川西亚高山林线交错带典型优势物种物候与生长对模拟增温的初期响应

论文摘要

以全球变暖为主要特征的全球气候变化已经并正在改变着陆地生态系统的结构和功能。政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次评估报告预测,到本世纪末,全球平均气温将升高1.8～4.0℃。科学家普遍认为高纬度和高海拔生态系统对温度升高的响应可能会更为敏感而迅速。然而,当前有关中纬度高山生态系统,特别是高山林线交错带对模拟增温响应的研究仍是鲜有报道。高山林线交错带被认为是陆地生态系统对全球气候变化响应的关键地段。低温及短的生长季是高山物种生长及生理活动两个重要的限制因子。短距离内不同植被功能性植被交错分布使得种群间基因交流、个体迁移和物种竞争等过程对气候变化的反应可能更加敏感而迅速。植物物候与生长是对气候变化敏感且易观测指示计,两者在生态系统碳收支方面扮演着重要的角色。川西亚高山植被生态系统地处高山峡谷,是全球变化的敏感地带。本研究以四川省王朗国家级自然保护区大窝凼林线交错带的典型物种为对象,通过开顶式生长室（Open-Top Chamber,OTC）模拟增温效应对植被影响的研究方法,研究各目标物种物候和生长对模拟增温的初期响应,结果表明:1)在整个生长季节里,开顶式生长室（Open-Top Chamber,OTC）使气温（距离地面1.2 m）增加2.9℃,日最高气温OTC比对照（Control Plot,CP）升高3.4～5.5℃。而5 cm土壤温度在OTC和CP内差异不明显。OTC内土壤含水量显著低于CP内的土壤含水量,生长季里平均降低3.09%。2) OTC内岷江冷杉幼苗芽开放时间显著提前,糙皮桦春季芽物候期变化不显著,而落叶时间明显推迟,叶寿命延长。与CP相比,OTC内糙皮桦叶面积和岷江冷杉叶片长度及两者侧枝生长速率都加快。模拟增温对两物种基径相对生长速率都表现为正效应,此外增温对两物种枝叶特性及分布格局表现为不同程度的正效应、负效应或无影响。3)与CP相比,落叶型物种（蒙古绣线菊和刚毛忍冬）及常绿型物种（凹叶瑞香）芽开放、始花及果实变色均提前;3种植物种的花寿命及落叶型物种（蒙古绣线菊和刚毛忍冬）叶寿命均延长;常绿型物种（凹叶瑞香）拥有更高的叶存活率。除蒙古绣线菊外,其它两物种（刚毛忍冬和凹叶瑞香）花及果实数量在OTC和CP内差异不显著。模拟增温刺激了各目标物种的枝叶生长。OTC内3种植物叶氮浓度呈现出一定程度下降的趋势,而其比叶面积易于增加。4)温度升高使太白韭和球花蒿萌动、现蕾、始花期均显著提前,而黄枯期显著推迟;同时温度升高对太白韭和球花蒿叶片大小及形状有一定影响,而对单株花数量花直径却影响不大。和CP相比,OTC内太白韭和球花蒿花茎生长速率均加快,且球花蒿表现的更为敏感。2007年生长季里,OTC内太白韭叶生长速率加快,且其叶片绿色部分长度显著大于CP内的。5)不同功能型物种（乔本幼苗、落叶型和常绿型灌木、草本类）物候和生长对模拟增温响应的方式差异不明显,基本表现为春季物候提前、秋季物候推迟;营养生长增加,而生殖生长影响不大。但不同功能型物种对模拟增温度响应的强度存在一定程度的差异。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1. 国内外文献概述
• 1.1 全球气候变化
• 1.1.1 全球气候变化现状与趋势
• 1.1.2 我国气候变化概况
• 1.2 林线交错带与气候变化
• 1.2.1 林线交错带个体对气候变化的响应
• 1.2.2 林线交错带树木更新和格局对气候变化的响应
• 1.3 植物物候与全球气候变化
• 1.3.1 植物物候的研究意义
• 1.3.2 植物物候与气候变化的关系
• 2浓度升高的响应'>1.3.3 植物物候对模拟增温和大气CO₂浓度升高的响应
• 2浓度升高的响应'>1.4 植物生长对模拟增温和大气CO₂浓度升高的响应
• 1.4.1 植物生长对模拟增温的响应
• 2浓度升高的响应'>1.4.2 植物生长对模拟大气CO₂浓度升高的响应
• 2. 研究方案
• 2.1 选题依据及意义
• 2.2 研究内容
• 2.3 研究材料
• 2.4 研究区域概况
• 2.5 样地设置
• 2.6 试验方法
• 2.6.1 环境因子测定
• 2.6.2 乔本幼苗观测
• 2.6.3 灌木观测
• 2.6.4 草本观测
• 2.6.5 数据分析
• 2.7 技术路线
• 3 结果与分析
• 3.1 环境因子变化
• 3.1.1 气温及土壤温度响应
• 3.1.2 土壤含水量响应
• 3.2 糙皮桦和岷江冷杉幼苗物候与生长对模拟增温的响应
• 3.2.1 物候响应
• 3.2.2 生长响应
• 3.2.3 枝叶特性及分布格局
• 3.3 灌木物候与生长对模拟增温的响应
• 3.3.1 物候响应
• 3.3.2 生长响应
• 3.3.3 生殖活动
• 3.3.4 叶性状
• 3.4 草本物候与生长对模拟增温的响应
• 3.4.1 物候响应
• 3.4.2 生长与生殖参数响应
• 3.4.3 生长过程响应
• 4. 结论与讨论
• 4.1 环境因子变化
• 4.2 乔本幼苗对模拟增温的响应
• 4.3 灌木对模拟增温的响应
• 4.4 草本对模拟增温的响应
• 4.5 不同功能型物种对模拟增温响应的差异
• 5. 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 论文发表情况