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6个树种1年生枝木质部的水力特征及与栓塞修复能力的关系 总被引：4，自引：0，他引：4
《林业科学》2017,(3)
【目的】植物木质部栓塞修复能力已成为植物抗旱性研究的热点。本研究探讨6个耐旱树种木质部水力特征及与栓塞修复能力之间的关系,以及决定栓塞修复能力的主要影响因子,为筛选抗旱树种提供理论依据。【方法】以西北农林科技大学博览园内生长良好的6个耐旱树种(刺槐、沙棘、榆树、元宝枫、旱柳、榛)的1年生枝为研究对象,采用Cochard Cavitron离心机诱导木质部栓塞,构建6个树种的木质部栓塞脆弱曲线,得到其栓塞脆弱性(P50)值,同时测定枝条的木质部水力直径(Dh)、黎明前木质部水势及自然状态下栓塞程度(NPLC),利用低压液流计及染色法测定已栓塞枝条不同时段(20,40,60,80,100 min)的栓塞修复程度(1-PLC),进而探究不同树种木质部栓塞修复能力与栓塞脆弱性、水力直径、黎明前水势和NPLC间的关系。【结果】1)6个树种栓塞脆弱性大小依次为刺槐榆树沙棘旱柳榛元宝枫,其中元宝枫的抗栓塞能力最强;水力直径依次为刺槐榆树榛沙棘旱柳元宝枫。2)用染色法测得的木质部栓塞修复程度与低压液流计测得的木质部栓塞修复程度相一致(回归方程是y=1.047x-7.567,R~2=0.863);低压液流计法测定的值完全可以反映在不同时间段栓塞枝条的修复状况。3)6个树种1年生枝木质部栓塞修复能力依次为刺槐榆树沙棘旱柳榛元宝枫,植物重新供水后,木质部栓塞修复能力强的树种能迅速恢复栓塞导管的输水功能;栓塞修复能力与栓塞脆弱性大小顺序完全一致,呈显著的正相关(R~2=0.980),即木质部栓塞脆弱性大的树种,其栓塞修复能力也越强;回归分析表明,6个树种木质部水力直径、黎明前水势和NPLC与栓塞修复能力有很强的相关性(R~2分别为0.868,0.740,0.741)。【结论】植物木质部水力特征与栓塞修复能力密切相关,特别是木质部栓塞脆弱性(P50)和水力直径与栓塞修复能力有很强烈的正相关,是决定栓塞修复能力的主要影响因子。 相似文献
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木质部栓塞指外界气泡进入木质部充水管道导致的植物水分传导功能受阻。木质部输水管道间具缘纹孔膜是木质部栓塞形成、扩散和疲劳产生的关键部位，近年来，具缘纹孔膜特征在木质部栓塞机制研究中日益受到关注。为更全面和清晰理解木质部栓塞形成、扩散和疲劳过程中具缘纹孔膜的作用，本研究在整理分析国内外木质部栓塞相关研究的基础上，首先探讨被子植物、裸子植物木质部栓塞的形成机制和扩散规律，阐释栓塞形成和扩散的“气种假说”,明确具缘纹孔膜的核心作用；然后分别针对具缘纹孔膜的构造、化学、物理和微力学性质与微液流行为等主要特征以及不同特征间的相互关系，归纳具缘纹孔膜在木质部栓塞形成、扩散和疲劳等不同阶段的重要作用，概述三维结构模型构建、化学成分原位检测、力学行为模拟和单个纹孔膜微液流量化分析等具缘纹孔膜特征关键表征方法的发展现状和问题；最后提出木质部栓塞应优先开展的3方面研究：1)不同水分条件下具缘纹孔膜化学成分、物理和力学性质的变化；2)气泡在水分与具缘纹孔膜三维孔隙结构间水-固耦合界面的形成与扩散方式；3)不同水分条件下具缘纹孔膜结构变化及其对微液流效率的影响。同时，亟待突破具缘纹孔膜三维空间结构的原位精准表... 相似文献
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木材中的水分会严重影响木材加工和使用性能,必须通过干燥使木材含水率控制在适宜范围内。常规蒸汽干燥耗能大、干燥缺陷多,热泵除湿干燥、太阳能干燥等新型节能干燥技术工业化应用尚不理想,因此,本文从木材水分来源和树木水分生理特性出发,探讨基于蒸腾作用降低木材水分的活立木生理干燥理论和技术,并从水分与植物生理的角度阐述活立木生理干燥的理论基础。通过分析树叶水分蒸发研究进展,总结叶内水分可能的3种蒸发位点,即暴露在内部气体空间的所有叶肉细胞和表皮细胞、气孔下腔室周围大部分区域的叶肉细胞和表皮细胞以及气孔下腔室周围其他区域的叶肉细胞和表皮细胞。通过分析植物体内水分传输机制研究进展和现状,总结植物叶内水分传输的3种可能途径,即通过胞间连丝的共质体传输途径、通过水孔蛋白的跨细胞传输途径以及通过未栓化细胞壁的质外体传输途径。阐明被广泛用于解释木质部水分长距离运输的内聚力-张力学说,分析其目前存在的争论及一些新提出的学说,如补偿压学说、多驱动力学说或水门学说,并分析木质部水分运输过程中时常发生的空穴和栓塞现象及其可能的恢复机制。在此基础上,提出今后研究活立木生理干燥过程中水分传输和散失机制的几个重点和方向:一是探讨生理干燥过程中处于水分胁迫状态下树叶叶孔蒸腾和角质层蒸腾之间的关系;二是探讨生理干燥过程中处于严重水分胁迫状态下树木叶内水分传输途径和蒸发位点;三是探讨纹孔等微观构造在木质部水分长距离传输中的作用以及在空穴和栓塞产生和恢复过程中的作用;四是探讨生理干燥过程中木质部内空穴和栓塞的产生和恢复机制及其对水分长距离传输的作用和影响。 相似文献
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李吉跃 《中国林学(英文版)》1999,(2)
虽然内聚力 -张力学说已经建立了一个多世纪 ,但要完全接受它仍有一些问题 ,因为它的一个推论是很难证实的 ,即木质部导管中存在大的负压 .特别是近年来木质部压力探针和Z型管试验的结果表明 ,引起空穴的木质部压力仅在 - 0 5MPa以上 .有人根据这一结果认为必须对木质部水分运输的内聚力 -张力学说加以修正 .但是 ,目前又有两个研究小组应用相似改良的Z型管方法测定了产生空穴的木质部压力 .他们的结果显示 ,不同树种木质部导管保持水分传导的压力范围在 - 1 2MPa到- 3 5MPa以下 .这表明树木木质部导管中存在较大负压 ,从而有力支持了内聚力 -张力学说 相似文献
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植物剪枝蒸腾速率变化规律的初步研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对毛乌素沙地几种主要植物的枝条在剪断前后的蒸腾速率的研究，发现这些植物枝条的蒸腾速率在剪离母株后一般会发生较大的变化，说明用快速称重法测定得到的剪断枝条的蒸腾速率与剪断前植物的实际蒸腾速率也存在较大的偏差。由于这类变化与植物的生物学特性、生长环境的水分条件、测定时叶片的水分状况、剪断的部位和测定的时间等多种因素都有密切关系，定量地预测某个植物剪断枝条的蒸腾速率的变化一般也比较困难。用快速称重法测定植物的蒸腾速率需要有同步的校正措施，否则结果不可靠。气孔计在测定植物枝条剪断前后蒸腾速率的相对变化率时比较准确。因而，用快速称重法测定植物的蒸腾速率，用气孔计来校正其偏差，这种二合一的方法是测定植物蒸腾速率比较准确而理想的方法。 相似文献
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树干液流是SPAC水分循环系统的重要组成部分,决定着整个林分的蒸腾耗水量,对树干液流的特征及其对环境因子的响应进行研究具有重要意义。本研究对比分析了测定树干液流的几种原理技术,简述了不同方法适用测量树种的范围,并对不同树种树干液流的时空变化及主要环境影响因子进行了整合分析。综述认为:树干液流日变化曲线主要呈单峰型、多峰型及宽峰型,启动时间基本都在日出前后;树木液流速率季节变化呈现夏季春秋季冬季;单木树干液流速率存在明显的空间变异性;液流变化主要受前期环境因子的影响,太阳辐射是主要影响因子。今后,应在全球环境变化背景下,进一步探究植物生理生化过程及环境对液流的影响,从而进一步量化和揭示林分的蒸腾耗水特征。 相似文献
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本文介绍一种较为简便地测定树木蒸腾耗水量的方法,即在树干的木质部安装热脉冲发生器,定时发出热脉冲,在热源上方一定距离安装热电偶探测器,探测热脉冲到达的时间,确定液流速度,再用生长锥取木芯,测树干心材与边材的直径,计算边材输导面积,其液流速度与边材面积之积即为树冠蒸腾耗水速率,多日连测可以看出树木耗水日进程及季节进程的变化规律。 相似文献
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重金属及有机物污染土壤的树木修复研究进展 总被引：3，自引：1，他引：2
综述树木修复的相关内容,重点介绍树木在重金属和有机物污染土壤植物修复中的应用现状及前景.与传统的修复技术想比,污染土壤植物修复技术具有运作费用低、易于管理与操作、不产生二次污染和易为大众接受等优点;但随着研究的深入其不足之处亦日益凸现:植物生物量小、生长缓慢、通常只对单一污染元素积累或超积累等.随着植物修复技术的发展,树木修复技术被应用到污染土壤的修复,并取得一定的成效.将木本植物用于植物修复将是今后污染环境修复研究领域的一个重要方向,这将为污染土壤植物修复的大面积推广提供更多的选择.为更好地利用木本植物修复污染环境,今后的研究还应注意加强国内优良树木修复材料的筛选及国外优良树木修复材料和技术的引进;加强有机物污染土壤树木修复的研究;加强树木修复技术与其他修复技术相结合的综合研究,以提高污染环境树木修复的效率. 相似文献
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蒸腾能使木质部产生不超过-0.1MPa的有限负压,这个负压在木质部内自上而下依次向下传递。水分在导管或管胞内所受的吸附力、毛管力、真空力等综合作用力要大于或等于所受的重力,这个综合作用力可以将水分托住而不受重力作用而下移,使水分在负压作用下以分段移动的方式从根部上升到植物顶端。空穴和栓塞是两个不同的概念,其形成过程、恢复机制都有其本质的不同。空穴的发生与负压和水分的分段移动有密切的关系。 相似文献
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《林业科学》2017,(9)
【目的】测定锐齿栎在不同光强下不同大小树木的水分状况、光合作用和非结构性碳(NSC)差异,探索光强和树体大小对锐齿栎树木水、碳平衡的影响。【方法】以锐齿栎成年树树冠上部、树冠下部、林下幼树和林窗幼树为研究对象,用PMS1000压力室、LI-6400XT光合仪、PAM-2500荧光仪等仪器分别测定水势等水力参数、气体交换参数、光合光响应曲线参数和叶绿素荧光参数,用蒽酮-硫酸法测定不同组织NSC浓度,另外还测定叶片大小、比叶面积、Huber值等叶片和枝条的功能性状。【结果】1)在4个研究对象中,成年树树冠上部的小枝凌晨水势和中午水势均是最低,且叶片气孔密度最大、气孔长度最小;成年树树冠上部叶片的净光合速率、气孔导度、水分利用效率和暗呼吸速率显著低于林窗幼树。2)成年树冠层上部叶片和韧皮部的总非结构性碳(TNC)浓度显著高于林窗幼树,而木质部TNC浓度显著低于林窗幼树,说明树高造成的水力限制会降低细胞膨压并增大木质部栓塞风险。3)与光有效性低的树冠下部和林下幼树相比,光有效性高的成年树树冠上部和林窗幼树具有更大的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率、光补偿点、PSⅡ有效光化学效率(F'_v/F'_m)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ);尤其是更为遮荫的林下环境显著降低了林下幼树的光合潜能和固碳,叶片和根的TNC浓度显著低于冠层下部叶片和成年树的根。【结论】锐齿栎成年树冠层上部存在明显的水力限制,造成生长下降使得成年树冠层上部叶片和韧皮部的TNC相对积累,而木质部经常性的栓塞修复大量消耗木质部TNC;光照因素对锐齿栎光合作用的塑造起主要作用;林下遮荫环境导致的碳饥饿可能是宝天曼锐齿栎树种难以更新的主要原因。 相似文献
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《林业资源管理》2019,(5):95-103
将计算机断层扫描技术(CT)应用到树木的无损检测领域,设计基于不同CT参数扫描树木成像效果的比照试验,探索树木检测的CT参数阈值设定与优化。具体步骤与方法:1)采集12份树木圆盘标本,每份样木根据不同的CT参数设置拍摄200张影像;2)将不同成像完整度的影像进行分组归类后,对影像灰度值进行提取并得到各幅影像灰度值均值、灰度值标准差;3)利用SPSS软件统计分析CT参数与影像完整度间的关联性,并得到影响树木成像效果的关键参数设置阈值范围。结果显示:CT扫描树木成像清晰,其参数毫安秒(mAs)、定点位置(SP)间的相关性为0.972,影像完整度75%以上的mAs阈值区间为47～61,SP阈值区间为-66.4～-89.8。采集3份不同古树的标本,应用实验获得的CT参数阈值对标本进行扫描,以验证CT参数阈值选定的合理性。结果表明:所选CT参数阈值范围对于树木个体不存在明显的树种差异,可以满足树木无损检测要求。 相似文献
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经林业部批准,应中国林科院林研所刘奉觉、郑世锴的邀请,著名新西兰树木生理学家爱德华博士(Dr.W R N Edwards)于1991年8月25日至9月15日来华进行了学术活动。爱德华博士近年研制的热脉冲速度记录仪,可以连续记录树干液流速度与流量。 应邀来华的第一项工作是在中国林科院举办了为期一周的《树木液流动力学讲座》,讲授内容有:用热脉冲测定树木蒸腾的理论与技术;Lysimeter与其它测定树木蒸腾方法;目前国际上树木耗水测定技术发展概况。在中国林科院内现场演示了热脉冲仪的测定过程。刘奉 相似文献
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植物叶片水分间接柔性测量传感器的研究 总被引：10，自引：0，他引：10
针对当前植物节水灌溉非闭环控制问题 ,运用系统分析理论与方法 ,依据植物茎和叶的几何尺寸参数与其水分之间存在直接、准确的对应关系 ,当测量精度达到微米量级时 ,就可以此类参数作为精确的反馈控制变量 ,提出利用植物本身的生理调控机制和基于物理方法的植物水分非破坏性高精度检测技术 ,实现精密高效的闭环微灌溉智能控制系统 ,可以实现真正意义上的最优化节水灌溉。研制结构简单、测量精度高、抗环境干扰能力强、可靠性高的微位移传感器 ,对丰富节水灌溉理论与技术、形成农业新产品具有重要意义。 相似文献
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《林业科学》2021,57(7)
【目的】比较科尔沁沙地典型生境上生长的刺榆木质部水力结构特征、叶片水分关系与光合气体交换特征,探讨刺榆适应不同土壤水分环境的内在生理机制,为科尔沁沙地防风固沙造林和植被修复的适地适树提供理论依据。【方法】以生长在科尔沁沙地丘间低地和沙丘上部2种土壤水分环境中的刺榆为研究对象,从树木水力结构角度,分析不同生境刺榆枝条水分传输效率与安全性的差异,结合叶片水分关系、光合生理特性以及木质部解剖结构等进行对比研究。【结果】与沙丘上部相比,丘间低地土壤水分条件较好,刺榆枝条木质部导管直径较大、水分传输效率(K_s)更高(P0.05),叶片和枝条水势均更高(P0.05)。尽管2种生境上生长的刺榆叶片光合碳同化速率无明显差异,但气孔导度(g_s)和水分利用效率(WUE_i)明显不同,沙丘上部刺榆的g_s更低(P0.05),WUE_i更高(P0.05)。丘间低地刺榆枝条末端叶面积和边材面积的比值(LA/SA)显著高于沙丘上部(P0.05),地径、树高和地上生物量等指标也显著高于沙丘上部(P0.05);但沙丘上部刺榆木材密度更高,抗气穴化栓塞能力更强,水力安全边界(HSM)也较宽(Ψ_(S-md)-P_(50)和Ψ_(S-md)-P_(80)较大)。【结论】在土壤水分条件较好的丘间低地生长的刺榆,导管直径较大,水分传输效率更高,可保证较高的生长速率和竞争力;而在土壤水分条件较差的沙丘上部生长的刺榆,木质部导管直径变小,虽然水分传输效率降低,但有助于获得更强的木质部抗气穴化栓塞能力,从而保证植株能在水分胁迫较严重的生境中长期存活。刺榆水力结构特征随水分生境变化而调整的策略,反映出其较强的抗旱性和适应性。 相似文献
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蒸腾速率是树木重要的水分生理指标,它携带着耗水信息。到目前为止,测定蒸腾的方法已有很多,如大棚法、蒸渗仪法、树干液流法、微气候法和气孔计法等。但每种方法都有一定局限性,不是耗资太高,就是不适用于自然条件下的耗水估算。快速称重法简便易行,已延用数十年。我们最近发现,杨树叶离体后蒸腾速率偏离原先水平,在不同水分状态下,偏离方式与程度各异。而陶大立等对长白山树木测定发现叶片离体后蒸腾持续下 相似文献
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水分是树木赖以生存的必要因子之一,是保证植物正常生长发育的关键生态要素。该文回顾了城市园林树木水分利用效率的测定方法和影响因素,为确定园林绿地的灌溉量提供技术方法,使其达到树木的生理需求,同时实现节水的目的。根据园林树木的水分利用特征进行科学管理,这对于节水型园林绿地景观具有重要意义。 相似文献
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4个杨树无性系木质部导管结构与栓塞脆弱性的关系 总被引：2，自引：0，他引：2
以杨属84K、I-101及其杂交子代02-8-21、02-9-22为研究对象,采用Cochard cavitron离心机法测定木质部栓塞脆弱性(P50),利用染色法、硅胶注射法等测定每个无性系木质部导管的直径、长度、导管壁上纹孔膜面积,探究木质部导管结构与栓塞脆弱性的关系,以期建立杨树无性系的木质部结构指标体系.结果表明:4个无性系枝条的栓塞脆弱性为02-8-21＞Ⅰ-101＞ 02-9-22＞ 84K,子代02-9-22比02-8-21抗栓塞.4个无性系的导管直径为02-8-21 ＞02-9-22＞ 84K＞ Ⅰ-101,导管长度为02-9-22＞ 02-8-21＞Ⅰ-101＞ 84K,纹孔膜面积为02-8-21＞02-9-22＞Ⅰ-101＞ 84K.回归分析表明随着杨树无性系枝条导管直径和每个导管上纹孔面积的增大,其栓塞脆弱性也随之增大,显示出较强的正相关(R2 ＞0.7),导管长度与栓塞脆弱性显示出较弱的相关性(R2 =0.019).导管直径大小对栓塞脆弱性起决定性作用. 相似文献