川西亚高山针叶林树种粗枝云杉幼苗对夜间增温的响应
文献类型：学位论文
| 作者 | 濮晓珍 |
| 答辩日期 | 2014-05 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 导师 | 刘庆 ; 尹春英 |
| 关键词 | 夜间增温 粗枝云杉 生理活性 根序分级 亚高山针叶林 |
| 学位专业 | 植物学 |
| 英文摘要 | 以全球气候变暖为主要特征的全球气候变化已经并正在改变着陆地生态系统的结构和功能。气候变暖预计会导致日间最大和最小温度的不均一变化，而且夜间比白天有更大的增温趋势。目前，全球气候变化对地下生态过程的重要影响日趋突显。根系作为研究地下生态过程的核心，不仅担负着吸收水分、养分的重要生理功能，同时也是首先感知土壤环境变化的植物器官，它不仅影响整个植物的生长和功能并在调节陆地生态系统对气候变暖的响应中发挥重要作用。随着根系结构和功能的研究深入，认为只有通过根序分级，才能更好的联系根系的结构和功能异质性，进而更加全面的认识根系及地下过程。然而，至今关于模拟气候变化对不同根序的影响研究仍为空白。不同根序的根系极可能会对这种气温的升高有不同响应，而这种响应差异还可能直接影响整个植物的养分移动、能量流动及其对气候变化的反馈。 之前的研究都是关于生长季节的，特别是生长季节中期的。本研究以川西亚高山针叶林分布广泛且重要的物种——云杉幼苗 (Picea asperata Mast.) （四年生）为研究对象，采用红外辐射器模拟夜间增温（空气增温1.95 ℃，土壤增温3.10 ℃），监测非生长季不同根序（前五级根）生长、形态和生理对模拟增温的响应差异以及与地上部分的关联，旨在更加精细而深入的探讨气候变化下生态系统地下生态过程，其研究结果可提高我们对全球变化下亚高山针叶林响应机制的理解，同时也为森林管理提供科学依据。具体研究结果如下： （1）增温使日平均气温比对照提高了1.95 ℃，使 5 cm 深土壤温度比对照提高了 3.10 ℃，而大气相对湿度则比对照降低9.7 %。增温对土壤含水量和土壤pH无显著影响，但显著降低了土壤的总碳（TC）、总氮（TN）和土壤硝态氮（NO3--N）浓度，而对铵态氮（NH4+-N）浓度没有影响。12月份有最高NO3—N浓度和最低的NH4+-N浓度。 （2）增温对幼苗生长和生物量都没有影响。在4月和9月，增温显著增加了前五级根的生物量。从4月到12月总细根生物量（主要是前五级根）显著降低，且增温处理下的减少量比对照更大。单看月份对根系生物量的影响，研究发现只有前四级根的生物量随着月份有显著的变化。 （3）增温显著提高了云杉的叶绿素含量、表观量子效率（AQY）、暗呼吸速率（Rd）、最大净光合速率（Pmax）、羧化速率（CE）、最大光能转化效率（Fv/Fm）、表观光合电子传递速率( ETR)、量子产率（Yield）和非化学猝灭（NPQ）。除了类胡萝卜素含量在12月份最大外，其他值都是4月和9月明显高于12月。 （4）从单株水平来说，增温对植物C浓度的影响主要是叶片和根系的变化导致的，增温对植物N浓度的影响主要是叶片的变化导致的，增温对非结构性碳（NSC）浓度的影响主要是小枝和主茎的变化导致的。在4月和9月，增温对叶片C、N的影响较大，而在12月，增温对根系C、N的影响较大。增温对根系的影响在不同的分支和不同的月份是不同的。粗枝云杉的C、N及NSC在植物构型分布上具有模块化特征，其中N为两头密集型（低级根和叶），C浓度为叶片密集型，NSC为中间密集型（高级根或主茎）或叶片密集型。增温改变了4月NSC的分布格局，导致了NSC由主茎向叶片转移。C在植物叶片与4、5级根间存在显著的相关关系。 （5）仅第五级根的平均直径、比根长（SRL）和比表面积（SRA）被月份影响，仅后三级根的组织密度被月份影响。增温对平均直径和组织密度没有影响，但对SRL和SRA有显著的影响，且随着增温时间的延长，逐渐表现出增温的正效应。根系TTC还原能力、硝酸还原酶（NR）活性和谷氨酰胺合成酶（GS）活性并没有随着根级呈现规律性变化。增温和月份对NR活性、GS活性的影响与对NO3--N浓度的影响相似。TTC还原能力和N浓度间没有相关性被发现，除了12月份对照。 （6）增温对根序生物量、SRL和SRA的影响仅在前3级被观察到了，而对TTC还原能力的影响仅在前两级被观察到了，对NSC及其组分浓度的影响也只在前三级或前四级发现了。因此除了C、N浓度，可能低级根对增温更加敏感。 总之，夜间增温加速了向土壤的C输入，提高了粗枝云杉的光合能力。增温主要显著影响了叶片和根的C、N浓度以及主茎和小枝的NSC浓度。增温对根系的影响在不同的分支和不同的月份是不同的，且低级根（1-3级或1-4级）对增温更敏感，但低级根对月份更稳定。粗枝云杉的C、N及NSC在植物构型分布上具有模块化的特征，且C在植物叶片和根间存在协同变异关系。上述结果表明，粗枝云杉可能在功能上存在模块分异，这种模块分异将赋予粗枝云杉在未来气候变暖背景下更好的适应力和竞争优势 |
| 学科主题 | 生态研究 |
| 语种 | 中文 |
| 产权排序 | 1 |
| 源URL | [http://210.75.237.14/handle/351003/28732]  |
| 专题 | 成都生物研究所_生态研究 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 濮晓珍. 川西亚高山针叶林树种粗枝云杉幼苗对夜间增温的响应[D]. 中国科学院大学. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：成都生物研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。