| 题名 | 川西亚高山针叶林主要树种云杉对季节性冻土期的生态生理响应 |
| 作者 | 肖群英 |
| 答辩日期 | 2014-05 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 导师 | 尹春英 |
| 关键词 | 抗氧化剂 细根模块 叶片 膜脂过氧化 渗透调节 纤维根和先锋根 季节性冻融 扫描离子选择电极技术 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 季节性冻土是全球中高纬度和高海拔地区普遍存在的自然现象，大约60%的地球陆地表面遭受季节性雪被覆盖和季节性冻土。亚高山/高山地区的冬季(非生长季节)通常存在明显的初冬冻融、深冬冻结和早春冻融过程，但少有研究关注非生长季的这三个过程。另外，地下部分由于受冬季寒冷、雪被覆盖、土壤冻结以及采样观测困难等影响，已有的相关研究主要集中在地上部分，而对植物地下部分知之甚少。根系直接接触、响应土壤环境并调控地上生长，根系是环境胁迫的敏感探针，非生长季土壤冻融冻结状况下对根系进行监测更有助于了解该阶段生态过程。川西亚高山森林存在明显的季节性冻土现象，也常遭受冻融作用影响。为全面地提高对亚高山森林的生态过程理解，本研究通过野外田间试验了解川西亚高山季节性冻土期针叶林主要树种叶片和细根的生态生理特征；同时，结合室内模拟实验，探讨功能不同的一级根响应土壤冻融的各自的保护机制以及响应春季温和土壤冻融方式；最后揭示土壤冻融和土壤冻结对细根的影响。 （1）季节性冻土期叶片和细根的生态生理状况 在季节性冻土期，土壤温度昼夜波动幅度小于空气温度波动幅度，细根却表现出更强的过氧化物酶活性以及更高的渗透调节物质含量，说明细根较叶片对季节性冻土更为敏感。与冻结期相比，冻融期土壤温度、空气温度以及空气相对湿度昼夜波动幅度增加，促使云杉叶片可溶性糖含量、过氧化物酶活性以及脯氨酸含量显著增加，而细根的组织含水量显著降低，脯氨酸、可溶性蛋白质及可溶性糖含量均显著增加，表明冻融期对云杉树种的影响较冻结期更为强烈。研究还发现细根形态在季节性冻土期无显著变化。 （2）云杉一级纤维根和一级先锋根对春季土壤冻融的生理差异响应 一级纤维根具有较高的根系活力和更高的N含量，而一级先锋根占有更高的非结构性碳含量；在土壤冻融处理下，一级纤维根和一级先锋根产生O2-生成速率差异不显著；一级先锋根含有更高的渗透调节物，而一级纤维根具有更高的过氧化物酶活性和抗坏血酸含量。目前的研究证实一级纤维根具有较强的代谢活性,主要负责水分和营养吸收,而一级先锋根作为一种储藏营养物质（非结构性碳等）器官,主要负责根系水平方向和垂直方向的伸展。?5 ℃到 5 ℃范围温度的土壤冻融循环未造成根系的严重损伤，属于温和土壤冻融循环。同时,本研究还发现,一级纤维根和一级先锋根应对土壤冻融胁迫具有不同的应答策略,前者主要通过提高抗氧化系统的抗氧化水平,而后者主要是累积渗透调节物质。 （3）云杉细根对土壤冻融和土壤冻结的差异响应 土壤冻结处理导致前3级根呼吸速率降低，而土壤冻融处理提高了前3级根系的呼吸速率，变化幅度均不显著，但土壤冻融处理前3级根的呼吸速率显著高于土壤冻结处理。土壤冻结处理和土壤冻融处理显著影响距离根尖2700μm根段上所有测定点的H+净流出速率，均显著低于对照处理。同时，距离根尖1800μm和2100μm这两个点上H+净流速率表现为土壤冻融处理显著低于土壤冻结处理。根据1级根和前3级根在不同处理下的反应：与对照处理相比，土壤冻结处理和土壤冻融处理显著降低可溶性蛋白质含量，却显著提高SOD活性、APX活性、ASA含量、脯氨酸含量，除1级根SOD活性土壤冻结处理显著高于土壤冻融处理外，这些生理指标在土壤冻结处理和土壤冻融处理之间差异不显著。但有趣的是土壤冻融处理显著降低1级根和前3级根的根系活力，显著加重这两类根系的膜脂过氧化程度，而土壤冻结处理对1级根与前3级根的根系活力、膜脂过氧化程度相比对照处理和土壤冻融处理差异不显著，说明土壤冻融处理对1级根和前3级根的胁迫影响比土壤冻结处理强烈。 本研究的实施可加深入提升根系生态学的理论研究；同时，为较好理解根系异质性提供新的理论基础。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 生态研究 |
| 产权排序 | 1 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.75.237.14/handle/351003/28765]  |
| 专题 | 成都生物研究所_生态研究 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 肖群英. 川西亚高山针叶林主要树种云杉对季节性冻土期的生态生理响应[D]. 中国科学院大学. 2014. |
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