增溫對川西亞高山針葉林不同光環(huán)境下幾種幼苗生長的影響.pdf

1、由于人類活動(dòng)所引起的地球大氣層中溫室氣體的富集已導(dǎo)致全球地表平均溫度在20世紀(jì)升高了0.6℃，并預(yù)測在本世紀(jì)將上升1.4-5.8℃。氣候變暖對陸地植物和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，并已成為全球變化研究的重要議題。位于青藏高原東部的川西亞高山針葉林是研究氣候變暖對陸地生態(tài)系統(tǒng)影響的重要森林類型。森林采伐跡地和人工云杉林下作為目前該區(qū)人工造林和森林更新的兩種重要生境，二者截然不同的光環(huán)境對亞高山針葉林不同物種更新及森林動(dòng)態(tài)有非常重要的影響。

2、>　　 本文以青藏高原東部亞高山針葉林幾種主要森林樹種為研究對象，采用開頂式增溫法(OTCs)模擬氣候變暖來研究增溫對生長在兩種不同光環(huán)境下(全光條件和林下低光環(huán)境)的幾種幼苗早期生長和生理的影響，旨在從更新角度探討亞高山針葉林生態(tài)系統(tǒng)不同樹種對氣候變暖在形態(tài)或生理上的響應(yīng)差異，其研究結(jié)果可在一定程度上為預(yù)測氣候變暖對亞高山針葉林物種組成和演替動(dòng)態(tài)提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)也可為未來林業(yè)生產(chǎn)管理者提供科學(xué)指導(dǎo)。
　　 1、與框外對照相

3、比，OTCs框內(nèi)微環(huán)境發(fā)生了一些變化。OTCs框內(nèi)與框外對照氣溫年平均值分別為5.72℃和5.21℃，而地表溫度年平均值分別為5.34℃和5.04℃，OTCs使氣溫和地表年平均溫度分別提高了0.51℃和0.34℃；OTCs框內(nèi)空氣濕度年平均值約高于框外對照，二者分別為90.4％和85.3％。
　　 2、增溫促進(jìn)了三種幼苗生長和生物量的積累，但增溫效果與幼苗種類及所處的光環(huán)境有關(guān)。無論在全光或林下低光條件下，增溫條件下云杉幼苗株高

4、、地徑、分支數(shù)、總生物量及組分生物量(根、莖、葉重)都顯著地增加；增溫僅在全光條件下使紅樺幼苗株高、地徑、總生物量及組分生物量(根、莖、葉重)等參數(shù)顯著地增加，而在林下低光條件下增溫對幼苗生長和生物量積累的影響效果不明顯；冷杉幼苗生長對增溫的響應(yīng)則與紅樺幼苗相反，增溫僅在林下低光條件下對冷杉幼苗生長和形態(tài)的影響才有明顯的促進(jìn)作用。
　　 增溫對三種幼苗的生物量分配模式產(chǎn)生了不同的影響，并且這種影響也與幼苗所處的光環(huán)境有關(guān)。無論在

5、全光或林下低光環(huán)境下，增溫都促使云杉幼苗將更多的生物量分配到植物地下部分，從而導(dǎo)致幼苗在增溫條件下有更高的R/S比；增溫僅在林下低光條件下促使冷杉幼苗將更多的生物量投入到植物葉部，從而使幼苗R/S比顯著地降低；增溫在全光條件下對紅樺幼苗生物量分配的影響趨勢與冷杉幼苗在低光條件下相似，即增溫在全光條件下促使紅樺幼苗分配更多的生物量到植物同化部分—葉部。
　　 3、增溫對亞高山針葉林生態(tài)系統(tǒng)中三種幼苗氣體交換和生理表現(xiàn)的影響總體表現(xiàn)

6、為正效應(yīng)(Positive)，即增溫促進(jìn)了幾種幼苗的生理活動(dòng)及其表現(xiàn)：(i)無論在全光或林下低光環(huán)境下，增溫使三種幼苗的光合色素含量都有所增加；(ii)增溫在一定程度上提高了三種使幼苗的PSII光系統(tǒng)效率(Fv/Fm)，從而使幼苗具有更強(qiáng)的光合電子傳遞活性；增溫在一定程度使三種幼苗潛在的熱耗散能力(NPQ)都有所增強(qiáng)，從而提高幼苗防御光氧化的能力；(iii)從研究結(jié)果來看，增溫通過增加光合色素含量和表觀量子效率等參數(shù)而促進(jìn)幼苗的光合作用

7、過程?？傮w來說增溫對幼苗生理過程的影響效果與幼苗種類及所處的光環(huán)境有關(guān)，增溫僅在全光條件下對紅樺幼苗光合過程的影響才有明顯的效果，而冷杉幼苗則相反，增溫僅在低光條件下才對幼苗的生理過程有顯著的影響。
　　 4、增溫對三種幼苗的抗氧化酶系統(tǒng)產(chǎn)生了一定的影響。從總體來說，增溫使幾種幼苗活性氧含量及膜脂過氧化作用降低，從而在一定程度上減輕了該區(qū)低溫對植物生長的消極影響；增溫傾向表明使三種幼苗體內(nèi)抗氧化酶活性和非酶促作用有所提高，從而有

8、利于維持活性氧代謝平衡。但增溫影響效果與幼苗種類所處的光環(huán)境及抗氧化酶種類有關(guān)，增溫對冷杉幼苗抗氧化酶活性的影響僅在林下低光環(huán)境下效果明顯，而對紅樺幼苗抗氧化酶活性的影響僅在全光條件下才有明顯的效果。
　　 總之，增溫促進(jìn)了亞高山針葉林生態(tài)系統(tǒng)中三種幼苗的生長和生理表現(xiàn)，但幼苗生長和生理對增溫的響應(yīng)隨植物種類及所處的光環(huán)境不同而變化，這種響應(yīng)差可能異賦予了不同植物種類在未來氣候變暖背景下面對不同環(huán)境條件時(shí)具有不同的適應(yīng)力和競爭優(yōu)