竞争影响马尾松(Pinus massoniana)生长的生态学机制研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pianolaz
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
竞争是局域尺度上导致树木生长下降进而死亡的最重要原因,然而竞争影响树木生长的机制目前仍不清楚。本文以江西省南部的高密度马尾松(Pinus massoniana)林为对象,通过野外调查、收获法取样和室内分析对竞争影响树木生长的生态学机制开展了以下三部分研究:(1)量化竞争对树木生长(长势:生物量、胸径生长速度)的影响;(2)分析树木构型、生物量分配、非结构性碳水化合物(NSC)、化学计量特性、水分利用效率(WUE)等内在因素与树木长势(旺盛、中等、濒死、死亡)的关系;(3)通过结构方程模型(SEM)综合分析竞争-内在因素-生长关系,并通过功能性状预测树木的胸径生长速度。主要研究结果如下:1.树木大小和生长速度均与个体水平的竞争强度(Hegyi_H指数量化)显著负相关,胸径、树高、年均地上生物量、胸径生长速度与竞争强度线性回归模型的R~2分别为0.94、0.77、0.59、0.18。不同长势植株的竞争强度差异显著,旺盛、中等、濒死、死亡植株的竞争强度依次为19.45、44.85、98.56、173.71,定序logistic回归模型也显示树木长势与竞争强度显著相关。说明竞争是本研究中树木生长差异的主要驱动因子。2.竞争中树木长势与树高-胸径(H-D)异速生长指数有关,与枝条分枝角度无关,不过与枝条长度-粗度(L-d)异速生长指数有关。旺盛、中等、濒死、死亡植株的H-D异速生长指数依次为0.58、0.51、0.49、0.43,表现出随长势变差而降低的规律,且旺盛植株显著高于其它植株;旺盛、中等、濒死植株的L-d异速生长指数分别为1.34、1.33、1.50,且濒死植株显著高于其它植株。竞争中树木长势还与生物量分配有关:濒死植株的叶生物量占比(LMF)最低(7.48%),比旺盛植株(11.37%)和中等植株(10.25%)分别降低了34.21%和27.02%。3.竞争中树木长势与NSC含量有关:相比于旺盛植株,濒死植株整体(生物量权重)的NSC含量降低了27.31%,叶片、小枝、枝条的NSC含量分别降低了20.88%、21.56%、22.39%。树木长势与C、N、P元素含量及其比例无关,但与氮元素内稳性(HN)有关。旺盛植株的HN为严格稳定型,显著高于中等植株的稳定型和濒死植株的弱稳定型。说明碳饥饿、低HN可能是竞争影响树木生长(乃至死亡)的生理因素。4.竞争中树木的生长与WUE有关:濒死植株的WUE显著低于旺盛植株和中等植株,比后两者分别降低了21.66%和21.20%;树木胸径生长速度与WUE显著正相关。说明低WUE也是竞争影响树木生长(乃至死亡)的因素。5.结构方程模型(SEM)解释了树木胸径生长速度变异的74.6%。SEM显示竞争通过WUE、功能性状和生物量分配(选取LMF)间接影响树木生长。LMF是对树木生长速度效应最大的因子(0.539),其直接和间接效应分别为0.493和0.046。功能性状有效预测了树木胸径生长速度(R~2=0.485),贡献最大的性状为枝条粗度(BD)和叶片NSC含量(LNSC),二者的相对贡献率分别为33.67%和33.46%;纳入WUE和LMF后显著提高了模型对树木生长速度的预测能力(R~2=0.611),贡献最大的因子为LMF,随后依次是BD和LNSC,这三者的相对贡献率依次为33.22%、23.87%和22.55%。综上所述,竞争通过受光照面积的缩减、叶生物量的减小、NSC的不足、低HN和低WUE及其相互作用共同引起树木生长下降(乃至死亡)。结合功能性状和上述特性能有效预测树木胸径生长速度,最有力的预测因子分别是LMF、BD和LNSC。研究结果不仅加深了对竞争过程的理解并为森林动态预测提供理论参考,而且为马尾松林科学经营提供指导依据。
其他文献
性二态性(即同一物种不同性别之间的差别)在真核生物中广泛存在,在动植物中均有雌雄同体与雌雄异体性别系统发生相互转换的相关研究。雌雄同体可通过基因突变完成到雌雄异体的演化,发生基因突变的染色体周围区域在选择作用下更易形成雌雄分化的性别相关区域。调节性别发育的机制是多样的,并且在演化进程中存在快速更替的现象。扁形动物门和线虫动物门所包含物种(本研究中统称为蠕虫)的性别系统、生活史以繁殖方式丰富多样,可
学位
DNA作为真核生物遗传信息的载体,其精确复制是遗传信息在世代间准确传递的前提。DNA在复制过程中经常遭受各种内源性或者外源性的复制压力而导致复制叉停滞,及时准确地重启停滞的复制叉对保护复制叉的完整、维持基因组的稳定性以及保证遗传信息的准确传递至关重要。复制叉翻转是高等真核生物进化出的一套精密调控的应对复制压力的保护机制。新生DNA链同母链解离、反向迁移而形成的类似“Holliday junctio
学位
在自然环境中,活性氧(reactive oxygen species,ROS)无处不在,可以通过细胞内和细胞外途径生成。ROS通过与多种生物大分子(包括DNA、蛋白质和脂质)发生反应,在多个层面影响细胞生理。过量ROS造成的氧化压力是所有需氧生物必须面对的主要生存挑战。细菌进化出了复杂多变的应对策略,包括:诱导表达ROS清除酶,如过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和依赖于NADH的过氧
学位
经典的NF-κB信号通路在各种免疫反应和炎症性疾病中起着重要作用,其在巨噬细胞和中性粒细胞所介导的先天免疫应答中的关键功能已为人所熟知。当细胞受到LPS、TNFα和IL-1β等刺激后,经典NF-κB通路中的关键性激酶IKKβ通过选择性识别并激活下游底物,包括p105、p65和IκBα,以促进p65和p50的核易位并诱导NF-κB通路靶向基因的转录,从而调控促炎性细胞因子的表达并导致组织炎症的发生。
学位
汪世强教授是第五批全国老中医药专家学术经验继承工作指导老师,从事中医临床、教学、科研工作四十年,积累了丰富的临床经验,特别擅用经方。笔者有幸成为汪老师的学术继承成人,在随诊的过程中,受益颇多。
期刊
运动性对于细菌的生存和致病至关重要。鞭毛马达能以每秒300-2400转的速度带动鞭毛丝旋转进而推动细菌前进。鞭毛马达结构复杂,组成蛋白超过25种,能量转化效率接近100%,被誉为是自然界最高效、最精密的分子引擎之一。几十年来,鞭毛马达一直是微生物学、生物物理学和结构生物学研究的热点和难点,然而鞭毛马达的组成成分,结构组装和扭矩传输机制仍不清楚。本文中,我们首先对鼠伤寒沙门氏菌的鞭毛丝基因fliC和
学位
黑腹果蝇唐氏综合征细胞黏附分子1(Dscam1)基因座通过互斥可变剪接编码38,016种潜在亚型。Dscam1的高度多样性足以赋予每个神经元独特的分子标签,使神经元能够区分自我和非我。而在脊椎动物中,成簇的原钙黏蛋白基因(cPcdh)通过可变启动子产生亚型多样性,进而发挥类似的功能。最近,本课题组在螯肢动物亚门中发现了缩短型Dscam(sDscam),其与黑腹果蝇Dscam1的序列高度相似,并且与
学位
研究目的 生境片段化是物种受胁和生态互作丧失的主要原因之一。互惠的植物-传粉网络对生态系统功能的维持具有重要意义,对互惠双方的繁殖和存续都至关重要,而片段化程度的增加将破坏互惠双方资源的可用性,造成局域物种和互作的丧失。本研究以千岛湖片段化陆桥岛屿系统为平台,开展以下3个方面问题的研究:(1)生境片段化将导致物种丰富度和物种组成发生变化,形成复杂的时空格局。随着片段化斑块面积的减小,植物和传粉者的
学位
转化生长因子-β(Transforming Growth Factor-β,TGF-β)是维持哺乳动物细胞正常活动至关重要的细胞因子。经典的TGF-β信号通路起始于胞外TGF-β配体与跨膜蛋白Ⅰ型受体(TGF-β type Ⅰ receptor,TβRI)和Ⅱ型受体(TGF-β typeⅡreceptor,TβRⅡ)结合,激活后的TβRⅠ会招募并磷酸化R-Smad蛋白(Receptor regul
学位
精子发生过程为成熟精子的产生奠定基础,PIWI蛋白参与精子发生过程中的精原干细胞增殖、减数分裂以及精子形成的调控是值得关注的科学问题。十足目甲壳动物中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)作为产生无尾类精子的代表物种,学术界对其生精细胞发育过程调控的研究较少,PIWI蛋白是否及如何参与中华绒螯蟹精子发生的调控未知。本研究以中华绒螯蟹为研究对象,初步分析了PIWI蛋白在中华绒螯蟹精子发生中
学位