【摘 要】
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叶片暗呼吸是森林生态系统碳循环的重要组成部分,其对气候暖化的响应和反馈是生态学研究的热点问题。兴安落叶松(Larix gmelinii)作为北方森林的优势树种,对于气候暖化具有较
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叶片暗呼吸是森林生态系统碳循环的重要组成部分,其对气候暖化的响应和反馈是生态学研究的热点问题。兴安落叶松(Larix gmelinii)作为北方森林的优势树种,对于气候暖化具有较高的敏感性,是研究树木叶片暗呼吸对环境变化响应动态的理想选择。本研究中,将4个地理纬度地点的兴安落叶松幼树移栽到其分布区的南缘,构成4个增温处理。通过测量不同地理纬度地点和不同月份的兴安落叶松叶片暗呼吸来研究其对气候暖化的响应。同时初步探讨了暖化对兴安落叶松叶片暗呼吸温度敏感性的影响,这有助于更好地理解树种呼吸对气候暖化的适应策略,以及更合理地评估未来森林生态系统的碳储量。主要结果如下:白天暗处理和夜间实测的兴安落叶松单位面积叶片暗呼吸速率(Rd-a)和暗呼吸温度敏感系数(Q0)均无显著差异。兴安落叶松通过降低其叶片暗呼吸速率以及增加暗呼吸温度敏感性来响应气候增温,4个地理纬度地点的兴安落叶松对暖化的响应能力存在差异。且暖化后各地点兴安落叶松在25℃标准温度下的单位面积叶片暗呼吸速率(R25-a),单位质量叶片暗呼吸速率(R25-m)、单位氮质量叶片暗呼吸速率(R25-N)、比叶面积(SLA)以及Q0差异显著(P<0.05)。但分布区北缘的兴安落叶松具有最小的R25-a降幅和Q10化率(p<0.05)。且R25-a和Q0与叶片氮含量(N)和可溶性糖(SS)具有显著正相关关系。叶片N、SS和兴安落叶松原生长地气候条件的差异是引起Rd-a和Q10对暖化响应差异的主要原因。月份暖化显著降低了兴安落叶松的Rd-max、R15-a和R25-a,但提高了其Q0。生长季早期和末期的暗呼吸速率较高,而Q10较低。N和SS与R25-a有相异的月份变化趋势,但与Q0却具有相同的变化规律,生长盛季的R25-a和Q10均与其他月份差异显著(P<0.05)。本研究表明,在特定温度区间(15℃-40℃)内使用白天暗处理测定的兴安落叶松叶片Rd-a和Q10可以替代夜间测定结果。兴安落叶松叶片养分含量的变化和对原生长地气候的长期适应是引起Q10暖化响应差异的主要原因。在研究气候暖化对兴安落叶松叶片暗呼吸的影响时要考虑其月份动态和地点差异。此外,本研究做出如下假设:(ⅰ)兴安落叶松通过下调其暗呼吸速率来响应气候暖化。(ⅱ)分布区南缘的兴安落叶松对暖化的响应能力比北缘树种更好,因此具有较低的呼吸温度敏感性。(ⅲ)季节气候暖化将提高兴安落叶松叶片的暗呼吸温度敏感性。
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