大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地植物叶片和细根化学计量学特征

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jydliu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
野火是生态系统普遍存在的影响因素,也是北方针叶林演替过程的最重要驱动因素之一。频繁的野火干扰使得大兴安岭地区森林生态系统结构遭到破坏,也会改变该地区植物的养分利用策略和植被恢复过程。目前对受野火干扰的北方针叶林恢复过程的研究主要从数量生态角度考虑,然而对火烧迹地植物养分利用规律的相关研究目前依旧存在着许多不足。因此,全面揭示火烧迹地植物地上-地下化学计量学特征的协同变化规律以及植物养分内稳性的恢复过程,对于深入研究野火干扰后森林养分循环的变化规律并指导群落恢复具有重要的生态学意义。本文以大兴安岭兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,通过调查经过3个火烧强度(轻度,中度,重度)以及5个不同恢复阶段(2年、10年、20年、30年和>80年(未火烧))的火烧迹地植物叶片和细根碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量学特征的变化,探讨物种水平和群落水平上,植物叶片和细根化学计量学特征、化学计量内稳性在火后的恢复规律以及叶片-细根化学计量学特征之间的分配关系随火后养分变化的适应特征。主要结果如下:(1)在不同火烧强度的火烧迹地中,土壤容重、土壤含水率、土壤p H在火后恢复2年显著增加。轻度、中度和重度火烧后的土壤全N含量分别在火后恢复10年、恢复2年和恢复20年显著增加。轻度、中度和重度火烧后凋落物N、P含量在火后恢复20年表现出显著的增加趋势。(2)物种水平上,轻度、中度火烧迹地植物叶片和细根的全C和全N含量在火后恢复2年时显著下降,之后随着恢复时间的增加而增加,在火后恢复30年植物的全C和全N含量与未火烧相比没有显著差异。植物叶片全P含量随着火后恢复时间的增加表现为先下降后上升的趋势,在火后恢复10年时最低。而由于更新种的增加,群落水平上植物叶片全N含量在火后恢复2年后达到最大,而细根全N含量在火后恢复20年时达到最小。野火显著降低了群落水平植物细根全P含量。物种和群落水平植物N:P的平均值表明,中度火烧恢复10年后植物生长表现为受P限制。植物叶片和细根的化学计量学特征均与土壤、凋落物的养分变化之间存在显著或极显著的正相关关系,表明火烧迹地植物化学计量的变化受到土壤和凋落物养分变化的直接影响。(3)化学计量内稳性体现了植物在应对环境变化时维持自身养分稳定的能力。分析植物N和P的内稳性系数结果表明,与未火烧林分相比,火烧后的恢复初期土壤-植物化学计量的内稳性降低,并随着恢复时间的增加,内稳性逐渐增加。植物细根对土壤养分变化所表现出来的内稳性平均值小于叶片。此外,中度火烧迹地叶片P的内稳性随恢复时间的增加显著增加。对于细根P的内稳性而言,重度火烧后细根的P内稳性系数较中度火烧后增加更快,表现为重度火烧后随恢复时间的增加细根的P内稳性的恢复较快。(4)由异速方程的分配指数结果表明,在各火烧强度下,物种水平植物C、N、P在细根(y)-叶片(x)间的异速分配指数在不同的火后恢复阶段都存在显著差异,尤其在火烧恢复后期(30年)植物对C、N、P的分配在细根中的变化较大。植物叶片-细根间C、N、P分配在火后恢复的特定时期会发生转变,比如:群落水平,轻度火烧2年后植物叶片-细根间全C在细根分配较多,而在恢复30年后,在叶片中的分配更多。进一步分析C、N、P之间的分配关系,得出各火烧强度下不同恢复时期植物叶片和细根的C(y)-N(x)、C(y)-P(x)、N(y)-P(x)分配指数存在显著差异。比如:轻度和重度火烧恢复2年后植物叶片的N分配变化较大。因此,由于养分供应的改变植物可以主动调节自身化学计量的含量,这些变化进一步影响了地上和地下养分的再分配。本研究为火烧迹地恢复过程中植物的养分适应的认知提供了新的研究结果,也是研究受干扰森林生态系统物质循环和养分恢复过程得出的重要结论。结果说明,火烧迹地恢复过程中,植物可以主动调节化学计量学特征,并积极地改变器官自身的养分内稳性。同时,较长时间尺度上,火烧迹地植被的恢复主要依赖于高内稳性的植物;而短期内,低内稳性植物的再生对群落的快速恢复具有促进作用。此外,在研究火烧迹地森林植被物质循环时,植物地上-地下元素利用策略在恢复过程中的差异也应该充分考虑。上述结果对揭示火烧迹地森林生态系统的植物养分利用和物质循环过程以及保护脆弱生态系统具有重要意义。
其他文献
背景与研究目的:膀胱过度活动症(overactive bladder,OAB)是一种以尿急症状为主要特征的综合征,也是临床最常见的膀胱储尿期的兴奋性异常,严重影响患者的生活质量。流行病学研究显示,OAB在全球的总发病人数约为4.55亿人次,每年造成的医疗经济负担高达826亿美元。我国OAB的发病率高达15.1%,其中男性发病率约为15.9%。女性约为14.3%。膀胱储尿期兴奋性改变的发病机制非常复
学位
研究背景和意义:鼻咽癌(Nasopharyngeal carcinoma,NPC)是一类多发于东南亚和东亚的头颈上皮恶性实体瘤。由于鼻咽癌细胞对电离辐射比较灵敏,故这是鼻咽癌的常规杀灭方法。尽管如此,仍有部分鼻咽癌患者经治疗后肿瘤不消退,或出现复发转移,而放疗抵抗是导致治疗失败的重要原因。由此可见,提高鼻咽癌患者放疗敏感性、优化治疗方案对增加放疗杀伤性、改善患者预后具有关键的临床价值。代谢状态紊乱
学位
背景:慢性肾脏病(Chronic kidney disease,CKD)已经成为全球公共卫生问题。肾脏纤维化(Renal fibrosis,RF),尤其是肾小管间质纤维化不仅是各种CKD进行性损伤的标志和共同途径,也是肾功能不全的主要决定因素和可靠的预后指标,主要表现为肾小球硬化、肾小管萎缩和肾间质纤维化。CKD的病因多种多样,包括各种原发性肾小球疾病与继发性肾损伤,如糖尿病肾病、高血压肾病、狼疮
学位
背景急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是呼吸危重症的棘手问题,常由肺部或全身严重的感染引起,主要临床表现为顽固性低氧血症。近年来,在治疗ARDS的手段和方式均取得了显著进展,治愈率和死亡率均得到改善。但目前对于哪些人群在感染时易发生ARDS缺乏预警指标,且现阶段针对ARDS依然没有特异靶向的药物治疗,救治方式多以对症支持治疗为主,因此深入探讨ARDS的发病机制及可能的预警指标具有重要的临床意义。ARD
学位
研究背景严重烧伤早期,因肾素血管紧张素系统激活、内皮细胞受损肿胀致血管腔狭窄等多种因素,导致包括心脏在内的多个器官遭受不同程度的缺血缺氧性损伤。线粒体作为心脏供能的主要细胞器,也成为严重烧伤后心脏缺血缺氧损伤的主要效应细胞器。线粒体遭受缺血缺氧损伤后可表现为活性氧释放、线粒体DNA释放等多种病理反应。这些分子可激活多种病理反应如线粒体自噬和NLRP3(NLR family pyrin domain
学位
免疫检查点阻断(Immune Checkpoint Blockade,ICB)是癌症治疗的一种突破性免疫疗法,其通过重振免疫系统的细胞毒性潜力而起作用。然而,目前ICB的临床疗效仍然非常有限,大多数实体瘤患者对这种疗法反应较差。越来越多的研究揭示了ICB主要的耐药机制,包括肿瘤免疫原性不足、免疫抑制和T细胞活化不足。研究表明,肿瘤微环境(Tumor Microenvironment,TME)内预存
学位
研究背景糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)是糖尿病最常见且较严重的并发症之一,也是导致终末期肾衰竭最常见的原因。肾小管间质纤维化在DN进展中发挥重要作用,与肾功能损害密切相关,并且决定了肾脏预后。目前研究认为肾小管细胞衰老是DN肾间质纤维化中重要的细胞生物学事件。一方面,细胞衰老后通过分泌大量促炎、趋化因子等衰老相关分泌表型(senescence-associated s
学位
急性基底动脉闭塞(Acute basilar artery occlusion,ABAO)是一种致命性卒中,具有高致死率、高致残率的特点。然而,同样采用成熟的血管内治疗进行干预,ABAO患者血运重建后良好预后比例仍明显低于前循环大血管病变。后循环独特的血供及解剖特征不足以解释该类患者当前临床结局不佳的现况。既往前循环大血管病变通过不断优化评估方法从而显著提高其血管内治疗后良好预后比例,高度提示缺乏
学位
纤维素材料是一类分布广泛、易获取的绿色可再生可生物降解的天然高分子化合物,是最具发展潜力的生物质材料之一。本论文提出利用一维纳米纤维素独特的纳米结构、良好的力学性能、柔韧性和三维纤维素基质材料多孔、多层次、构造有序的多尺度分级结构特点及过滤吸附和吸能特性,通过不同的合成路径和复配方法,将纤维素与功能性金属化合物材料进行复合,构建了具有三维网络多孔结构的纤维素复合气凝胶和电磁屏蔽纸,并将其应用于印染
学位
河漫滩湿地是人类宝贵的自然资源,具有调节区域生态和环境的功能,为人类提供了不可替代的直接或者间接的服务。近年来,由于受到全球性气候变化和人类活动干扰的共同影响,导致河漫滩湿地生态环境遭到严重的干扰和破坏,湿地退化问题成为生态环境可持续发展的重大挑战。本研究以海拉尔河下游段河漫滩湿地为典型研究区,采用遥感与信息技术相结合的方法,对河漫滩湿地林草资源在时间和空间尺度的演变规律进行了研究。主要研究结果如
学位