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杉木次生韧皮部筛胞发育中的超微结构变化
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3秒自动关闭窗口马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ~(13)C值对气象因子的季节性响应--《福建师范大学》2012年硕士论文
马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ~(13)C值对气象因子的季节性响应
【摘要】：本研究测定了亚热带地区两种典型针叶树马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值四季的连日变化,同步测定气象因子的变化情况,研究树木韧皮部水溶性糖δ13C值对短期天气及长期气候动态的响应特征。结果显示：
1)马尾松树干韧皮部水溶性糖δ13C值全年波动范围介于-26.78%o～-25.82%o之间,年均值为-26.33+0.62%o。四季均值大小为依次为秋季(-25.97+0.69%o)冬季(-26.29+0.59%o)夏季(-26.48+0.63%o)春季(-26.58+0.47%o),季节差异性显著(P≤0.05)。
2)杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值全年波动范围介于-29.26%o～-27.47%o之间,年均值为-28.77±0.65%o。四季均值大小为依次为冬季(-28.55+0.51%o)春季(-28.67±0.91‰)秋季(-28.80±0.60%o)夏季(-29.00±0.43%o),季节差异性不显著(P≤0.05)。
3)综合树种和环境差异才能比较合理地解释马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值出现季节性波动的现象。此外,比较现有文献报导的针叶树和阔叶树树干韧皮部水溶性糖δ13C值数据可以发现,马尾松与针叶树树干韧皮部可溶性糖δ13C值较接近,波动范围均较小；而杉木的值偏低,波动范围较大,与阔叶树的特征类似。
4)在不同时间尺度上,短期天气变化均显著影响两种针叶树树干韧皮部水溶性糖δ13C值,且存在时滞。
在各个季节内,两种针叶树树干韧皮部水溶性糖δ13C值与所研究的气象因子显著相关,太阳辐射和空气温度是树干韧皮部碳同位素分馏的主要影响因子。马尾松树干韧皮部水溶性糖δ13C值春季与太阳辐射、水气压亏缺、相对湿度和空气温度显著相关(P≤0.05)；夏季与太阳辐射、水气压亏缺和空气温度极显著相关(P≤0.01),与相对湿度显著相关(P≤0.05)；秋季与太阳辐射、水气压亏缺和相对湿度显著相关(P≤0.05),与空气温度极显著相关(P≤0.01)；与太阳辐射和空气温度显著相关(P≤0.05),与水气压亏缺和相对湿度极显著相关(P≤0.01)。杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值春季与太阳辐射、水气压亏缺、相对湿度显著相关,而与空气温度之间的相关性不显著(P≤0.05)；夏季与太阳辐射、水气压亏缺和空气温度显著相关,而与相对湿度之间的相关性不显著(P≤0.05)；秋、冬两季与所研究的四个气象因子之间的相关性不显著(P-0.05)。各个季节内,除了杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值在夏季与取样当天的空气温度显著相关之外,两种针叶树树干韧皮部水溶性糖δ13C值与各气象因子之间的显著相关性均存在时滞,时间跨度从取样之前第1至7天。
在全年时间尺度上,短期天气变化也显著影响两种针叶树树干韧皮部水溶性糖δ13c值。相对湿度和水气压亏缺是影响树干韧皮部水溶性糖δ13c值的主要气象因子。马尾松树干韧皮部水溶性糖δ13C值全年与相对湿度极显著相关(P-0.01),与水气压亏缺和太阳辐射水气压亏缺和相对湿度显著相关(P-0.05),与空气温度之间的相关性不显著(P-0.05)。杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值全年与水气压亏缺和太阳辐射极显著相关(P≤0.01),与相对湿度和空气温度也显著相关(P≤0.05)。在全年,气象因子与树干韧皮部水溶性糖δ13C值之间的显著相关性也存在时滞。杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值在夏季与取样当天的空气温度显著相关之外,两种针叶树树干韧皮部水溶性糖613C值与各气象因子之间的显著相关性均存在时滞,时间跨度从取样之前第1至7天。
5)全年气候变化导致两种针叶树树干韧皮部水溶性糖613C值对气象因子的响应,以及δ13C值与气象因子之间显著相关性的时滞出现季节性差异。冬季马尾松树干韧皮部水溶性糖δ13C值与取样之前第七天的水气压亏缺之间的相关系数是最大,值为0.964(P≤0.01)；夏季杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值与取样之前第四天的水气压亏缺之间的相关系数最低,值为0.761(P≤0.05)。各个季节马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13c值与所研究的各个气象因子显著相关的时滞不同,整体来看,生长最为旺盛的夏季的时滞最短,出现时滞为0的情况,而在冬季时滞较长,马尾松的时滞均长至七天。
6)降水对两种针叶树树干韧皮部水溶性糖613C值的影响复杂,存在季节性差异。
7)秋冬两季,杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值与气象因子存在季节性失耦合,与所研究的四个气象因子之间的相关性不显著(P≤0.05)。
8)两种针叶树树干韧皮部水溶性糖δ13C值存在物种差异：马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值、δ13C值季节性波动趋势、在不同时间尺度上对气象因子的响应存在差异性。
综上研究结果初步揭示了亚热带针叶树树干韧皮部在短期和全年的碳库分馏情况以及分馏动态,表明了针叶树树干韧皮部水溶性糖δ13C值可以敏感记录短期和长期气象因子变化动态,阐明了影响针叶树树干韧皮部水溶性糖613C值变化的气象因子,为深入认识稳定碳同位素在韧皮部中分馏情况及其对短期天气和长期气候动态的响应奠定基础。
【关键词】：
【学位授予单位】：福建师范大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：S791.248;S791.27【目录】：
中文摘要2-5Abstract5-7中文文摘7-11目录11-13绪论13-25 0.1 研究的目的与意义13-15 0.2 国内外研究进展15-23 0.3 研究内容与目标23-24 0.4 研究技术路线24-25第一章 研究区自然条件及研究方法25-31 1.1 研究区自然条件25-27 1.2 样地概况与材料选择27-28 1.3 研究方法28-31第二章 树干韧皮部水溶性糖δ~(13)C值季节变化特征31-41 2.1 春季马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ~(13)C值动态31-32 2.2 夏季马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ ~(13)C值动态32 2.3 秋季马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ ~(13)C值动态32-33 2.4 冬季马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ ~(13)C值动态33-34 2.5 全年马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ ~(13)C值动态34-36 2.6 讨论36-39 2.7 小结39-41第三章 树干韧皮部水溶性糖δ ~(13)C值对气象因子的季节性响应41-55 3.1 春季树干韧皮部水溶性糖δ ~(13)C值对气象因子的响应41-42 3.2 夏季树干韧皮部水溶性糖δ ~(13)C值对气象因子的响应42-44 3.3 秋季树干韧皮部水溶性糖δ~(13)C值对气象因子的响应44-45 3.4 冬季树干韧皮部水溶性糖δ ~(13)C值对气象因子的响应45-46 3.5 全年树干韧皮部水溶性糖δ~(13)C值与气象因子之间的相关性46-48 3.6 讨论48-53 3.7 小结53-55第四章 结论55-59参考文献59-67攻读学位期间承担的科研任务与主要成果67-69致谢69-70
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<meta name="Description" content="通过测定亚热带马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值的连日变化,及其对天气变化过程的响应,研究δ13C值对短期天气变化动态的响应特征。结果显示,春季马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C日均值分别介于-26.81‰到-26.49‰之间,以及-29.26‰到-27.47‰之间,平均值分别为(-26.58±0.12)‰和(-28.67±0.65)‰。进一步分析表明,马尾松树干韧皮部水溶性糖δ13C值与取样之前第4天的太阳辐射、水气压亏缺、相对湿度和空气温度显著相关(P≤0.05),杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值取样之前第3天的太阳辐射、水气压亏缺和相对湿度显著相关(P≤0.05),但与空气温度的相关性不显著(P≤0.05)。在所测定的环境因子中,太阳辐射是影响马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值的首要因素。当天降水事件可能导致马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值连日变化出现异常波动。马尾松和杉木韧皮部水溶性糖δ13C值可以敏感记录短期天气变化动态。;The phloem acts as the main pathway of long distance transport and allocation of nutrients, and as a conduit of inter-organ communication in vascular plants. As a carrier of the dynamic photosynthetic and post-photosynthetic carbon isotope fractionation signal, δ13C value of stem phloem water soluble sugars can be a reliable indicator of whole canopy stomata conductance(Gs) to reflect plant responses to the environmental variables in the plant canopy. Therefore, quantifying the stable carbon isotope fractionation of stem phloem and the extent such fractionation would be impacted by outer environmental variables is the key to understanding plant stem phloem carbon pool discrimination, and interactions between plants and outer environmental parameters. However, nearly all current studies of phloem carbon isotope fractionation of conifer trees had been limited to only several conifers in temperate forests, and there is little information about the impact of abundant availability of water and light, and higher temperature on different conifer tree species in subtropical monsoon ecosystem. Given the importance of exploring plant responses and adaption to outer environmental variables, there was a need for more studies of phloem stable carbon isotope fractionation of additional plant groups in additional ecosystem. The paper measured δ13C value of stem phloem water soluble sugars of Pinus massoniana and Cunninghamia lanceolata for 6 consecutive days from April 20 to 25, 2011, and related such values to the daily mean solar radiation(Sr), relative humidity(Rh), water vapor pressure deficit(VPD) and air temperature(Ta) calculated on the sampling day and for 1-7 days before the sampling day, meanwhile combining precipitation(PPT) data for further analysis, in order to reveal the day to day dynamics of stable carbon isotope discrimination of newly assimilated photosynthates in P. massoniana and C. lanceolata stem phloem, and its responses to the studied meteorological factors in subtropics during the spring season. The study showed that the daily mean δ13C values of stem phloem water soluble sugars of P. massoniana and C. lanceolata fluctuated between -26.81‰ and -26.49‰, and between -29.26‰ and -27.47‰, with an average of (-26.58±0.12)‰ and (-28.67±0.65)‰ respectively. δ13C values of stem phloem water soluble sugars of P. massoniana was significantly related to daily mean Sr, Rh, VPD and Ta, but with a time lag of 4 days. Except Ta, such values of C. lanceolata stem phloem were significantly related to the other three meteorological factors, with a time lag of 3 days. Among environmental variables studied in the paper, Sr had the foremost impact onδ13C values of stem phloem water soluble sugars both of two conifer species. Rainfall event on the day of sampling would change the day-to-day dynamic pattern of the δ13C value of stem phloem water soluble sugars. The results suggested that δ13C values of stem phloem water soluble sugars of P. massoniana and C. lanceolata can be a sensitive record of short-term weather change, thus helping to understand and predict the impacts of the weather change on stable carbon isotope discrimination of plant phloem water soluble sugars."/>
<meta name="Keywords" content="韧皮部;水溶性糖;δ13C值;针叶树;δ13Cconifers"/>
<meta name="citation_title" content="马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖 δ13C值对气象因子的响应"/>
卢钰茜,王振兴,郑怀舟,朱锦懋.马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖 δ13C值对气象因子的响应.生态学报,):
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马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖 δ13C值对气象因子的响应
δ13C values of stem phloem water soluble sugars of Pinus massoniana and Cunninghamia lanceolata response to meteorological factors
中文关键词:&&&&&&&&
English Keywords:&&&&&&
基金项目:教育部创新团队项目(IRT0960);福建省公益类科研院所基本专项资助(-3)
作者单位E-mail&,;,&&&,&&&,;,&&&,;,&&
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&&&&&&通过测定亚热带马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值的连日变化,及其对天气变化过程的响应,研究δ13C值对短期天气变化动态的响应特征。结果显示,春季马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C日均值分别介于-26.81‰到-26.49‰之间,以及-29.26‰到-27.47‰之间,平均值分别为(-26.58±0.12)‰和(-28.67±0.65)‰。进一步分析表明,马尾松树干韧皮部水溶性糖δ13C值与取样之前第4天的太阳辐射、水气压亏缺、相对湿度和空气温度显著相关(P≤0.05),杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值取样之前第3天的太阳辐射、水气压亏缺和相对湿度显著相关(P≤0.05),但与空气温度的相关性不显著(P≤0.05)。在所测定的环境因子中,太阳辐射是影响马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值的首要因素。当天降水事件可能导致马尾松和杉木树干韧皮部水溶性糖δ13C值连日变化出现异常波动。马尾松和杉木韧皮部水溶性糖δ13C值可以敏感记录短期天气变化动态。
English Summary:
&&&&&&The phloem acts as the main pathway of long distance transport and allocation of nutrients, and as a conduit of inter-organ communication in vascular plants. As a carrier of the dynamic photosynthetic and post-photosynthetic carbon isotope fractionation signal, δ13C value of stem phloem water soluble sugars can be a reliable indicator of whole canopy stomata conductance(Gs) to reflect plant responses to the environmental variables in the plant canopy. Therefore, quantifying the stable carbon isotope fractionation of stem phloem and the extent such fractionation would be impacted by outer environmental variables is the key to understanding plant stem phloem carbon pool discrimination, and interactions between plants and outer environmental parameters. However, nearly all current studies of phloem carbon isotope fractionation of conifer trees had been limited to only several conifers in temperate forests, and there is little information about the impact of abundant availability of water and light, and higher temperature on different conifer tree species in subtropical monsoon ecosystem. Given the importance of exploring plant responses and adaption to outer environmental variables, there was a need for more studies of phloem stable carbon isotope fractionation of additional plant groups in additional ecosystem. The paper measured δ13C value of stem phloem water soluble sugars of Pinus massoniana and Cunninghamia lanceolata for 6 consecutive days from April 20 to 25, 2011, and related such values to the daily mean solar radiation(Sr), relative humidity(Rh), water vapor pressure deficit(VPD) and air temperature(Ta) calculated on the sampling day and for 1-7 days before the sampling day, meanwhile combining precipitation(PPT) data for further analysis, in order to reveal the day to day dynamics of stable carbon isotope discrimination of newly assimilated photosynthates in P. massoniana and C. lanceolata stem phloem, and its responses to the studied meteorological factors in subtropics during the spring season. The study showed that the daily mean δ13C values of stem phloem water soluble sugars of P. massoniana and C. lanceolata fluctuated between -26.81‰ and -26.49‰, and between -29.26‰ and -27.47‰, with an average of (-26.58±0.12)‰ and (-28.67±0.65)‰ respectively. δ13C values of stem phloem water soluble sugars of P. massoniana was significantly related to daily mean Sr, Rh, VPD and Ta, but with a time lag of 4 days. Except Ta, such values of C. lanceolata stem phloem were significantly related to the other three meteorological factors, with a time lag of 3 days. Among environmental variables studied in the paper, Sr had the foremost impact onδ13C values of stem phloem water soluble sugars both of two conifer species. Rainfall event on the day of sampling would change the day-to-day dynamic pattern of the δ13C value of stem phloem water soluble sugars. The results suggested that δ13C values of stem phloem water soluble sugars of P. massoniana and C. lanceolata can be a sensitive record of short-term weather change, thus helping to understand and predict the impacts of the weather change on stable carbon isotope discrimination of plant phloem water soluble sugars.
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