物的管胞。国内对于导管特征的研究多是对树干胸高处导管直径、导管长度及导管密度进行研究，尚未有关于导管特征不同部位、不同方位间的系统研究。佟达[2

2、4]通过对五角枫胸高处导管直径的径向变异研究发现导管直径随着年轮年龄的增加呈微小增加的趋势，导管比量也呈增加的趋势。也有其他学者通过对阔叶材杨树及针叶材班克松[25]进行研究，结果表明，导管直径及导管比量的径向变异呈显著增加的趋势，而对印度黄檀[16]1.3m处的研究发现组织比量呈降低的趋势。纵向变异上对不同冠高腾冲栲[26]进行研究表明，枝条的导管直径随高度的增加而减小，理论比导率也在降低。国内关于导管直径及密度研究较具代表性的学者为范泽鑫[20]，他通过对6种常绿阔叶林不同高度导管直径及密度进行了的研究，结果表明：多半树木导管直径在树冠以下的树干部分变化幅度较小或没有明显变化，

3、而从树冠基部往上直到树木顶端呈显著减小，而密度随着树高的增加呈增加趋势，树冠内增加显著。1.2.2国外研究进展木质部导管从根到树干基部再到叶片呈现逐渐细化的变化过程，这是树木自身形成的最佳的管道模型理论[27-29]，同时伴随着导管直径的减小，导管密度在显著的增加[30,31]。1872年Sanio[32]在sylvestris中发现，管胞直径从树冠顶向下逐渐增大，到达一定值后开始呈下降趋势。Jame等对4种热带雨林阔叶树种的研究也有相似的结论。从Sanio报道之后，接着许多学者相继报告，推断导管细化的原因是水分分配的一种管理机制[27-29]，年轻的枝条，导管直径最小，导水能力最

4、弱，水分流动最慢，这是植物水分长距离运输自身结构调节的机理。因此在枝条的最末端，水分运输距离最长，往往拥有最小的导管，最高的分布密度，最小的水分传导率，这样在遇到干旱、结冰的天气，也能保护植物免受伤害[29,32]。2···万方数据···第1章文献综述Westetal.[33]在他们提出的假设模型中指出，维管植物通过分形分枝管网进行物质运输。管网是自相似的分枝结构，每一级是由管状分子彼此相连形成的一系列管道而组成，管道平行排列且分枝内管道直径维持不变。也就是说树木连续分枝之间的导管或管胞直径按照一定的比率均匀变细，其总的水力阻力与水分传导的路径长度无关，从而使不同部位叶片获得基本相

5、当的水分供应。即管道分子的轴向变异是均匀的，对欧洲赤松(Pinussylvestris)[34]、杜鹃(Rhododendron)[35]等树种的研究支持这一假设。但是对花旗松（Pseudotsugamenziesii）[36]、欧洲云杉(Piceaabies)[37]导管的研究表明，其轴向变化并不是均匀变细的。导管直径的变化是否符合WBE模型理论预测值，导管变细是否足以克服水力阻力的路径效应仍不清楚。1.2.1本研究的目的与意义蒙古栎是东北天然次生林的主要组成树种，也是我国主要用材树种之一。前人多从蒙古栎的生物量、加工利用、繁殖技术[38-40]等方面进行研究，而对蒙古栎次生木质

6、部的解剖与水分运输机理的关系研究较少[41]。本文通过对7株东北地区蒙古栎树不同器官（根、干、枝）的次生木质部进行生态解剖和测定，从方位、年轮年龄、及水分运输路径长度对导管直径、分布密度、导管比量、分布密度及水力特征Ks、VI进行了讨论，以期探明其在树体内部的分布特征，研究其变异规律，为蒙古栎水分传导及营养运输的机理研究提供基础数据，并为蒙古栎人工林培育和科学加工利用提供指导。3···万方数据···第2章试验材料与方法第2章试验材料与方法1.2.1样地概况样地位于东北林业大学帽儿山森林生态系统定位研究站老爷岭生态站(东经127°30′34′，北纬45°20′-25′，海拔300m)

7、，该地区属于低山丘陵，坡向为北，坡度65°。其地带性顶级植被为阔叶红松林,在人为干扰和采伐的地方形成典型的天然次生林，以白桦为主，混有蒙古栎(Quercusmongolicoa)、大青杨(Populusussuriensis)和水曲柳(Fraxinusmandshurica)。样地气候属温带大陆性季风气候，年平均温21.6℃，年平均降水量723mm，年蒸发量为884.4mm，集中在7-8月，年均风速为1.5m/s。早霜一般在8月末，晚霜一般在5月末，无霜期120-14