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森林植物叶片非结构性碳水化合物的空间格局及其生态意义认领

作者：

李娜妮

学位授予单位：

中国科学院大学

摘要：

非结构性碳水化合物(Non-structural carbohydrates，NSC)是参与植物生命代谢过程的重要物质，是评价植物碳收支状况和生态对策的一个重要指标。揭示植物叶片NSC的空间格局及其控制机制有助于理解植物的碳供应状况和对环境条件的响应。本研究以中国东部南北样带(North-SouthTransect of Eastern China，NSTEC)为研究平台，沿纬度带从北到南依次在呼中、凉水、长白山和东灵山等地选择了9个典型森林生态系统，通过野外采样和室内测定（葸酮比色法）相结合的方法，从叶片可溶性糖、淀粉和NSC(NSC=可溶性糖+淀粉)三个指标，研究样带尺度森林植物叶片NSC的空间格局、影响因素及其生态意义。本文的主要研究结论如下:　　(1)NSTEC上890种植物叶片可溶性糖、淀粉和NSC含量变化范围分别为6.48-218.45 mg g-1、7.56-200.41 mg g-1和19.47-379.72 mg g-1;其含量的均值分别为45.70 mg g-1、47.50 mg g-1和93.20 mg g-1;植物叶片的NSC含量从寒温带森林到热带雨林整体表现为降低趋势。　　植物叶片可溶性糖、淀粉和NSC含量具有明显的纬度地带性和经度地带性特征;随着纬度的增加，植物叶片可溶性糖、淀粉和NSC含量呈指数增加趋势;沿着经度从西到东，植物叶片可溶性糖、淀粉和NSC含量也呈指数递增趋势。　　(2)NSC含量在不同生活型之间差异显著。首先，草本叶片的可溶性糖、淀粉和NSC含量最高，分别为49.89 mg g-1、60.12 mg g-1和110.00 mg g-1。其次，落叶乔木的叶片可溶性糖、淀粉和NSC含量显著高于常绿乔木叶片(P＜0.05）。再次，针叶乔木的叶片可溶性糖、淀粉和NSC含量显著高于阔叶乔木叶片(P＜0.05)。　　(3)植物叶片的NSC含量受生物因素和非生物因素共同作用的影响。气候因素是影响植物叶片NSC含量变化的最主要因素，贡献率为71.71％。植被因素对植物叶片NSC含量变化的贡献率为26.43％。土壤因素对植物叶片NSC含量变化的贡献率为1.86％。　　本研究结果首次揭示了从寒温带森林到热带雨林植物叶片的NSC空间分布特征及其主要控制因素，其研究结论为构建树木碳平衡模型的参数和植物生长适应策略提供了数据支撑。

摘要译文

关键词：

森林植物叶片; 非结构性碳水化合物; 可溶性糖; 淀粉; 空间格局; 生态功能

学位年度：

2015

学位类型：

硕士

学科专业：

生态学

导师：

于贵瑞

中图分类号：

S718.3[森林植物学]

学科分类号：

0713[生态学];0907[林学]