【摘要】：非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)作為衡量樹木生長過程中碳平衡的指標,其含量變化及組分間的代謝活動直接影響著樹木的生長發(fā)育,但是目前關于NSC組分動態(tài)變化的研究還較為匱乏。云杉屬樹種是我國東北和西部高山地區(qū)森林的主要建群種,在森林碳匯、水源涵養(yǎng)、生態(tài)安全屏障等方面具有重要的意義。本文以同質(zhì)園內(nèi)青扦(Picea wilsonii)、青海云杉(P.crassifolia)和紅皮云杉(P.koraiensis)三種云杉的幼樹為研究對象,跟蹤測定了各物候期當年生枝葉和一年生木質(zhì)部中NSC及各組分的含量,旨在更好地了解云杉屬不同樹種NSC及各組分含量的年內(nèi)動態(tài)變化規(guī)律。主要結(jié)果如下:1.除淀粉外,三種云杉NSC及各組分含量在當年生枝葉中的變化規(guī)律基本一致。松醇含量在芽物候第5階段達到最大值,完全展葉后處于較低水平;葡萄糖和果糖含量在針葉伸展階段達到最大值,此后逐漸降低,休眠芽成熟后開始升高;蔗糖含量在完全展葉后達到最大值,此后急劇降低處于較低水平;棉子糖含量一直處于較低水平,僅在休眠芽成熟后逐漸升高;青海云杉和紅皮云杉的淀粉含量在芽物候第5階段達到最大值,而青扦的淀粉含量在伸展階段才達到最大值,并且青扦的淀粉峰值(25.02 mg/g)顯著高于青海云杉(12.1 mg/g)和紅皮云杉(16.53mg/g)。2.三種云杉NSC各組分含量在一年生木質(zhì)部中的變化規(guī)律存在種間差異。青扦和青海云杉松醇和果糖含量達到最大值的時間(芽物候第4階段)早于紅皮云杉(芽物候第6階段);相比于青海云杉和紅皮云杉淀粉含量的穩(wěn)定變化,青扦淀粉含量的變化更顯著,并且青扦的松醇、果糖和蔗糖含量的最大值(23.59 mg/g、22.8 mg/g、14.67 mg/g)均高于青海云杉(15.15mg/g、16.39mg/g、7.64mg/g)和紅皮云杉(12.25mg/g、12.10mg/g、3.61mg/g)。3.三種云杉NSC各組分在兩個組織間存在相互轉(zhuǎn)換,并受相應生理功能的調(diào)控。休眠階段,兩組織中的NSC組分主要是松醇、果糖和淀粉,隨著細胞的生長發(fā)育,它們轉(zhuǎn)換成葡萄糖和果糖以及蔗糖,分別作用于細胞的生長和增殖以及細胞的分化與成熟。4.三種云杉NSC各組分在兩組織間存在就近分配原則。其中淀粉和果糖是生長前期最早參與源匯就近分配的主要組分,松醇、葡萄糖與蔗糖等則參與后續(xù)的形態(tài)構(gòu)建、能量產(chǎn)生等。綜上,本研究明確了三種云杉當年生枝葉和一年生木質(zhì)部中NSC不同組分含量及組分間調(diào)控代謝的年內(nèi)變化,探討了NSC不同組分在云杉屬樹種生長發(fā)育中的作用,為林木生長中碳平衡的動態(tài)變化研究提供重要的理論參考。
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S791.18
【圖文】：

助(101°58′21″N, 36°51′04″E)和青海湟源(101°38′22″N, 37°22′55″E)采集，于 2005年由甘肅省小隴山林業(yè)局林業(yè)科學研究所(34°28′54″N, 105°54′38″E)育苗，2009年移栽至小隴山林業(yè)局張家林場苗圃。同時監(jiān)測了苗圃內(nèi)的溫度和降雨(圖2.1)。表 2.1 青扦、青海云杉和紅皮云杉采樣個體的基本特征Table1 Essential characteristics of sample trees of P. wilsonii, P. crassifolia, P. koraiensis樹種Species 編號株高(cm)冠幅(cm*cm)頂枝長(mm)基徑(mm)青扦(P. w)1 213 105*115 55.0 51.272 190 85*100 45.0 52.243 220 95*117 50.0 66.341 145 75*70 18.0 22.16青海云杉(P. c)紅皮云杉2 144 73*68 17.0 44.573 155 120*110 33.0 39.271 265 100*108 60.0 55.822 251 94*80 42.0 48.92(P. k) 3 280 95*116 44.0 57.42

芽萌發(fā)后升高至第 138 天后開始下降(圖 3.1 E)；青扦和紅皮云杉的果糖含量在芽物候階段持續(xù)升高，但是青海云杉的果糖含量在第 5 階段時達到最高，然后開始下降，芽萌發(fā)后三種云杉的果糖含量也升高至第138天后開始下降(圖3.1 F)；三種云杉的蔗糖含量在芽物候階段均十分低，芽萌發(fā)后蔗糖含量表現(xiàn)出持續(xù)升高的趨勢(圖G)；棉子糖含量在芽物候階段也十分低，芽萌芽后依舊很低(圖3.1 H)。完全展葉后，三種云杉在當年生枝葉中 NSC 及各組分含量的動態(tài)變化顯著(圖 3.2)。 NSC 含量在三種云杉間的變化基本一致，三種云杉均在第 198 天開始急劇降低，隨后保持穩(wěn)定，但是青扦和青海云杉的 NSC 含量在第 277 天開始呈現(xiàn)升高的趨勢，而紅皮云杉的 NSC 含量在第 262 天已經(jīng)開始升高(圖 3.2 A)；三種云杉可溶性糖含量、松醇含量的變化趨勢同 NSC 含量的變化(圖 3.2 B、D)；淀粉含量在紅皮云杉與青海云杉中的變化不顯著，但青扦的淀粉含量變化幅度較大

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本文編號：2725405