华北落叶松对不同海拔梯度相互移植的生理响应

马鹏云

(山西省国有林场和种苗工作总站，山西 太原 030012)

气温升高会对植物各类生理活动产生不同程度的影响。笔者以2个海拔梯度(1 600 m和2 100 m)3年生～4年生天然更新华北落叶松幼苗为研究对象，实施3个海拔梯度移植对比试验，结合移植生长季后植物生理指标测定，分析华北落叶松幼苗对不同海拔变化的适应性，以期为今后华北落叶松林应对气候变化的可持续经营管理提供理论依据。

1 试验地概况

试验地位于忻州市五寨县管涔山羊圈沟林场，海拔1 080 m～2 788 m，属中、亚高山天然林区，高山严寒区和寒冷干燥区，气候四季分明。年平均气温6.58 ℃，年降水量550 mm左右，无霜期100 d，土壤多为棕壤和褐土。区域内乔木树种有华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtii)、云杉(Piceaasperata)、白桦(BetulaplatyphySuk.)、红桦(Betulaalbo-sinensisBurk.)、杨树(PopulusL.)等，灌木有绣线菊、黄刺玫、沙棘、胡枝子、榛子等，草本植物以铁杆蒿、白羊草、薹草为主。随着海拔的变化，年均温和降水量存在显著差异，植被类型也不同，形成了明显的垂直景观带。1 600 m以下是以沙棘、黄刺玫为主的灌丛；1 600 m 以上是寒温性针叶林，以云杉和华北落叶松为主，桦树零散分布，常与其它树种混交；最高海拔2 400 m处为华北落叶松纯林。

2 研究方法

2.1 试验地设置

试验地选在忻州市五寨县吴城镇萝卜沟内，沿着海拔梯度(1 600 m，1 900 m，2 100 m)设置3块样地，面积20 m×30 m，测定样地土壤基本属性，见表1.分别从低海拔样地(1 600 m)和高海拔样地(2 100 m)采集生长良好、苗高30 cm左右、苗龄3年生～4年生的华北落叶松幼苗各120株。将采集到的幼苗随机种植在3个海拔梯度样地上，每块样地40株。

表1 样地土壤属性

2.2 研究方法

在每个样地随机选取3株幼苗的健康叶片，利用LI-6400光合仪，使用LI-6400-22可控光簇状叶室和LI-6400-18三基色光源于1 200 μmol/(m-2·s-1)有效光合辐射下测定植株的光响应曲线。利用所测得的光响应曲线，计算出水分利用效率、蒸腾速率、最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、表观光合量子效率。

3 结果分析

2个海拔来源华北落叶松幼苗在不同海拔处的生理指标方差分析，见表2.

由表2可以看出，水分利用效率对样地、海拔来源以及样地与海拔交互作用均差异显著；蒸腾速率对样地和样地与海拔交互作用差异显著，对海拔来源差异不显著；最大净光合速率对海拔来源以及样地与海拔交互作用差异显著，对样地差异不显著；光饱和点仅对样地差异显著，对海拔来源以及样地与海拔交互作用差异不显著；光补偿点和表观光合量子效率均对海拔来源差异显著，对样地以及样地与海拔交互作用差异不显著。

2个海拔来源华北落叶松幼苗在不同海拔处的生理指标，见表3.

表2 2个海拔来源华北落叶松幼苗在不同海拔处的生理指标方差分析

表3 2个海拔来源华北落叶松幼苗在不同海拔处的生理指标

由表3可以看出，在同一海拔梯度下，高海拔来源幼苗水分利用效率显著高于低海拔来源幼苗。沿海拔梯度看，高海拔来源的幼苗水分利用效率随海拔梯度增加而增加，低海拔来源的幼苗水分利用效率则随海拔梯度增加而降低。

同一海拔梯度下，不同海拔来源的幼苗蒸腾速率在1 600 m和2 100 m样地差异显著，而在1 900 m样地差异不显著，说明蒸腾速率与环境适应能力有一定关系。沿海拔梯度看，低海拔来源的幼苗蒸腾速率整体呈上升趋势，1 600 m与1 900 m样地之间差异不显著，但均与2 100 m样地差异显著；高海拔来源的幼苗蒸腾速率整体呈下降趋势，1 600 m与1 900 m 样地之间差异不显著，但均与2 100 m样地差异显著。

同一海拔梯度下，不同海拔来源的幼苗最大净光合速率在1 600 m和1 900 m样地差异显著，而在2 100 m样地差异不显著。低海拔来源的幼苗最大净光合速率随着海拔梯度的升高呈现上升趋势，而高海拔来源的幼苗最大净光合速率随着海拔梯度的升高呈现先升高后降低的趋势。

同一海拔梯度下，不同海拔来源的幼苗光饱和点只在2 100 m样地差异显著，而其它样地差异不显著。2种海拔来源的幼苗光饱和点随着海拔梯度的变化趋势与最大净光合速率一致。

在同一海拔梯度下，高海拔来源幼苗的光补偿点显著低于低海拔来源幼苗。低海拔来源的幼苗光补偿点随着海拔梯度的升高呈现先升高后降低的趋势，高海拔来源的幼苗光补偿点随着海拔梯度的升高变化趋势不明显。

在同一海拔梯度下，高海拔来源幼苗的表观光合量子效率显著高于低海拔来源幼苗。低海拔来源的幼苗表观光合量子效率随着海拔梯度的升高呈现先降后升的趋势，而高海拔来源的幼苗表观光合量子效率随着海拔梯度的升高呈现先升高后降低的趋势。

4 结论

通过本试验发现，华北落叶松对不同海拔梯度相互移植呈现出规律性的生理响应。

1) 不同海拔来源幼苗的水分利用效率和光补偿点显著受到海拔因素影响。高海拔来源幼苗水分利用效率显著高于低海拔幼苗，高海拔来源幼苗光补偿点显著低于低海拔幼苗。

2) 植物蒸腾速率明显受样地环境因子影响，海拔降低导致温度升高，提高了植株的蒸腾速率。