6种温带树木的冻害疲劳及其与冻融栓塞和木质部解剖结构的关系

作     者：马博龙 张钧堯 吕倾子 李泽义 陈邑烜 郭佳璇 蔡靖 Ma Bolong;Zhang Junyao;LüQingzi;Li Zeyi;Chen Yixuan;Guo Jiaxuan;Cai Jing

作者机构：西北农林科技大学林学院杨凌712100 陕西秦岭森林生态系统国家野外科学观测研究站杨凌712100 

出 版 物：《林业科学》 (Scientia Silvae Sinicae)

年 卷 期：2025年第61卷第1期

页      面：95-103页

核心收录：

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32271578) 

主　　题：冻融栓塞 冻害疲劳 导管直径 栓塞面积 

摘      要：【目的】探究不同温带树木的冻害疲劳及其与冻融栓塞和木质部解剖结构的关系,提高对冬季植物水力学的认知,为温带和北方地区造林工作中选择适宜树种提供新的理论依据。【方法】以6种温带常见树种(元宝枫、I-101×84K杨、鹅掌楸、旱柳、白桦、法国梧桐)为试验材料,于冬季1月采集枝条,通过改进型的Cavitron冷冻离心机进行冻融处理,构建自然栓塞脆弱曲线(NVC)和冻害疲劳脆弱曲线(FFVC),计算2条脆弱曲线的栓塞面积(EA),评估冻害疲劳程度(DFF)。使用低压液流计测定自然导水率损失(NPLC),即冻融栓塞程度。测定木质部导管直径(D)、导管密度(VD)、导管占比(F)、导管连接度(FC)、木质部密度(WD)等解剖结构特征。【结果】经历冻融处理后,6种树种对木质部栓塞的抗性下降,发生冻害疲劳现象。与自然栓塞脆弱曲线的典型S形相比,各树种的冻害疲劳脆弱曲线均呈双S形。与NVC的栓塞面积相比,元宝枫FFVC的栓塞面积轻微减小,无显著差异;其他5种树种FFVC的栓塞面积显著下降。冻害疲劳程度表现出明显的物种差异,从大到小为I-101×84K杨旱柳法国梧桐鹅掌楸白桦元宝枫。各树种的冻融栓塞程度与木质部解剖结构特征也存在显著差异。冻害疲劳程度与冻融栓塞程度显著正相关,仅与木质部解剖结构特征中的导管直径显著正相关。冻融栓塞程度与导管直径显著正相关。【结论】6种树种的冻害疲劳存在明显的种间差异。元宝枫对冻害疲劳具有很强的抗性,其疲劳程度最小,为“弹性树种,其他5种树种对冻害疲劳具有较高的脆弱性,为“脆弱树种。导管直径越大的树种,冻融栓塞程度越高,冻害疲劳程度越高。导管直径是决定树木冻融栓塞程度和冻害疲劳的关键结构特征。木质部导管窄小的树木对于冻融引起的栓塞和冻害疲劳具有较强的抵抗力,这将有利于其在温带和北方地区寒冷环境下的生存和分布。