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模拟气候变化对不同氮素水平条件下的青川箭竹特性的影响

作　者: 裴丽容
导　师: 李西; 张远彬
学　校: 四川农业大学
专　业: 生态学
关键词: 青川箭竹 CO2浓度温度氮素水平生理特性
分类号: S795
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

化石燃料的燃烧、森林砍伐和土地利用等人类活动不仅加剧了全球温室效应,而且增加了大气氮沉降。IPCC研究报告显示,本世纪末大气CO2浓度将升高到700μmol·mol-1左右,全球平均气温将升高1.8-4.0℃。2020年我国氮化合物的排放量将比2000年增加1.34-1.62倍。目前,国内外有关植物对环境气候变化生理响应的研究多以单因子为主,交互作用的研究尚少,并且至今,模拟气候变化及氮沉降对高寒生态系统植被生理生态特征的影响更是鲜见报道。川西亚高山植被生态系统位于青藏高原东缘,地处高山峡谷,其植物群落对全球气候变化的响应较为敏感。鉴于此,本文采用封闭生长室系统,研究了施氮(+6.5mmolL-11N)和不施氮条件下,川西亚高山青川箭竹(Fargesia rufa Yi)生理生态特征对大气CO2浓度升高(约700μmol·mol-1,EC)、温度升高(+2℃,ET)以及二者交互作用(ECT)的响应。主要结果如下：1)与对照相比,不施氮条件下的ET处理使青川箭竹叶片的比叶面积显著增加了5.62%,EC和ECT处理使青川箭竹叶片的比叶面积分别下降了4.05%和3.94%,但不显著；而施氮条件下的ET、EC和ECT处理显著降低了青川箭竹叶片比叶面积。同时,ET、EC和ECT条件下,施氮处理显著降低了青川箭竹叶片比叶面积。2)不施氮和施氮条件下,EC、ET和ECT处理均显著降低了青川箭竹叶片的水分含量；同时,CON、ET、EC和ECT条件下,施氮处理使青川箭竹叶片含水率有不同程度的降低,CON和ET条件下含水率显著下降,而EC和ECT条件下没有显著变化。3)不论施氮与否,EC、ET和ECT处理的青川箭竹叶片全C均有所增加；EC条件下,施氮处理使青川箭竹叶片全C有所升高,但ET和ECT条件下全C有所降低；EC、ET和ECT处理的青种箭竹叶片N、P浓度均有不同程度降低；同时,EC、 ET和ECT条件下施氮处理的叶N浓度显著增加,分别增加了10.91%、7.09%、17.02%,而叶P浓度没有显著变化。4)ET处理的青川箭竹叶片可溶性蛋白含量显著增加,尤其是在施氮条件下ET处理的青川箭竹叶片可溶性蛋白含量增加最多,其含量为33.18(±0.56)mg·g-1EC和ECT处理使可溶性蛋白含量显著下降；同时,EC、ET和ECT条件下,施氮处理使可溶性蛋白含量显著增加。5)不施氮条件下,EC、ET和ECT处理显著增加了青川箭竹叶片可溶性糖、淀粉、果糖、蔗糖、纤维素含量,其中淀粉含量增加幅度最大,而对单宁和木质素含量没有显著影响；施氮条件下,EC、ET和ECT处理对青川箭竹叶片可溶性糖、淀粉、果糖、蔗糖、纤维素木质素和单宁含量有不同程度的增加；ET、EC和ECT条件下,施氮处理使蔗糖、纤维素含量显著增加,对可溶性糖影响不显著,但使淀粉含量显著降低,对木质素、单宁含量有所降低。综上所述,长期生长在CO2浓度、温度和氮素升高条件下的青川箭竹对CO2浓度、温度和氮素的生长适应范围增大,并伴随有各种糖类物质含量的显著增加,但含水率有所降低,比叶面积、叶C、N、P浓度、可溶性蛋白和单宁对不同条件下的不同处理的响应存在一定的差异,青川箭竹的生理生态特性对CO2浓度、温度和氮素升高的响应机理并不完全一致,三者协同作用时其作用机制更加复杂。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-21
  1.1 选题的依据及意义  10-11
  1.2 国内外研究进展  11-19
    1.2.1 CO_2浓度和温度升高对植物光合作用的影响  11-14
    1.2.2 CO_2浓度和温度升高对植物呼吸作用的影响  14-15
    1.2.3 CO_2浓度和温度升高对植物比叶面积的影响  15-17
    1.2.4 CO_2浓度和温度升高对植物氮含量的影响  17-18
    1.2.5 CO_2浓度和温度升高对植物体内碳水化合物含量的影响  18-19
  1.3 氮素营养对植物的影响  19-21
2 材料与方法  21-27
  2.1 研究区域概况  21
  2.2 试验材料选取  21
  2.3 封闭式生长室结构  21-22
  2.4 试验设计  22-23
    2.4.1 CO_2浓度和温度处理  22-23
    2.4.2 不同氮素水平处理  23
  2.5 试验方法  23-26
    2.5.1 取样方法  23
    2.5.2 分析方法  23-26
  2.6 统计分析方法  26-27
3 结果与分析  27-41
  3.1 模拟气候变化对比叶面积的影响  27-28
  3.2 模拟气候变化对叶片含水率的影响  28
  3.3 模拟气候变化对养分含量的影响  28-32
    3.3.1 全碳  28-29
    3.3.2 叶氮浓度  29-30
    3.3.3 C/N  30-31
    3.3.4 叶磷浓度  31-32
  3.4 模拟气候变化对可溶性蛋白含量的影响  32-33
  3.5 模拟气候变化对非结构性碳水化合物含量的影响  33-37
    3.5.1 可溶性糖含量  33-34
    3.5.2 淀粉含量  34-35
    3.5.3 果糖含量  35-36
    3.5.4 蔗糖含量  36-37
  3.6 模拟气候变化对结构性碳水化合物含量的影响  37-41
    3.6.1 纤维素含量  37-38
    3.6.2 木质素含量  38-39
    3.6.3 单宁含量  39-41
4 讨论与结论  41-50
  4.1 比叶面积对模拟气候变化的响应  41-42
  4.2 含水率对模拟气候变化的响应  42
  4.3 可溶性蛋白对模拟气候变化的响应  42-43
  4.4 非结构性碳水化合物对模拟气候变化的响应  43-45
  4.5 结构性碳水化合物对模拟气候变化的响应  45-46
  4.6 养分对模拟气候变化的响应  46-47
  4.7 结论  47-50
参考文献  50-59
致谢  59-60

模拟气候变化对不同氮素水平条件下的青川箭竹特性的影响

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