西南喀斯特森林木本植物水力结构对张力的调控

与世界其他喀斯特地区相比，中国西南喀斯特植被具有独特性。目前中国西南喀斯特地区石漠化现象日趋严重，急需进行生态植被恢复治理。由于喀斯特地貌的特殊性，喀斯特植物水分关系研究是喀斯特地区生态恢复治理工程的重要基础，而已有的相关生理生态研究均偏重对喀斯特植物的抗旱能力进行评价研究，并未能系统阐明喀斯特森林木本植物水分平衡关系的控制机理。本研究拟在前期研究的基础上，以贵州典型喀斯特森林的木本植物为研究对象，以野外多物种原位测定和取样分析为特点，通过植物生理生态学、解剖学、植物生态学的研究方法和技术，系统研究西南喀斯特森林木本植物控制体内水分平衡关系的生理生态学机制，重点探讨涉及水力结构的各个生理过程对张力的精确调控机理及彼此之间的功能性耦合关系，为我国西南喀斯特生态恢复治理提供重要的理论基础。

本项目以贵州典型喀斯特森林的木本植物为研究对象，以野外多物种原位测定和取样分析为特点，通过植物生理生态学研究方法和技术，系统研究西南喀斯特森林木本植物控制体内水分平衡关系的生理生态学机制，为我国西南喀斯特生态恢复治理提供重要的理论基础。经过3年的项目实施，项目进展顺利取得了较好的研究成果。研究发现，贵州喀斯特森林木本植物普遍抵抗空穴化能力较弱、水力导度较高，这是不耐长期干旱的典型特征。进一步研究结果表明，抵抗空穴化能力与水力导度之间的耦合关系无适应性上的意义，这可能与植物整体水力结构调整机制相关。我们同时研究了中午空穴化程度与光合生理活性之间的关系，发现所测定的植物的中午最大光化学量子效率基本不变但空穴化程度变异性很大，这表明不同张力控制能力的种对光合光系统2光化学量子转换效率的调控机制可能不一样。野外光合测定及叶片营养测定结果表明，退化程度大的喀斯特地貌的木本植物其光合能力、叶片营养水平及气孔敏感度高。对比喀斯特常绿和落叶植物可以发现，常绿植物的抵抗空穴化能力高，水力导度、气孔敏感度、光合能力、中午空穴化比例以及比叶重均比落叶种低，很明显喀斯特以增强水分传输的安全性和降低碳同化能力为特点，而喀斯特落叶种在生长期内最大化碳同化能力也因此降低了水分传输的安全性，而在非生长期内落叶种通过落叶方式渡过相对干燥期以减轻干旱胁迫对其生理生态过程的严重影响。项目执行期间，已经发表2篇SCI论文，1篇国际会议论文，另有2篇在审。总体而言，项目完成的情况较好。