东北胡桃楸调整木质部导管大小和密度适应升温和干旱

　　 摘要:

东北地区是中国气候变暖最为显著的地区之一，气候变暖可能会对阔叶红松林产生重要影响。胡桃楸（Juglans mandshurica）是阔叶红松林中的重要组成树种之一，其生长响应气候变化的机理机制还不完全清楚。本文以东北地区3个采样点（长白山、蛟河、伊春）胡桃楸为研究对象，运用木材解剖学方法分析了胡桃楸木质部解剖特征对升温和干旱的响应。结果表明：蛟河胡桃楸导管数量（VN）最少，但平均导管面积（MVA）最大，而伊春VN最多。3个地点的胡桃楸导管密度（VD）均与夏季相对湿度负相关，其中在蛟河、长白山最显著，而在伊春秋季最显著（P < 0.05），理论导水率（Kh）与相对湿度显著正相关（r = 0.36, P < 0.05）。帕尔默干旱指数（Palmer Drought Severity Index, PDSI）和月最低温对伊春胡桃楸木质部导管特征影响最为显著，其中VD与各季节PDSI及上一年秋季最低温显著负相关（P < 0.05），MVA与上一年非生长季PDSI显著正相关（r = 0.3, P < 0.05），Kh与上一年冬季及当年春夏季PDSI显著正相关（r = 0.3, P < 0.05），导管占比（RVTA）与各季节PDSI及夏季最低温显著负相关（P < 0.05）。在干旱胁迫下，胡桃楸通过减少VN和增加VD、RVTA来适应水分减少。高温条件下，蛟河胡桃楸的VN显著增加和Kh提高，但伊春的胡桃楸则呈现出MVA和RVTA增加，而VN减少的特征。在长白山，高温年胡桃楸的Kh显著高于低温年（P < 0.05）。随着气候变暖，胡桃楸在长白山通过增大平均导管面积及提升理论导水率实现输水效率的适应性提升，在伊春地区采取缩小导管面积、提高导管密度优先维持水力安全。上述研究结果为深入理解东北地区胡桃楸生长对气候变化的响应机制提供了重要的理论依据。