川西亚高山森林凋落物不同分解阶段基质质量特征

采用空间代替时间的方法,以川西高山亚高山云杉(Picea asperata)人工林、冷杉(Abies faxoniana)天然林、杜鹃(Rhododendron lapponicum)矮曲林和白桦(Betula platyphylla Suk.)天然林4种典型林分类型下的3个层次[新鲜凋落物层(L)、发酵层(F)、腐殖质层(H)]凋落物为研究对象,分别模拟凋落物分解的前期、中期和后期阶段,对凋落物的基质质量,包括水溶性组分(WSC)及有机溶性组分(OSC)、酸溶性组分(ASE)及酸不溶性组分(AIR)的含量进行分析,以揭示亚高山森林不同分解阶段凋落物的质量特征。结果表明:4种林分类型凋落物的WSC、OSC、ASE含量均随分解的进行不断减少,且分解前期的淋溶释放量高于分解中后期,而AIR含量及表征4种凋落物酸溶性和酸不溶性组分含量相对比例的LCI指数(lignocellulose index)随分解的进行却呈现上升趋势。4种林分凋落物L层的WSC含量及白桦、冷杉、云杉凋落物L层OSC含量均显著高于相应F、H层,而F、H层间差异不显著;而杜鹃凋落物OSC含量则表现为L层>F层>H层,且各层间均差异显著。林分类型对凋落物分解过程中的WSC、OSC、AIR含量有极显著影响,但对ASE和LCI指数影响却不显著。4个林分比较而言,阔叶林凋落物的WSC、OSC含量高于针叶林,AIR含量低于针叶林,白桦WSC含量在L、F层均最高。研究认为,分解阶段和林分类型对川西亚高山森林凋落物基质质量具有重要影响,但对各组分的影响有所差异。研究结果对深入理解亚高山森林生态系统的物质循环具有重要意义。

川西亚高山森林土壤呼吸和微生物生物量碳氮对施氮的响应

随着全球大气氮沉降的明显增加,将有可能显著影响我国西部地区受氮限制的亚高山森林生态系统。土壤微生物是生态系统的重要组成部分,是土壤物质循环和能量流动的重要参与者。由于生态系统类型、土壤养分、氮沉降背景值等的差异,土壤呼吸和土壤生物量碳氮对施氮的响应存在许多不确定性。而施氮会不会促进亚高山森林生态系统中土壤呼吸和微生物对土壤碳氮的固定?基于此假设,选择了川西60年生的四川红杉(Larix mastersiana)亚高山针叶林为研究对象,通过4个水平的土壤施氮控制试验(CK:0 g m^-2 a^-1、N1:2 g m^-2 a^-1、N2:5 g m^-2 a-1、N3:10 g m^-2 a^-1),监测了土壤呼吸及土壤微生物生物量碳氮在一个生长季的动态情况。结果表明:施氮对土壤呼吸各指标和土壤微生物碳氮都有极显著的影响,施氮能促进土壤全呼吸、自养呼吸、异养呼吸通量和土壤微生物生物量碳氮的增长,施氮使土壤呼吸通量提高了11%—15%,土壤微生物量碳提高了5%—9%,土壤微生物量氮提高了23%—34%。在中氮水平下(5 g m^-2 a^-1)对土壤呼吸的促进最显著。相关分析发现,土壤呼吸与微生物生物量碳氮和微生物代谢商极呈显著正相关,微生物量碳氮与土壤温度呈极显著的正相关,与土壤湿度呈极显著负相关。通过一般线性回归拟合土壤呼吸速率与土壤10 cm温湿度的关系,发现土壤呼吸速率与土壤温度呈极显著的正相关,与土壤湿度极显著负相关(P<0.001),中氮水平下土壤温度敏感性系数Q10值(7.10)明显高于对照(4.26)。

银杏叶变色期的生理特征

【目的】研究自然条件下银杏叶片颜色变化过程中的生理指标,为秋季银杏变色机理研究和园林绿化管理提供科学依据.【方法】于2017年9月—11月每月中旬进行采样,分析了不同银杏叶片颜色(微黄、中黄、全黄)的叶色素含量、花色素苷含量、酶活性、可溶性糖含量.[结果]随着银杏叶的变黄,叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Caro),以及苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性呈现降低的趋势,其中,Chla、Chlb、Caro含量和PAL活性都为极显著的降低(P<0.001);叶绿素(a+b)降低得最快,总共降低了96%.花色素苷(Anthocyanin)、可溶性糖(SS)含量逐渐增加,叶全黄时,花色素苷增加量不显著(P>0.05),SS含量增加显著(P<0.01);叶全黄和中黄时的花色素苷含量显著高于微黄(P<0.05).在叶色变化过程中,Caro和花色素苷在色素中的相对含量逐渐升高.叶绿素酶(Chlase)活性先升高后降低,叶中黄极显著高于微黄和全黄(P<0.001).【结论】可溶性糖的积累促进了花色素苷的合成,叶绿素酶促进了叶绿素的分解,促使类胡萝卜素和花色素苷相对含量增加,叶绿素相对含量减少.类胡萝卜素和花色素苷相对含量的增加是引起银杏叶变黄的最直接原因.

土壤酸化对红枫叶片呈色生理的影响

【目的】研究土壤酸化对红枫秋季叶片呈色生理的影响,为亚高山彩叶林红枫的引种栽培提供科学依据。【方法】于2018年8月—2019年11月使用pH6和pH4柠檬酸缓冲液对土壤进行酸化处理,分析两个年份红枫叶片转色期的色素含量(叶绿素、类胡萝卜素、花色素苷),酶活性(叶绿素酶、苯丙氨酸解氨酶)及内含物质(脯氨酸、可溶性糖)等生理指标。【结果】红枫叶色转变过程中,叶片叶绿素、类胡萝卜素和可溶性糖含量降低,花色素苷及脯氨酸含量增加,叶绿素酶和苯丙氨酸解氨酶活性没有显著变化。在不同处理间,pH4柠檬酸缓冲液处理延缓了叶绿素和类胡萝卜素的降解且各时期花色素苷的积累量最低,而pH6柠檬酸缓冲液处理在2019年加速了叶绿素的降解且花色素苷含量显著高于对照;pH6和pH4酸化处理的叶绿素酶活性在2018年高于对照,而苯丙氨酸解氨酶活性在2019年高于对照;各采样时期pH6柠檬酸缓冲液处理的脯氨酸和可溶性糖含量均高于对照。【结论】使用pH6柠檬酸缓冲液酸化处理有利于红枫转色期叶绿素的降解及花色素苷的合成。因此,使用pH6柠檬酸缓冲液适当降低土壤碱性可使红枫提前转色及增强呈色效果,而pH4柠檬酸缓冲液处理的叶色转变效果不佳。

赤霉素浓度对色木槭(Acer mono Maxim.)种子萌发的影响

岷江上游彩叶林生态系统是我国西南地区特有的关键生态系统类型,具有水源涵养、水土保持和气候调节等重要的生态功能,而且具有显著的景观美学价值,是区域特色生态旅游经济的重要基础.由于受到自然灾害破坏和水电站的修建等人为干扰,目前岷江上游彩叶林系统毁坏严重且残存量不多,亟待恢复和重建.色木槭(Acer mono Maxim.)是川西地区彩叶林生态系统的代表性树种,探究其种子萌发特性对岷江上游彩叶林系统的恢复重建具有重要意义.种子萌发实验在人工气候箱内进行,采用0、100、200、300、400、500 mg/L 6个赤霉素浓度对色木槭种子进行浸种处理,在25℃条件下进行萌发,统计种子萌发率、发芽势和发芽指数,并测定色木槭种子在萌发过程中内部贮藏物质可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉和淀粉酶活性的变化.结果显示,色木槭种子在200 mg/L浓度赤霉素浸种24 h后,其萌发率为29.33%±1.89%,发芽势为9.66%±1.25%,发芽指数为8.69±8.32,均显著高于对照水平.本研究表明赤霉素浓度对色木槭种子的可溶性蛋白含量、淀粉含量和淀粉酶活性影响显著,对可溶性糖含量无显著性影响;种子内部贮藏物质含量在不同的萌发时期有显著差异.色木槭种子的最适赤霉素浓度为200 mg/L,在生产中使用200 mg/L赤霉素浸种能有效增加色木槭的萌发率.上述结果可为色木槭的快速繁育和亚高山彩叶林恢复重建提供技术支持.

川西亚高山针叶林土壤酶及其化学计量比对模拟氮沉降的响应

大气氮沉降的明显增加将有可能显著影响我国西部地区受氮限制的亚高山森林生态系统的物质循环.为了解模拟氮沉降会不会改变土壤酶活性及其化学计量比并缓解该区域土壤微生物生长代谢对氮的限制,选择川西亚高山60年生的四川红杉(Larix mastersiana)人工林为研究对象,通过4个水平梯度的土壤模拟氮沉降控制试验(CK:0 g m-2 a-1;N1:2 g m-2 a-1;N2:5 g m-2 a-1;N3:10 g m-2 a-1),检测7种土壤酶活性及其化学计量比.结果表明:N-乙酰葡萄糖苷酶、过氧化物酶、C:NEEA、N:PEEA对一个生长季模拟氮沉降有显著响应,特别在模拟氮沉降后期表现为中氮显著促进N-乙酰葡萄糖苷酶活性(56.40%-204.78%)、过氧化物酶活性(42.28%-54.87%);酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、纤维二糖酶、亮氨酸酶、多酚氧化酶、土壤酶化学计量碳磷比(C:PEEA)对一个生长季施氮无显著响应,但都具有极显著月动态.相关分析和逐步回归分析表明,土壤温度和含水率是土壤酶活性及其化学计量比的决定性因子.综上所述,研究区域亚高山森林土壤微生物的碳氮磷代谢对模拟氮沉降响应显著,微生物代谢呈现出一定的氮限制,模拟氮沉降中氮水平后期微生物代谢呈现出由氮限制向磷限制转化的趋势.

光照强度对鸡爪槭叶色变化生理的影响

光照强度会影响到植物叶片中色素合成、酶活性和内含物含量,光照强度的改变是否会影响鸡爪槭(Acer palmatum Thunb.)叶片颜色变化期的生理特征?探讨不同光照强度对鸡爪槭秋季叶片呈色效果的影响,可为彩叶树种引种栽培提供一定的理论依据.采用不同遮荫的梯度处理,光照强度为自然光照100%(对照)、80%自然光照、50%自然光照,分析鸡爪槭叶片颜色转变过程中叶片色素、叶绿素酶(chlase)等酶活性和内含物质等生理指标.结果显示,鸡爪槭叶片颜色转变过程中,叶绿素含量显著降低(P<0.05),花色素苷(anthocyanin)含量显著增加,叶绿素酶活性显著增强,100%和50%的光照下苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性显著降低,超氧化物歧化酶(SOD)先增强后降低.80%、50%的光照强度下花色素苷的合成、丙二醛(MDA)的积累、叶绿素b(Chlb)和类胡萝卜素(Caro)含量显著低于对照,叶绿素a(Chla)、可溶性糖(SS)和脯氨酸(Pro)含量没有显著影响;光照强度处理对9月的叶绿素酶和PAL活性影响显著,对11月SOD和过氧化物酶(POD)活性影响显著,光照强度越弱,活性越强.因此光照强度减弱延迟了鸡爪槭叶片变色,同时也缩短了彩叶期,影响了观赏效果,光照强度越弱影响越大.

施加Fe^(2+)和Cu^(2+)对鸡爪槭叶色变化的生理影响

研究金属元素Cu^(2+)和Fe^(2+)对彩叶树种鸡爪槭(Acer palmatum Thunb.)叶片呈色效果的影响,为彩叶树种的秋季叶色调控和养护管理提供理论依据.于2018年5月开始进行盆栽试验,分别采用浓度0.3%和0.6%CuSO_(4)·5H_(2)O、0.3%和0.6%FeSO_(4)·7H_(2)O对鸡爪槭进行叶面施肥.测定鸡爪槭叶片变色期(9-11月)过程中的叶片色素含量(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、花色素苷)、酶活性(叶绿素酶、苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶)和内含物质(可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和丙二醛)等生理指标.结果显示,鸡爪槭在各处理下随着叶片颜色由绿色逐渐转变为橙色、红色,叶绿素和胡萝卜素含量显著降低(P<0.05),花色素苷和丙二醛含量显著增加.变色前期和中期,0.6%Cu^(2+)和Fe^(2+)浓度处理下鸡爪槭花色素苷含量显著高于对照,变色后期处理之间花色素苷含量差异不显著.叶绿素酶活性随着Cu^(2+)浓度的增加,叶绿素酶活性降低,超氧化物歧化酶活性增加,0.6%Cu^(2+)处理组的丙二醛含量显著高于对照;0.6%Fe^(2+)组的叶绿素酶活性显著低于对照.本研究表明施加CuSO_(4)和FeSO_(4)可以提前让鸡爪槭变色,但是后期叶片颜色不及对照艳丽,建议在变色前期喷洒0.6%CuSO_(4)和0.6%FeSO_(4),可以提前让鸡爪槭叶片从绿色变为橙色,深秋不适宜用CuSO_(4)和FeSO_(4)处理.