發(fā)布時(shí)間：2020-07-30 00:34

【摘要】：克隆植物形體相連的無(wú)性個(gè)體(分株)之間可以進(jìn)行水分、養(yǎng)分和光合產(chǎn)物的傳遞和共享,并且這種克隆整合可以顯著提高分株對(duì)環(huán)境脅迫的耐受能力和自身的凈生產(chǎn)力,從而可能進(jìn)一步影響分株周?chē)耐寥牢⑸锶郝浣Y(jié)構(gòu)和生物量以及溫室氣體的排放量。盡管?chē)?guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)展了大量有關(guān)克隆整合對(duì)分株耐受脅迫能力影響的研究,但克隆整合對(duì)脅迫條件下土壤微生物群落以及生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放影響的研究卻十分缺乏。以黃河三角洲蘆葦(Phragmites australis)濕地生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象,將直徑60cm的圓形樣方進(jìn)行三個(gè)水平的石油添加處理(不添加或每年添加5mm或10 mm厚的石油)或四個(gè)水平的模擬采食處理(0%、30%、60%或90%),同時(shí)通過(guò)切斷或不切斷樣方內(nèi)外蘆葦根狀莖的連接來(lái)控制克隆整合的有無(wú)。實(shí)驗(yàn)連續(xù)開(kāi)展了兩年(2014—2015年),每年8月份在樣方內(nèi)進(jìn)行土壤樣品取樣,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用磷酸脂肪酸(PLFA)法測(cè)定土壤微生物總量及主要微生物類群含量,并測(cè)定土壤碳和氮含量以及土壤微生物生物量碳和氮含量;2015年5-10月期間每月測(cè)定各處理的CO2、CH4和N2O凈排放;每年10月下旬對(duì)樣方內(nèi)植物進(jìn)行收獲并測(cè)定各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)。取樣時(shí)間顯著影響石油污染土壤微生物PLFA總量、微生物碳和氮含量,這3個(gè)變量在2015年均顯著高于2014年。石油添加在2015年顯著增加了土壤微生物PLFA總量,但在2014年卻無(wú)顯著效應(yīng);同時(shí),石油添加在2014年降低了土壤微生物碳和氮含量,而在2015年卻增加了其含量。然而,無(wú)論在2014年還是2015年,蘆葦?shù)目寺≌蠈?duì)土壤微生物PLFA含量、微生物碳和氮含量均沒(méi)有顯著影響。土壤微生物PLFA總量與土壤微生物碳和氮含量呈正相關(guān)關(guān)系。在根狀莖切斷的條件下,無(wú)添加石油樣方在第二個(gè)生長(zhǎng)季的約3個(gè)月期間的CO2當(dāng)量為-300 g m-2,而添加10 mm石油樣方的CO2當(dāng)量為800 g m-2。根狀莖連接使每年添加10 mm石油處理的蘆葦單株生物量和總地上生物量增加了約1/2,而溫室氣體總排放量減少了約1/2。根狀莖連接對(duì)無(wú)石油添加處理的各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)顯著效應(yīng)。模擬采食顯著降低了蘆葦及整個(gè)植物群落的地上生物量、生產(chǎn)力和株數(shù)密度�？寺≌显�2015年顯著增加了蘆葦?shù)牡厣仙锪亢蜕a(chǎn)力,但其在2014年則無(wú)顯著效應(yīng)。土壤微生物PLFA總量、細(xì)菌、革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌PLFA含量在2015年均高于2014年,且克隆整合在2015年顯著增加了模擬采食條件下這4個(gè)指標(biāo)的PLFA含量以及土壤微生物碳和氮的含量。因此,克隆植物的生理整合作用可能對(duì)土壤微生物群落具有連鎖效應(yīng)。模擬采食顯著增加了蘆葦群落的CO2累積排放量及CO2當(dāng)量。隨著模擬采食強(qiáng)度的增加,系統(tǒng)的溫室氣體排放量由0%修剪強(qiáng)度下的約-300gm-2逐漸增加到90%修剪強(qiáng)度下的約300 g m-2。同時(shí),克隆整合同樣顯著增加了系統(tǒng)的CO2累積排放量及CO2當(dāng)量,且這一效應(yīng)隨著模擬采食強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。濕地生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體排放受與CO2產(chǎn)生和消耗有關(guān)的植物和土壤微生物活動(dòng)情況的共同調(diào)節(jié)。生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體排放與植物生產(chǎn)力和土壤微生物動(dòng)態(tài)密切相關(guān)。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,環(huán)境脅迫主要通過(guò)增加CO2排放或減少CO2消耗等加重了生態(tài)系統(tǒng)的溫室效應(yīng),而與未受脅迫分株保持連接條件下克隆植物的生理整合作用能夠顯著提高分株對(duì)環(huán)境脅迫的耐受能力,進(jìn)而增加克隆植物的總生產(chǎn)力和分株周?chē)寥牢⑸锶郝涞幕钚院蜕锪俊？寺≌弦环矫嬖黾恿酥参锷a(chǎn)力而減少了溫室氣體排放,另一方面也可以通過(guò)增加土壤微生物生物量而增加了溫室氣體的排放。因此,克隆植物的生理整合作用對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體排放具有復(fù)雜的效應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S154.3;X144
【圖文】：

２．１．１地理環(huán)境逡逑黃河三角洲位于我國(guó)魯西北平原黃河入�？谔�，地處渤海灣南岸和萊州灣西逡逑岸（圖２－１），主要分布于山東省東營(yíng)市和濱州市境內(nèi)（３７°３５＇—３８°１２Ｗ，１１８°３３＇—逡逑１１９°２０￥），是黃河攜帶大量泥沙在渤海凹陷處長(zhǎng)期的河、海、陸相互作用下形成逡逑的沖積平原，是世界上成土最快的河口三角洲，也是我國(guó)暖溫帶最廣闊、最完整、逡逑最年輕和最具代表性的河口濕地生態(tài)系統(tǒng)（Ｘｕ邋Ｗ邋ａ／．，邋２００４；邋Ｌｉ扣虹，２００９）。黃河三逡逑角洲全區(qū)總面積８１００ｋｍ２，與長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲并列為中國(guó)三大三角洲。逡逑其中濕地總面積約為４５００邋ｋｍ２（２４．６４邋％；孫志高等，２０１１）。逡逑，？ｖ邋Ｌｓ逡逑／邐ｉ邐ｌ２Ｔ邋Ｉ２２°Ｅ逡逑“邋１邋？邋＼／逡逑圖２－１黃河三角洲及實(shí)驗(yàn)站地理位置逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋Ｙｅｌｌｏｗ邋Ｒｉｖｅｒ邋Ｄｅｌｔａ邋ａｎｄ邋ｔｈｅ邋ｒｅｓｅａｒｃｈ邋ｓｔａｔｉｏｎ逡逑研宄區(qū)位于山東省東營(yíng)市黃河三角洲的中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研宄所濱海逡逑濕地生態(tài)試驗(yàn)站（３７°４５，３６．６２〃一３７°４６，１５．５６〃Ｎ，邋１１８。５８＇３８＿７４〃一１１８°５８，５８．７７＂Ｅ），逡逑黃河三角洲國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)大汶流管理站西側(cè)。臺(tái)站主觀測(cè)試驗(yàn)場(chǎng)占地面積約逡逑６００畝

３．４．１不同處理對(duì)蘆葦生長(zhǎng)的影響逡逑不同處理?xiàng)l件下蘆葦?shù)姆种昝芏染憩F(xiàn)為測(cè)定初期至９月期間逐漸增加，之逡逑后基本保持穩(wěn)定或稍有下降（圖３－１）。蘆葦?shù)目偟厣仙锪亢头种昝芏仍冢玻埃保靛义夏昃哂冢玻埃保茨辏ū恚常�；圖３－２ａ，ｂ），且無(wú)論在２０１４年還是２０１５年，克隆整逡逑２５逡逑

逡逑合均顯著增加了樣方內(nèi)蘆葦?shù)目偟厣仙锪浚ū恚常�；圖３－２ａ）。具體表現(xiàn)為：當(dāng)逡逑石油污染處理的蘆葦與樣方外未被污染分株的根狀莖連接被切斷時(shí)，蘆葦?shù)牡厣襄义仙锪拷档土思s１／３，而在其根狀莖保持連接的條件下，添加石油處理沒(méi)有顯著逡逑降低蘆葦?shù)牡厣仙锪浚▓D３－２ａ）。此外，克隆整合同樣顯著增加了蘆葦?shù)膯沃赍义仙锪�，且這一效應(yīng)隨著石油污染濃度的增大而增強(qiáng)（表３－１，０邋ｘ邋Ｓ效應(yīng)戶＜逡逑０．０５；圖３－２ｃ）。不僅如此，石油污染和克隆整合的交互作用對(duì)蘆葦單株生物量的逡逑效應(yīng)還隨著處理時(shí)間的增長(zhǎng)而更加顯著（表３－１，邋Ｔｘ0ｘＳ效應(yīng)Ｐ＜邋０．０５；圖３－逡逑２ｃ）。而蘆葦分株密度對(duì)石油或者切斷處理都沒(méi)有表現(xiàn)出一致的響應(yīng)（表３－１；圖逡逑３－２ｂ）0逡逑綜合分析５－１０月總Ｆｖ／Ｆｍ、Ｙ（ＩＩ）和ＮＰＱ數(shù)據(jù)，石油添加和切斷處理及其交逡逑互作用對(duì)三種熒光指標(biāo)均無(wú)顯著效應(yīng)。逡逑表３－１石油添加、切斷和取樣時(shí)間對(duì)蘆葦?shù)厣仙锪�、分株密度和單株生物量的影響逡逑Ｔａｂｌｅ邋３－１邋Ｅｆｆｅｃｔｓ邋ｏｆ邋ｏｉｌ邋ａｄｄｉｔｉｏ�?

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2 田琳;張s

本文編號(hào)：2774730