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水力结构就是植物在特定的自然环境条件下,为适应生存竞争的需要所形成的不同形态结构和水分运输供给策略。应用水力结构的基本理论来解释植物耐旱机理,从树木水力结构特征的角度探讨植物体内水分运输情况,建立树木的水力结构模型受到越来越多的学者所关注。本篇论文以油松为研究对象,通过对油松水力结构特征的分析,建立油松的水力结构模型,通过水力结构模型了解油松树体内输水结构的特性。同时对北方常见的十几个树种水力结构特征的日变化、季节变化、昼夜变化规律进行了测定,探讨了树木水分运输和分配不同变化规律、木质部空穴与栓塞的发生和恢复能力、水力结构与解剖构造的关系,评价不同树种的耐旱生态策略,比较研究相同树种在不同年度、不同环境因子的影响下其水力结构的差异。 研究油松的水力结构特征建立水力结构模型,分别从冠层、分枝级等方面讨论了对油松树体输水结构的影响。从冠层角度上讲,中部冠层导水能力强,输水效率最高,水分供给最充足,光合器官也最成熟;油松是具有顶端生长优势的树种,所以顶端保持着旺盛的生长力,这就要求树木体内水分能迅速而有效地运输到顶端,这就体现在顶部冠层水分运输速度快,输水效率高。下部冠层是最老化的枝条,它们的水分供给条件最差,在树木受到水分胁迫时,下层树冠中经多次分枝的末端细小枝条会首先被淘汰。从分枝级角度上讲,主干上枝条输水效率最高,导水能力最强,着生于主干的1分枝级上枝条输水效率比主干弱一些,而着生于1分枝级的2分枝级上的枝条单位有效面积输水能力更弱,这意味着低分枝级的枝条比高分枝级的枝条具有更高的输水效率,反过来说,树木的分枝越多,导水能力越差,输水效率越低。油松的这一水分运输特征对于树种本身的生存竞争具有至关重要的作用,因为在植物遇到干旱胁迫的情况下,能否优先保证树冠顶端和那些较分枝较少、较粗壮的光合器官的供水和存活,是树木在自然选择过程中存活下来,并进行正常的生长发育的重要生态策略。 对北方常见的十几个树种1年生枝条水力结构特征研究表明:水力结构特征的日变化、季节变化、昼夜变化规律均呈早晚高中午低的“单峰型”变化趋势,针叶树种木质部栓塞的季节变化不明显,变化幅度小,即使在冬季其枝条木质部仍能维持较高的输水能力。阔叶树种木质部栓塞的季节变化大于针叶树种,冬春季节其木质部栓塞程度大。环孔材树种导管比散孔材导管和无孔材管胞输水效率高,但它比后两者更容易发生空穴和栓塞。各供试树种木质部输水效率及空穴和栓塞化程度的大小均依次为:环孔材树种>散孔材树种>无孔材树种,这说明植物输水结构的有效性和安全性不可完全兼得。