一、土壤条件与植物响应(论文文献综述)
景航[1](2021)在《氮添加影响油松林根际和非根际土壤温室气体释放的机制》文中研究指明氮(N)沉降已经成为全球面临的环境问题之一。已有研究发现,N沉降会显着改变生态系统物质循环过程,尤其是土壤温室气体释放速率,从而对全球气温产生影响。但是,关于N沉降如何通过改变土壤性质和植物根系分泌物特征影响土壤微生物数量和结构,进而影响根际和非根际土壤温室气体释放的过程和机制尚不是十分清楚。对此,本论文以黄土高原人工油松林为研究对象,以6年多水平N添加实验(0、3、6、9 g N m-2 y-1)为基础,通过野外样品采集、室内测定、室内孵育实验并结合代谢组学与微生物组学等方法,系统分析了N添加对油松不同径级细根(极细细根,<0.5 mm;中等细根,0.5-1 mm;较粗细根,1-2 mm)化学组分、呼吸速率、分泌物特征、土壤化学性质、微生物特征和温室气体释放的影响。主要结果如下:(1)随着N添加水平增加,油松不同径级细根呼吸速率都有先增加后减小的变化趋势。1°C、14°C和18°C条件下,分别在3、9和6 g N m-2 y-1处理中呼吸速率达到最大值(1.37、3.79和4.38μmol CO2 g–1 s–1)。此外,呼吸速率随着细根径级增加逐渐降低,并且不同径级细根呼吸对N添加的响应相同。不同径级细根化学组分含量有显着差异(P<0.05),表现为碳(C)、可溶性糖、淀粉含量以及C/N比值随细根径级增加而增加,N和磷(P)含量随细根径级增加而减少。N添加显着提高了细根N、P、可溶性糖和淀粉含量,并且在6或9 g N m-2 y-1处理中有最大值。此外,较粗细根P含量、可溶性糖含量以及C/N比值对N添加的响应比极细细根更敏感。相关性分析结果表明,细根N和P含量是影响呼吸速率最重要的因素。(2)油松细根分泌物有500余种,大多属于脂肪酸、碳水化合物、醇类和烷基胺类物质。其中,极细细根分泌物相对含量高于其它径级细根,以有机酸、脂肪酸和脂肪等26种分泌物占优势。较粗细根也能产生一定的分泌物,以碳水化合物、醇类和烷基胺类物质的相对含量较高。总体而言,N添加对细根分泌物产生了促进作用,大多数分泌物在6或9 g N m-2 y-1处理中有最大值。由N添加处理造成的差异分泌物主要是有机酸、氨基酸、碳水化合物和脂肪酸类物质。通过偏最小二乘判别分析发现极细细根分泌物含量在不同N添加处理之间变化最大,而较粗细根分泌物的变化次之。(3)N添加对根际和非根际土壤化学性质影响有所差异。低N提高而高N降低了非根际土壤有机碳(SOC)、N、铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)含量。非根际土壤P含量显着提高,并在9 g N m-2 y-1处理中有最大值。N添加提高了根际土壤NO3-含量,降低了P含量,而SOC、N、NH4+含量先增加后减小在6 g N m-2 y-1处理中有最大值。极细细根根际土壤化学性质对N添加的响应比较粗细根敏感。(4)根际土壤微生物拷贝数平均高于非根际土壤56.5%,极细细根根际土壤细菌拷贝数平均高于较粗细根根际土壤58.5%,较粗细根根际土壤真菌拷贝数平均高于极细细根根际土壤41.9%。非根际土壤真菌多样性高于根际土壤,而细菌多样性在两种土壤之间差异不明显。随细根径级增加真菌和细菌多样性有增加趋势。根际和非根际土壤的优势物种存在差异,其中在非根际土壤中占优势的微生物种类多。低N促进而高N抑制土壤细菌拷贝数和多样性,在3或6 g N m-2 y-1处理中有最大值(拷贝数,68.70×107 g soil-1)。N添加对土壤真菌拷贝数有抑制作用,对真菌多样性有促进作用,在6或9 g N m-2 y-1处理中分别有最小值和最大值(拷贝数,30.69×106 g soil-1)。不同N添加中有不同优势物种,总体而言6或9 g N m-2 y-1处理中优势物种最多。根际和非根际土壤微生物对N添加的响应存在差异。较粗细根根际土壤和非根际土壤微生物数量、细菌多样性对N添加的响应比极细细根敏感。而在优势物种方面,N添加造成的极细细根根际土壤差异微生物最多,较粗细根根际土壤的差异微生物最少。根系分泌物对根际微生物变化的解释度高于土壤化学性质。N添加通过影响根系分泌物产量(极细细根和较粗细根分泌物量减少,中等细根分泌物量增加)提高根际土壤微生物数量和多样性。原因是极细和较粗细根中有机酸和脂肪酸类物质含量高,而中等细根分泌物含量少有关。非根际土壤中,N添加具有通过降低土壤养分含量减少微生物数量和多样性的作用路径。(5)N添加处理导致根际和非根际土壤二氧化碳(CO2)释放和甲烷(CH4)吸收速率显着加快,在6或9 g N m-2 y-1处理中有最大值(CO2,623.15 mg C kg soil-1;CH4,1794.49μg C kg soil-1)。N添加抑制了土壤氧化亚氮(N2O)释放,在9 g N m-2y-1处理中有最小值(48.63μg N kg soil-1)。N添加处理中三种温室气体增温潜力值(GWP)平均增加了16.94%,并且在根际和非根际土壤中都存在。不同径级细根根际土壤和非根际土壤CO2和N2O释放对N添加响应类似。但是,根际土壤CH4吸收快于非根际土壤,极细细根根际土壤CH4吸收快于较粗细根根际土壤,并且极细细根根际土壤CH4吸收对N添加的响应比较粗细根根际土壤敏感。N添加对极细细根和中等细根根际土壤温室气体释放有强烈的直接促进作用。而在较粗细根根际土壤中N添加通过提高土壤养分含量促进温室气体释放。非根际土壤中,N添加总体上对温室气体释放也有直接促进作用。油松根系层级变化特性不仅在细根生理指标中存在,也在根际土壤中存在,且不同径级细根根际土壤和非根际土壤对N添加的响应有所差异。全球N沉降可能通过加快森林土壤温室气体释放,提高增温潜力,并且根际和非根际土壤的变化机制有所差异。结果表明,加强植物根际研究对揭示土壤温室气体释放具有重要意义。
田地,严正兵,方精云[2](2021)在《植物生态化学计量特征及其主要假说》文中指出植物生态化学计量学是生态化学计量学的重要分支,主要研究植物器官元素含量的计量特征,以及它们与环境因子、生态系统功能之间的关系。19世纪,化学家们通过室内实验,分析了植物器官的元素含量,开始了对植物化学元素之间关系的探索。如今,生态学家通过野外采样和控制实验,探索植物化学元素计量特征的变化规律、对全球变化的响应以及与植物功能属性之间的关系,促进了植物生态化学计量学的快速发展。该文在概述植物生态化学计量学发展简史的基础上,综述了19世纪以来该领域的研究进展。首先,该文将植物生态化学计量学的发展历程概括为思想萌芽期、假说奠基期和理论构建期3个时期,对各个时期的主要研究进行了简要回顾和梳理。第二,概述了植物主要器官的化学计量特征,尤其是陆生植物叶片氮(N)和磷(P)的计量特征。总体上,全球陆生植物叶片N、P含量和N:P(质量比)的几何平均值分别为18.74mg·g–1、1.21mg·g–1和15.55(与16:1的Redfield比一致);在物种或群落水平上,叶片N和P含量一般呈现随温度升高、降水增加而降低的趋势。不同生活型植物叶片N和P计量特征差异明显,尤其是草本植物叶片N和P含量高于木本植物,落叶阔叶木本植物叶片N和P含量高于常绿木本植物。与叶片相比,细根和其他器官化学计量特征研究较少。第三,总结了养分添加实验对植物化学元素计量特征的影响。总体上, N添加一般会提高土壤N的可利用性,使植物器官中N含量和N:P升高,在一定程度上提高植物生产力; P添加可能会缓解过量N输入导致的N-P失衡问题,提高植物器官P含量。但是,长期过量施肥会打破植物器官原有的元素间计量关系,导致元素计量关系失衡和生产力下降。第四,梳理总结了植物生态化学计量学的重要理论、观点和假说,主要包括刻画化学计量特征与植物生长功能关系的功能关联假说、刻画化学计量特征与环境因子关系的环境关联假说或理论以及刻画化学计量特征与植物进化历史关系的进化关联假说。最后,指出了植物生态化学计量学研究中存在的问题,展望了10个未来需要重点关注的研究方向。
王子诚,陈梦霞,杨毓贤,方项,刘众杰,王令宇,葛孟清,张川,房经贵,上官凌飞[3](2021)在《铜胁迫对植物生长发育影响与植物耐铜机制的研究进展》文中研究指明铜(Cu)是植物生长发育必需的微量营养元素,在光合作用、呼吸作用、抗氧化系统及激素信号转导等多种生理过程中发挥至关重要的作用,其在植物体内含量过高或不足均会影响植物的正常生理代谢。近年来由于含铜杀菌剂的广泛使用及工业含铜污染物的排放,铜污染对植物生长发育的危害备受关注。研究铜离子对植物生长发育的影响以及植物响应铜胁迫的分子机制,对人们了解植物的耐铜性和铜污染区的植物修复具有重大意义。本文从植物对铜离子的吸收转运及积累,铜胁迫对植物生长发育的影响及植物对铜胁迫的抗性机制3个方面,系统总结了国内外关于植物铜胁迫的研究进展,并提出了需要进一步加强铜胁迫分子调控机制及植物修复方面的研究。
王庆彬[4](2021)在《宛氏拟青霉SJ1提取物调控作物硝态氮代谢机制及控释效应研究》文中研究表明内生菌提取物提高了作物的氮利用率,但其作用机理不明确,田间活性不稳定,施用费工。本研究以植物内生真菌宛氏拟青霉SJ1提取物(PVSE)为研究对象。利用生化分析、响应面优化、指纹图谱和酶联免疫等手段探索PVSE的基本理化性质及表征手段,优化PVSE高产稳质的工艺参数,以保证批次间PVSE的稳定性。利用色谱柱分离纯化和生物活性追踪技术获得PVSE中有效活性组分P4并通过液质和核磁鉴定其结构为尿嘧啶核苷。综合利用拟南芥氮相关基因转录组分析、q-PCR荧光定量、转录后酶及相关理化指标的分析、生物表现型分析和小白菜的室内、大田农学评价揭示P4调控作物硝态氮代谢的机制。最后,利用玉米大田试验探究PVSE与控释肥料协同增效的主影响因素,以生物聚氨酯为载体双重控释PVSE与氮素养分,稳定PVSE作用的微环境,结合开发的肥料内PVSE检测技术调控PVSE和氮素释放规律与作物生育期相同步,利用甘薯农学评价一次性施用控释PVSE包膜尿素的田间效果。本研究为提高作物的氮肥利用率和实现高产高效农业生产提供理论基础和技术支撑。主要研究结果如下。(1)PVSE的平均分子量小于379 Da,主要分布在70~500 Da之间,富含芳香和杂环结构,最大紫外吸收峰为210 nm。有机物中,糖类含量为33.3%,蛋白质含量为19.2%,氨基酸含量为29.0%,核苷含量为7.4%,脂质含量为3.8%。PVSE具有温度、酸碱、光、有机试剂和尿素稳定性。通过响应面法优化了PVSE的超声提取条件,确定最大产量提取条件为物料浓度40%,酒精浓度40%,提取时间和功率分别为58.2 min和6 k W。采用色谱指纹法和酶联免疫吸附法对PVSE的相似性和特异性进行评价,确保不同批次产品的相似性大于90%,定量准确率大于99.9%,保证产品质量。经色谱柱将PVSE分离成16个组分。生测结果表明P4具有显着调控硝态氮代谢的活性。(2)P4激发NLP家族和激素路径来调控硝态氮代谢和信号转导,具体机制如下,P4在缺氮条件下诱导拟南芥细胞核NPL家族氮调控基因的高表达,调控硝态氮感应基因NPF6.3和NRT2.1的响应。首先,通过上调NRT2家族基因的表达来提高植物对硝态氮的吸收,下调NAXT1基因的表达来减少根系硝态氮的外排,进而增加植物体内氮素的积累。其次,根-冠间信号转导通过CLE家族信号肽分泌通路来介导,将植物缺氮信号反馈到植物地上部。然后,通过提高NPF7.3基因表达来增加根系硝态氮向地上木质部转移,通过抑制NPF7.2基因的表达来减少地上向木质部硝态氮的回流,提高地上部氮储存。地上部在营养期积累的氮营养通过NPF2.13由老叶向新叶转运,加快氮素的循环利用,同时上调NPF5家族基因表达来提高液泡内存贮硝态氮的外排后再利用。进一步,通过抑制BT1和BT2基因的表达,来提高缺氮条件下硝酸盐利用效率。其中,通过高表达GLN1.3和GLN1.4来提高氨基酸的合成,通过上调NPF8.2基因,提高二肽类化合物的富集和向苔部的转运。最后,苔部富集的氮营养通过NPF2.12转运基因的上调将营养转移到种子中,通过NPF2.7基因的上调介导植物种子液泡内硝态氮的存储。PVSE和P4对拟南芥氮响应、同化、代谢和循环路径的调控伴随着激素的合成和信号转导。它们介导NPF4.1、NPF4.5和NPF5.3加快ABA的积累,并通过NPF5家族调控脱落酸(Abscisic Acid,ABA),GA1/3/4,JA-Ile等激素的转移来调控花的发育和果实的成熟,进而提高拟南芥氮利用率。最终通过结构解析,确定P4为尿嘧啶核苷衍生物。(3)机理验证试验表明,PVSE和氮浓度协同影响作物的生物表观型、内源激素含量、养分吸收、产量和品质,其中氮浓度为主影响因素。PVSE调控了适宜氮水平下植物IAA、ABA、ZT和GA等激素含量,协调NR、NIR、GS和GDH等氮同化相关酶的活性,促进作物氮代谢和光合作用,增加氮、可溶性蛋白、氨基酸和糖的积累,促进作物生长,提高低温环境下超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等氧化酶活性,降低过氧化氢和丙二醛含量,缓解细胞膜损伤,稳定细胞膜结构。在减氮1/3和正常施氮水平下,配施PVSE提高小白菜氮素农学效率(NAE)和氮肥偏生产力(PFPN),增产10.5%~19.6%,净收益增加0.43~0.91万元/hm2,实现增产增效,验证了PVSE调控作物根-冠间营养转移的机理。同时,减氮1/3配施PVSE较常规施氮处理产量和净收益无显着差异,NAE和PFPN显着提高37.8%、45.6%,实现了减氮1/3不减产。(4)常规氮用量下,施肥方式是影响玉米NUE、NAE和PFPN的主因素,环氧树脂包膜CRU配施PVSE较尿素配施PVSE处理产量、NUE和净收益分别增加5.7%、1.85倍和1311.61元/hm2,PVSE与控释肥料协同增效玉米的生产,验证了PVSE调控作物养分向籽粒转移的机理。以环保型生物基聚氨酯为载体,实现对PVSE和尿素的双重控制释放。不仅实现了外源营养供应与甘薯需肥吻合,而且甘薯本身在关键生育期受PVSE诱导,提高氮代谢相关酶的活性,增强光合强度,增加营养的积累。在块茎膨大期促进营养分配,验证了PVSE调控冠-块茎间营养转移的机理。膜内包覆PVSE控释肥料处理组较农民常规施肥、控释肥料、膜外包覆PVSE控释肥料甘薯产量分别增加29.3%、23.2%和7.0%,收益分别增加24.7%、15.9%和7.6%,P1CRF1较未配伍PVSE的控释肥(CRF1P0)还原糖、VC含量分别升高10.7%和19.3%,提高了作物产量、效益和品质。
武振中[5](2021)在《生菜、烟草及紫花苜蓿钒胁迫响应特征研究》文中提出钒(V)是一种重要的过渡金属元素,在现代工业中有着广泛应用。钒是人和动物的必需微量元素,但高浓度钒具有诱变性、致癌性。迄今为止,钒是否为高等植物生长所必需仍无定论,尽管普遍认为低浓度钒有益于植物生长,而高浓度钒对植物生长具有明显毒性效应。近年来,钒资源开采、利用强度加大,使得土壤中钒含量逐渐增多。土壤中日益增多的钒不仅影响植物生长,同时引发环境与健康问题的可能性进一步增大,因此,钒污染土壤修复问题亟待解决。植物修复钒污染土壤以其环保、经济和可持续等优点而备受关注。但目前植物对钒胁迫的响应机制研究不足,已发现的能高效修复钒污染土壤的(超)富集植物数目也较少。因此,探究植物的钒胁迫响应及钒积累、转移特征,对于进一步明确钒的毒性效应及开发钒污染土壤的植物修复技术具有重要意义。本文探究了钒对生菜、烟草、紫花苜蓿种子萌发及随后幼苗生长的影响,(水培、土培模式下)钒对三种植物生长的影响,生菜、烟草、紫花苜蓿钒积累、转移特征及紫花苜蓿幼苗对钒胁迫响应的转录组学和代谢组学特征,得到如下主要结论:(1)高浓度钒对种子萌发、种皮结构、元素含量及化学态均有影响。钒浓度为2.0~10.0 mg L–1时生菜发芽率显着低于对照,但50.0 mg L–1V处理时生菜发芽率较对照无显着降低。烟草和紫花苜蓿种子发芽率仅在50.0 mg L–1V时显着降低。钒(除50.0 mg L–1V外)对发芽后三种植物幼苗的存活率均无显着影响且各钒浓度处理下植物的存活率较高(>80%)。紫花苜蓿种皮颜色随钒浓度的增加而加深,同时50.0 mg L–1V相较对照显着改变了紫花苜蓿种皮结构、元素(C、N、O)含量及其化学态。(2)水培条件下,整体上生菜、烟草、紫花苜蓿钒耐性大小为紫花苜蓿>烟草>生菜。0.1 mg L-1V对三种植物生长无显着影响,植物各组织钒浓度均为根>茎>叶。三种植物钒转移系数(TF)均随营养液中钒浓度的增加先降低后有所升高。钒浓度≥0.5 mg L-1时生菜生长显着受抑制。整体上,钒浓度≥2.0 mg L-1时烟草生长显着受抑制,但烟草可通过激活其酶和非酶抗氧化物保护机制缓解钒诱导产生的氧化胁迫。另外,烟草钒转移能力较弱(TF<<1)。高浓度钒(≥4.0mg L-1)显着抑制了紫花苜蓿的生长,植物叶绿体色素含量及光合气体参数较对照显着降低,同时叶片细胞膜透性显着增大。三种植物地上部钒提取量均在4.0mg L–1V时达最大。综合转录组学与代谢组学分析表明,0.1 mg L-1V(B组)和0.5 mg L-1V(C组)处理相较对照(A组)显着改变了紫花苜蓿叶片中一些重要的转录本和代谢物,且这种改变具有一定的剂量效应关系。代谢物棉子糖的显着增加是紫花苜蓿在钒胁迫下的一种调控响应机制。B_vs_A、C_vs_A、C_vs_B比较组中检测到显着上调和下调差异基因数目分别为21和23、27和33、24和43。0.1和0.5 mg L-1V处理后,B_vs_A、C_vs_A、C_vs_B比较组叶片中显着上调和下调的代谢物数目分别为17和15、43和20、24和16。C_vs_A中存在3条显着富集的KEGG通路,即α-亚麻酸代谢、类黄酮合成和类苯基丙烷生物合成,并且一些差异表达基因(DEGs)和显着改变的代谢物参与其中。0.1 mg L-1V处理时,紫花苜蓿叶片中仅发生单一代谢物或转录本的改变,而0.5 mg L-1V处理后,紫花苜蓿通过对一些重要KEGG通路中的基因和代谢物协同调控以应对钒暴露。(3)土培条件下,外源钒添加量≥150 mg kg-1时生菜、烟草、紫花苜蓿生长显着受抑制。外源钒添加量为900 mg kg-1时,植物均于试验结束前全部死亡。三种植物转移根部钒至其地上部的能力(TF)均随外源钒浓度的增加先降低后有所升高。生菜和烟草钒富集能力(BF)均随外源钒浓度的增加而增加,紫花苜蓿钒富集能力(BF)随外源钒浓度的增加先增加后有所降低。种植生菜、烟草、紫花苜蓿后,根际土壤中变形菌门(proteobacteria)和放线菌门(actinobacteria)为最丰富的两种细菌群落。矿区污染土壤中钒主要以残渣态存在,因此三种植物体内的钒浓度相对较低。由于矿区污染土壤养分较匮乏,这在很大程度上抑制了三种植物的生长。与水培结果一致,土培条件下三种植物对外源钒的耐受能力大小同样为生菜<烟草<紫花苜蓿;在矿区污染土壤中,紫花苜蓿地上部组织钒浓度(叶、茎平均钒浓度分别为2.5和9.9 mg kg-1)高于烟草地上部组织钒浓度(叶、茎平均钒浓度分别为1.3和3.0 mg kg-1)和生菜地上部钒浓度(生菜叶片平均钒浓度为1.6 mg kg-1)。即紫花苜蓿不仅对钒胁迫的耐性最强,而且植物地上部钒浓度也最大,故其修复钒污染土壤的潜能最大,烟草具有一定的原位固定土壤钒污染物的潜能,生菜长势较弱,去除土壤中钒污染物的能力最差。
徐小妮[6](2021)在《陆地植物生物量响应氮添加的种间差异及其格局分析》文中提出植物生物量是估算陆地植被碳储量的基础,对全球变化下的碳循环有深远的影响。陆地植物生物量普遍受氮素有效性限制。在氮沉降速率急剧增加的背景下,深入探究陆地植物生物量对氮添加的响应和变化规律,有助于理解和预测未来气候变化下陆地植被动态和全球碳循环。由于控制实验中环境、氮处理方式和物种选择上的差异,氮添加对陆地植物生物量的影响具有较大的种间差异。本文基于全球尺度的整合分析与站点的野外控制实验,探究植物生物量响应氮添加的种间差异及其调控因素在全球和站点尺度上的格局。其中,全球尺度的整合分析包含348个模拟氮沉降控制实验中的519种陆生植物,野外氮磷添加控制实验包含13种常见的常绿阔叶树种。此外,本研究从全球和站点尺度分别探讨生物因子(系统发育关系、氮素利用效率)和非生物因子(环境因子、氮处理因子)对陆地植物生长响应氮添加的影响。主要结果如下:(1)通过分析全球348篇模拟氮添加控制实验的结果,本研究发现氮添加促进了陆地植物生物量的累积(45.02%)。然而,氮添加对植物生物量的影响在种间和器官间存在较大差异。例如,草本植物生物量响应(56.11%)高于木本植物(36.15%)。地上生物量响应(59.13%)高于地下(29.71%)。除固氮植物外,所有植物功能型的地上和地下生物量响应均呈相似规律。对于植物器官,木本植物茎干生物量响应高于叶片,草本植物相反。此外,相比于细跟,大部分植物功能型将更多生物量分配到粗根。因此,氮添加促进了植物和器官生物量的累积,但该促进作用具有较大的种间差异。(2)全球范围内植物生物量对氮添加的响应受多个环境因子的影响,其中年平均降雨量对植物生物量响应的相对重要性最大,土壤全氮含量和酸碱度的相对重要性较小。总体上,植物生物量响应与年平均降雨量呈正相关关系。然而,该相关关系在种间存在差异,表现为随年平均降雨量增加,木本植物生物量响应呈增大趋势,草本植物生物量呈减小趋势。由于野外和室内实验中水分与磷可利用性、种植形式的差异,室内实验中植物生物量的增加量(58.11%)比野外实验(22.96%)高,且种间具有较大的差异。因此,分析植物生物量对氮添加的响应及其种间差异时需同时关注水分和实验环境的重要影响。(3)氮处理因子显着影响了全球范围内植物生物量的响应,其中氮处理时间的作用最大,氮处理总量和种类次之。植物生物量的变化量随氮处理时间的增加而减小,且木本和草本植物呈一致的响应规律。植物和器官的生物量对氮处理种类呈差异化响应:尿素(11.00%per g N)>铵态氮(6.27%per g N)>硝酸铵(5.51%per g N)>硝态氮(1.07%per g N)。相比于铵态氮,硝态氮加剧了生物量的种间响应差异。此外,硝态氮对地上生物量的促进作用(8.42%per g N)高于地下(-2.00%per g N),铵态氮的作用规律相反。这些结果表明,在未来氮沉降速率持续增加且还原态/氧化态氮比例急剧变化的背景下,陆地植物生物量响应的种间差异将具有更大的变异。(4)全球范围内物种生物量对氮添加的差异化响应受系统发育关系的影响。系统发育关系解释了植物生物量响应的31.34%的方差,高于环境因子(6.03%)和氮处理因子(7.25%)的解释度。其中不同植物功能型中三者的解释度排序与总体趋势一致。但是,叶片和根系中环境因子的解释度高于系统发育关系,茎干中相反。此外,通过分析该数据库发现,仅叶片生物量随分化时间朝着响应更弱的方向进化,茎干和根系生物量的响应与分化时间均无显着相关。因此,模拟氮沉降控制实验和模型模拟中预测物种生物量变化时需要考虑系统发育关系的作用,但是其作用机理需要更进一步的探究。(5)在站点水平的野外氮磷添加控制实验中,植物胸径对氮磷添加的响应在物种间存在差异。与系统发育关系相比,环境因子与物种胸径具有相关关系,该结果与全球范围内系统发育关系对物种生物量响应具有调控作用的结果不同。此外,氮添加降低了植物氮素利用效率,植物氮素利用效率响应与生物量响应之间呈显着的负相关关系,该结果与全球范围内的发现一致。本研究表明氮添加下陆地植物物种以降低植物氮素利用效率为代价累积生物量,阐明了影响氮添加对植物生物量作用的因子在空间尺度上的变化。综上所述,本研究结合整合的数据集和亚热带常绿阔叶林氮磷添加控制实验,重点关注了物种和植物功能型水平的种间差异,阐明了氮添加下植物生物量变化及其种间差异的规律,揭示了全球范围内非生物因子中水分、氮处理时间和氮处理种类在该过程中的重要作用;发现了物种亲缘关系对种间生物量响应差异的作用在全球范围内具有重要影响,但是在站点水平上却无显着影响;同时在全球与站点尺度阐明了植物物种氮素利用效率响应与生物量响应之间呈显着的负相关关系。本研究系统地呈现了陆地植物生物量响应氮添加的种间差异,揭示了氮沉降背景下陆地植物生物量的种间响应差异的主要调控因素及其在全球和站点尺度上的格局变化,为全球变化背景下的陆地植被生产力和生物量动态变化提供了有力的科学依据。
魏天娇[7](2021)在《紫花苜蓿(Medicago sativa L.)品种耐盐碱性田间鉴定与抗逆生理机制的研究》文中进行了进一步梳理土壤盐碱化是全球面临的重要生态环境问题之一,不仅严重抑制了植物的生长发育,而且限制了作物产量的提升。以高Na+和高p H为特点的苏打盐碱地在我国东北的分布面积广泛,盐碱胁迫已成为制约当地作物产量和限制经济发展的主要障碍因子。紫花苜蓿(Medicago sativa L.)作为高产优质牧草,具有较强的耐盐碱性。因此,筛选紫花苜蓿的耐盐碱品种,提高紫花苜蓿品种的耐盐碱能力是改良和利用盐碱地的重要途径,对推动生态农业的建设和草业的可持续发展都具有重要意义。本研究选择在盐碱地和非盐碱地分别种植50个紫花苜蓿品种并进行了耐盐碱性田间鉴定试验,筛选出几个适宜在盐碱地种植的品种,同时结合与耐盐碱性相关的生长与生理指标的统计辅助分析,鉴定出了Ca2+/Na+比值作为评价田间条件下耐盐碱性的关键指标。此外,为了探究紫花苜蓿的耐盐碱性的生理和分子机制,本研究在0 m M和25 m M的Na2CO3模拟的碱性条件下,进行了两个紫花苜蓿品种耐碱品种和敏碱品种的生理和转录组学比较。此外,在室内条件下研究了外源植物激素脱落酸(ABA)对紫花苜蓿幼苗耐碱性的潜在启动作用。本研究的主要结果如下:1.田间耐盐碱性评价试验测定了各品种的生长和生理指标,并计算了这些指标的耐盐碱系数(SATC),运用了主成分分析、隶属函数分析和聚类分析的综合评价法,将50个品种的耐盐碱性划分为3类:第I类由高耐盐碱性品种(WL319HQ,WL903HQ,Polarbear,等)组成,D值为0.54-0.78,相当于50个品种的24%;第II类包括中度耐盐碱性品种(Gannong NO.6,Magnum NO.7,Bingchi,等),D值为0.43-0.52,占50个品种的32%;第III类代表弱耐盐碱性品种(Zhonglan NO.1,Lnstict,WL525HQ,等),D值为0.24-0.42,这些占50个品种的近一半(44%)。2.以普遍采用的耐盐性指标为传统方法,以纳入受碱性盐影响的指标Ca2+,Mg2+及其与Na+的比值为新方法,采用逐步正向回归法对不同植物生长和生理变量进行量化,以预测苜蓿的耐盐碱性,并确定预测耐盐碱性的关键变量。即以50个紫花苜蓿品种的综合评价D值为因变量,以植物生长和生理变量为自变量。结果表明:在传统方法下,茎长(SL)的SATC解释了对D值最大变异(67.90%),脯氨酸(PRO)的SATC是第二重要指标,对D值的解释力为13.60%,其次依次是K+/Na+比值、地上部干重(SDM)、可溶性糖(SS)、K+和Na+的SATC。然而,在新方法下,Ca2+/Na+比值的SATC是最佳预测因子,解释了D值62.50%的变异。茎长的SATC是第二个变量,其余变量依次是Mg2+、Ca2+、SDM、PRO、Na+、SS和K+的SATCs。3.在0至25 mMNa2CO3溶液模拟的碱处理下,碱敏感品种Algonguin(AG)的叶绿素含量和地上部鲜重显着下降,而耐碱品种公农1号(GN)的地上部鲜重和叶绿素含量相对稳定。与AG相比,在碱性条件下,GN具有较高的Ca2+和Mg2+含量、Ca2+/Na+比值和Mg2+/Na+比值、脯氨酸和可溶性糖含量以及过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)酶活性。4.转录组分析识别出两个品种间存在3类碱响应基因,其中包含48个品种共有的差异基因(CAR)、574个来自耐碱品种的差异基因(TAR)和493个来自敏碱品种的差异基因(SAR)。Gene Ontology(GO)和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)分析表明,CAR基因主要参与苯丙素生物合成、脂质代谢、DNA复制和修复等代谢通路;TAR基因主要参与代谢途径、次生代谢产物生物合成、MAPK信号通路、类黄酮和氨基酸生物合成等代谢通路;SAR基因在维生素B6代谢中特异性富集。5.在15 mMNa2CO3碱胁迫下,紫花苜蓿幼苗经10μM ABA预处理16 h后,与对照相比,ABA预处理显着减轻了叶片损伤程度,提高了碱性条件下紫花苜蓿幼苗的鲜重、含水量和成活率。ABA预处理降低了活性氧(ROS)的积累,提高了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性,维持了较高的K+/Na+、Ca2+/Na+和Mg2+/Na+的比值,增加了脯氨酸的积累。此外,ABA上调了碱性条件下脯氨酸生物合成基因(P5CS)和液泡中Na+隔离基因(NHX1和AVP)的表达。脱落酸启动剂通过维持ROS和金属离子的稳态,上调渗透保护和胁迫耐受相关基因的表达,提高了紫花苜蓿对碱胁迫的耐受性。
李强[8](2020)在《暖温带常见落叶木本植物水分利用策略及干旱死亡机理研究》文中进行了进一步梳理全球气候变化对植物的生存和适应提出了新挑战。在全球气候变化背景下,未来降水格局的变异性会加大,主要表现为降水的时空分布、频度、强度等的改变,尤其是暖温带地区的干旱频率和强度会明显增加。异常降水将限制植物生长、降低植物生产力,严重时甚至可能会威胁到植物存活,并干扰植物在长期适应进化中形成的与环境的相互关系,影响森林生态系统的安全稳定。因此,了解植物的水分利用策略、干旱-复水响应、干旱死亡机理及胁迫记忆对准确评估森林生态系统的碳水循环过程及碳汇功能具有重要的理论和现实意义,对预测未来气候条件下植被动态及物种组成变化、指导植被恢复和提升森林质量有重要作用,相关研究是植物生理生态学研究的热点,但依然存在许多亟待解决的问题。比如,关于植物水稳态-非水稳态响应策略还没有统一的定义;干旱响应过程中的水力性状响应及非结构碳水化合物动态仍是争论的焦点;复水后树木的水力性状是否能够完全恢复仍然需要更多研究的验证;关于干旱死亡机理的不同假说(水力崩溃假说和碳饥饿假说)还有很大的争议;木本植物对干旱胁迫是否存在记忆效应还需要进一步探究等等。基于以上背景,本论文以我国暖温带常见落叶木本植物为研究对象,通过控制实验与野外实验结合的方式探究植物的干旱胁迫响应与复水恢复、干旱死亡机理、干旱胁迫记忆、水分利用策略。首先,通过温室控制实验,以气孔导度的下降作为指示参数,通过测量叶片气体交换参数、水势和木质部导水等水力学参数、脯氨酸和非结构碳水化合物等生化指标,探究了我国暖温带四种常见落叶木本植物麻栎(Quercus acutissima)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、荆条(Vitex negundo var.heterophylla)、紫穗槐(Amorpha fruticosa)幼苗对干旱和复水的响应策略。基于该实验结果选择不同响应策略的麻栎和刺槐,施以快速干旱和缓慢干旱两种类型的干旱胁迫至幼苗死亡,通过测定死亡植物体中导水率丢失及非结构碳水化合物消耗,探究了干旱类型及物种特性对植物干旱死亡机理的影响。然后基于上述两个研究中麻栎幼苗的干旱响应表现,选定两年生的麻栎幼苗为研究对象,开展了麻栎幼苗对土壤水分含量波动的响应及胁迫记忆研究,通过对比规避性状和耐受性状的可塑性大小探究麻栎幼苗对土壤水分含量波动的适应性和可塑性表现,以及由此触发的生长及非结构碳水化合物动态的干旱胁迫记忆。在完成幼苗的温室控制实验的基础上,本论文又通过野外实验对研究物种进行扩展,选取了暖温带20种常见落叶木本植物,测量与植物水分利用策略紧密相关的气体交换参数、水力学性状、木材密度等性状,通过黎明前水势和正午水势拟合并计算水力域面积(hydroscape area),探究所有物种的水分利用策略在“水稳态-非水稳态”连续谱上的排序。然后筛选最能代表植物水分利用策略的关键性状,结合性状权衡关系探究了这些木本植物在资源获取和分配中采取的策略。得到以下主要结果:麻栎、刺槐、荆条、紫穗槐四种木本植物幼苗采取不同的干旱响应策略,通过气孔行为和水势变化的解耦合作用响应干旱胁迫。在轻度干旱胁迫下,麻栎和荆条幼苗的气孔导度下降斜率相对较小,表现为对土壤干旱敏感的气孔响应;麻栎幼苗得以维持水势的相对稳定,而荆条幼苗的正午水势因土壤干旱胁迫而波动。据此,将麻栎的干旱响应策略定义为水稳态行为,将荆条的行为定义为水稳态气孔响应、非水稳态动力策略。与麻栎、荆条幼苗不同,刺槐和紫穗槐幼苗的气孔导度下降斜率相对较大,表现为气孔的非敏感响应;刺槐幼苗的水势随土壤干旱波动,而紫穗槐幼苗可以维持水势的相对稳定。据此,将刺槐的干旱响应策略定义为非水稳态行为,将紫穗槐的行为定义为非水稳态气孔响应、水稳态动力策略。可见叶片气孔行为与水势行为并不一定协同响应,该解耦行为说明不同物种的胁迫响应策略是不同器官和组织间一系列功能性状的复杂组合。在重度干旱胁迫下,四个物种的水势均下降至更低,木质部导水率也显着下降。表明关闭气孔对水分丢失的控制能力是有限的,当干旱胁迫足够严重时,气孔控制行为不足以阻止木质部栓塞的发生,最终会破坏水力运输系统的完整性。土壤水分含量恢复到良好灌溉水平后,四个研究物种都能以较快的速度从轻度干旱胁迫中恢复(一天内),而重度干旱胁迫的恢复则需要花费更久的时间(多达11天)。可见,恢复方式及恢复所需时间主要取决于胁迫解除前的胁迫程度。基于上述结果开展的干旱类型及物种水分利用策略对植物干旱死亡机理的影响实验发现,在不同类型的干旱条件下,水力崩溃和碳限制共同作用于麻栎和刺槐幼苗的干旱胁迫死亡。两物种在两种类型干旱胁迫中死亡时均已丢失全部的木质部导水能力,但植物整株水平的非结构碳水化合物(whole-plant total nonstructural carbohydrates,TNC)并未完全耗尽:快速干旱胁迫、缓慢干旱胁迫下死亡的刺槐幼苗TNC含量分别是对照组的69%、34%;而死亡的麻栎幼苗分别是对照组的85%、81%(且快速干旱胁迫组与对照组差异并不显着)。因此,植物体的干旱死亡由水力崩溃和碳限制共同作用,非水稳态响应策略的刺槐比水稳态响应策略的麻栎幼苗水力崩溃的风险更高,受到干旱死亡的威胁更早。水力崩溃的发生表现为木质部导管栓塞以及叶片蒸腾作用受限造成的整个导水系统的功能丢失;碳限制的发生表现为因输水系统崩溃造成可移动碳水化合物的转运受限,进而降低了贮存碳的可利用性,这也解释了为什么植物体完全的碳耗尽往往难以发生。但是,在缓慢干旱胁迫下,麻栎和刺槐幼苗的非结构碳水化合物消耗程度都高于快速干旱胁迫。因此,可以推测,如果植物能够维持足够长时间的干旱胁迫抵抗,完全的非结构碳水化合物耗尽(即碳饥饿)是可能发生的。在麻栎幼苗对水分波动的响应及胁迫记忆研究的控制实验中发现,麻栎幼苗主要采取干旱规避策略,通过性状的稳定性和可塑性作用共同响应土壤水分胁迫。但从两类性状的相对距离可塑性指数(relative distance plasticity index,RDPI)的大小来看,规避性状的可塑性(平均RDPI值为0.23)显着大于耐受性状的可塑性(平均RDPI值为0.16),因此认为麻栎主要采取规避策略响应土壤干旱胁迫。本研究还发现麻栎幼苗在遭受土壤干旱胁迫时倾向于维持非结构碳水化合物总量的相对稳定(维持在生物量的5%左右),而降低结构生长至近零增长甚至负增长,因此认为麻栎有“感知”碳贮存库大小并维持其稳定的能力,这表明麻栎幼苗采取了增加胁迫抗性与维持生长权衡的策略。此外,在本研究采取的驯化方式中,先干旱后复水的训练方式触发的胁迫记忆有助于麻栎幼苗在再次遭受干旱胁迫时发挥更好的胁迫响应表现。通过野外实验扩展研究物种探究的暖温带20种常见落叶木本植物的水分利用策略发现,所有物种排列在一个连续谱上,且物种间的水稳态程度是相对的。通过水力域面积相对大小对植物的“水稳态-非水稳态”水分利用策略划分发现,20个物种的水力域面积大小差异显着,数值从最大27.8MPa2(合欢,Albiziajulibrissin)到最小0.24MPa2(火炬树,Rhus typhina)不等。所有物种的水力域面积与其他测量性状的线性相关结果表明,水力域面积与膨压丧失点和木材密度显着相关,具体表现为水力域面积随膨压丧失点的增加而线性下降,随木材密度的增加而线性增加,因此可将这两个性状用作反映不同植物水分利用策略的关键性状。所有性状的相关矩阵分析发现,膨压丧失点与导水率和导水丢失百分比显着正相关;木材密度与导水率、导水丢失百分比和正午水势显着负相关,可见“水稳态-非水稳态”谱上靠近非水稳态响应一端的物种在植物体“快-慢”经济谱上更靠近慢对策一端,拥有更高的木材密度、更低的膨压丧失点、更低的资源获取与利用速率、更高的胁迫耐受能力;而靠近水稳态响应一端的物种更靠近快对策一端。因此推测虽然在环境资源丰富时水稳态物种能够更快速地掠夺资源占据竞争优势,但非水稳态物种对低资源环境有较高的容忍能力,可能在极端干旱环境下占据较大的存活优势。这与针对幼苗的实验结果不一致:探究幼苗干旱死亡机理的控制实验发现非水稳态响应的刺槐幼苗比水稳态响应的麻栎幼苗的水力崩溃的风险更高,说明植物的胁迫响应策略可能受个体发育阶段影响,可以在今后的研究中通过针对成年大树的野外控制实验进一步探究验证。本研究的测量性状涵盖了参与植物水分运输、利用和碳同化、消耗等过程的相关性状,且涉及整株植物的根-茎-叶器官,发现了叶片气孔响应与茎水势波动的解耦合作用,以及碳水化合物同化、运输过程与水力运输系统功能的耦合作用,丰富了整株植物水平上水-碳耦合过程的研究。本研究利用植物功能性状的可塑性程度分类胁迫耐受-规避策略,通过相对距离可塑性指数(RDPI)大小实现了对胁迫耐受-规避策略的量化,为定量归类植物胁迫抵抗策略提供了一种新方法。本研究通过测量木本植物的关键水力性状及与植物资源经济相关的性状,在与植物水分利用策略相关的“水稳态-非水稳态”谱上对20个物种进行排序,并探究了这些物种在该谱上的相对位置与在植物体“快-慢”经济谱上的相对位置的关系,提供了多连续谱相关性状权衡关系综合研究的新视角。研究结果将丰富植物干旱胁迫响应策略与干旱死亡机理的研究内容,为更精准地进行全球气候变化背景下的植被动态预测提供理论支撑,并为指导暖温带植被恢复重建、森林管理和质量提升等林业实践活动提供科学依据。
严令斌[9](2020)在《土壤微生物群落与植物功能性状对喀斯特小生境水热的响应机制》文中研究指明中国西南喀斯特地貌集中分布,石漠化现象严重制约区域发展水平,威胁长江、珠江流域生态安全。喀斯特区生境异质性高,生态因子组合小生境类型多样,生境限制是石漠化治理的基础,同时决定着石漠化治理难度大。喀斯特小生境的水、热生态因子特征不同,但已有的研究不连续不深入;土壤微生物是生态系统中物质循环的重要角色,且与植物的健康有密切关系,但其受喀斯特生境作用机制不清;喀斯特小生境作用于植物形态建成研究也不深入。为了系统地认识喀斯特小生境差异及其对微生物、植物的影响作用,支撑石漠化生态治理工程应用。本研究在喀斯特高原区对小生境(石槽、石洞、石面、石缝、石沟和土面)以及模拟喀斯特小生境系统(1050cm土壤厚度模拟生境以及土面生境)共计2 a连续观测40个层位土壤水分与温度每10 min记录一组数据,研究小生境水热的空间垂直分异以及时间分异特征;基于DNA高通量测序对小生境不同层位取样共计342个样品进行土壤微生物(以真菌和细菌为代表)群落生态学研究,分析土壤微生物在小生境中的垂直分异以及植被演替过程中的演变规律,研究土壤微生物对喀斯特小生境生态因子的响应;基于LC-MS对模拟小生境生态因子组合处理184个样品的植物根系代谢与功能性状进行测定,研究小生境对植物功能性状及根系代谢的影响,小生境影响的根系代谢物与功能性状的关联表现,小生境影响的根系代谢物与土壤微生物相互作用等内容,得到的以下主要结果:(1)基岩裸露导致喀斯特小生境土壤温度特征在春夏秋冬四季显着不同,夏季基岩裸露的生境土壤温度显着高于土面生境12℃,而冬季则显着低于之,生境土壤厚度的加深会缓解基岩裸露带来的温度差异但在同层位上仍然具有比较大的差异。此外,基岩裸露的小生境底层受外界热量干扰更快更大。除季节因素外,生境土壤厚度很大程度上决定着生境土壤温度特征,土壤类型的差异也有一定影响,基岩裸露的生境土壤厚度越浅薄其受到外界影响越快。在野外观测研究中,小生境类型是喀斯特小生境土壤水分差异的主要原因,其次是土壤层位,基岩裸露的小生境土壤水分显着低于土面生境5%(体积分数),土壤层位、厚度与类型的交互决定着土壤水分的变异特征,基岩裸露小生境的表层和底层受降水影响大表现出变异较大,而土面生境仅表层受影响大。控制实验表明小生境土壤厚度是土壤水分特征的最重要因素,但影响土壤水分的条件复杂仍需要进一步验证,40 cm土壤厚度可能是基岩裸露的小生境土壤水分变异的临界点。(2)影响微生物群落组成的主要因素是植被演替阶段、坡位等综合因素,小生境类型在草丛阶段中对土壤微生物群落的构建影响显着,但在灌木与乔木阶段的小生境中则无显着影响,表明随着植被演替小生境被植物冠层遮蔽后,小生境类型的差异消减,且结果支持群落的生物因素对土壤微生物有决定向的影响,研究中认识到了植被演替过程中土壤微生物伴随演替现象。在控制实验条件下研究得到土壤微生物群落组成受土壤厚度、降水方式与频率以及土壤层位的影响,基岩裸露改变了土壤微生物群落,小生境气象条件可在很大程度上解释土壤微生物群落的变异,作用于土壤微生物优势种、功能群的环境因子作用不同,但可以肯定的是在小生境尺度上受生物环境因子作用不明显。(3)小生境的土壤类型、土壤厚度、水分供给方式及降水频率等因素以及交互作用均对植物具有显着影响,多因子交互作用中有消减单因子作用大小的现象;小生境土壤化学元素组成对植物代谢影响作用较大,以碳氮比作用最为显着;分析得到与葛根药用活性成分代谢物显着关联的土壤细菌类群,葛根代谢物与表型性状的关联关系,并建立小生境生态因子调控葛根代谢物组分的路径模型。得到一些结论:基岩裸露改变了喀斯特小生境的土壤水分、热量/温度特征;喀斯特小生境水热特征在植被演替阶段早期、植被覆盖度低、群落层次简单时差异较大,显着地影响生境中土壤微生物群落组成,但这种小生境的差异随着植被演替、植被覆盖度高、群落层次复杂时变小——即非生物环境因素均匀性增加,接近于顶极群落植被时土壤微生物组成的差异主要受到生物因素及其衍生因素的影响;小生境类型对微生物群落组成的改变主要由小生境土壤类型、土壤厚度、水分特征等因素及其衍生的因素作用,这些因素也同样影响着植物功能性状表现以及土壤微生物与植物功能性状间的关系。
田原[10](2020)在《兴安落叶松胸径微变化对水热因子的响应机制》文中研究指明树木胸径作为最常采用的树木生长变化的监测指标,对其进行高时间分辨率的研究可以进一步掌握树木的生态、生理变化。树木良好的生长发育需要适宜的水热条件,进行树干径变化对土壤-植物-大气连续体(SPAC)水热因子的响应机制的研究,有助于通过较容易获取的树干径变化指标的变化,实现对树木生长环境及自身水热条件状况是否满足树木生理需求做出判断,这将为森林的经营及管理提供一定的帮助。本研究以我国东北部大兴安岭林区广泛分布的兴安落叶松Larix gmelinii Kuzen.为研究对象,揭示在不同观测时间窗口下的树木胸径变化对SPAC不同层面水热因子的响应机制。该实验采用定位观测仪器与数据采集器相结合、便携仪器定时测量的方法方式,获取2015—2018年的兴安落叶松胸径微变化的连续观测数据及SPAC不同层面的水热因子匹配数据。对所获取的观测数据采用描述性统计分析、相关性分析及显着性检验、曲线拟合及显着性检验、结构方程模型(SEM)建模及中介效应分析的统计方法,探究树干可逆亏缩(TWD)、日最大收缩量(MDS)、树干直径日增长量(DSDI)、树干直径日变化量(DSDV)、树干直径变化速率(SDVR)这5种树干径变化指标对树木自身水热因子及环境水热因子的响应机制,研究表明:(1)基于两种假设(零增长假设、线性增长假设)所得到的TWD对作为树干径变化主导因子的饱和水汽压差(VPD)的响应在7 d时间窗口下不显着。0.5 h、1 d、3d时间窗口下,基于零增长假设的TWD对VPD的响应均优于基于线性增长假设所得到的TWD对VPD的响应。3 d、7 d时间窗口下,基于两种假设所得到的TWD对作为树干径变化主导因子的土壤水势的响应均不显着。0.5 h、1 d时间窗口下,基于零增长假设的TWD对土壤水势的响应均优于基于线性增长假设所得到的TWD对土壤水势的响应。以零增长假设为前提进行TWD的计算可以增加径变化研究的准确性。TWD的变化滞后于环境因子的变化,其在响应环境水热因子的变化时具有生理延时的特性,这种时滞特性在针对不同驱动因子研究时具有不同步性,TWD对主导因子的响应时滞效应该被加以考虑,采用单一的时间窗口进行研究可能会影响研究的精度与准确性。(2)在不同时间窗口下,不同标准木的SDVR的差异性相差较小。不同时间窗口下的MDS处在相对较高的数值时,不同的标准木的MDS的差异性均较为明显。不同树木的胸径变化的个体差异可以通过在不同时间窗口运用不同的径变化指标进行降低。采用SDVR作为径变化指标在不同时间窗口下均可以较好的降低不同树木间的胸径变化的个体差异,采用MDS作为树干径变化指标进行研究时,要注意MDS峰值附近的树木个体差异性。(3)1d、3d、7 d时间窗口下,5种树干径变化指标的均值、变异系数以及变化特征均不相同。指标中变化幅度较大的是TWD,MDS略小于TWD,SDVR较为平缓。TWD与MDS的相关性随着时间窗口的增大而变强。DSDI与DSDV具有较为相似的变化特征,在不同时间窗口下的相关性均最高。不同径变化指标所反映的树干径变化的侧重点有所不同,但在一定的条件下具有相关性,多种径变化指标综合使用时要避免指标间的相互作用,在较大的时间窗口下共同使用TWD、MDS可能会对研究结果产生影响,共同使用DSDI、DSDV可能导致研究结果出现误差。(4)TWD、DSDI、DSDV、SDVR在不同温度条件下的均值、变异系数差异性较大,不同温度条件下的MDS的变异系数、变化幅度均较为接近。5种径变化指标在适宜温度条件下的变化幅度均大于在低温条件下的变化幅度。低温条件相比适宜温度条件,径变化指标间的相关性的显着性水平整体上较低。低温条件下可以较好的避免多种径变化指标间的相互作用。在未考虑不同温度条件下树干径变化具有不同特征的情况下,采用MDS作为树干径变化指标可以更好的反映树干径变化特征,规避温度条件对树干径变化的作用。(5)在适宜温度的晴天及多云日条件下,5种径变化指标与液流密度(Qs)均显着相关,5种径变化指标均可以用于解释Qs的变化特征。TWD与Qs在任何情况下的相关性均显着。在阴天条件下,只有TWD与Qs的相关性显着。在每种温度、天气条件下,TWD与Qs的相关程度均高于其他指标与Qs的相关程度。MDS、DSDI、DSDV只在适宜温度的晴天及多云日条件下与Qs显着相关,SDVR在晴天及多云日条件下与Qs显着相关。MDS、DSDI、DSDV、SDVR这4种指标在适宜温度条件下的晴天及多云日条件下可以不同程度的解释Qs的变化,在其他条件下对Qs的解释作用不尽相同。TWD消除了季节性生长对树干径变化的影响,并保留了水分损失引起的树干径变化,其作为树干径变化指标在多种条件下均可以较好的对Qs的变化进行解释,该指标相比其他指标在解释Qs变化的适用范围更广泛,而在适宜温度条件下的晴天及多云日这种较为良好的条件下,可以根据研究的目的及侧重点来选择最为合适的径变化指标。(6)1d时间窗口、适宜温度条件下的SPAC水热因子(降水量、树干径流量、净辐射、Qs、土壤含水量、土壤热通量)可以解释83%的树干径变化。1 d时间窗口、低温条件下的SPAC水热因子(VPD、空气温度、土壤热通量)可以解释18%的树干径变化。3 d时间窗口下的SPAC水热因子(降水量、树干径流量、VPD、Qs、土壤温度、土壤热通量)可以解释86%的树干径变化。7 d时间窗口下的SPAC水热因子(降水量、VPD、风速、Qs、树干温度、土壤含水量)可以解释76%的树干径变化。过高的时间分辨率会使树干径变化对SPAC水热因子的响应变差,从而使水热因子的变化无法较好的解释树干径变化;对不同温度条件加以划分可以提高研究的精度;采用TWD作为径变化指标可以较好的反映树木生长变化对SPAC水热因子变化的响应机制,但在较大的时间窗口下进行研究时,要警惕水热因子变化对TWD是否存在过度解释的现象;MDS作为较为传统的、最常采用的径变化指标,在较大的时间窗口下可以较好的发挥作用,可以反映树木生长变化对SPAC水热因子变化的响应。(7)在SEM修正模型中,1 d时间窗口、低温条件下的修正模型中只含有两个潜在变项,不存在间接效果。1d时间窗口、适宜温度条件下的SEM修正模型及3d、7d时间窗口下的SEM修正模型中,间接效果不显着。树干径变化与SPAC水热因子的SEM不存在中介效应。SPAC大气层面的水热因子直接对树干径变化产生作用,不通过树木自身水热因子及土壤水热因子对树干径变化产生间接作用。在树干径变化对SPAC水热因子的响应研究中,虽然不同层面的水热因子相互作用、每个因子的变化都会影响到SPAC系统中一部分因子的变化,但是这种相互作用并未在响应过程中产生不同层面水热因子间的相互干预,可以在研究中加入多种水热因子,而无需考虑因子之间产生的较为复杂的间接响应途径。
二、土壤条件与植物响应(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、土壤条件与植物响应(论文提纲范文)
(1)氮添加影响油松林根际和非根际土壤温室气体释放的机制(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 选题目的与意义 |
1.3 国内外研究进展 |
1.3.1 N沉降研究进展 |
1.3.2 温室气体释放现状 |
1.3.3 N添加对土壤温室气体释放的影响 |
1.3.4 N添加对细根呼吸的影响 |
1.3.5 N添加对土壤养分特征的影响 |
1.3.6 N添加对细根分泌物特征的影响 |
1.3.7 N添加对土壤微生物的影响 |
1.3.8 N添加影响土壤温室气体释放的耦合机制 |
1.4 研究中存在的问题 |
第二章 研究内容及方法 |
2.1 研究目标与内容 |
2.1.1 研究目标 |
2.1.2 研究内容 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 研究区概况 |
2.2.2 实验设计与样品采集 |
2.2.3 测定方法 |
2.3 技术路线 |
2.4 拟解决的关键问题 |
第三章 N添加对油松林主要植物不同径级细根呼吸速率的影响 |
3.1 引言 |
3.2 研究方法 |
3.2.1 细根呼吸速率测定 |
3.2.2 细根化学组分测定 |
3.2.3 数据分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 N添加对细根化学组分的影响 |
3.3.2 N添加对细根呼吸速率的影响 |
3.3.3 N添加对细根呼吸温度敏感性的影响 |
3.3.4 细根呼吸、温度敏感性与化学组分的相关关系 |
3.4 讨论 |
3.4.1 N添加对细根呼吸的影响 |
3.4.2 N添加对细根呼吸温度敏感性的影响 |
3.4.3 细根呼吸速率,温度敏感性与化学组分相关关系 |
3.5 小结 |
第四章 N添加对油松细根分泌物特征的影响 |
4.1 引言 |
4.2 研究方法 |
4.2.1 油松林根系分泌物采集 |
4.2.2 油松细根分泌物非靶向代谢组学分析 |
4.2.3 数据分析 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 油松细根分泌物特征 |
4.3.2 不同径级细根和N添加处理对分泌物的影响 |
4.4 讨论 |
4.4.1 不同径级细根分泌物差异 |
4.4.2 N添加对不同径级细根分泌物的影响 |
4.5 小结 |
第五章 N添加对油松根际和非根际土壤微生物特征的影响 |
5.1 引言 |
5.2 研究方法 |
5.2.1 土壤DNA/RNA绝对定量分析(Real-time PCR) |
5.2.2 土壤微生物多样性 |
5.2.3 数据分析 |
5.3 结果与分析 |
5.3.1 N添加对土壤微生物数量特征的影响 |
5.3.2 N添加对土壤微生物α多样性的影响 |
5.3.3 N添加对土壤微生物β多样性的影响 |
5.3.4 响应N添加的主要土壤微生物优势物种 |
5.4 讨论 |
5.4.1 不同径级细根根际土壤微生物特征 |
5.4.2 N添加对不同径级细根根际土壤微生物的影响 |
5.5 小结 |
第六章 N添加对油松土壤化学性质和温室气体释放的影响 |
6.1 引言 |
6.2 研究方法 |
6.2.1 土壤室内培养与温室气体测定 |
6.2.2 土壤化学性质测定 |
6.2.3 数据分析 |
6.3 结果与分析 |
6.3.1 N添加对土壤化学性质的影响 |
6.3.2 N添加对土壤温室气体释放速率的影响 |
6.3.3 N添加对土壤温室气体积累释放的影响 |
6.3.4 N添加对土壤温室气体升温潜能值和总释放量的影响 |
6.4 讨论 |
6.4.1 N添加对土壤化学性质的影响 |
6.4.2 N添加对土壤CO_2释放的影响 |
6.4.3 N添加对土壤CH_4吸收的影响 |
6.4.4 N添加对土壤N_2O释放的影响 |
6.4.5 N添加对土壤温室气体总体释放和增温潜力的影响 |
6.5 小结 |
第七章 N添加对油松土壤温室气体释放的影响机制 |
7.1 引言 |
7.2 研究方法 |
7.3 结果与分析 |
7.3.1 N添加影响根际和非根际土壤温室气体释放的路径分析 |
7.3.2 土壤化学性质和根系分泌物对土壤微生物的影响 |
7.3.3 土壤化学性质对温室气体释放的影响 |
7.4 讨论 |
7.4.1 N添加影响土壤温室气体释放通路 |
7.4.2 根系分泌物、土壤化学性质与微生物相关性 |
7.4.3 土壤化学性质与温室气体释放的相关性 |
7.5 小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
(2)植物生态化学计量特征及其主要假说(论文提纲范文)
1 植物生态化学计量学发展简史 |
1.1 思想萌芽期 |
1.2 假说奠基期 |
1.3 理论构建期 |
2 植物主要器官的化学计量特征及其环境影响 |
2.1 叶片氮磷计量特征 |
2.2 细根氮磷计量特征 |
2.3 其他器官氮磷计量特征 |
3 施肥对植物生态化学计量特征的影响 |
4 植物生态化学计量学的主要理论和假说 |
4.1 功能关联假说 |
4.1.1 生长速率假说 |
4.1.2 N:P阈值假说 |
4.1.3 N-P计量关系的幂指数法则 |
4.1.4 生产力-养分分配假说和生产力-叶片寿命假说 |
4.2 环境关联理论和假说 |
4.2.1 化学计量内稳性理论 |
4.2.2 限制元素稳定性假说 |
4.2.3 叶片养分含量稳定假说 |
4.2.4 温度-生物地球化学假说和温度-植物生理假说 |
4.2.5 土壤基质年龄假说 |
4.2.6 相对重吸收假说 |
4.3 进化关联假说 |
4.3.1 物种组成假说和常绿-落叶假说 |
4.3.2 生物地球化学生态位假说 |
5 结论与展望 |
(4)宛氏拟青霉SJ1提取物调控作物硝态氮代谢机制及控释效应研究(论文提纲范文)
符号说明 |
摘要 |
Abstract |
1 前言 |
1.1 提高氮素利用率的意义 |
1.1.1 氮素对植物的重要意义 |
1.1.2 氮利用率低的危害 |
1.2 植物吸收、转运、利用硝态氮路径及其信号调控机制 |
1.2.1 植物吸收、转运、利用硝态氮的路径 |
1.2.2 植物体内硝态氮转运和同化的分子系统及主要功能 |
1.2.3 硝态氮信号调控的研究 |
1.2.4 氮素与激素信号交互调控植物的生长发育 |
1.3 植物内生菌提取物在农业应用研究的进展 |
1.3.1 植物内生菌提取物在农业上应用的前景分析 |
1.3.2 宛氏拟青霉SJ1 提取物(PVSE)的研究进展 |
1.4 包膜控释肥料应用优势及发展方向 |
1.4.1 包膜控释尿素应用的优势 |
1.4.2 发展功能型控释肥料的意义 |
1.5 研究目的与意义 |
1.6 技术路线 |
2 材料与方法 |
2.1 PVSE提取、表征和分离纯化的构建 |
2.1.1 试验材料与设备 |
2.1.2 PVSE的理化性质分析 |
2.1.3 PVSE 的稳定高效提取方法的建立 |
2.1.4 PVSE液相指纹图谱的表征 |
2.1.5 PVSE的酶联免疫表征 |
2.1.6 PVSE活性组分的液相分离纯化及验证 |
2.2 PVSE调控拟南芥硝态氮代谢的通路构建 |
2.2.1 试验材料和仪器 |
2.2.2 植物培养方法 |
2.2.3 表型采集及分析的方法 |
2.2.4 转录组数据采集 |
2.2.5 差异基因表达量热图和功能的分析 |
2.2.6 q-PCR验证 |
2.2.7 理化指标采集及分析 |
2.3 PVSE调控氮代谢路径在作物上的验证 |
2.3.1 PVSE在不同氮水平影响小白菜氮代谢的室内验证 |
2.3.2 不同PVSE水平调控小白菜氮代谢的室内验证 |
2.3.3 PVSE调控小白菜氮代谢路径的大田验证 |
2.4 PVSE控释技术开发 |
2.4.1 PVSE与普通控释尿素协同增效的氮浓度探究 |
2.4.2 控释PVSE包膜尿素肥料的制备 |
2.4.3 控释PVSE包膜尿素中PVSE和尿素的释放率检测 |
2.4.4 控释PVSE包膜尿素在大田的生测评价 |
3 结果与分析 |
3.1 PVSE提取、表征和分离纯化方法的技术体系的集成 |
3.1.1 PVSE理化性质 |
3.1.2 液态超声结合响应面技术提高PVSE产量 |
3.1.3 PVSE的相似度评价技术 |
3.1.4 PVSE的特异性表征技术 |
3.1.5 PVSE组分的保活分离纯化 |
3.2 P4 对拟南芥氮代谢调控的机理 |
3.2.1 PVSE与氮水平互作对拟南芥表观型的影响 |
3.2.2 P4 对拟南芥转录组的影响及调控路径 |
3.2.3 P4 介导拟南芥氮代谢调控和激素路径的机理验证 |
3.2.4 P4 结构的鉴定 |
3.3 PVSE调控作物氮代谢机理的验证 |
3.3.1 不同氮水平下PVSE对小白菜氮代谢及生长的影响 |
3.3.2 不同浓度PVSE对小白菜功能蛋白合成和生长的影响 |
3.3.3 PVSE对大田小白菜生长和氮素利用率的影响 |
3.4 控释PVSE肥料的制备及大田评价 |
3.4.1 PVSE与控释氮素配伍对玉米协同增效 |
3.4.2 控释PVSE对甘薯生长和氮利用的影响 |
4 讨论 |
4.1 指纹图谱和酶联免疫技术保证了 PVSE 的组成稳定性和特异性 |
4.2 PVSE 调控了作物硝态氮的同化和氮转运 |
4.3 PVSE 同时介导了激素途径来调控植物的生长发育 |
4.4 PVSE 和尿素的双重控释对作物增产增效 |
5 结论 |
6 创新点与不足之处 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表论文、申请专利情况 |
1.发表论文 |
2.申请和授权专利 |
3.待发表论文 |
(5)生菜、烟草及紫花苜蓿钒胁迫响应特征研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 环境中的钒概述 |
1.2 土壤钒污染现状 |
1.3 钒的危害 |
1.4 钒污染土壤修复 |
1.4.1 物理工程措施 |
1.4.2 化学修复技术 |
1.4.3 植物修复技术 |
1.5 研究背景、目的、内容 |
1.6 创新点 |
1.7 技术路线图 |
第二章 钒对种子萌发及幼苗生长的影响 |
2.1 引言 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 试验设计 |
2.2.3 试验处理 |
2.2.4 测定指标 |
2.2.5 统计分析 |
2.3 结果分析 |
2.3.1 钒对种子发芽率及幼苗生长的影响 |
2.3.2 钒对发芽后幼苗株高、根长的影响 |
2.3.3 钒对幼苗干物质量、存活率及含水量的影响 |
2.3.4 紫花苜蓿种皮颜色、表面结构及元素变化 |
2.3.5 紫花苜蓿种皮元素化学态 |
2.3.6 紫花苜蓿种皮和幼苗钒浓度 |
2.3.7 紫花苜蓿根系活力和叶片游离脯氨酸 |
2.4 讨论 |
2.5 小结 |
第三章 水培条件下钒对植物生长的影响及植物钒积累、转移特征 |
3.1 引言 |
3.2 试验设计 |
3.2.1 试验材料 |
3.2.2 试验方法 |
3.2.3 测定指标 |
3.2.4 数据分析 |
3.3 结果分析 |
3.3.1 钒对植物株高和根长的影响 |
3.3.2 钒对植物叶绿体色素的影响 |
3.3.3 钒对植物叶片花青素的影响 |
3.3.4 钒对叶片光合气体参数的影响 |
3.3.5 氧化胁迫和抗氧化防御 |
3.3.6 钒对植物叶片细胞膜透性的影响 |
3.3.7 钒在植物中的积累、转运与分配 |
3.3.8 钒对植物各组织干重及含水量的影响 |
3.4 讨论 |
3.4.1 钒对株高、根长的影响 |
3.4.2 钒对叶片色素含量的影响 |
3.4.3 钒对叶片光合气体参数的影响 |
3.4.4 氧化胁迫和抗氧化防御 |
3.4.5 钒对叶片细胞膜的影响 |
3.4.6 植物钒积累、转运与分配 |
3.4.7 钒对植物干物质量及含水量的影响 |
3.5 小结 |
第四章 水培条件下紫花苜蓿幼苗对钒胁迫响应的转录-代谢组学综合分析 |
4.1 引言 |
4.2 试验设计 |
4.2.1 试验材料 |
4.2.2 试验方法 |
4.2.3 样品预处理 |
4.2.4 非靶向代谢组学分析 |
4.2.5 转录组分析 |
4.2.6 转录组和代谢组综合分析 |
4.2.7 功能注释 |
4.2.8 数据分析 |
4.3 结果分析 |
4.3.1 代谢组学分析 |
4.3.2 转录测序分析 |
4.3.3 转录-代谢共分析 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
第五章 土培条件下钒对生菜、烟草、紫花苜蓿生长的影响及植物钒积累、转移特征 |
5.1 引言 |
5.2 材料和方法 |
5.2.1 采样区概况 |
5.2.2 试验材料 |
5.2.3 供试作物 |
5.3 试验设计和方法 |
5.3.1 植物培养 |
5.3.2 土样基本理化性质测定 |
5.3.3 土壤微生物高通量测序 |
5.3.4 数据分析 |
5.4 结果分析 |
5.4.1 钒对植物株高和根长的影响 |
5.4.2 植物钒积累、转运与分配 |
5.4.3 钒对植物干物质积累的影响 |
5.4.4 土壤微生物群落结构变化特征 |
5.4.5 土壤不同形态钒的变化 |
5.4.6 摄食含钒生菜的健康风险 |
5.5 讨论 |
5.5.1 钒对植物生长的影响 |
5.5.2 植物钒积累、转运与分配 |
5.5.3 根际微生物群落变化 |
5.5.4 土壤钒形态变化 |
5.6 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(6)陆地植物生物量响应氮添加的种间差异及其格局分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 前言 |
1.1 氮沉降对植物生物量的影响 |
1.1.1 全球环境变化与氮沉降 |
1.1.2 植物生物量 |
1.1.3 植物生物量响应氮沉降的种间差异 |
1.2 非生物因子对植物生物量响应氮沉降的影响 |
1.2.1 环境因子 |
1.2.2 氮处理因子 |
1.3 生物因子对植物生物量响应氮沉降的影响 |
1.3.1 系统发育关系 |
1.3.2 植物氮素利用效率 |
1.4 研究目的、内容与意义 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 科学问题 |
1.4.3 研究内容 |
1.4.4 研究意义 |
第二章 陆地植物生物量响应氮添加的种间差异 |
2.1 引言 |
2.2 材料与方法 |
2.2.1 数据来源和筛选 |
2.2.2 数据库构建和预处理 |
2.2.3 植物生物量响应值计算方法 |
2.3 结果 |
2.3.1 数据库信息 |
2.3.2 植物生物量响应氮添加的种间差异 |
2.3.3 器官生物量响应氮添加的种间差异 |
2.4 讨论 |
2.4.1 全球模拟氮沉降控制实验中植物生物量响应数据库的重要性 |
2.4.2 氮添加对陆地植物生物量的作用 |
2.4.3 氮添加下器官间生物量分配格局变化 |
2.5 小结 |
第三章 全球尺度下环境因子对植物生物量响应氮添加的影响 |
3.1 引言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 数据来源 |
3.2.2 数据库建立和预处理 |
3.2.3 数据分析 |
3.3 结果 |
3.3.1 直接环境因子对植物生物量响应氮添加的相对重要性 |
3.3.2 不同植物功能型中环境因子对植物生物量响应氮添加的影响 |
3.3.3 实验类型对植物生物量响应氮添加的影响 |
3.4 讨论 |
3.4.1 水分对植物生物量种间响应差异的影响 |
3.4.2 植物生物量对氮添加的响应在不同实验类型间存在差异 |
3.4.3 不同实验类型间植物生物量响应差异的原因 |
3.5 小结 |
第四章 氮处理因子对全球范围内植物生物量响应氮添加的影响 |
4.1 引言 |
4.2 材料与方法 |
4.2.1 数据来源 |
4.2.2 数据预处理和数据分析 |
4.3 结果 |
4.3.1 氮处理因子对植物生物量响应的相对重要性 |
4.3.2 氮处理因子对植物生物量种间响应差异的影响 |
4.3.3 氮处理种类对植物生物量种间响应差异的影响 |
4.3.4 植物生物量对铵态氮和硝态氮响应的影响因素 |
4.4 讨论 |
4.4.1 氮处理时间对植物生物量响应的影响 |
4.4.2 植物生物量对铵态氮和硝态氮添加有不同的响应 |
4.4.3 植物生物量相应不同种类氮添加的应用 |
4.5 小结 |
第五章 全球范围内系统发育关系对植物生物量响应氮添加的影响 |
5.1 引言 |
5.2 材料与方法 |
5.2.1 数据来源 |
5.2.2 系统发育关系的计算方法 |
5.2.3 方差分解 |
5.3 结果 |
5.3.1 系统发育关系、环境因子和氮处理因子对植物生物量响应的相对重要性 |
5.3.2 系统发育关系对植物生物量响应的影响 |
5.4 讨论 |
5.4.1 系统发育关系主导了植物生物量对氮添加的响应 |
5.4.2 系统发育关系对植物生物量响应氮添加的影响规律 |
5.4.3 植物生物量响应中影响因子作用的不确定性 |
5.5 小结 |
第六章 亚热带常绿阔叶林植物生长对氮磷添加的响应及其影响因素 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 研究地概况 |
6.2.2 样地设置 |
6.2.3 叶片与土壤的采集和测定 |
6.2.4 数据来源 |
6.2.5 数据分析 |
6.3 结果 |
6.3.1 氮磷添加对亚热带常绿阔叶林植物物种生长的影响 |
6.3.2 系统发育关系和环境因子对物种生长响应氮磷添加的影响 |
6.3.3 植物物种生长响应与氮素利用效率响应的关系 |
6.4 讨论 |
6.4.1 站点水平非生物因子影响了植物生长对氮添加的响应 |
6.4.2 氮素利用效率计算方法的比较 |
6.4.3 氮素利用效率响应对植物生长响应的影响 |
6.5 小结 |
第七章 结论、创新点与展望 |
7.1 结论 |
7.1.1 陆地植物生物量响应氮添加的种间差异 |
7.1.2 全球尺度下环境因子对植物生物量响应氮添加的影响 |
7.1.3 氮处理因子对全球范围内植物生物量响应氮添加的影响 |
7.1.4 全球范围内系统发育关系对植物生物量响应氮添加的影响 |
7.1.5 亚热带常绿阔叶林植物生长对氮磷添加的响应及其影响因素 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
附图 |
附表 |
附录一 文中所用数据库的文献列表 |
附录二 文中所用部分代码 |
附录三 文中的缩写词 |
后记 |
在学期间取得的科研成果 |
(7)紫花苜蓿(Medicago sativa L.)品种耐盐碱性田间鉴定与抗逆生理机制的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 引言 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 盐碱胁迫对植物的危害 |
1.2.2 植物耐盐碱性的鉴定方法 |
1.2.3 植物对盐碱胁迫的响应机制 |
1.2.4 脱落酸(ABA)与植物抗逆性的研究进展 |
1.2.5 脱落酸(ABA)的诱抗效应 |
1.3 研究内容、技术路线及创新点 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
1.3.3 主要创新点 |
第2章 紫花苜蓿品种的耐盐碱性田间鉴定及其鉴定指标的识别 |
2.1 实验材料和方法 |
2.1.1 供试实验材料 |
2.1.2 实验设计及实验方法 |
2.1.3 数据处理与分析 |
2.2 实验结果与分析 |
2.2.1 盐碱处理和非盐碱处理下植物生长和生理指标的遗传变异 |
2.2.2 基于不同方法下的紫花苜蓿耐盐碱性分类 |
2.2.3 基于不同的方法来识别反映紫花苜蓿耐盐碱性的鉴定指标 |
2.3 讨论 |
2.3.1 评价耐盐碱性预测的适宜性及耐盐碱品种的鉴定 |
2.3.2 识别预测紫花苜蓿耐盐碱性最重要的指标 |
第3章 不同耐碱性的紫花苜蓿品种响应碱胁迫的生理及转录组学研究 |
3.1 实验材料和方法 |
3.1.1 供试实验材料 |
3.1.2 实验设计及试验方法 |
3.1.3 数据处理与分析 |
3.2 实验结果与分析 |
3.2.1 碱胁迫浓度和胁迫时间点的筛选 |
3.2.2 碱胁迫对紫花苜蓿叶绿素含量和生物量的影响 |
3.2.3 碱胁迫对渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响 |
3.2.4 碱胁迫对金属离子含量的影响 |
3.2.5 差异表达基因(DEGs)的识别和分类 |
3.2.6 DEGs的 GO功能分类 |
3.2.7 DEGs的 KEGG功能分类 |
3.2.8 CAR分类下的核心碱响应基因 |
3.2.9 TAR和 SAR分类下的核心碱响应基因 |
3.2.10 基因表达的定量PCR验证 |
3.3 讨论 |
3.3.1 紫花苜蓿对碱胁迫的生理调节 |
3.3.2 与细胞壁和细胞膜保护相关的核心碱响应基因 |
3.3.3 与DNA复制和修复相关的核心碱响应基因 |
3.3.4 与MAPK信号转导相关的核心碱响应基因 |
3.3.5 与ROS稳态相关的核心碱响应基因 |
3.3.6 与昼夜节律相关的核心碱响应基因 |
3.3.7 与品种特异性代谢通路相关的核心碱响应基因 |
第4章 外源脱落酸(ABA)对紫花苜蓿耐碱胁迫的诱抗效应 |
4.1 实验材料和方法 |
4.1.1 供试实验材料 |
4.1.2 实验设计及实验方法 |
4.1.3 数据处理与分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 外源 ABA 诱抗对 MDA 含量和叶绿素含量的影响 |
4.2.2 外源ABA诱抗对叶片枯萎率和存活率的影响 |
4.2.3 外源ABA诱抗对ROS积累和抗氧化酶活性的影响 |
4.2.4 外源ABA诱抗对离子含量和脯氨酸含量的影响 |
4.2.5 外源ABA诱抗对胁迫耐受性相关基因表达的影响 |
4.3 讨论 |
4.3.1 外源ABA诱抗缓解了紫花苜蓿的碱胁迫损伤 |
4.3.2 外源ABA诱抗增强了紫花苜蓿的抗氧化能力 |
4.3.3 外源ABA诱抗调节了紫花苜蓿的离子平衡 |
4.3.4 外源ABA诱抗增强了紫花苜蓿的渗透调节能力 |
第5章 结论与展望 |
5.1 研究结论 |
5.2 研究不足及未来研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)暖温带常见落叶木本植物水分利用策略及干旱死亡机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 气候变化与异常降水 |
1.1.2 树木干旱死亡事件 |
1.2 植物水分利用策略及研究进展 |
1.2.1 植物水稳态-非水稳态响应策略 |
1.2.2 植物体水-碳耦合机制 |
1.3 干旱胁迫响应及死亡机理 |
1.4 复水恢复与干旱胁迫记忆 |
1.5 植物的“连续谱” |
1.5.1 资源快-慢经济谱 |
1.5.2 胁迫耐受-规避谱 |
1.5.3 植物脆弱性分割谱 |
1.6 研究区域和主要研究物种简介 |
1.7 研究目的及意义 |
第二章 实验方法及技术路线 |
2.1 研究区概况 |
2.2 研究内容 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 控制实验设计 |
2.3.2 野外实验设计 |
2.3.3 主要测量指标及测量方法 |
2.4 技术路线 |
第三章 暖温带四种常见木本植物幼苗对干旱和复水的响应策略 |
3.1 实验方法 |
3.1.1 实验设计 |
3.1.2 测量方法 |
3.1.3 数据分析 |
3.2 实验结果 |
3.2.1 轻度干旱胁迫下的气孔导度 |
3.2.2 表观性状 |
3.2.3 气体交换参数 |
3.2.4 小枝正午水势与导水率 |
3.2.5 脯氨酸含量及抗氧化酶活性 |
3.2.6 性状相关性分析 |
3.3 讨论 |
3.3.1 四个物种的水稳态-非水稳态响应策略 |
3.3.2 重度干旱下的物种响应 |
3.3.3 不同程度干旱胁迫的复水恢复 |
3.4 本章小结 |
第四章 干旱类型及物种特性对植物干旱死亡机理的影响 |
4.1 实验方法 |
4.1.1 实验设计 |
4.1.2 测量方法 |
4.1.3 数据分析 |
4.2 实验结果 |
4.2.1 正午水势 |
4.2.2 叶面积损失 |
4.2.3 气体交换参数 |
4.2.4 整株瞬时净碳获取 |
4.2.5 非结构碳水化合物含量 |
4.2.6 茎导水与木质部栓塞 |
4.3 讨论 |
4.3.1 水力崩溃及碳减少共同作用于植物体死亡 |
4.3.2 干旱类型改变水力崩溃及碳减少对植物体死亡的作用比例 |
4.3.3 死亡过程中刺槐和麻栎的生理表现不同 |
4.4 本章小结 |
第五章 麻栎幼苗对水分波动的响应及胁迫记忆研究 |
5.1 实验方法 |
5.1.1 实验设计 |
5.1.2 测量方法 |
5.1.3 数据分析 |
5.2 实验结果 |
5.2.1 水分波动下的生理响应 |
5.2.2 规避性状与耐受性状的RDPI值对比 |
5.2.3 持续干旱后的非结构碳水化合物响应 |
5.3 讨论 |
5.3.1 麻栎幼苗的土壤水分波动响应 |
5.3.2 麻栎幼苗的胁迫响应策略 |
5.3.3 持续干旱后的NSC变化 |
5.3.4 持续干旱后的碳贮存与生长权衡 |
5.3.5 胁迫驯化与胁迫记忆 |
5.4 本章小结 |
第六章 暖温带20种常见落叶木本植物水分利用策略研究 |
6.1 实验方法 |
6.1.1 实验设计 |
6.1.2 测量方法 |
6.1.3 数据分析 |
6.2 实验结果 |
6.2.1 依据水力域面积的物种排序 |
6.2.2 水力域面积与其他功能性状的相关性检验 |
6.2.3 性状相关矩阵 |
6.3 讨论 |
6.3.1 基于水力域面积大小的水分响应策略划分 |
6.3.2 膨压丧失点和木材密度可作为关键性状表征植物的水稳态程度 |
6.3.3 水稳态-非水稳态谱下的“快-慢”性状权衡 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论、创新点与建议 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望与建议 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间撰写的学术论文 |
研究工作照 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(9)土壤微生物群落与植物功能性状对喀斯特小生境水热的响应机制(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1 喀斯特小生境 |
2 喀斯特生境生态因子特征与研究现状 |
2.1 水分胁迫与限制 |
2.2 土壤养分限制 |
2.3 其它生态因子限制 |
2.4 土壤微生物作用 |
2.5 多因子复合作用 |
3 喀斯特生境生态因子对植物-微生物的影响 |
3.1 植物功能性状的响应 |
3.2 植物分子层面的响应 |
3.3 微生物响应 |
4 研究中存在的问题与不足 |
5 本研究的科学问题及内容 |
第2章 研究方法 |
1 研究思路与技术路线 |
2 喀斯特小生境原位连续观测 |
2.1 研究样点概况 |
2.2 土壤温度与水分连续观测 |
2.3 植物群落观测 |
2.4 土壤取样与理化性质测定 |
2.5 土壤微生物取样与测定 |
3 实验研究 |
3.1 实验设计 |
3.2 土壤样品处理与测定 |
3.3 植物样品采集 |
3.4 葛根代谢物提取与检测 |
4 数据分析 |
4.1 滞后距 |
4.2 微生物多样性 |
4.3 葛根代谢物 |
第3章 典型喀斯特小生境土壤温度与水分特征 |
1 引言 |
2 不同小生境温度特征 |
2.1 喀斯特小生境土壤温度不同季节时段的垂直变化特征 |
2.2 小生境土壤温度对地表气象变化的响应滞后 |
2.3 气温对喀斯特土壤温度的影响 |
3 喀斯特小生境土壤水分特征 |
3.1 喀斯特小生境土壤水分不同旱季、雨季时段的垂直变化特征 |
3.2 喀斯特小生境土壤水分对降水变化的滞后响应 |
3.3 降水对喀斯特小生境土壤水分的影响 |
4 讨论 |
5 小结 |
第4章 小生境基岩裸露及土壤厚度对土壤温度与水分差异影响 |
1 引言 |
2 土壤温度特征 |
2.1 不同季节中模拟喀斯特小生境土壤温度垂直变化特征 |
2.2 模拟喀斯特小生境土壤温度对地表气象变化的响应 |
2.3 气温对喀斯特土壤温度的影响 |
3 土壤水分特征 |
3.1 模拟喀斯特小生境土壤水分在旱季和雨季垂直变化特征 |
3.2 模拟喀斯特小生境土壤水分对降水变化的滞后响应 |
3.3 降水对模拟喀斯特小生境土壤水分的影响 |
4 讨论 |
5 小结 |
第5章 喀斯特高原土壤微生物群落对生境演变的响应 |
1 引言 |
2 结果与分析 |
2.1 植物群落演替的物种替代特征 |
2.2 不同植物演替阶段群落特征 |
2.3 不同植物演替阶段及小生境土壤理化性质 |
2.4 不同植物演替阶段及小生境土壤微生物群落特征 |
2.5 生境生态因子作用与土壤微生物群落构成响应 |
2.6 土壤微生物功能群划分及其功能类群 |
3 讨论 |
4 小结 |
第6章 土壤细菌群落对喀斯特基岩裸露生境生态因素组合的生态响应 |
1 引言 |
2 结果与分析 |
2.1 模拟的喀斯特小生境土壤细菌群落组成 |
2.2 模拟的喀斯特小生境土壤细菌群落优势种 |
2.3 模拟的喀斯特小生境土壤细菌群落指示种 |
2.4 模拟的喀斯特小生境土壤细菌群落种间关系及其核心种组 |
2.5 模拟的喀斯特小生境土壤细菌群落建成影响 |
3 讨论 |
4 小结 |
第7章 喀斯特小生境对植物性状作用与调控机制 |
1 引言 |
2 结果与分析 |
2.1 生境类型特征对葛功能性状特征影响 |
2.2 生境类型特征对葛软功能性状的影响 |
2.3 葛根代谢物的环境调控作用 |
2.4 喀斯特小生境土壤细菌与葛根部代谢物相互作用关系 |
2.5 葛根代谢与性状关联分析 |
2.6 喀斯特小生境环境生态因子对葛根代谢产物的作用途径 |
3 讨论 |
4 小结 |
第8章 结论与展望 |
1 结论 |
2 研究创新点及展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(10)兴安落叶松胸径微变化对水热因子的响应机制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略语表 |
1 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 基于高时间分辨率的树干径变化研究进展 |
1.2.2 SPAC理论的发展 |
1.2.3 树干径变化对SPAC水热因子响应机制的研究 |
1.3 研究目的与意义 |
1.4 研究内容 |
1.5 研究思路与技术路线 |
2 研究区概况及研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 气候条件 |
2.1.3 地貌及土壤条件 |
2.1.4 冻土 |
2.1.5 植被 |
2.2 数据处理 |
2.2.1 实验布设及水量平衡场基本信息调查 |
2.2.2 胸径微变化的测定 |
2.2.3 植物层面水热相关因子测定 |
2.2.4 土壤层面水热相关因子测定 |
2.2.5 大气层面水热相关因子测定 |
2.3 数据分析 |
2.3.1 径变化指标的计算 |
2.3.2 数据统计分析 |
2.3.3 SEM建模分析 |
3 兴安落叶松胸径微变化特征 |
3.1 胸径微变化研究期间的环境条件 |
3.2 基于零增长假设、线性增长假设的TWD |
3.2.1 两种假设条件下的TWD特征 |
3.2.2 两种假设条件下的TWD与主导因子的相关分析 |
3.3 不同时间窗口下TWD的变化特征 |
3.4 不同时间窗口下MDS的变化特征 |
3.5 不同时间窗口下DSDI的变化特征 |
3.6 不同时间窗口下DSDV的变化特征 |
3.7 不同时间窗口下SDVR的变化特征 |
3.8 5 种径变化指标的综合比较 |
3.9 小结 |
4 胸径微变化对树木自身水热因子变化的响应 |
4.1 径变化指标对Q_s变化的响应 |
4.1.1 天气条件及温度条件的划分 |
4.1.2 TWD与Q_s在0.5h时间窗口下的变化趋势 |
4.1.3 径变化指标与Q_s在1d时间窗口下的变化趋势 |
4.2 径变化指标对叶片蒸腾量及树皮含水量变化的响应 |
4.2.1 径变化指标对叶片蒸腾量变化的响应 |
4.2.2 径变化指标对树皮含水量变化的响应 |
4.3 径变化指标对树木自身温度变化的响应 |
4.3.1 径变化指标对树干温度变化的响应 |
4.3.2 径变化指标对叶面温度变化的响应 |
4.4 径变化指标对树木自身水热因子变化响应的综合比较 |
4.5 小结 |
5 胸径微变化对土壤水热因子变化的响应 |
5.1 径变化指标对土壤水分因子变化的响应 |
5.1.1 径变化指标对土壤水势变化的响应 |
5.1.2 径变化指标对土壤含水量变化的响应 |
5.1.3 径变化指标对降雨入渗补给量变化的响应 |
5.2 径变化指标对土壤热量因子变化的响应 |
5.2.1 径变化指标对土壤温度变化的响应 |
5.2.2 径变化指标对土壤热通量变化的响应 |
5.3 径变化指标对土壤水热因子变化响应的综合比较 |
5.4 小结 |
6 胸径微变化对大气水热因子变化的响应 |
6.1 径变化指标对大气水分因子变化的响应 |
6.1.1 径变化指标对降水、穿透雨、树干径流量变化的响应 |
6.1.2 径变化指标对空气相对湿度、VPD变化的响应 |
6.1.3 径变化指标对生态系统蒸散量、水分利用效率变化的响应 |
6.2 径变化指标对大气热量因子变化的响应 |
6.2.1 径变化指标对空气温度变化的响应 |
6.2.2 径变化指标对辐射变化的响应 |
6.2.3 径变化指标对热通量变化的响应 |
6.3 径变化指标对其他大气因子变化的响应 |
6.3.1 径变化指标对风速变化的响应 |
6.3.2 径变化指标对二氧化碳通量变化的响应 |
6.4 径变化指标对大气水热因子变化响应的综合比较 |
6.5 小结 |
7 胸径微变化对SPAC水热因子变化的响应 |
7.1 0.5 h时间窗口、适宜温度条件下的SEM |
7.1.1 0.5 h时间窗口、适宜温度条件下的初始模型 |
7.1.2 0.5 h时间窗口、适宜温度条件下的CFA |
7.1.3 0.5 h时间窗口、适宜温度条件下的修正模型 |
7.2 0.5 h时间窗口、低温条件下的SEM |
7.2.1 0.5 h时间窗口、低温条件下的初始模型 |
7.2.2 0.5 h时间窗口、低温条件下的CFA |
7.2.3 0.5 h时间窗口、低温条件下的修正模型 |
7.3 1d时间窗口、适宜温度条件下的SEM |
7.3.1 1d时间窗口、适宜温度条件下的初始模型 |
7.3.2 1d时间窗口、适宜温度条件下的CFA |
7.3.3 1d时间窗口、适宜温度条件下的修正模型及中介效应 |
7.4 1d时间窗口、低温条件下的SEM |
7.4.1 1d时间窗口、低温条件下的初始模型 |
7.4.2 1d时间窗口、低温条件下的CFA |
7.4.3 1d时间窗口、低温条件下的修正模型 |
7.5 3d时间窗口下的SEM |
7.5.1 3d时间窗口下的初始模型 |
7.5.2 3d时间窗口下的CFA |
7.5.3 3d时间窗口下的修正模型及中介效应 |
7.6 7d时间窗口下的SEM |
7.6.1 7d时间窗口下的初始模型 |
7.6.2 7d时间窗口下的CFA |
7.6.3 7d时间窗口下的修正模型及中介效应 |
7.7 小结 |
8 讨论与结论 |
8.1 讨论 |
8.1.1 基于两种假设下的TWD对主导因子的响应 |
8.1.2 树干径变化指标的变化特征 |
8.1.3 径变化指标的变化对Qs的变化的解释作用 |
8.1.4 树干径变化对SPAC水热因子的响应 |
8.1.5 SPAC不同层面水热因子与树干径变化间的中介分析 |
8.2 结论 |
8.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
四、土壤条件与植物响应(论文参考文献)
- [1]氮添加影响油松林根际和非根际土壤温室气体释放的机制[D]. 景航. 西北农林科技大学, 2021
- [2]植物生态化学计量特征及其主要假说[J]. 田地,严正兵,方精云. 植物生态学报, 2021(07)
- [3]铜胁迫对植物生长发育影响与植物耐铜机制的研究进展[J]. 王子诚,陈梦霞,杨毓贤,方项,刘众杰,王令宇,葛孟清,张川,房经贵,上官凌飞. 植物营养与肥料学报, 2021(10)
- [4]宛氏拟青霉SJ1提取物调控作物硝态氮代谢机制及控释效应研究[D]. 王庆彬. 山东农业大学, 2021(02)
- [5]生菜、烟草及紫花苜蓿钒胁迫响应特征研究[D]. 武振中. 兰州大学, 2021
- [6]陆地植物生物量响应氮添加的种间差异及其格局分析[D]. 徐小妮. 华东师范大学, 2021
- [7]紫花苜蓿(Medicago sativa L.)品种耐盐碱性田间鉴定与抗逆生理机制的研究[D]. 魏天娇. 中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所), 2021(02)
- [8]暖温带常见落叶木本植物水分利用策略及干旱死亡机理研究[D]. 李强. 山东大学, 2020
- [9]土壤微生物群落与植物功能性状对喀斯特小生境水热的响应机制[D]. 严令斌. 贵州大学, 2020
- [10]兴安落叶松胸径微变化对水热因子的响应机制[D]. 田原. 内蒙古农业大学, 2020