摘要
随着全球气候变暖，全球性干旱所造成的树木衰退死亡愈加严重，明确树木应对干旱的干旱适应策略十分重要。脆弱性分割、气孔调节以及干旱后的栓塞修复是植物应对干旱胁迫的重要适应策略。幼苗在干旱胁迫下较成树的死亡率更高，且幼苗的主茎和主根更易获取，这有利于弥补针对个体水平上多器官间的脆弱性分割策略研究的不足。此外，当前针对不同抗旱策略间协调的研究很少，且不同策略的实现又依赖于各器官的特定结构。因此从个体水平上基于水力功能研究不同树种幼苗的解剖结构特性也将有利于更全面深入地了解植物对干旱的适应策略及策略间的协调。本研究以蒙古栎(Quercus mongolica)、栓皮栎(Quercus variabilis)、槲栎(Quercus aliena)的6个月容器苗为研究对象，测定了三个树种的P-V曲线、叶片(复水化法)、主茎和主根(台式干燥法)的水力导度、脆弱性曲线，通过干旱模拟试验获得黎明/正午水势、水势-气孔曲线，复水后测定栓塞修复指数。测量叶片、主茎和主根的解剖结构，并与水力功能进行了相关性分析，以解释不同树种干旱适应策略的原因。 本研究从水力功能及结构性状上分析三种栎类幼苗的抗旱策略，主要结果如下: (1)从水力功能层面上分析三种栎类干旱下的适应策略:①就栓塞脆弱性而言，三种栎类幼苗的叶片P50比主茎/根的P50更高，除槲栎茎-根为负分割外，另两树种为正分割;②就气孔调节而言，气孔敏感性排序为:蒙古栎＞槲栎＞栓皮栎。气孔敏感性越高的物种，P88，leaf越高，TLP越低，且对应的叶片与栓塞抗性最大的器官之间分割程度更窄;③复水后栓塞修复指数排序为:蒙古栎＞栓皮栎＞槲栎。 (2)综合分析解剖结构与水力功能性状:①就叶片而言，TLP与栅栏组织厚度、栅栏组织与海绵组织厚度比值呈极显著的负相关关系，较大的气孔开口面积指数有利于气孔敏感性提高;②就根茎木质部而言，相较于水力安全性(P50)，导管直径及导管频率与木质部效率(Ks)之间的耦合关系更为密切。导管壁厚度和纤维组织占比有利于提高植物的水力安全性。木质部抗栓塞能力越低，薄壁组织占比越高，栓塞修复指数越高。 综上所述，本研究表明蒙古栎具有更强的避旱性，气孔关闭更早以躲避干旱胁迫;栓皮栎具有更强的耐旱性，气孔关闭更晚以获取更大生长;槲栎抗旱性最弱，由于较高的根系脆弱性更易受到土壤干旱的影响。此外，本文从个体水平上支持脆弱性分割假说，叶片作为最外围器官具有更大的脆弱性，以保护主茎/主根，主茎和主根之间分割形式影响植物抗旱性。此外，本文首次提出气孔对水势的敏感性与水力脆弱性分割两种策略间的协调性，为后续抗旱策略的研究提供了新思路。本文从水力性状上阐明了三种栎类幼苗的抗旱策略，揭示了干旱胁迫下的三种栎类幼苗水力调控机制，对森林生态系统结构的动态变化的预测、干旱立地林木的选育等工作具有重要意义。
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