華北落葉松對不同海拔梯度相互移植的生理響應

馬鵬云

(山西省國有林場和種苗工作總站，山西 太原 030012)

氣溫升高會對植物各類生理活動產生不同程度的影響。筆者以2個海拔梯度(1 600 m和2 100 m)3年生～4年生天然更新華北落葉松幼苗為研究對象，實施3個海拔梯度移植對比試驗，結合移植生長季后植物生理指標測定，分析華北落葉松幼苗對不同海拔變化的適應性，以期為今后華北落葉松林應對氣候變化的可持續經營管理提供理論依據。

1 試驗地概況

試驗地位于忻州市五寨縣管涔山羊圈溝林場，海拔1 080 m～2 788 m，屬中、亞高山天然林區，高山嚴寒區和寒冷干燥區，氣候四季分明。年平均氣溫6.58 ℃，年降水量550 mm左右，無霜期100 d，土壤多為棕壤和褐土。區域內喬木樹種有華北落葉松(Larixprincipis-rupprechtii)、云杉(Piceaasperata)、白樺(BetulaplatyphySuk.)、紅樺(Betulaalbo-sinensisBurk.)、楊樹(PopulusL.)等，灌木有繡線菊、黃刺玫、沙棘、胡枝子、榛子等，草本植物以鐵桿蒿、白羊草、薹草為主。隨著海拔的變化，年均溫和降水量存在顯著差異，植被類型也不同，形成了明顯的垂直景觀帶。1 600 m以下是以沙棘、黃刺玫為主的灌叢；1 600 m 以上是寒溫性針葉林，以云杉和華北落葉松為主，樺樹零散分布，常與其它樹種混交；最高海拔2 400 m處為華北落葉松純林。

2 研究方法

2.1 試驗地設置

試驗地選在忻州市五寨縣吳城鎮蘿卜溝內，沿著海拔梯度(1 600 m，1 900 m，2 100 m)設置3塊樣地，面積20 m×30 m，測定樣地土壤基本屬性，見表1.分別從低海拔樣地(1 600 m)和高海拔樣地(2 100 m)采集生長良好、苗高30 cm左右、苗齡3年生～4年生的華北落葉松幼苗各120株。將采集到的幼苗隨機種植在3個海拔梯度樣地上，每塊樣地40株。

表1 樣地土壤屬性

2.2 研究方法

在每個樣地隨機選取3株幼苗的健康葉片，利用LI-6400光合儀，使用LI-6400-22可控光簇狀葉室和LI-6400-18三基色光源于1 200 μmol/(m-2·s-1)有效光合輻射下測定植株的光響應曲線。利用所測得的光響應曲線，計算出水分利用效率、蒸騰速率、最大凈光合速率、光飽和點、光補償點、表觀光合量子效率。

3 結果分析

2個海拔來源華北落葉松幼苗在不同海拔處的生理指標方差分析，見表2.

由表2可以看出，水分利用效率對樣地、海拔來源以及樣地與海拔交互作用均差異顯著；蒸騰速率對樣地和樣地與海拔交互作用差異顯著，對海拔來源差異不顯著；最大凈光合速率對海拔來源以及樣地與海拔交互作用差異顯著，對樣地差異不顯著；光飽和點僅對樣地差異顯著，對海拔來源以及樣地與海拔交互作用差異不顯著；光補償點和表觀光合量子效率均對海拔來源差異顯著，對樣地以及樣地與海拔交互作用差異不顯著。

2個海拔來源華北落葉松幼苗在不同海拔處的生理指標，見表3.

表2 2個海拔來源華北落葉松幼苗在不同海拔處的生理指標方差分析

表3 2個海拔來源華北落葉松幼苗在不同海拔處的生理指標

由表3可以看出，在同一海拔梯度下，高海拔來源幼苗水分利用效率顯著高于低海拔來源幼苗。沿海拔梯度看，高海拔來源的幼苗水分利用效率隨海拔梯度增加而增加，低海拔來源的幼苗水分利用效率則隨海拔梯度增加而降低。

同一海拔梯度下，不同海拔來源的幼苗蒸騰速率在1 600 m和2 100 m樣地差異顯著，而在1 900 m樣地差異不顯著，說明蒸騰速率與環境適應能力有一定關系。沿海拔梯度看，低海拔來源的幼苗蒸騰速率整體呈上升趨勢，1 600 m與1 900 m樣地之間差異不顯著，但均與2 100 m樣地差異顯著；高海拔來源的幼苗蒸騰速率整體呈下降趨勢，1 600 m與1 900 m 樣地之間差異不顯著，但均與2 100 m樣地差異顯著。

同一海拔梯度下，不同海拔來源的幼苗最大凈光合速率在1 600 m和1 900 m樣地差異顯著，而在2 100 m樣地差異不顯著。低海拔來源的幼苗最大凈光合速率隨著海拔梯度的升高呈現上升趨勢，而高海拔來源的幼苗最大凈光合速率隨著海拔梯度的升高呈現先升高后降低的趨勢。

同一海拔梯度下，不同海拔來源的幼苗光飽和點只在2 100 m樣地差異顯著，而其它樣地差異不顯著。2種海拔來源的幼苗光飽和點隨著海拔梯度的變化趨勢與最大凈光合速率一致。

在同一海拔梯度下，高海拔來源幼苗的光補償點顯著低于低海拔來源幼苗。低海拔來源的幼苗光補償點隨著海拔梯度的升高呈現先升高后降低的趨勢，高海拔來源的幼苗光補償點隨著海拔梯度的升高變化趨勢不明顯。

在同一海拔梯度下，高海拔來源幼苗的表觀光合量子效率顯著高于低海拔來源幼苗。低海拔來源的幼苗表觀光合量子效率隨著海拔梯度的升高呈現先降后升的趨勢，而高海拔來源的幼苗表觀光合量子效率隨著海拔梯度的升高呈現先升高后降低的趨勢。

4 結論

通過本試驗發現，華北落葉松對不同海拔梯度相互移植呈現出規律性的生理響應。

1) 不同海拔來源幼苗的水分利用效率和光補償點顯著受到海拔因素影響。高海拔來源幼苗水分利用效率顯著高于低海拔幼苗，高海拔來源幼苗光補償點顯著低于低海拔幼苗。

2) 植物蒸騰速率明顯受樣地環境因子影響，海拔降低導致溫度升高，提高了植株的蒸騰速率。