本文關(guān)鍵詞：興安落葉松葉生理生態(tài)特征對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)與適應(yīng)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《東北林業(yè)大學(xué)》 2015年

興安落葉松葉生理生態(tài)特征對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)與適應(yīng)

全先奎  

【摘要】：環(huán)境變化對(duì)樹(shù)木生存、生長(zhǎng)發(fā)育和繁衍的影響取決于環(huán)境變化劇烈程度和樹(shù)木生理生態(tài)響應(yīng)適應(yīng)能力。森林樹(shù)木的自然分布是其對(duì)外界環(huán)境的表型馴化和遺傳適應(yīng)的共同作用結(jié)果。區(qū)分這種表型馴化和遺傳適應(yīng)不但有助于揭示樹(shù)木對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)機(jī)理,而且可為預(yù)測(cè)全球變化情景下森林植被分布提供理論框架和依據(jù)。然而,如何在野外條件下區(qū)分這兩種變異性及其驅(qū)動(dòng)因素富于挑戰(zhàn)性。興安落葉松(Larix gmelinii)作為北方森林的主要組成樹(shù)種,具有廣闊的地理分布范圍和多樣的生長(zhǎng)環(huán)境,是研究樹(shù)木對(duì)環(huán)境變化響應(yīng)適應(yīng)機(jī)理的理想樹(shù)種。葉作為樹(shù)木重要的功能器官,不僅與樹(shù)木的碳水代謝及生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān),而且能敏感反映樹(shù)木對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)和適應(yīng)。本研究利用涵蓋興安落葉松自然分布區(qū)不同環(huán)境梯度(平均年降水量425.1-622mm,年平均氣溫-2.3-2.6℃)的6個(gè)種源在帽兒山森林生態(tài)系統(tǒng)研究站的同質(zhì)園內(nèi)生長(zhǎng)30年后,采用種植地和種子來(lái)源地間溫度和干燥度(AI)的差值A(chǔ)T和AAI來(lái)代表環(huán)境變化梯度(即6個(gè)種源構(gòu)成6個(gè)環(huán)境變化水平),研究環(huán)境變化對(duì)葉物候、光合能力、碳水利用效率及化學(xué)計(jì)量的影響。主要研究結(jié)果如下：1、6個(gè)環(huán)境變化水平的興安落葉松具有相似的葉物候期。葉芽膨大起始天數(shù)、展葉起始天數(shù)、落葉起始天數(shù)和生長(zhǎng)季天數(shù)在水平間均不存在顯著性差異。但每個(gè)水平葉各物候事件在年際間均存在顯著差異(P0.05),并受當(dāng)?shù)販囟鹊挠绊�。葉芽膨大起始天數(shù)和展葉起始天數(shù)均與物候開(kāi)啟前0℃積溫和春季均溫為線性負(fù)相關(guān)關(guān)系；落葉起始天數(shù)和生長(zhǎng)季天數(shù)分別與秋季均溫和年平均氣溫為線性正相關(guān)關(guān)系。這表明葉物候?qū)Νh(huán)境變化的響應(yīng)主要表現(xiàn)為對(duì)溫度的表型可塑性。2、最大凈光合速率(Pmax)、表觀光量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)、最大羧化速率(Vmax)、最大電子傳輸速率(Jmax)、磷酸丙酮糖利用效率(TPU)和葉肉導(dǎo)度(gm)均存在顯著差異,且均隨著AAI的增大而增大(P0.05),而光補(bǔ)償點(diǎn)(LCP)則表現(xiàn)出相反趨勢(shì)。這表明葉光合生理特征受樹(shù)木原產(chǎn)地長(zhǎng)期環(huán)境條件的影響而產(chǎn)生遺傳適應(yīng),其中AI是該變異性的主要驅(qū)動(dòng)因子。Pmax和Vmax、Jmax、TPU、gm、葉氮含量(NL)、葉磷含量(PL)、比葉重(LMA)及葉綠素含量(Chl(a+b))間均存在顯著正相關(guān)關(guān)系,而與LCP存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P0.05)。隨著各相關(guān)因子的增大,較大AAI下的樹(shù)木具有更大的Pmax增加/減少幅度。3、不同環(huán)境變化水平下葉光合能力的季節(jié)動(dòng)態(tài)差異顯著。較大△T/△AI水平下的樹(shù)木在生長(zhǎng)季初期光合能力相對(duì)較弱,而在生長(zhǎng)季中期光合能力因?qū)囟染哂懈叩拿舾行远杆僭鰪?qiáng),并在生長(zhǎng)季后期仍保持高水平的光合能力。6個(gè)環(huán)境變化水平下Pmax、 AQY、Vmax、Jmax、TPU、gm均與生長(zhǎng)季溫度存在顯著線性正相關(guān)關(guān)系,LCP和凡則為顯著線性負(fù)相關(guān)關(guān)系(P0.05),但較大AAI下的這些參數(shù)對(duì)溫度的敏感性更大。這說(shuō)明葉光合能力對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)是表型馴化和遺傳適應(yīng)綜合作用的結(jié)果。4、不同環(huán)境變化水平下葉碳利用效率(CUEF)和水分利用效率(WUEF)均存在顯著差異(P0.05)。隨著△AI的增大,CUEF呈減小趨勢(shì),而WUEF則表現(xiàn)出增大趨勢(shì)。CUEF和NL、PL、LMA及Chl(a+b)間均呈正相關(guān),但AAI較大下的CUEF的敏感性更大。WUEF和氣孔導(dǎo)度(Gs)呈顯著的指數(shù)關(guān)系：當(dāng)Gs0.2時(shí)WUEF隨Gs增大明顯,而當(dāng)Gs0.2時(shí)WUEF則趨于穩(wěn)定。WUEF與LMA、NL間均為正相關(guān),但不同環(huán)境變化水平間隨AAI的增大其相關(guān)性明顯增強(qiáng)。5、不同環(huán)境變化水平之間葉碳含量(CL)、NL、PL、碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P)均存在顯著差異(P0.05)。隨著△AI增大,CL、NL、C/P、N/P均表現(xiàn)出增大趨勢(shì),而PL和C/N則為減小趨勢(shì)。CL與PL、NL間均為負(fù)相關(guān),NL與PL間為正相關(guān),但△AI較大時(shí)CL隨NL和PL的增大具有較大的敏感性。以上結(jié)果表明,在環(huán)境變化條件下,興安落葉松葉物候和生理生態(tài)特征表現(xiàn)出不同的響應(yīng)策略,其中葉物候主要受當(dāng)?shù)貧鉁氐挠绊懚憩F(xiàn)出表型馴化效應(yīng),而葉光合能力、碳水利用效率和元素化學(xué)計(jì)量方面均產(chǎn)生了遺傳適應(yīng)變異,這是對(duì)原生長(zhǎng)環(huán)境長(zhǎng)期適應(yīng)和現(xiàn)時(shí)環(huán)境表型馴化共同作用的結(jié)果,從而有助于興安落葉松在多樣的環(huán)境條件下生存、繁衍和分布。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S791.222
【目錄】：

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3 韓家懋;王國(guó)安;;植物演進(jìn)與全球環(huán)境變化[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2002學(xué)術(shù)論文摘要匯編[C];2002年

4 楊麗原;沈吉;朱育新;;近四十年來(lái)南四湖沉積底泥反映的湖區(qū)環(huán)境變化[A];認(rèn)識(shí)地理過(guò)程 關(guān)注人類(lèi)家園——中國(guó)地理學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2003年

5 閻德飛;孫柏年;;甘肅侏羅紀(jì)Solenites of.murrayana氣孔特征反映的環(huán)境變化信息[A];中國(guó)古生物學(xué)會(huì)第22屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

6 李平日;崔海亭;譚惠忠;馮炎基;劉鴻雁;穆治國(guó);孫艷榮;宋麗莉;;廣東埋藏古樹(shù)反映的氣候與環(huán)境變化[A];地貌·環(huán)境·發(fā)展——2004丹霞山會(huì)議文集[C];2004年

7 謝小冬;;應(yīng)該關(guān)注大的環(huán)境變化對(duì)生命的影響[A];新觀點(diǎn)新學(xué)說(shuō)學(xué)術(shù)沙龍文集2：生命科學(xué)的思考與暢想[C];2006年

8 韓家懋;王國(guó)安;劉東生;;全球環(huán)境變化與C_4植物的出現(xiàn)[A];第六屆全國(guó)環(huán)境地球化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要匯編[C];2002年

9 王景悅;;人類(lèi)活動(dòng)與環(huán)境變化[A];中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2006年年會(huì)“大氣成分與氣候、環(huán)境變化”分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2006年

10 孫執(zhí)中;;老同志如何保持身體健康[A];江蘇老年學(xué)研究論文選集（2005-2006）[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 本報(bào)記者 李雪林;[N];文匯報(bào);2012年

2 廣東益華百貨有限公司總裁 范新培;[N];北京商報(bào);2014年

3 游雪晴;[N];科技日?qǐng)?bào);2004年

4 林琳;[N];中國(guó)氣象報(bào);2006年

5 記者　 鐘燕平;[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2006年

6 華音;[N];經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2013年

7 國(guó)際天主教發(fā)展機(jī)構(gòu)主席兼荷蘭慈善機(jī)構(gòu)主任 勒內(nèi)·格勞藤休斯　何英 編譯;[N];中國(guó)能源報(bào);2009年

8 本報(bào)實(shí)習(xí)記者 聶大富;[N];社會(huì)科學(xué)報(bào);2011年

9 李丹 林琳 丁繼武;[N];中國(guó)氣象報(bào);2006年

10 ;[N];人民日?qǐng)?bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 全先奎;興安落葉松葉生理生態(tài)特征對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)與適應(yīng)[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

2 張軍;隴中盆地秦安—天水地區(qū)新近紀(jì)沉積物成因與環(huán)境變化[D];蘭州大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 鄭海霞;大連城市化進(jìn)程中環(huán)境變化及其影響研究[D];遼寧師范大學(xué);2008年

2 褚娜娜;汾渭盆地1.2Ma以來(lái)的環(huán)境變化與沙漠化過(guò)程[D];蘭州大學(xué);2007年

3 安杰;南京浦口地區(qū)全新世沉積特征與環(huán)境變化初步研究[D];吉林大學(xué);2007年

4 李文東;黃河三角洲環(huán)境變化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系研究[D];山東師范大學(xué);2003年

5 劉靜;企業(yè)環(huán)境變化感知能力影響因素研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

6 沈睿媛;利用紅柳沙包落葉層陽(yáng)離子研究塔克拉瑪干沙漠南緣地區(qū)環(huán)境變化[D];河北師范大學(xué);2012年

7 趙燦;近200年來(lái)安迪爾故城紅柳沙包孢粉組合與環(huán)境變化[D];河北師范大學(xué);2015年

8 陳懷珠;RS和GIS在監(jiān)測(cè)城市環(huán)境變化和環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[D];福建農(nóng)林大學(xué);2004年

  本文關(guān)鍵詞：興安落葉松葉生理生態(tài)特征對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)與適應(yīng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：167202