摘要
刺槐(Robinia pseudoacacia)是黄土高原人工林栽植面积最大的树种。在生产实践中，一些地区由于造林地选择不当，出现了造林成活率和保存率低、人工刺槐林林分退化、树梢干枯、林下植被稀疏、土壤干层严重等问题。因此，如何“适地适树”是黄土高原刺槐人工林经营中需要解决的问题。植物功能性状是了解植物与环境之间关系的重要手段，因此本文试图利用植物功能性状的方法，研究水分条件和土壤类型对刺槐幼苗生长和水分利用的影响，为黄土高原刺槐适宜立地条件选择提供理论参考。 本文采用盆栽试验，设置3个水分处理（正常水分、中度干旱和重度干旱）和4个土壤类型（黄土高原从南到北4个地带性土壤：塿土、黑垆土、黄绵土和风沙土），分别在干旱处理30 d和60 d测定了叶、茎、根的功能特征及整株植物生长和水分利用特征，获得了如下主要结果： （1）长期干旱（干旱60 d）导致刺槐幼苗叶密度和叶干物质含量显著增加，叶水势、叶氮含量和光合气体交换参数显著下降，气孔密度和叶脉密度显著增加；茎干物质含量、茎密度和茎横截面积/叶面积显著增加，比导水率降低；细根皮层厚度、维管束直径和导管直径及菌根侵染率降低，导管密度增大；生物量增加量和耗水量降低，整株水分利用效率增加。长期干旱下刺槐叶、茎和根趋向于保守型资源利用特征。 （2）不同土壤类型上生长的刺槐随土壤质地变粗并未呈现出趋旱化特征。以干旱60 d 为例，塿土上刺槐叶生理参数（净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶碳、氮含量）最低；茎干物质含量、茎密度和茎横截面积/叶面积相对高于其它土壤；根组织密度、根干物质含量和菌根侵染率相对较高；整株植物呈现低生长低耗水高WUE特征。风沙土上刺槐的气孔密度显著低于其他3种土壤；其细根根皮层厚度较小，且3个级别根的维管束直径、导管直径和菌根侵染率均最小；整株植物呈现低生长高耗水低WUE 特征。质地最细的塿土和最粗的风沙土上生长的刺槐均呈现一定的趋旱性特征。 （3）相关性分析表明叶形态结构参数（叶厚度、叶密度、比叶质量、叶干物质含量）之间、叶光合参数（净光合速率、气孔导度和蒸腾速率）之间、茎干物质含量和茎密度之间呈显著正相关。整株根系比根长、比根面积与根密度、根干物质含量间呈显著负相关；细根维管束直径、皮层厚度和导管直径之间互呈显著正相关，且与导管密度之间存在显著负相关。细根菌根侵染率和根大小之间呈协同性，而与导管密度之间呈权衡关系。 （4）叶、茎和根内功能性状耦联性因干旱胁迫时间而不同。干旱胁迫30 d时，叶生理性状和叶形态结构性状间联系不紧密，而干旱60 d时，叶生理性状和叶结构性状间呈权衡关系，叶解剖性状相对独立于叶形态结构-生理性状轴。干旱胁迫30 d时，茎干物质含量、茎密度和茎横截面积/叶面积三者之间呈高度协调性，而干旱胁迫60 d时，茎干物质含量、茎密度制约着比导水率。整株根系形态结构与细根解剖性状呈两个轴分布，随干旱时段延长，二者的独立性增加。 （5）刺槐幼苗叶、茎和根性状存在耦联性。干旱胁迫60 d时，叶生理和细根解剖性状间、茎与叶形态结构间呈现高度协调性，但根形态结构特征与叶、茎形态特征间具有独立性。叶、茎和根功能性状预测刺槐生长和水分利用的能力因生长和水分利用参数和测定时期而不同，所有性状的组合预测能力不超过50%。
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