全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 3 期摇 摇 2012 年 2 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
夏季可可西里雌性藏原羚行为时间分配及活动节律 连新明,李晓晓,颜培实,等 (663)………………………
热带印度洋黄鳍金枪鱼渔场时空分布与温跃层的关系 杨胜龙,张摇 禹,张摇 衡,等 (671)……………………
洪湖水体藻类藻相特征及其对生境的响应 卢碧林,严平川,田小海,等 (680)…………………………………
广西西端海岸四种红树植物天然种群生境高程 刘摇 亮,范航清,李春干 (690)…………………………………
高浓度 CO2引起的海水酸化对小珊瑚藻光合作用和钙化作用的影响 徐智广,李美真,霍传林,等 (699)……
盖度与冠层水深对沉水植物水盾草光谱特性的影响 邹维娜,袁摇 琳,张利权,等 (706)………………………
基于 C鄄Plan规划软件的生物多样性就地保护优先区规划———以中国东北地区为例
栾晓峰,孙工棋,曲摇 艺,等 (715)
…………………………
………………………………………………………………………………
城市化对本土植物多样性的影响———以廊坊市为例 彭摇 羽,刘雪华,薛达元,等 (723)………………………
利用红外相机调查北京松山国家级自然保护区的野生动物物种 刘摇 芳,李迪强, 吴记贵 (730)……………
基于树木起源、立地分级和龄组的单木生物量模型 李海奎,宁金魁 (740)………………………………………
千岛湖社鼠种群遗传现状及与生境面积的关系 刘摇 军,鲍毅新,张摇 旭,等 (758)……………………………
气候变化对内蒙古草原典型植物物候的影响 顾润源,周伟灿,白美兰,等 (767)………………………………
中国西北典型冰川区大气氮素沉降量的估算———以天山乌鲁木齐河源 1 号冰川为例
王圣杰,张明军,王飞腾,等 (777)
…………………………
………………………………………………………………………………
植被类型对盐沼湿地空气生境节肢动物功能群的影响 童春富 (786)……………………………………………
黔西北铅锌矿区植物群落分布及其对重金属的迁移特征 邢摇 丹,刘鸿雁,于萍萍,等 (796)…………………
云南中南部季风常绿阔叶林恢复生态系统萌生特征 苏建荣,刘万德,张志钧,等 (805)………………………
筑坝扩容下高原湿地拉市海植物群落分布格局及其变化 肖德荣,袁摇 华,田摇 昆,等 (815)…………………
三峡库区马尾松根系生物量的空间分布 程瑞梅,王瑞丽,肖文发,等 (823)……………………………………
兴安落叶松林生物量、地表枯落物量及土壤有机碳储量随林分生长的变化差异
王洪岩,王文杰,邱摇 岭,等 (833)
………………………………
………………………………………………………………………………
内蒙古放牧草地土壤碳固持速率和潜力 何念鹏,韩兴国,于贵瑞 (844)…………………………………………
不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的关系 葛晓改,肖文发,曾立雄,等 (852)………………………
不同丛枝菌根真菌侵染对土壤结构的影响 彭思利,申摇 鸿,张宇亭,等 (863)…………………………………
不同初始含水率下粘质土壤的入渗过程 刘目兴,聂摇 艳,于摇 婧 (871)…………………………………………
不同耕作措施的温室气体排放日变化及最佳观测时间 田慎重,宁堂原,迟淑筠,等 (879)……………………
外源铅、铜胁迫对不同基因型谷子幼苗生理生态特性的影响 肖志华,张义贤,张喜文,等 (889)………………
温度和盐度对吉富品系尼罗罗非鱼幼鱼鳃 Na+ 鄄K+ 鄄ATPase活力的联合效应
王海贞,王摇 辉,强摇 俊,等 (898)
……………………………………
………………………………………………………………………………
基于元胞自动机的喀斯特石漠化格局模拟研究 王晓学,李叙勇,吴秀芹 (907)…………………………………
边缘细胞对荞麦根尖铝毒的防护效应和对细胞壁多糖的影响 蔡妙珍,王摇 宁,王志颖,等 (915)……………
川中丘陵区人工柏木防护林适宜林分结构及水文效应 龚固堂,黎燕琼,朱志芳,等 (923)……………………
基于 AHP与 Rough Set的农业节水技术综合评价 翟治芬,王兰英,孙敏章,等 (931)…………………………
基于 DMSP / OLS影像的我国主要城市群空间扩张特征分析 王翠平,王豪伟,李春明,等 (942)………………
生态旅游资源非使用价值评估———以达赉湖自然保护区为例 王朋薇,贾竞波 (955)…………………………
专论与综述
基于有害干扰的森林生态系统健康评价指标体系的构建 袁摇 菲,张星耀,梁摇 军 (964)………………………
硅对植物抗虫性的影响及其机制 韩永强,魏春光,侯茂林 (974)…………………………………………………
研究简报
光照条件、植株冠层结构和枝条寿命的关系———以桂花和水杉为例 占摇 峰,杨冬梅 (984)……………………
Bt玉米秸秆还田对小麦幼苗生长发育的影响 陈小文,祁摇 鑫,王海永,等 (993)………………………………
汶川大地震灾后不同滑坡体上柏木体内非结构性碳水化合物的特性 陈摇 博,李志华,何摇 茜,等 (999)……
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*344*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*37*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄02
封面图说:难得的湿地乔木———池杉池杉为落叶乔木,高达 25 米,主干挺直,树冠尖塔。 树干基部膨大,常有屈 膝状吐吸根,池
杉为速生树,强阳性,耐寒性较强,耐干旱,更极耐水淹,多植于湖泊周围及河流两岸,是能在水里生长的极少数的大
乔木之一,故有湿地乔木之称 。 池杉原产美国弗吉尼亚沼泽地,中国于本世纪初引种到江苏等地,之后大量引种南
方各省,尤其是长江南北 水网地区作为重要造树和园林树种而大量栽种。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 3 期
2012 年 2 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 3
Feb. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
收稿日期:2011鄄05鄄13; 摇 摇 修订日期:2011鄄11鄄15
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: ljyymy@ vip. sina. com
DOI: 10郾 5846 / stxb201105130623
陈博,李志华,何茜,李吉跃,苏艳,张忠友, 刘育贤. 汶川大地震灾后不同滑坡体上柏木体内非结构性碳水化合物的特性. 生态学报,2012,32
(3):999鄄1006.
Chen B, Li Z H, He Q, Li J Y, Su Y, Zhang Z Y, Liu Y X. Studies of non鄄structural carbohydrates of Cupressus funebris in different landslides after
Wenchuan Earthquake. Acta Ecologica Sinica,2012,32(3):999鄄1006.
汶川大地震灾后不同滑坡体上柏木体内
非结构性碳水化合物的特性
陈摇 博1,李志华1,何摇 茜1,李吉跃1,*,苏摇 艳1,张忠友2, 刘育贤2
(1. 华南农业大学林学院,广州摇 510642;2. 绵阳市林业科技推广站,621000)
摘要:“5. 12冶汶川大地震不仅直接摧毁森林 17. 3 万 hm2,还通过对土壤和林内生境的剧烈改变对现存森林造成潜在威胁。 以
地震重灾区北川的主要分布树种柏木为研究对象,在 2009 年 6 月初(夏初)和 10 月初(秋季)两个时期,对不同类型柏木林的
叶、枝、根可溶性糖和淀粉含量进行测定分析,旨在认识震后初期柏木对逆境胁迫的生理响应,为研究大地震对植物体内碳水化
合物的影响和对逆境的适应性提供科学依据。 结果表明:地震对柏木体内碳水化合物的含量有较大影响,总体表现为严重滑坡
类型具有较高的可溶性糖含量,较低的根系淀粉含量。 夏初严重滑坡类型柏木叶、枝、根可溶性糖含量分别为(11. 44 依
1郾 08)% 、(4. 64依0郾 42)% 、(5. 48依0郾 51)% 。 就不同器官而言,可溶性糖含量叶>根>枝,淀粉含量叶>枝>根;夏初碳水化合物含
量均高于秋季,且仅叶片可溶性糖和淀粉含量在不同季节存在显著性差异(P<0郾 05),说明柏木叶片对地震反应最为敏感。 地
震带来的灾害如山体滑坡等对植物的生理活动产生巨大影响, 不利于林木生长。
关键词:柏木; 汶川大地震; 可溶性糖;淀粉
Studies of non鄄structural carbohydrates of Cupressus funebris in cifferent
landslides after Wenchuan Earthquake
CHEN Bo1, LI Zhihua1, HE Qian1, LI Jiyue1,*, SU Yan1, ZHANG Zhongyou2, LIU Yuxian2
1 College of Forestry, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China
2 Science and Technology Promotion Station of Forestry, Mianyang 621000, China
Abstract: 2008 Wenchuan “5. 12冶 destructive earthquake, not only directly destroy forest 17. 3 million hm2, but also
bring potential threat to existing forest by changing soil and firewood habitat within. Major species Cupressus funebris was
selected in this study, which was in the Beichuan and its surrounding areas in the earthquake disaster areas. In three
states: severe landslides, landslides and non-landslides, soluble sugar and starch contents were measured in early June
2009 (early summer) and early in October ( autumn). It aims to explore the responses of carbohydrates of Cupressus
funebris to Wenchuan earthquake in the earthquake zone, in order to provide theoretical basis and practical guidance for
studying the impact of carbohydrates and adaption to stress after the earthquake. The results show that: earthquake has a
greater influence on contents of carbohydrates of Cupressus funebris; the severe landslides have higher soluble sugar
contents, and low starch contents in the roots; The soluble sugar contents in leaves, branches and roots of severe landslides
in early summer are (11. 44依1. 08)% 、(4. 64依0郾 42)% 、(5. 48依0郾 51)% respectively. To different organs, the soluble
sugar contents showed leaves>roots>branches and leaf starch contents>branch>root; carbohydrate content in early summer
were higher than in autumn. Only soluble sugar and starch contents in different seasons showed significant differences(P<
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0郾 05), indicating that leaves of Cupressus funebris are more sensitive to earthquakes. That indicated earthquake caused
disaster such as landslides and collapses have great effects on physiological activities of plants and did not conducive to tree
growth.
Key Words: Cupressus funebris; wenchuan earthquake; soluble sugar; starch
“5. 12冶汶川大地震不仅造成了巨大的人员伤亡和惨重的经济损失,而且对当地的生态环境产生了严重
破坏和影响。 直接摧毁四川北部森林 17. 3伊104 hm2,损失蓄积 1030郾 4伊104m3,森林严重受损面积达 32. 1伊104
hm2,林窗增加 57946 个[1],树木倒塌,林冠残破,根系外露,林内生境发生强烈变化[2]。 土壤流失、土壤层蓄
水能力下降、流域水体泥沙含量增加等[1,3鄄4]。 除了直接造成大面积森林受损崩塌外,地震也对森林存在潜在
的长期影响,即通过对土壤环境的剧烈改变,破坏了林木根系的正常生长、生理代谢[5鄄6],造成森林生长衰退、
逐渐死亡[6]。
大地震发生后,与森林生态系统的相关研究报告频频出现。 张文等用 CBERS 技术对汶川地震区森林资
源损失进行了快速评估[1];田佳等研究了微立地因子植被恢复法在汶川地震植被重建中的应用,即将损毁植
被的坡面进行微立地因子类型划分,针对不同立地条件选择适宜植被恢复技术[7];许章华等利用 RS 和 GIS
技术对地震灾区进行规划和植被恢复行之有效[8];张毅等利用 ArcGIS 技术对汶川地震典型代表区域土壤微
生物分布状况进行了调查分析[9];潘静娴等研究了地震对植被的影响程度和类型,从生态系统的破坏和退化
的角度出发,探讨了不同生态系统重建中植被恢复的技术及做法[10]。 然而,这些研究大多是从地理信息系统
的角度出发,较为宏观地对地震后的森林植被进行评估,较少对受到地震影响区域内的森林植被进行实地调
查。 由于取样及研究手段的限制,对震后林木生理生态的研究基本处于空白。 因此,探求这次地震对森林生
长、植物体内非结构性碳水化合物含量等的影响程度,阐明地震对森林潜在危害及植被恢复机理,是一项重要
而紧迫的任务,值得深入研究。
植物在生长过程中,经常受到复杂多变的逆境胁迫(如干旱、高温、低温、盐渍等),在这种环境下,细胞会
主动形成一些渗透调节物质以提高溶质浓度,降低水势,从而维持自身正常生长代谢的需求。 可溶性糖和淀
粉是参与植物生命代谢的重要物质,它们不但能作为植物体内碳素营养状况的重要指标,其含量的变化也是
植物对逆境胁迫的一种适应性反应。 很多研究表明,水分胁迫条件下,可溶性糖含量的增加可以降低植物体
内的渗透势,以利于植物体在干旱逆境中维持体内正常的所需水分,提高植物的抗逆适应性[11鄄16]。 还有很多
研究认为可溶性糖含量与耐寒植物的抗寒性呈正相关[17鄄21]。
地震对土壤环境破坏的程度与地质结构、地貌、土壤类型、气候条件和与震中距离有密切关系,呈现多样
性和衰变性,体现在林木作出响应的多样性和渐变性,为认识汶川大地震对森林危害程度、范围和死亡原因提
供了可能性。 结合非结构型碳对逆境响应的研究成果,提出假设:震后林木体内非结构性碳(淀粉、糖等)更
多地用于植物体调节渗透势,加强自身的生理代谢能力,其含量变化对地震干扰强度呈正相关关系。 柏木
(Cupressus funebris Endl. )是西南山区的主要分布树种,因此论文拟选择重灾区的柏木林进行观测网群布设,
分雨季前后两个时期定期对标记树木的叶、枝、根可溶性糖和淀粉含量进行测定分析,旨在认识震后初期柏木
对逆境胁迫的生理响应,为研究大地震对植物体内非结构性碳水化合物的影响和对逆境的适应性提供科学
依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 试验地概况
本项研究选择以主断裂段受地震干扰程度大的北川地区为研究区。 在踏查的基础上,共布设 20 m 伊20
m的调查样地 8 个,各样地的造林密度为 4444 株 / hm2,林龄 23—27 a(均为人工林);母岩成分主要为灰岩,滑
坡体主要成分为碎块石土夹少量粉质粘土层;林下植被主要以菝葜、弓果黍、黑面神、三角针等为主。 样地基
0001 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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本情况概述如表 1。
表 1摇 标准地基本情况统计表
Table 1摇 The site and stand characteristics of the surveyed plots
地点
Location
编号
Number
经度
Longitude
纬度
Latitude
坡向
Aspect
坡度
Slope
坡位
Slope
position
郁闭度
Canopy
density
平均胸径
Average
DBH / cm
平均高
Average
height / m
北川石岩村 SY鄄3 E104. 42636毅 N31. 77617毅 北偏东 2毅 30 下坡 0郾 4 5. 55 5. 12
北川石岩村 SY鄄5 E104. 42589毅 N31. 77483毅 北偏东 20毅 13. 5 中坡 0郾 6 9. 15 7. 70
北川石岩村 SY鄄6 E104. 42603毅 N31. 77461毅 北偏东 40毅 25 中坡 0郾 6 6. 98 6. 20
北川石岩村 SY鄄4 E104. 42333毅 N31. 77775毅 北偏东 50毅 43 中坡 0郾 5 4. 89 4. 82
北川石岩村 SY鄄7 E104. 42119毅 N31. 77514毅 北偏西 10毅 40 中坡 0郾 7 6. 98 5. 56
北川石岩村 SY鄄8 E104. 42022毅 N31. 77686毅 北偏东 50毅 33 中坡 0郾 7 8. 66 9. 00
北川景家村 BC鄄5 E104. 45058毅 N31. 81694毅 南偏东 45毅 29. 5 中坡 0郾 6 7. 96 8. 22
北川景家村 BC鄄6 E104. 45169毅 N31. 81794毅 南偏东 60毅 30 中坡 0郾 6 8. 22 7. 44
根据受地震影响程度的不同,以及柏木自身的生物学特性和遭受地震损害的具体情况,将样地分为严重
滑坡、滑坡、未滑坡 3 种类型,具体如下:
严重滑坡类型(A)摇 林木倒伏率>15% ,树体严重倾斜,贴地或翻蔸,林木根系部分或全部裸露;死亡率>
15% ;土石体整体位移并伴有剧烈搅动,土壤石砾含量>30% ,为砾石土。
滑坡类型(B)摇 林木倒伏率 10%—15% ,树体倾斜,林木根系少部分外露;死亡率 5%—15% ;土石体整
体滑动,受搅动小,土壤石砾含量 10%—30% ,为多砾质土。
未滑坡类型(C)摇 林木倒伏<10% ,树体梢歪或者不倾斜,林木根系基本不外露;死亡率<5% ;土石体无
位移,土壤石砾含量<10% ,为中砾质土。
由于震区内生态环境的复杂多样性,给野外踏查选点工作带来了许多不便之处,为使各样地基本情况一
致或者较为接近,经过仔细筛选,选定了严重滑坡样地 1 个,滑坡样地 2 个,未滑坡样地 5 个(表 2)。 各类型
土壤含水量的变化见表 3。
表 2摇 标准地滑坡类型统计表
Table 2摇 Landslide types of the surveyed plots
样地名称
Plots
滑坡类型
Landslide types
林木倒伏率 / %
Lodging rate of forest
林木死亡率 / %
Death rate of forest
土壤石砾含量 / %
Soil gravel content
SY鄄3 严重滑坡 A 21. 74 17. 39 75. 40
SY鄄5 滑坡 B 11. 59 11. 59 27. 60
SY鄄6 滑坡 B 13. 10 11. 90 22. 40
SY鄄4 未滑坡 C 0郾 00 2. 22 9. 80
SY鄄7 未滑坡 C 8. 00 4. 00 9. 20
SY鄄8 未滑坡 C 3. 85 0郾 00 8. 20
BC鄄5 未滑坡 C 5. 88 2. 35 2. 40
BC鄄6 未滑坡 C 3. 08 1. 54 5. 00
表 3摇 不同地震类型不同土层土壤自然含水量的变化
Table 3摇 Changes of soil natural water content in different soil layers of different regions
项目
Item
类型
Types
2009 年 6 月 June 2009
0—10cm 10—20cm 20—40cm
2009 年 10 月 October 2009
0—10cm 10—20cm 20—40cm
土壤自然 严重滑坡 A 12. 73 12. 96 12. 70 16. 87 15. 59 10郾 96
含水量 / % 滑坡 B 18. 89 22. 17 25. 01 24. 89 28. 26 27. 97
Soil natural moisture 未滑坡 C 18. 51 19. 47 20郾 61 30郾 99 29. 22 30郾 39
1001摇 3 期 摇 摇 摇 陈博摇 等:汶川大地震灾后不同滑坡体上柏木体内非结构性碳水化合物的特性 摇
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1. 2摇 试验材料和方法
2009 年 5 月,对各样地内的所有林木进行每木检尺和标记,根据树高曲线和计算出的平均胸径选择标准
木 5 株。 于 2009 年 6 月(夏初)和 10(秋季)两个时间段,对处于地震断裂带上的滑坡及未滑坡样地的柏木的
根、枝、叶进行取样。
每个样地选出 5 株标准木进行叶片和枝条的样品采集,枝叶取样选择标准木南面树冠中部一年生枝条及
功能叶;根系样品则选取 3 株标准木,从直径 5mm以下的位置挖到根尖,每株树取 2 条根系样品。 将采集的
样品装入自封袋放进冰箱保存。 经 105益杀青 1 / 2 h,然后在 70益烘至恒重(约 48—72 h),粉碎过 80 目筛
备用。
可溶性糖用沸水浴提取,蒽酮比色法测定;提取可溶性糖后的残渣,高氯酸法提取淀粉,蒽酮比色法测定
淀粉含量[22]。
1. 3摇 数据处理
用 SAS 9. 0 对数据进行了 ANOVA方差分析和 DUNCAN多重比较,其余用 excel对数据进行了分析整理。
2摇 结果与分析
可溶
性糖
含量
Solu
ble s
ugar
conte
nt/%
叶 Leaf 枝 Branch 根 Root
图 1摇 不同滑坡类型柏木可溶性糖含量
摇 Fig. 1摇 Soluble sugar contents of Cupressus funebris in different
regions摇
2. 1摇 不同类型柏木叶、枝、根中可溶性糖含量动态变化
作为植物渗透调节物质的可溶性糖,一直被认为是
植物应对逆境胁迫的重要生理指标。 它的增加可以降
低植物体内的渗透势,以利于植物体在逆境中维持正常
的水分需求。 由图 1 可知,夏初(2009 年 6 月)不同类
型柏木叶可溶性糖含量高低表现为严重滑坡(11. 44依
1. 08 )% >滑坡 ( 8. 46 依 0郾 86 )% >未滑坡 ( 7. 66 依
1郾 11)% ,枝可溶性糖含量表现为严重滑坡 (4. 64 依
0郾 42)% > 滑坡 ( 4. 01 依 0郾 56 )% > 未滑坡 ( 3. 64 依
0郾 36)% ,根可溶性糖含量表现为严重滑坡 (5. 48 依
0郾 51)% > 滑坡 ( 4. 27 依 0郾 54 )% > 未滑坡 ( 4. 11 依
0郾 13)% ,这表明,随着滑坡程度(受损程度)的增加,柏
木不同器官内可溶性糖含量相应增加。 方差分析的结
果表明(表 4),3 个类型中的叶可溶性糖含量存在极显著性差异(P<0郾 01),枝、根中的可溶性糖含量差异不
显著。 其中以严重滑坡类型的可溶性糖含量最高,其次是滑坡样地,未滑坡样地不同器官的可溶性糖含量最
小,分别是严重滑坡类型的 66. 98% ,78. 45% ,75. 01% 。 结合表 3 的样地 6 月份土壤含水量数据可知,严重滑
坡所引起的土壤干旱情况明显高于滑坡和未滑坡样地,由此可见,柏木正通过增加可溶性糖含量来抵抗地震
所引起的恶劣环境。 不同器官可溶性糖含量高低表现为:叶>根>枝。
表 4摇 方差分析和多重比较表(可溶性糖)
Table 4摇 Variance analysis and multiple comparison(Soluble sugar)
项目
Item
类型
Types
6 月 June
叶 Leaf 枝 Branch 根 Root
10 月 October
叶 Leaf 枝 Branch 根 Root
可溶性糖含量 A a a a a a a
Soluble sugar B b ab ab b b a
content C b b b b b a
显著性 Sig. P=0郾 0008** P=0郾 1226 P=0郾 0664 P<0郾 0001** P=0郾 0777 P=0郾 6044
摇 摇 不同字母表明不同类型地区的林木可溶性糖含量有差异,*表明在 0郾 05 水平上差异著,**表明在 0郾 01 水平上差异显著
秋季(2009 年 10 月)不同类型柏木可溶性糖含量高低也表现为:严重滑坡>滑坡>未滑坡,严重滑坡样地
的土壤条件仍旧较为干旱(表 3),说明地震持续影响着林木的生长,逆境胁迫依然存在。 方差分析的结果表
2001 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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明,3 个类型中的叶可溶性糖含量存在极显著性差异(P<0郾 01),枝、根可溶性糖含量差异不显著。 严重滑坡
类型叶、枝、根中的可溶性糖含量明显高于其他类型,分别达到 6. 23% ,2. 00% ,2. 34% ,其林地土壤石砾含量
较多,非毛管孔隙大,持水能力较差,受地震的影响最大,因而可溶性糖含量高于其他样地。 柏木不同器官可
溶性糖含量高低表现为:叶>根>枝。
不同类型柏木不同器官可溶性糖含量均呈现夏初>秋季,可溶性糖含量进入秋季几乎下降了一半。 震后
一年随着时间的推移,以受到扰动最大的严重滑坡类型有较高的叶可溶性糖含量,但是枝和根系糖含量的变
化已趋于平缓。
淀粉
含量
Starc
h con
tent/
%
叶 Leaf 枝 Branch 根 Root
图 2摇 不同滑坡类型柏木淀粉含量
摇 Fig. 2 摇 Starch contents of Cupressus funebris in different
regions摇
2. 2摇 不同类型柏木叶、枝、根中淀粉含量动态变化
夏初(2009 年 6 月)不同类型淀粉含量高低表现不
一致(如图 2)。 叶片中淀粉含量以未滑坡类型最高
(3郾 46依0郾 42)% ,分别比严重滑坡和滑坡高 14. 6%和
24郾 0% 。 枝淀粉含量以严重滑坡类型最高 (2. 53 依
0郾 24)% ,滑坡和未滑坡的枝淀粉含量基本相等;根的
淀粉含量大小为未滑坡(2. 41依0郾 13)% >滑坡(2. 28依
0郾 42)% >严重滑坡(2. 09依0郾 18)% 。 不同器官中以叶
淀粉为最高,方差分析结果表明(表 3)仅叶淀粉含量存
在极显著性差异(P<0郾 01),枝、根淀粉含量并不存在显
著性差异。
秋季(2009 年 10 月)不同类型柏木叶、枝淀粉含量
高低表现为:严重滑坡>滑坡>未滑坡,严重滑坡样地的
叶淀粉含量分别比未滑坡和滑坡样地高 20郾 7%和 28. 1% ,严重滑坡枝淀粉含量最高(1. 86依0郾 44)% ,滑坡和
未滑坡枝淀粉含量极为接近。 根中淀粉含量为:未滑坡(0郾 88 依0郾 17)% >滑坡(0郾 79 依0郾 14)% >严重滑坡
(0郾 65依0郾 02)% 。 柏木不同器官可溶性糖含量高低表现为:叶>枝>根。 方差分析结果表明(表 5)仅叶淀粉含
量存在显著性差异(P<0郾 05),枝、根淀粉含量并不存在显著性差异。
表 5摇 方差分析和多重比较表(淀粉)
Table 5摇 Variance analysis and multiple comparison(Starch)
项目
Item
类型
Types
6 月 June
叶 Leaf 枝 Branch 根 Root
10 月 October
叶 Leaf 枝 Branch 根 Root
淀粉含量 A ab a a a a b
Starch content B b a a b a ab
C a a a b a a
显著性 Sig. P=0郾 0005** P=0郾 4814 P=0郾 7470 P=0郾 0248* P=0郾 1888 P=0郾 0689
秋季(2009 年 10 月)柏木不同器官淀粉含量比夏初(2009 年 6 月)均有不同程度的下降,其中以根系淀
粉含量降幅最大,分别下降了 68. 90% ,65. 64% ,63. 68% 。 方差分析的结果表明,雨季前后仅叶淀粉含量存
在显著性差异,枝、根淀粉含量已无明显变化,这也从一定程度上说明柏木根系可能已经开始逐步恢复到正常
的生理活动水平。
3摇 结论与讨论
3. 1摇 地震对柏木可溶性糖含量的影响
通过震后对主断裂带上 3 个滑坡类型柏木林不同器官碳素营养物质动态变化的调查研究得出,夏初
(2009 年 6 月)和秋季(2009 年 10 月)不同类型柏木可溶性糖含量高低均表现为:严重滑坡>滑坡>未滑坡;不
同器官可溶性糖含量高低表现为:叶>根>枝;夏初含量>秋季含量。 大量研究表明,可溶性糖不仅参与着细胞
3001摇 3 期 摇 摇 摇 陈博摇 等:汶川大地震灾后不同滑坡体上柏木体内非结构性碳水化合物的特性 摇
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的渗透调节作用,其含量的变化与逆境条件有着明显的相关性和对应性,在拮抗低温,渗透调节,增强抗病性
等方面发挥着重要的生理作用,是植物适应环境的信号物质[23]。 比如水分胁迫条件下,苹果同化物的积累主
要是可溶性糖[24]。 在土壤干旱胁迫进程中,白桦实生苗叶片可溶性糖含量增加,复水后可溶性糖含量降至趋
于对照水平[25]。 本研究中,随着滑坡程度(受损程度)的增加,柏木不同器官内可溶性糖含量相应增加。 严
重滑坡的样地受到地震扰动最大,林木多为灰绿色,倒伏倾斜现象严重,林地土壤条件较为干旱,而较高的可
溶性糖含量可以降低细胞渗透势,提高植物保水能力,以维持自身正常代谢,增强抗逆性,所以严重滑坡样地
不同器官的糖含量都高于其他类型。
3. 2摇 地震对柏木淀粉含量的影响
夏初(2009 年 6 月)和秋季(2009 年 10 月)不同类型柏木淀粉含量总体上表现为:严重滑坡类型的叶、枝
淀粉含量高于其他两个类型,而根淀粉含量则最低;不同器官淀粉含量高低表现为:叶>枝>根;夏初含量>秋
季含量。 植物生长环境中的温度,水分,光照等都会对淀粉含量的变化产生一定的影响。 淀粉是大多数植物
累积的主要碳水化合物,作为光合作用的产物,叶片内的淀粉频繁地进行着合成和分解。 水分胁迫条件下,导
致两种旱生植物牛心朴子和甘草根、茎、叶淀粉含量的极显著减少[26]。 对荔枝叶片淀粉在水分胁迫下的变化
研究表明,抗旱性强的品种淀粉含童下降的幅度均大于抗旱性弱的品种[13]。 与其他类型相比,严重滑坡类型
的叶、枝淀粉含量较高而根系淀粉含量较低的原因可能是:叶中可溶性糖含量的大幅度增长导致叶淀粉含量
的积累,根系由于受土壤环境剧烈变动的影响,大分子碳水化合物主动水解以提高植物体的抗逆性。
3. 3摇 柏木体内碳水化合物的季节变化
由于生长发育阶段、结构特点以及环境变化等因素的影响,植物体内的碳水化合物含量具有一定的动态
变化特征[27]。 夏季是叶片生长时期,除了光合作用能够形成可溶性糖之外,去年贮藏的碳水化合物淀粉也大
量转化为可溶性糖用于生长,所以叶片可溶性糖含量较高。 而我们采用的根系样品,其主要作用是为植物体
运输营养物质和进行根部新陈代谢,需要维持一定的糖含量来维持正常的生理活动。 枝条中含量最低,主要
是用于营养物质运输。 秋季可溶性糖和淀粉含量的下降原因很有可能是,雨季的出现缓解了由地震引起的土
壤环境的剧烈变化所导致的土壤干旱等一系列环境胁迫。 秋季根系淀粉含量明显下降的原因一方面可能是
随着受损程度的增加,根系淀粉含量降低,淀粉主动水解成可溶性物质来维持柏木的正常代谢需求,另一方面
可能是秋季植物生长进入缓慢期,淀粉鄄糖之间的转化调节植物抵抗低温,因此淀粉鄄温度的关系是否存在季
节性差异需要更进一步研究。
由于地震引起土壤环境的剧烈变化对树木根系生长的影响会改变其整理生长策略[28],引起的土壤变暖
会增加根呼吸[29],人们往往认为地震灾害影响最直接的应该是林木根系。 但在本研究中,雨季前后 3 个类型
中的叶可溶性糖和淀粉含量存在极显著性差异(P<0郾 01),枝、根中的可溶性糖和淀粉含量差异不显著。 这表
明柏木根系在震后可能已经开始逐步恢复到正常的生理活动水平,柏木叶片对地震反应最为敏感,地震对柏
木叶片的影响是长期的。 由于柏木本身具有适应性强、耐干旱的生物学特性,这种结果是否具有普遍性有待
大量试验的验证。
综合来看,汶川大地震在一定程度上对林木体内碳水化合物产生了影响,使得受损严重的样地植物有较
高的可溶性糖含量。 震区内地质和地貌状况、气候和植被类型的多样性及森林受干扰程度的差异性,决定了
大地震对不同区域森林的潜在影响和植被天然恢复能力的异同性和复杂性。 因此,要得知震后植物非结构性
碳水化合物的变化规律和植物对逆境胁迫的生理响应机制,还需要进一步结合林木的水分利用情况和样地的
土壤理化性质来综合深入分析。
致谢: 参加本次地震灾害调查的人员还有华南农业大学的樊顺江硕士、刘佳博士、李荣喜硕士,中国科学院成
都山地灾害与环境研究所的程颂研究员、杨刚、于慧博士,北川县林业局的彭波和熊刚,四川农业大学的王明
勇和张岳同学。 北川县林业局的任继红副局长、何蓉科长给予了大力的支持和帮助,美国俄赫俄州立大学的
张立副教授、广东省林业科学研究院的周平研究员对写作给予帮助,特此致谢。
4001 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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6001 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 3 February,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Behavioural time budgets and diurnal rhythms of the female Tibetan gazelles in the Kekexili National Nature Reserve
LIAN Xinming, LI Xiaoxiao, YAN Peishi, et al (663)
………………
……………………………………………………………………………
The relationship between the temporal鄄spatial distribution of fishing ground of yellowfin tuna (Thunnus albacares) and themocline
characteristics in the tropic Indian Ocean YANG Shenglong, ZHANG Yu, ZHANG Heng, et al (671)…………………………
Characteristics of algous facies of planktonic algae in lake honghu and its response to habitat
LU Bilin, YAN Pingchuan, TIAN Xiaohai, et al (680)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
Tide elevations for four mangrove species along western coast of Guangxi, China LIU Liang, FAN Hangqing, LI Chungan (690)……
Effects of CO2 鄄induced seawater acidification on photosynthesis and calcification in the coralline alga Corallina pilulifera
XU Zhiguang, LI Meizhen, HUO Chuanlin,et al (699)
……………
……………………………………………………………………………
Impacts of coverage and canopy water depth on the spectral characteristics for a submerged plant Cabomba caroliniana
ZOU Weina, YUAN Lin, ZHANG Liquan, et al (706)
………………
……………………………………………………………………………
Prioritizing biodiversity in conservation planning based on C鄄Plan:a case study from northeast China
LUAN Xiaofeng,SUN Gongqi,QU Yi,et al (715)
…………………………………
……………………………………………………………………………………
Effects of urbanization on indigenous plant diversity: a case study of Langfang City, China
PENG Yu, LIU Xuehua, XUE Dayuan, et al (723)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
Using infra鄄red cameras to survey wildlife in Beijing Songshan National Nature Reserve LIU Fang, LI Diqiang, WU Jigui (730)……
Individual tree biomass model by tree origin, site classes and age groups LI Haikui, NING Jinkui (740)……………………………
Population genetics of Niviventer confucianus and its relationships with habitat area in Thousand Island Lake region
LIU Jun, BAO Yixin, ZHANG Xu, et al (758)
…………………
……………………………………………………………………………………
Impacts of climate change on phenological phase of herb in the main grassland in Inner Mongolia
GU RunYuan,ZHOU Weican, BAI Meilan, et al (767)
……………………………………
……………………………………………………………………………
Atmospheric nitrogen deposition in the glacier regions of Northwest China: a case study of Glacier No. 1 at the headwaters of Urumqi
River, Tianshan Mountains WANG Shengjie, ZHANG Mingjun, WANG Feiteng, et al (777)……………………………………
Effects of vegetation type on arthropod functional groups in the aerial habitat of salt marsh TONG Chunfu (786)……………………
The plant community distribution and migration characteristics of heavy metals in tolerance dominant species in lead / zinc mine
areas in Northwestern Guizhou Province XING Dan,LIU Hongyan,YU Pingping,et al (796)……………………………………
Sprouting characteristic in restoration ecosystems of monsoon evergreen broad鄄leaved forest in south鄄central of Yunnan Province
SU Jianrong,LIU Wande,ZHANG Zhijun,et al (805)
……
………………………………………………………………………………
Distribution patterns and changes of aquatic communities in Lashihai Plateau Wetland after impoundment by damming
XIAO Derong, YUAN Hua, TIAN Kun, et al (815)
………………
………………………………………………………………………………
Spatial distribution of root biomass of Pinus massoniana plantation in Three Gorges Reservoir area, China
CHENG Ruimei, WANG Ruili, XIAO Wenfa, et al (823)
……………………………
…………………………………………………………………………
Differences in biomass, litter layer mass and SOC storage changing with tree growth in Larix gmelinii plantations in Northeast
China WANG Hongyan, WANG Wenjie, QIU Ling, et al (833)…………………………………………………………………
Soil carbon sequestration rates and potential in the grazing grasslands of Inner Mongolia
HE Nianpeng, HAN Xingguo, YU Guirui (844)
………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Relationships between litter substrate quality and soil nutrients in different鄄aged Pinus massoniana stands
GE Xiaogai, XIAO Wenfa, ZENG Lixiong, et al (852)
……………………………
……………………………………………………………………………
Compare different effect of arbuscular mycorrhizal colonization on soil structure
PENG Sili, SHEN Hong, ZHANG Yuting, et al (863)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
The infiltration process of clay soil under different initial soil water contents LIU Muxing, NIE Yan, YU Jing (871)…………………
Diurnal variations of the greenhouse gases emission and their optimal observation duration under different tillage systems
TIAN Shenzhong, NING Tangyuan, CHI Shuyun, et al (879)
……………
………………………………………………………………………
Effects of exogenous pb and cu stress on eco鄄physiological characteristics on foxtail millet seedlings of different genotypes
XIAO Zhihua,ZHANG Yixian,ZHANG Xiwen,et al (889)
…………
…………………………………………………………………………
Combined effect of temperature and salinity on the Na+ 鄄K+ 鄄ATPase activity from the gill of GIFT tilapia juveniles (Oreochromis
niloticus) WANG Haizhen, WANG Hui, QIANG Jun, et al (898)………………………………………………………………
Pattern simulation of karst rocky desertification based on cellular automata WANG Xiaoxue, LI Xuyong, WU Xiuqin (907)…………
The role of root border cells in protecting buckwheat root apices from aluminum toxicity and their effect on polysaccharide contents
of root tip cell walls CAI Miaozhen, WANG Ning, WANG Zhiying, et al (915)…………………………………………………
The suitable stand structure and hydrological effects of the cypress protection forests in the central Sichuan hilly region
GONG Gutang, LI Yanqiong, ZHU Zhifang, et al (923)
………………
……………………………………………………………………………
Comprehensive evaluation of agricultural water鄄saving technology based on AHP and Rough Set method
ZHAI Zhifen,WANG Lanying, SUN Minzhang, et al (931)
………………………………
………………………………………………………………………
Analysis of the spatial expansion characteristics of major urban agglomerations in China using DMSP / OLS images
WANG Cuiping, WANG Haowei, LI Chunming, et al (942)
……………………
………………………………………………………………………
Evaluation of non鄄use value of ecotourism resources: a case study in Dalai Lake protected area of China
WANG Pengwei, JIA Jingbo (955)
……………………………
…………………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
Assessment indicators system of forest ecosystem health based on the harmful disturbance
YUAN Fei, ZHANG Xinyao, LIANG Jun (964)
……………………………………………
……………………………………………………………………………………
Role of silicon in regulating plant resistance to insect herbivores HAN Yongqiang, WEI Chunguang, HOU Maolin (974)……………
Scientific Note
Relationships among light conditions, crown structure and branch longevity: a case study in Osmanthus fragrans and Metasequoia
glyptostroboides ZHAN Feng,YANG Dongmei (984)………………………………………………………………………………
Effects of maize straw with Bt gene return to field on growth of wheat seedlings
CHEN Xiaowen, QI Xin, WANG Haiyong, et al (993)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Studies of non鄄structural carbohydrates of Cupressus funebris in cifferent landslides after Wenchuan Earthquake
CHEN Bo, LI Zhihua, HE Qian,et al (999)
………………………
………………………………………………………………………………………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
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法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
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生摇 态摇 学摇 报
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(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 32 卷摇 第 3 期摇 (2012 年 2 月)
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Vol郾 32摇 No郾 3摇 2012
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