太行山低山丘陵區(qū)不同植被恢復(fù)樹(shù)種的選擇

1材料和方法1.1大陸性氣候型試驗(yàn)地點(diǎn)位于河北省西部太行山中段東南部的平山縣岡南市。屬溫帶濕風(fēng)帶。春季干燥風(fēng)大,冬季寒冷少雪,光照較充足,降水集中,且分布不均,太陽(yáng)年總輻射量為5480~5690MJ·cm1.2光合日動(dòng)態(tài)測(cè)定2009年秋,在試驗(yàn)地隨機(jī)選擇生長(zhǎng)正常的5種木本植物各3株作為測(cè)定植株(其形態(tài)指標(biāo)見(jiàn)表1),選擇各供試植株的樹(shù)冠中上部健康完整的功能葉片進(jìn)行光合日動(dòng)態(tài)測(cè)定。使用LI-6400xT光合系統(tǒng)分析儀測(cè)定。采用開(kāi)放氣路,從8:00到18:00,2h測(cè)定1次,讀取穩(wěn)定數(shù)據(jù)3組·葉片1.3統(tǒng)計(jì)分析方法采用Excel2003軟件處理數(shù)據(jù)、做圖,采用SPSS13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,差異顯著性檢驗(yàn)采用最小顯著差數(shù)(LSD)法。光能利用效率(E2結(jié)果與分析2.1效輻射特征與濕度的關(guān)系植物的光合速率、蒸騰速率、光能利用效率和水分利用效率等生理過(guò)程受眾多環(huán)境因子的影響。圖1為測(cè)定日小氣候因子變化過(guò)程。光合有效輻射是一個(gè)瞬時(shí)變化較大的環(huán)境因子,呈倒“V型”曲線,中午12:00時(shí)出現(xiàn)峰值。氣溫呈現(xiàn)出先升后降的變化趨勢(shì),與光合有效輻變化一致,而相對(duì)濕度則呈現(xiàn)出先降后升的變化趨勢(shì),隨著光合有效輻射、氣溫的升高而逐漸下降,午間降至最低,之后隨著光合有效輻射和氣溫的下降又逐漸升高。但氣溫與相對(duì)濕度的變化都滯后于光合有效輻射,氣溫在14:00時(shí)出現(xiàn)峰值,相對(duì)濕度在14:00時(shí)出現(xiàn)谷值。2.25種木本植物光合參數(shù)分析由圖2可知,5種木本植物凈光合速率日變化均呈單峰型,其凈光合速率在中午12:00時(shí)均達(dá)到最大值,由大至小依次為火炬樹(shù)[(19.61±0.64)μmol·m所測(cè)定樹(shù)種的凈光合速率日變化均呈現(xiàn)出單峰型,表明5種木本植物均無(wú)光合午休現(xiàn)象。火炬樹(shù)在12:00時(shí)的凈光合速率最大,說(shuō)明火炬樹(shù)利用強(qiáng)光的能力在5種木本植物中最大。刺槐的氣孔導(dǎo)度峰值與光合速率峰值出現(xiàn)偏離現(xiàn)象,可能與其提前關(guān)閉氣孔以降低蒸騰速率有關(guān)。臭椿、荊條和酸棗的氣孔導(dǎo)度在測(cè)定時(shí)間內(nèi)總體呈下降趨勢(shì)。荊條、酸棗的胞間二氧化碳濃度較3種喬木樹(shù)種高,分析可能由于荊條及酸棗較小,生理代謝過(guò)程較緩慢所致?；鹁鏄?shù)、刺槐和酸棗的蒸騰速率均出現(xiàn)雙峰值,一方面可能是強(qiáng)光誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉,從而減弱蒸騰速率,另一方面可能在午間3種木本植物吸收的水分分配于光合過(guò)程較多而蒸騰消耗水分的數(shù)量降低所致,而臭椿與荊條均呈現(xiàn)偏左的單峰特征。2.35種木本植物日光能利用效率的比較如圖3所示,火炬樹(shù)、臭椿的光能利用率在8:00時(shí)較高,分別為0.026和0.017mmol·mol5種木本植物的日平均光能利用效率由大至小依次為火炬樹(shù)0.020mmol·mol水分利用效率反映出植物生產(chǎn)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化效率,植物的有效水分利用率反映了植物對(duì)水分的利用效率,也在一定程度上反映了植物的耗水性和抗旱性5種木本植物的日平均水分利用效率由高到低依次為:火炬樹(shù)0.014mmol·mol3種木本植物光合日進(jìn)程特性及水分利用效率日變化采取優(yōu)先選擇本土灌木和草本植物為主要組分的自然恢復(fù)方式,并采取適宜的人為措施加速植被演替進(jìn)程,增加群落內(nèi)部植物組分的空間異質(zhì)性以及自然生態(tài)系統(tǒng)的季節(jié)動(dòng)態(tài),提高空間和時(shí)間上不均勻資源的利用效率,最終形成結(jié)構(gòu)合理、功能完善的天然植被通過(guò)分析5種木本植物的光合日進(jìn)程測(cè)定結(jié)果,其凈光合速率均表現(xiàn)為單峰型,最大凈光合速率均出現(xiàn)在中午12:00時(shí),證實(shí)所測(cè)定的5種木本植物在秋季均未出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象。綜合5種木本植物光合生理參數(shù)的分析結(jié)果,認(rèn)為火炬樹(shù)、刺槐、荊條和酸棗比臭椿在高溫強(qiáng)光季節(jié)利用強(qiáng)光的能力強(qiáng)。光能利用效率是表征植物固定太陽(yáng)輻射能的效率指標(biāo),系指植物通過(guò)光合作用將所截獲、吸收的能量轉(zhuǎn)化為有機(jī)干物質(zhì)的效率除酸棗外,其余4種木本植物的水分利用效率的日變化均呈現(xiàn)“V”型曲線,酸棗的水分利用效率日變化呈“W”型?；鹁鏄?shù)與刺槐水分利用效率較高,灌木樹(shù)種酸棗的水分利用效率也較高。結(jié)合水分利用效率日變化,酸棗與火炬樹(shù)、刺槐、臭椿和荊條的水分利用效率之間形成時(shí)間分異現(xiàn)象。因此,結(jié)合5種木本植物的光合日進(jìn)程特性、光能利用效率和水分利用效率,考慮到植被重建恢復(fù)原則以及種間關(guān)系的生態(tài)和諧,外來(lái)樹(shù)種具較強(qiáng)的光能及水分利用效率是其具有入侵性的表現(xiàn)之一在植被恢復(fù)與重建過(guò)程中,植物種的合理選擇取決于當(dāng)?shù)刈匀坏乩項(xiàng)l件及其與生態(tài)環(huán)境的和諧共存關(guān)系考慮到在植被恢復(fù)過(guò)程中植物群落是喬木、灌木和草本植物的復(fù)合體,因此強(qiáng)調(diào)喬、灌、草相結(jié)合的原理會(huì)使植物群落利用退化生境的資源更加充分。植被恢復(fù)必須依賴于