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目前,生存在地球上的植物,估计有50万种以上,其中裸子植物和被子植物是高等植物的主要组成部分。由于不同植物在进化史上产生的地质年代不同,所以每种植物都有其独特的水分生理生态特性。本文选择三种具有不同进化史的维管植物作为研究对象,分别比较各自的水分生理生态特征。通过了解其水分生理特点,以及在目前全球淡水缺乏的大背景下合理的利用水资源与进行森林保护提供科学依据。这三种植物按照起源的先后顺序上分别为银杏(Ginkgo bilobaL)、杨梅(Myrica rubraSieb.et Zucc)和毛竹(Phyllostachy edulis(Carr)Lehaie)。通过比较银杏与杨梅各自雌雄株的茎干液流密度、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率,以及毛竹的一竹一鞭一笋系统内竹干和竹鞭内的液流速率得出以下结论:
(1)分析了雌雄银杏在营养生长期的茎干液流密度以及叶片的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率的差异。结果显示,其雌雄之间在水分生理上有一定的差异。具体变现为雌雄的日间液流密度差异不大,夜间雄株的液流密度要大于雌株。同时气孔导度、蒸腾速率以及水分利用效率的日变化无显著差异。
(2)分析了雌雄杨梅在营养生长期和生殖生长期的茎干液流密度以及叶片的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率的差异。结果显示,雌雄杨梅在营养生长期和生殖生长期对水分的需求并不相同。具体表现为在营养生长期雌性比雄性对水分的需求较小,而在生殖生长期雌性比雄性对水分的需求较大。在两时期的变化中,雄性相对于雌性对水的需求较稳定些,在生殖生长期茎干液流有少许增加主要发生在夜晚。而雌性的需水变化较大,由于蒸腾速率较大而光合速率较低使雌性的水分利用效率并不高。
(3)分析了一鞭一竹一笋的毛竹系统内从2008年1月至6月的竹鞭和竹干内的液流速率、液流方向以及竹笋竹鞭含水率。结果显示,从1月至6月毛竹的竹鞭和竹干内的液流速率是一个由小变大的过程。从1月至3月,竹干和竹鞭内的液流较小且没有规律:从3月至4月中下旬,竹干和竹鞭内的液流有所增加并开始出现日夜变化规律:从5月至6月,竹干和竹鞭的液流速率较大并具有较强的日夜规律。根据出笋前、出笋中、出笋后的液流规律比较,出笋前竹鞭内的液流较小且没有规律;出笋中从竹鞭流向竹笋的液流要明显大于从竹鞭流向竹干的液流;出笋后从竹鞭流向老竹的液流和竹鞭流向新竹的液流相等。竹鞭内液流主要供给的方向与临安1月至6月的最小和最大日温成正比,即随着温度的增高,竹鞭内液流的主要供给对象是从竹干到竹笋。结合竹笋和竹鞭含水率的变化可知。从1月至5月竹笋和竹鞭的含水率变化不大。但从5月至6月中,其含水率是一个先降低后升高的过程。
综上表明:
(1)银杏在营养生长期雌雄之间水分生理之间的差异并不大。目前研究发现雌雄异株植物在生殖生长期具有明显的水分利用差异,因此本研究需要进一步研究;
(2)雌雄杨梅在营养生长期和生殖生长期在水分生理上表现不同。我们需要在生殖生长期对雌性杨梅的增加灌溉,而雄性的需水量保持稳定;
(3)毛竹的“干鞭笋”系统内的水分运输是一个不断变化的生理系统,随着竹笋的生长,水分的变化也会发生规律性的变化。竹笋在出笋的时期,毛竹的需水量最大,需要砍伐竹笋来保护水资源;
(4)银杏、杨梅和毛竹在水分生理上具有不同的进化意义,由于植物的这种特性保证了其在不断变化的环境中成功繁衍。