晋西北丘陵风沙区人工种植柠条(Caragana korshinskii)种子特征及幼苗生长生理对低温.pdfVIP

晋西北丘陵风沙区人工种植柠条（Caragana

korshinskii）种子特征及幼苗生长生理对低温胁迫的

响应

中文摘要

作为华北地区典型的生态过渡带，晋西北丘陵风沙区也是京津地区生态屏障

建设的关键区域。柠条作为重要的防风固沙人工树种，在晋西北风沙地区被广泛

种植，有效地保护了当地的土壤，促进了植被的恢复，并对区域可持续发展影响

深远。然而，受种植结构单一和土壤水分亏缺等原因的影响，近50年来该地区

人工柠条林存在生长衰退甚至林下天然更新稀少的问题。而目前关于该地区柠条

人工林天然更新能力及对逆境胁迫的影响机制尚不完全清楚。本研究以不同林龄

人工柠条的种子为研究对象，分析不同林龄柠条种子基本特征，并以不同林龄柠

条的种子萌发幼苗为试验材料，设置-8±1℃低温胁迫，进行不同时长处理：W1

（6h）、W2（12h）、W3（24h）、W4（48h）和W5（72h），以25℃（常规

温度）培养为对照（CK）。研究低温胁迫、林龄及其交互效应对幼苗生长和叶

片生理特性的影响，并采用隶属函数法科学评价不同林龄柠条种子源萌发幼苗的

抗冻性。结果表明：

（1）随着林龄的增加，人工柠条的结实量总体呈上升趋势，在林龄50年达

-1

到最大值，为584粒·株；而种子的长度、宽度和形状指数则呈下降趋势，在林

龄50年达到最小值，分别为5.09mm、2.76mm和0.05；种子萌发率呈升-降-升

的变化趋势，在林龄12年达到最大值，为97.2%。种子结实量与其重量显著负

2

相关（R=0.417，P＜0.01），即种子越小，结实量越大。萌发率与种子重量密

切相关，即重量小的种子，其萌发率也较低，更易于形成持久种子库。结实量与

柠条株高、地上及地下生物量显著正相关；种子形状与柠条新枝数显著负相关。

随着林龄的增加，柠条繁殖对策发生转变，由种植前期的K策略转变为种植后

期的r策略，即在为在保证一定繁殖体数量的前提下，产生了更多的小而圆易于

迁移的种子。

（2）低温胁迫对不同林龄柠条种子源萌发幼苗光合作用色素和渗透调节物

质的影响存在显著差异，其中林龄和低温胁迫对幼苗叶片叶绿素a含量有显著影

响（P0.01），林龄、低温胁迫及其交互作用对柠条幼苗的叶绿素b、总叶绿素、

叶绿素a/b、类胡萝卜素的含量均有显著影响（P0.01）；低温胁迫和林龄低温

胁迫的交互作用对可溶性糖含量有显著影响（P0.01），林龄、低温及其交互作

用对游离脯氨酸含量有显著影响（P0.01）。随着低温胁迫的增加，叶绿素a、b

和总叶绿素含量整体呈先降后升的趋势（P0.05），而叶绿素比和类胡萝卜素呈

先升后降的趋势（P0.05），游离脯氨酸含量则呈上升趋势（P0.05）。

（3）低温胁迫对不同林龄柠条种子源幼苗生长的影响差异显著，一方面，

不同林龄种子萌发幼苗的株高、叶片数、干重、主根长和根冠比均存在显著差异

（P0.05），随林龄的增加呈先升后降的趋势，另一方面，低温胁迫对幼苗株高

有显著抑制作用（P0.05），而林龄和低温胁迫的交互作用则对幼苗的上述生长

参数没有显著影响。

（4）通过聚类分析低温胁迫下柠条幼苗的抗冻性生理指标综合评价D值，

将5种幼苗的耐低温性划分为两大类：第一类包括7a、13a，耐低温性强；第二

类包括19a、41a、51a，耐低温性弱，这表明低龄（7a、13a）柠条种子萌发幼苗

比高龄（19a、41a、51a）柠条的具有更强的抗冻性。生理指标叶绿素b、总叶绿

素、叶绿素比、类胡萝卜素含量和生长指标株高、叶片数、干重、主根长和根冠

比可作为柠条幼苗的抗冻性鉴定指标，同时，在人工促进柠条林天然更新时，可

以选用青壮年柠条的种子进行幼苗培育，进而提高人工林更新的成功率。

关键词：晋西北丘陵风沙区；林龄；柠条；种子形态；柠条幼苗；低温胁迫

CharacteristicsofartificiallyplantedCaraganakorshinskii

seedsandresponseofseedlinggrowthphysiologytolow

temperaturestressin