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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 24 期摇 摇 2011 年 12 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
柑橘黄龙病株不同部位内生细菌群落结构的多样性 刘摇 波,郑雪芳,孙大光,等 (7325)………………………
小兴安岭红松径向生长对未来气候变化的响应 尹摇 红,王摇 靖,刘洪滨,等 (7343)……………………………
污水地下渗滤系统脱氮效果及动力学过程 李海波,李英华,孙铁珩,等 (7351)…………………………………
基于生态系统服务的海南岛自然保护区体系规划 肖摇 燚,陈圣宾,张摇 路,等 (7357)…………………………
羌塘地区草食性野生动物的生态服务价值评估———以藏羚羊为例 鲁春霞,刘摇 铭,冯摇 跃,等 (7370)………
湖北省潜江市生态系统服务功能价值空间特征 许倍慎,周摇 勇,徐摇 理,等 (7379)……………………………
滇西北纳帕海湿地景观格局变化及其对土壤碳库的影响 李宁云,袁摇 华,田摇 昆,等 (7388)…………………
基于连接性考虑的湿地生态系统保护多预案分析———以黄淮海地区为例
宋晓龙,李晓文,张明祥,等 (7397)
………………………………………
……………………………………………………………………………
青藏高原高寒草甸生态系统碳增汇潜力 韩道瑞,曹广民,郭小伟,等 (7408)……………………………………
影响黄土高原地物光谱反射率的非均匀因子及反照率参数化研究 张摇 杰,张摇 强 (7418)……………………
基于 GIS的下辽河平原地下水生态敏感性评价 孙才志,杨摇 磊,胡冬玲 (7428)………………………………
厦门市土地利用变化下的生态敏感性 黄摇 静,崔胜辉,李方一,等 (7441)………………………………………
我国保护地生态旅游发展现状调查分析 钟林生,王摇 婧 (7450)…………………………………………………
黄腹山鹪莺稳定的配偶关系限制雄性欺骗者 褚福印,唐思贤,潘虎君,等 (7458)………………………………
食物蛋白含量和限食对雌性东方田鼠生理特性的影响 朱俊霞,王摇 勇,张美文,等 (7464)……………………
具有捕食正效应的捕食鄄食饵系统 祁摇 君,苏志勇 (7471)………………………………………………………
桑科中 4 种桑天牛寄主植物的挥发物成分研究 张摇 琳,WANG Baode,许志春 (7479)………………………
栗山天牛成虫羽化与温湿度的关系 杨忠岐,王小艺,王摇 宝, 等 (7486)………………………………………
人工巢箱条件下杂色山雀的巢位选择及其对繁殖成功率的影响 李摇 乐,万冬梅,刘摇 鹤,等 (7492)…………
鸭绿江口湿地鸻鹬类停歇地的生物生态研究 宋摇 伦,杨国军,李摇 爱,等 (7500)………………………………
锡林郭勒草原区气温的时空变化特征 王海梅,李政海,乌摇 兰,等 (7511)………………………………………
UV鄄B辐射胁迫对杨桐幼苗生长及光合生理的影响 兰春剑,江摇 洪,黄梅玲,等 (7516)………………………
小麦和玉米叶片光合鄄蒸腾日变化耦合机理 赵风华,王秋凤,王建林,等 (7526)………………………………
利用稳定氢氧同位素定量区分白刺水分来源的方法比较 巩国丽,陈摇 辉,段德玉 (7533)……………………
2010 年冬季寒冷天气对闽江口 3 种红树植物幼苗的影响 雍石泉,仝摇 川,庄晨辉,等 (7542)………………
人参皂苷与生态因子的相关性 谢彩香,索风梅,贾光林,等 (7551)………………………………………………
芘对黑麦草根系几种低分子量有机分泌物的影响 谢晓梅,廖摇 敏,杨摇 静 (7564)……………………………
盐碱地柠条根围土中黑曲霉的分离鉴定及解磷能力测定 张丽珍,樊晶晶,牛摇 伟,等 (7571)…………………
不同近地表土壤水文条件下雨滴打击对黑土坡面养分流失的影响 安摇 娟,郑粉莉,李桂芳,等 (7579)………
煤电生产系统的能值分析及新指标体系的构建 楼摇 波,徐摇 毅,林振冠 (7591)………………………………
专论与综述
西南亚高山森林植被变化对流域产水量的影响 张远东,刘世荣,顾峰雪 (7601)………………………………
干旱荒漠区斑块状植被空间格局及其防沙效应研究进展 胡广录,赵文智,王摇 岗 (7609)……………………
利用农业生物多样性持续控制有害生物 高摇 东,何霞红,朱书生 (7617)………………………………………
研究简报
洪湖湿地生态系统土壤有机碳及养分含量特征 刘摇 刚,沈守云,闫文德,等 (7625)……………………………
氯氰菊酯和溴氰菊酯对萼花臂尾轮虫生殖的影响 黄摇 林,刘昌利,韦传宝,等 (7632)…………………………
学术信息与动态
SCOPE鄄ZHONGYU 环境论坛(2011)暨环境科学与可持续发展国际会议成功举办 (7639)……………………
《生态学报》3 篇文章入选 2010 年中国百篇最具影响国内学术论文摇 等 ( 玉 )………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*316*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*36*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄12
封面图说: 泥炭藓大多生长在多水、寒冷和贫营养的生境,同时有少数的草本、矮小灌木也生长在其中,但优势植物仍然是泥炭藓
属植物。 泥炭藓植物植株死后逐渐堆积形成泥炭。 经过若干年的生长演变,形成了大片的泥炭藓沼泽。 这种沼泽地
有黑黑的泥炭、绿绿的草甸和亮晶晶的斑块状水面相间相衬,远远看去就像大地铺上了锦绣地毯一样美丽壮观。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 24 期
2011 年 12 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 24
Dec. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家海洋局海洋公益性行业科研专项(200905009鄄2);福建省长乐市科技发展项目;福建省科技厅社会发展重点项目(2010Y0019)
收稿日期:2011鄄07鄄09; 摇 摇 修订日期:2011鄄10鄄31
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: tongch@ fjnu. edu. cn
雍石泉,仝川,庄晨辉, 杨渭平,李旭伟,张林海,黄佳芳. 2010 年冬季寒冷天气对闽江口 3 种红树植物幼苗的影响. 生态学报,2011,31(24):
7542鄄7550.
Yong S Q, Tong C, Zhuang C H, Yang W P, Li X W, Zhang L H, Huang J F. Effects of cold weather on seedlings of three mangrove species planted in the
Min River estuary during the 2010 winter. Acta Ecologica Sinica,2011,31(24):7542鄄7550.
2010 年冬季寒冷天气对闽江口 3 种
红树植物幼苗的影响
雍石泉1,仝摇 川1,*,庄晨辉2, 杨渭平2,李旭伟1,张林海1,黄佳芳1
(1. 湿润亚热带生态鄄地理过程省部共建教育部重点实验室,福建师范大学亚热带湿地研究中心,福建师范大学地理科学学院,福州摇 350007;
2. 闽江河口湿地自然保护区管理处, 长乐摇 350200)
摘要:2010 年 10 月 8 日—2011 年 2 月 26 日, 跟踪监测了闽江河口互花米草治理试验区人工种植的秋茄(Kandelia candel)、无
瓣海桑(Sonneratia apetala)和拉关木(Leguncalaria racemosa)1 年生幼苗叶片相溶性物质含量以及活性氧代谢等生理生化指标。
结果表明:可溶性糖和脯氨酸含量均随气温的逐步降低而增加,秋茄可溶性糖含量最高,拉关木脯氨酸含量最高;整个监测期无
瓣海桑和拉关木幼苗叶片超氧阴离子(O-2)产生速率显著高于秋茄(P<0. 01),而超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)
活性显著低于秋茄(P<0. 01);3 种植物叶片丙二醛(MDA)含量及电解质渗透率均随着气温的降低而增加,其中无瓣海桑和拉
关木 MDA含量及电解质渗透率与日最低气温为显著和极显著的负相关关系。 2010 年冬季持续寒冷天气对闽江河口湿地 1 年
生土著种秋茄幼苗无破坏,对引进种无瓣海桑和拉关木造成了严重的低温胁迫并使幼苗基本全部死亡。
关键词:秋茄;无瓣海桑;拉关木;幼苗;寒冷天气;闽江口
Effects of cold weather on seedlings of three mangrove species planted in the Min
River estuary during the 2010 winter
YONG Shiquan1, TONG Chuan1,*, ZHUANG Chenhui2, YANG Weiping2, LI Xuwei1, ZHANG Linhai1,
HUANG Jiafang1
1 Centre of Wetlands in Subtropical Regions, Key Laboratory of Humid Sub鄄tropical Eco鄄geographical Process of Ministry of Education, Fujian Normal
University, Fuzhou 350007, China
2 Ministry of Wetland Conservation in Min River Estuary, Changle 350200, China
Abstract: As part of a restoration project to establish new communities on estuarine wetland dominated by the invasive
species Spartina alterniflora, we investigated the potential to establish mangrove species after S. alterniflora removal. In
order to achieve good establishment it is essential that the newly planted seedlings can survive their first winter where they
may be susceptible to cold temperatures. To investigate this we carried out a comparative study of the cold tolerance
response of one鄄year old seedlings of three mangrove species planed in salt marsh cleared of S. alterniflora in the Min River
estuary, Southeast China. The species planted included a native species ( Kandelia candel ) and two alien ones,
Leguncalaria racemosa from Mexico and Sonneratia apetala from Bangla Desh. We measured a range of physiological
attributes in the leaves of seedlings of the three species over winter ( early鄄October 2010 to late鄄February 2011), the
measurements included: soluble sugar and free proline concentrations, SOD,POD and CAT activities, O-2 generation rate,
MDA and relative electrical conductivity.
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Over the entire monitoring period, the leaf soluble sugar concentrations of all three mangrove species seedlings
increased, then decreased; K. candel had the greatest concentrations and L. racemosa the least. The rate of O-2 generation
from the leaves of K. candel showed a similar response to the sugar concentrations; S. apetala and L. racemosa on the other
hand exhibited the same initial increase but the high rates were maintained at significantly greater rates than K. candel (P<
0. 01). However, SOD, POD and CAT activities showed the opposite response (P<0. 01), with POD and CAT activities
in the leaves of L. racemosa and S. apetala seedlings declining significantly in late winter. Free proline concentrations of L.
racemosa were higher than that of K. candel and S. apetala; all increased as air temperature reduced.
The contents of MDA and relative electrical conductivity of all three plant species increased as minimum daily air
temperature decreased. L. racemosa and S. apetala seedlings had significant higher level of MDA than K. candel seedlings
(P<0. 01), but there was no obvious difference between L. racemosa and S. apetala seedlings(P>0. 05). The relative
electrical conductivity of K. candel seedlings was significantly lower than that of L. racemosa and S. apetala seedlings(P<
0. 01). K. candel seedlings did not show symptoms characteristic of freezing injury during the winter of 2010 / 11 with
damage / death caused mainly by biotic factors ( ducks and other water fowl) . However, serious damage was detected in
seedlings of both alien species (L. racemosa and S. apetala seedlings), indeed all seedlings of these species died in late
February 2011.
In short, under current climatic conditions the native species K. candel has a competitive advantage in that its
seedlings can persist over winter in the Min River estuary and may be suitable for restoration of salt marsh after Spartina
alterniflora removal. The two alien species, L. racemosa and S. apetala, cannot colonize at the moment because they
cannot survive over winter but may be able to suitable in the Min River estuary if older seedlings were transplanted which
had been acclimatized to the colder condition.
Key Words: Kandelia candel; Sonneratia apetala; Leguncalaria racemosa; seedling; cold weather; Min River estuary
红树林在维护和改善滨海地区生态环境,保护沿海湿地生物多样性等方面具有不可替代的作用[1鄄2]。 红
树植物作为河口湿地治理外来种互花米草入侵的生态工程中的替代植物具有一定的优势。 闽江河口湿地互
花米草综合治理试验示范区 2010 年 8 月底种植了 3 种红树植物:秋茄(Kandelia candel)、无瓣海桑(Sonneratia
apetala)和拉关木(Leguncalaria racemosa)。 大多红树植物对寒潮、霜冻等低温天气敏感,McMillan指出低温严
重影响红树林幼苗在海岸滩涂地的自然定着和存活[3]。 温度是影响红树林分布的重要环境因素,是红树植
物引种的一个重要限制因子。 秋茄作为一种耐寒广布型红树植物[4],是东北亚地区分布最广、纬度最靠北的
一种红树植物,在浙江温州沿海滩涂也能正常越冬[5]。 无瓣海桑和拉关木则是我国近年来分别从孟加拉湾
和墨西哥湾引进的速生红树树种,国内已开展一些无瓣海桑的引种试验,并在海南、广东、广西及福建南部九
龙江口和漳江口引种成功[6鄄9],对于拉关木引种扩植成功的报道仅见海南岛东寨港自然保护区[10]和福建南部
的漳浦县(http: / / www. zptv. com. cn)。 对于地理位置明显偏北的闽江河口,无瓣海桑和拉关木幼苗是否可以
存活? 如遇冬季天气偏冷,其体内一些生理生化指标(细胞膜渗透性、脯氨酸和可溶性糖含量等)如何变化均
未见文献报道。 维持细胞膜系统结构和功能的稳定性是维持和发展植物抗寒力的基础[11鄄12],植物出现冻害
与毒害物质(如氧自由基和过氧化物)在低温下大量积累并引起膜脂过氧化作用增强有关,植物细胞膜脂过
氧化的酶促防御系统中,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)都是重要的抗氧化
保护酶[13]。 在自然低温胁迫下,无瓣海桑和拉关木的超氧阴离子产生速率如何变化? 抗氧化保护酶活性如
何? 更未见报道。
低温寒害是影响植物正常生长的一个自然致灾因素,关于低温胁迫的影响及植物抗寒性研究是生态学和
植物学研究的一个重要领域。 近 100a来,全球飓风、洪水、干旱以及其他极端气象事件发生的频率和强度在
增加[14]。 2008 年冬季,我国南方 19 个省市自治区经历了历史上罕见的持续低温雨雪冰冻天气,陈鹭真等[6]
3457摇 24 期 摇 摇 摇 雍石泉摇 等:2010 年冬季寒冷天气对闽江口 3 种红树植物幼苗的影响 摇
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在本次罕见寒害天气过后对我国南方红树植物受损状况进行了调查,结果是除海口苗圃以外的 4 个调查苗圃
(深圳、湛江高桥、湛江雷州和广西钦州)几乎所有的无瓣海桑幼苗均死亡。 2010 年冬季,我国东南沿海又经
历了自 2008 年低温雨雪冰冻天气之后又一个较为寒冷的冬季,阶段性的低温天气威胁着南方一些省份[15],
期间我们跟踪监测了本地种秋茄及引进种无瓣海桑和拉关木幼苗的若干生理生化指标、超氧阴离子产生速
率、抗氧化保护酶活性的动态变化及幼苗死亡率,以期揭示 3 种红树植物相关生理生化指标和抗寒性指标对
于冬季寒冷天气变化的响应及适应规律,研究成果可为是否可在我国东南沿海纬度偏北部地区的河口湿地引
种无瓣海桑和拉关木提供决策依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 研究区与采样点
鳝鱼滩湿地(119毅34忆12义—119毅40忆40义E、26毅00忆36义—26毅03忆42义N) 位于闽江入海口,是闽江河口区面积最
大的砂泥质洲滩天然湿地。 年均降水日 153 d,年均降水量 1346 mm[16]。 潮汐为典型的半日潮。 2010 年 7 月
初开始在闽江口鳝鱼滩湿地中西部五门闸附近的中潮滩区建设“围堰+刈割+水淹+种植替代植物冶的互花米
草综合治理试验示范区。 示范区土壤为沼泽盐土,土壤含盐量 0. 5%—1% [17],经测定土壤(0—30 cm)有机
碳含量为(1. 93依0. 08)% 。 试验示范区治理前为互花米草生长繁茂的沼泽,经过近 2 个月的“围堰+刈割+水
淹冶治理,2010 年 8 月底,互花米草根部全部死亡。 随后分别种植了 3 种替代红树植物的 1 年生幼苗:本地种
秋茄(Kandelia candel)及外来速生种无瓣海桑(Sonneratia apetala)和拉关木(Leguncalaria racemosa)。 秋茄幼
苗采购于闽江口以北的罗源湾,苗高 40 cm左右,无瓣海桑和拉关木幼苗采购于广东雷州,苗高 80 cm 左右。
3 种红树幼苗种植间距均为 1 m。
图 1摇 试验区 2010 年冬季日平均气温和日最低气温变化
摇 Fig. 1摇 Variations of diurnally average and lowest air
temperature at study site during the 2010 winter
2010 年我国东南沿海 (包括闽江口)经历了自
2008 年罕见持续低温雨雪天气之后又一个寒冷的冬
季,试验示范区气温变化如图 1,进入 12 月 19 日,日最
低气温降至 2 益左右,在之后的近 2 个月中一直延续着
较低的气温。
1. 2摇 植物叶片取样
2010 年 9 月初,秋茄、无瓣海桑和拉关木 3 种红树
植物各随机选取 20 株长势一致的幼苗,用黄色胶带缠
绕茎部作为标记以便跟踪取样。 10 月 8 日 15:00 第 1
次取样,之后每经历 1 次寒潮降温天气过程均在同一时
刻取样,共取样 6 次,分别是 2010 年 10 月 8 日、11 月
27 日、12 月 19 日、2011 年 1 月 5 日、1 月 19 日和 2 月
26 日,无瓣海桑和拉关木 2011 年 2 月 26 日取样时基本
全部死亡,故二者共取样 5 次。 每次取样均取从幼苗顶
端向下数的第 3 对叶,叶片长势一致,5 个重复(前 2 次
4 个重复)。 叶片取下后立刻放入液氮罐中,迅速带回实验室放入-70 益超低温冰箱保存备用。
1. 3摇 抗寒性指标等的测定方法
超氧阴离子(O-2)产生速率按照王爱国[18]等的方法测定;超氧化物歧化酶( SOD) 活性采用氮兰四唑
(NBT)光化还原法[19];过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚法[20];过氧化氢酶(CAT)活性采用过氧化氢还
原法[19];电解质渗透率(用相对电导率表征)用 DDS鄄12A型电导仪测定[19];丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比
妥酸(TBA)显色法[19];可溶性糖含量采用蒽酮法[19];游离脯氨酸采用磺基水杨酸—茚三酮显色法[19]。
各阶段 3 种红树植物幼苗死亡率采用目测法(每次均随机选择 3 行共计 100 株幼苗,植株叶片全部枯萎
判断为死亡)。 试验示范区气温数据读自距试验示范区仅 200 m的自动气象站(LSI鄄LASTEM, Italy)。
4457 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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1. 4摇 数据处理
整个监测期不同红树植物间的差异性检验采用 SPSS16. 0 软件中的重复测量的方差分析(Repeated
measures ANOVA) 进行统计分析;同一红树植物不同取样时刻间差异性检验采用 SPSS16. 0 软件中 One鄄way
ANOVA 中的 LSD检验 (least significant difference test) 进行统计分析;整个监测期各测量指标与温度的相关
性分析采用 SPSS16. 0 中的 Pearson相关性分析。
2摇 结果与分析
图 2摇 2010 年冬季 3 种红树植物幼苗死亡率
摇 Fig. 2 摇 Mortality of the seedlings of three mangrove species
planted during the 2010 winter
2. 1摇 3 种红树植物幼苗越冬生长表现
整个越冬期间,秋茄幼苗死亡率基本保持不变,约
为 10%左右。 据观测,秋茄幼苗死亡的主要是生物因
素(鸭、越冬水鸟啃食)所致,并未表现出冻害症状。 在
2010 年 12 月 19 日取样时,无瓣海桑和拉关木较种植
初期明显长高变粗,高度由 80 cm 左右长到超过 1 m,
基茎由 0. 8 cm 长到 1. 3 cm,有的甚至超过 1. 5 cm,叶
片数几乎翻倍,特别是无瓣海桑从树干中下部生长出较
多的新枝和新叶。 说明进入冬季前无瓣海桑和拉关木
在闽江河口生长良好,这阶段无瓣海桑和拉关木幼苗死
亡率很低。 2011 年 1 月 5 日之后,2 种红树植物生长放
缓,幼苗死亡率急剧上升,叶片冻害症状大面积显现,拉
关木死亡率高于无瓣海桑,到最后 1 次取样时无瓣海桑
和拉关木幼苗几乎全部冻死(图 2)。 拉关木幼苗叶片
冻害症状表现为初期叶片出现褐色斑点,随后斑点扩大
蔓延至整个叶片;无瓣海桑叶片初始受冻伤面积就较
大,表现为慢慢黄化,颜色不断加深。
2. 2摇 3 种红树植物幼苗抗寒性生理响应
2. 2. 1摇 叶片渗透调节性物质含量动态
整个跟踪监测期间,3 种红树中秋茄叶片可溶性糖含量差异极显著(F (2,66) = 14. 86, P<0. 01),其中,
秋茄最高,而无瓣海桑和拉关木无显著性差异。 随着温度降低 3 种红树植物幼苗叶片可溶性糖含量大幅度提
高,11 月 27 日时秋茄、无瓣海桑和拉关木幼苗叶片可溶性糖含量分别比 10 月 8 日时上升了 213. 4% ,
103郾 6% 和 84. 6% ,差异均极显著(P<0. 01);进入 1 月下旬,3 种红树幼苗叶片可溶性糖含量均迅速下降,1
月 19 日时显著低于 1 月 5 日(P<0郾 01)(图 3)。
3 种红树中拉关木幼苗叶片脯氨酸含量最高,秋茄最低(1 月 19 日除外)。 12 月 19 日之前,3 种植物叶片
脯氨酸含量均较低,之后迅速增加,12 月 19 日时拉关木、无瓣海桑和秋茄叶片脯氨酸含量分别较 11 月 27 日
时上升了 140% ,134. 5%和 126. 7% ,变化均极显著(P<0. 01);1 月 5 日—1 月 19 日期间,气温均在一个较低
的范围波动,期间秋茄叶片脯氨酸含量仍平缓地上升,而拉关木和无瓣海桑则下降(图 3)。
2. 2. 2摇 叶片超氧阴离子产生速率及抗氧化酶活性
整个跟踪监测期间,3 种红树中秋茄幼苗叶片超氧阴离子(O-2 )产生速率差异极显著(F (2,66) =
11郾 153, P<0. 01),显著低于其余二者,特别是进入冬季(11 月 27 日后),这种差距更明显,而无瓣海桑和拉贡
木无显著性差异。 在 10 月 8 日—12 月 19 日取样期间,3 种红树幼苗叶片 O-2 产生速率均迅速上升(P<
0郾 01),其中秋茄上升 76郾 3% ,无瓣海桑上升 235. 6% ,拉关木上升 216. 1% ;12 月 19 日以后,无瓣海桑和拉关
木叶片 O-2 产生速率仍维持在一个稳定的高水平,而秋茄叶片 O-2 则逐渐下降(图 4)。 说明秋茄在越冬过程中
逐渐适应了寒冷天气的胁迫,而无瓣海桑和拉关木则对寒冷胁迫敏感且较难适应。
5457摇 24 期 摇 摇 摇 雍石泉摇 等:2010 年冬季寒冷天气对闽江口 3 种红树植物幼苗的影响 摇
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图 3摇 2010 年冬季 3 种红树植物幼苗叶片可溶性糖和脯氨酸含量的动态变化
Fig. 3摇 Variations of the contents of soluble sugar and free praline in leaves of the seedlings of three mangrove species planted during the
2010 winter
整个跟踪监测期间,3 种红树幼苗叶片 SOD活性差异均极显著(F (2,66)= 49. 59, P<0. 01),其中,秋茄
最高,拉关木最低。 10 月 8 日—11 月 27 日取样期间,3 种红树叶片的 SOD活性均变化很小;11 月 27 日之后,
秋茄叶片 SOD活性迅速上升,12 月 19 日时达到最大值,之后缓慢下降,无瓣海桑和拉关木叶片 SOD 活性在
11 月 27 日之后迅速下降,1 月 19 日较 11 月 27 日下降明显(P<0. 01)(图 4)。
越冬期间(11 月 27 日后),3 种红树中秋茄幼苗叶片 POD 活性差异极显著(F (2,54) = 69. 55, P<
0郾 01),其中,秋茄叶片 POD活性最高,而无瓣海桑和拉关木无显著性差异。 11 月 27 日后,秋茄叶片 POD 活
性迅速上升,1 月 5 日达到最大,随后逐渐下降,但 2 月 26 日仍较 10 月 8 日高(P<0. 01);无瓣海桑和拉关木
叶片 POD活性从 11 月 27 日开始下降,到 1 月 5 日几乎降低为零(图 4)。
整个跟踪监测期间,3 种红树幼苗叶片 CAT活性差异均极显著(F (2,66)= 179. 954, P< 0. 01),其中,
秋茄最高,拉关木最低。 秋茄叶片 CAT活性在波动中上升;无瓣海桑叶片 CAT活性在 11 月 27 日时便迅速达
到最大值,之后不断下降,1 月 19 日较 10 月 8 日下降明显(P<0. 01);拉关木叶片 CAT 活性在整个越冬期间
一直处于快速下降过程,1 月 5 日时降至最低值,较 10 月 8 日下降显著(P<0. 01)(图 4)。
2. 2. 3摇 叶片丙二醛含量和电解质渗透率的动态
整个跟踪监测期间,3 种红树中秋茄幼苗叶片 MDA含量差异极显著(F (2,66)= 16. 738, P<0. 01),其
中,秋茄最低,而拉关木与无瓣海桑无显著性差异。 秋茄和拉关木叶片 MDA含量在 12 月 19 日达到最大值,
分别较 10 月 8 日时上升了 75. 1%和 202. 6% ,差异均极显著(P<0. 01);无瓣海桑叶片 MDA含量在 1 月 5 日
达到最大值,较 10 月 8 日时上升了 142. 5% (P<0. 01)(图 5)。
越冬期间(11 月 27 日后),3 种红树中秋茄幼苗叶片电解质渗透率差异极显著(F (2, 54)= 45. 01, P<
0. 01),其中,秋茄最低,拉关木与无瓣海桑差异也达显著水平(P<0. 05)(图 5)。 秋茄叶片电解质渗透率在整
个监测期间变化不大;无瓣海桑和拉关木幼苗叶片电解质渗透率迅速上升,1 月 19 日与 10 月 8 日相比,无瓣
海桑上升 2. 23 倍,拉关木上升 2. 52 倍,差异均极显著(P<0. 01)。 细胞电解质外渗是细胞膜脂过氧化的必然
结果,可见,秋茄细胞受寒冷天气伤害的程度远小于无瓣海桑和拉关木,而无瓣海桑幼苗又稍好于拉关木
幼苗。
2. 2. 4摇 各测定指标与日最低气温的相关性
表1为整个监测期各测定指标数据与测定日最低气温的相关性分析结果,从整个监测期看,作为植物叶
6457 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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图 4摇 2010 年冬季 3 种红树植物幼苗叶片超氧阴离子产生速率和抗氧化酶活性的动态变化
Fig. 4摇 Variations of the O-2 generating rate and the activity of SOD, POD and CAT in the leaves of the seedlings of three mangrove species
planted during the 2010 winter
图 5摇 2010 年冬季 3 种红树植物幼苗叶片丙二醛含量和相对电导率的动态变化
Fig. 5摇 Variations of MDA content and relative electrical conductivity in the leaves of the seedlings of three mangrove species planted
during the 2010 winter
7457摇 24 期 摇 摇 摇 雍石泉摇 等:2010 年冬季寒冷天气对闽江口 3 种红树植物幼苗的影响 摇
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片渗透调节性物质,3 种植物幼苗叶片可溶性糖含量和脯氨酸含量均与温度呈负相关关系,前者相关性不显
著(P>0. 05),后者相关性显著(P<0. 05);3 种植物幼苗叶片 O-2 产生速率均随着温度的下降而增加,其中无
瓣海桑和拉关木幼苗叶片 O-2 产生速率与温度呈显著的负相关关系,二者 O-2 产生速率对于温度降低的响应
更为强烈;作为植物叶片重要的抗氧化保护酶系统,无瓣海桑和拉关木幼苗叶片的 SOD、POD 和 CAT 活性均
随着温度的下降而降低,其中拉关木 3 种酶活性均与温度呈显著或极显著的正相关关系,而秋茄幼苗叶片的
抗氧化保护酶系统活性与温度呈负相关关系,这说明随着气温的降低,秋茄幼苗叶片抗氧化保护酶系统活性
也在不断的增强,以能有效地清除 O-2;作为叶片膜脂过氧化的最终产物,3 种植物幼苗叶片 MDA 含量以及叶
片电解质渗透率均随着温度的降低而增加,特别是无瓣海桑和拉关木分别表现为显著和极显著的负相关关
系,说明持续降低的气温对无瓣海桑和拉关木幼苗的危害十分明显,特别是对拉关木。
表 1摇 各测量指标与日最低气温的相关性分析
Table 1摇 Correlation coefficients between the indicators measured and daily lowest air temperature
可溶性糖含量
Soluble sugar
/ %鲜重
脯氨酸含量
Free proline
/ (mg / g
鲜重)
O-2 产生速率
O-2 generation
/ (滋mol / g
鲜重)
SOD活性
SOD activity
/ (U/ g
鲜重)
POD活性
POD activity
/ (U/ min·g
鲜重)
CAT活性
CAT activity
/ (U/ min·g
鲜重)
丙二醛含量
MDA
/ (nmol鲜重)
相对电导率
relative electrical
conductivity / %
秋茄 K. candel -0. 533 -0. 913* -0. 877 -0. 851 -0. 797 -0. 874 -0. 830 -0. 807
无瓣海桑
S. apetala -0. 257 -0. 933
* -0. 975* 0. 936* 0. 808 0. 599 -0. 912* -0. 958*
拉关木
L. racemosa -0. 476 -0. 912
* -0. 957* 0. 954* 0. 890* 0. 994** -0. 968** -0. 974**
摇 摇 *代表相关性达到 0. 05 显著水平,**代表相关性达到 0. 01 极显著水平
3摇 讨论
无瓣海桑原产于南亚沿海低盐泥质滩涂湿地,拉关木原产于南美,盐生态幅极广(0—50),两者均最早成
功引入我国海南东寨港。 表 2 为我国成功引种无瓣海桑和拉关木的地点与闽江河口种植点的气候及其他环
境因子的比较,由表 2 可知,闽江河口土壤、海水盐度等环境因子均适合两者生长,1 月份平均气温和极端低
温均低于其他已成功引种的地区,可见,低温是引种能否成功的关键因子。 2010 年冬季闽江河口区最低气温
虽然没有降至零下,但是,持续近 2 个月的 2—7益的寒冷天气也造成无瓣海桑和拉关木大面积死亡。
表 2摇 无瓣海桑和拉关木引种地的气候和环境因子的比较[8,17,21]
Table 2摇 Comparison on climate and environmental conditions among S. apetala and L. racemosa planted sites[8,17,21]
地点
Location
气候带
Climate zone
纬度
Latitude
/ (毅 N)
年均温度
Mean annual
temperature
/ 益
1 月均温
Mean January
temperature
/ 益
极端低温
Extreme cold
temperature
/ 益
年均雨量
Mean annual
precipitation
/ mm
年均日照数
Mean annual
sunshine time
/ h
盐度
Salinity
土壤
Soil
海南琼山 热带季风气候 19毅56忆 23. 8 17. 2 2. 8 1685 2240 21. 9
红树林盐土
广东深圳 南亚热带季风气候 22毅32忆 22. 0 14. 1 0. 2 1927 2209 <15. 0
红树林盐土
九龙江口 南亚热带季风气候 24毅24忆 21 — -0. 4 1365 — —
红树林盐土
闽江河口
中亚热带
和南亚热
带气候过
渡区
26毅02忆 19. 7 12. 1 -2. 5 1346 1755. 4 17. 5 沼泽盐土
可溶性糖和脯氨酸作为重要的渗透调节物质,可以增加植物细胞的渗透性,维持水的代谢平衡[22],维持
细胞膜系统在逆境中的稳定性[23]。 本研究中 3 种红树植物幼苗叶片渗透调节性物质(可溶性糖和脯氨酸)的
变化规律说明低温胁迫初期其都能通过提高叶片细胞内可溶性物质含量来维持细胞的渗透平衡,但低温环境
8457 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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的持续导致植物叶片严重损伤、细胞结构遭到破坏,光合作用受到抑制,有机物合成受阻,可溶性物质含量越
冬后期有所下降。 可溶性糖也是构成新组织成分和产生能量的原料[24],秋茄可溶性糖含量越冬后期虽有所
下降,但依然高于无瓣海桑和拉关木,加之其生长较慢的特性,可溶性糖可更多地作为能量来源抵御低温的伤
害,反之,无瓣海桑和拉关木叶片可溶性糖含量降低和其速生性不利于其对寒冷天气的有效防御。 脯氨酸一
般被认为是低温下植物细胞重要的保护物质,但针对不同植物也存在不同的看法[25],本研究中拉关木和无瓣
海桑幼苗叶片脯氨酸积累量显著高于秋茄,但其反而未能成功越冬,这表明脯氨酸含量的上升是红树植物在
低温胁迫下的被动表现,而非适应性反应,这与其它相关研究结论一致[24]。 同时也有研究指出超量的脯氨酸
积累会对 N源和能量造成浪费,影响叶片 CO2的固定,减少叶片细胞内有机物的合成量[27],降低植物在低温
逆境中的生长能力。 无瓣海桑和拉关木幼苗叶片在越冬期间大量积累脯氨酸,生长受限,在低温长时间持续
的情况下大面积死亡。 此外,还有研究表明,多醇(松醇、甘露醇等)才是红树植物体内最重要的可溶性物
质[28鄄29],研究低温环境下其含量的变化有助于揭示不同红树植物的低温逆境适应能力。
低温胁迫下植物的光合作用和呼吸作用受到抑制,体内产生大量的活性氧自由基,导致细胞膜脂过氧
化[30]和破坏膜结构[22],同时植物体内也存在抗氧化酶系统,SOD 能歧化 O-2,CAT 可清除 H2O2,POD 也能解
除细胞内的有害自由基。 在本研究的整个跟踪监测期内,无瓣海桑和拉关木幼苗叶片超氧阴离子(O-2 )产生
速率显著高于秋茄,而 SOD和 POD活性显著低于秋茄,这说明越冬后期持续的寒冷天气破坏了无瓣海桑和
拉关木幼苗叶片抗氧化酶系统,降低了抗氧化酶的活性,导致其叶片产生的大量活性氧不能被及时清除。 活
性氧大量积累导致膜脂过氧化产生较多的丙二醛(MDA),细胞膜受到伤害,丧失选择性透过能力,电解质渗
透率增大,细胞内溶质大量外渗,无瓣海桑和拉关木幼苗叶片电解质外渗率快速上升就是其细胞受到伤害的
直接证明。 可见,活性氧代谢失调是无瓣海桑和拉关木未能成功越冬的最主要原因。 越冬后期,秋茄叶片抗
氧化酶活性的增强则有效地抑制了其体内活性氧的大量爆发,维持了活性氧与防御系统间的平衡,叶片细胞
未受到明显伤害并成功越冬。 这也说明 2010 年冬季持续寒冷天气对秋茄并不会造成低温胁迫危害,而对从
热带地区引种的无瓣海桑和拉关木 1 年生幼苗,冬季 2益左右的持续寒冷天气即可造成低温胁迫危害并使幼
苗死亡。
本研究中互花米草综合治理试验示范区无瓣海桑和拉关木 1 年生幼苗种植时间偏后(8 月底才种植)可
能是其幼苗没有成功抵御 2010 年冬季寒冷天气而死亡的原因之一。 无瓣海桑和拉关木是否能在闽江口地区
成功引种定居还需进一步的抗寒锻炼和研究尝试,包括采取提早种植(如 5 月份种植),或者直接种植 2 年生
或 2 年生以上苗木等措施,此外,越冬期间采取相应保护措施(如覆盖塑料薄膜)也可能有助于无瓣海桑和拉
关木幼苗成功越冬。 本研究的初步结论是无瓣海桑和拉关木在我国东南沿海闽江口及其以北地区的滨海河
口湿地引种定居还存在困难,秋茄等乡土红树树种当前仍具有明显的造林优势。
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0557 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 24 December,2011(Semimonthly)
CONTENTS
The community structure of endophytic bacteria in different parts of huanglongbing鄄affected citrus plants
LIU Bo, ZHENG Xuefang,SUN Daguang,et al (7325)
………………………………
……………………………………………………………………………
A research on the response of the radial growth of Pinus koraiensis to future climate change in the XiaoXing忆AnLing
YIN Hong, WANG Jing, LIU Hongbin, et al (7343)
…………………
………………………………………………………………………………
Efficiency and kinetic process of nitrogen removal in a subsurface wastewater infiltration system (SWIS)
LI Haibo, LI Yinghua, SUN Tieheng, et al (7351)
……………………………
…………………………………………………………………………………
Designing nature reserve systems based on ecosystem services in Hainan Island
XIAO Yi, CHEN Shengbin, ZHANG Lu, et al (7357)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Assessing ecological services value of herbivorous wild animals in Changtang grassland: a case study of Tibetan antelope
LU Chunxia, LIU Ming, FENG Yue, et al (7370)
……………
…………………………………………………………………………………
Spatial characteristics analysis of ecological system service value in QianJiang City of Hubei Province
XU Beishen,ZHOU Yong, XU Li,et al (7379)
…………………………………
……………………………………………………………………………………
Landscape pattern change and its influence on soil carbon pool in Napahai wetland of Northwestern Yunnan
LI Ningyun, YUAN Hua, TIAN Kun, et al (7388)
…………………………
…………………………………………………………………………………
Multi鄄scenarios analysis for wetlands ecosystem conservation based on connectivity: a case study on HuangHuaiHai Region, China
SONG Xiaolong, LI Xiaowen, ZHANG Mingxiang, et al (7397)
…
……………………………………………………………………
The potential of carbon sink in alpine meadow ecosystem on the Qinghai鄄Tibetan Plateau
HAN Daorui, CAO Guangmin,GUO Xiaowei, et al (7408)
………………………………………………
…………………………………………………………………………
The relations of spectrum reflectance with inhomogeneous factors and albedo parameterization ZHANG Jie, ZHANG Qiang (7418)…
Groundwater ecological sensitivity assessment in the lower Liaohe River Plain based on GIS technique
SUN Caizhi,YANG Lei,HU Dongling (7428)
………………………………
………………………………………………………………………………………
Ecological sensitivity of Xiamen City to land use changes HUANG Jing, CUI Shenghui, LI Fangyi, et al (7441)……………………
Investigation and analysis on situation of ecotourism development in protected areas of China
ZHONG Linsheng,WANG Jing (7450)
…………………………………………
………………………………………………………………………………………………
Handicapping male鄄cheaters by stable mate relationship in yellow鄄bellied prinia, Prinia flaviventris
CHU Fuyin,TANG Sixian, PAN Hujun,et al (7458)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of dietary protein content and food restriction on the physiological characteristics of female Microtus fortis
ZHU Junxia, WANG Yong,ZHANG Meiwen,et al (7464)
……………………
…………………………………………………………………………
Predator鄄prey system with positive effect for prey QI Jun,SU Zhiyong (7471)…………………………………………………………
Volatile constituents of four moraceous host plants of Apriona germari ZHANG Lin, WANG Baode, XU Zhichun (7479)……………
Relationship between adult emergence of Massicus raddei (Coleoptera: Cerambycidae) and temperature and relative humidity
YANG Zhongqi, WANG Xiaoyi,WANG Bao, et al (7486)
………
…………………………………………………………………………
Nest site selection and reproductive success of Parus varius in man鄄made nest boxes
LI Le, WAN Dongmei, LIU He, et al (7492)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………………
A study on bio鄄ecology of the stopover site of waders within China忆s Yalu River estuary wetlands
SONG Lun,YANG Guojun, LI Ai, et al (7500)
……………………………………
……………………………………………………………………………………
The spatial鄄temporal change variations of temperature in Xilinguole steppe zone
WANG Haimei, LI Zhenghai,WU Lan, et al (7511)
………………………………………………………
………………………………………………………………………………
The growth and photosynthetic responses of Cleyera japonica Thunb. seedlings to UV鄄B radiation stress
LAN Chunjian, JIANG Hong, HUANG Meiling,et al (7516)
………………………………
………………………………………………………………………
Photosynthesis鄄transpiration coupling mechanism of wheat and maize during daily variation
ZHAO Fenghua, WANG Qiufeng, WANG Jianlin, et al (7526)
……………………………………………
……………………………………………………………………
Comparison of the methods using stable hydrogen and oxygen isotope to distinguish the water source of Nitraria Tangutorum
GONG Guoli,CHEN Hui,DUAN Deyu (7533)
…………
………………………………………………………………………………………
Effects of cold weather on seedlings of three mangrove species planted in the Min River estuary during the 2010 winter
YONG Shiquan, TONG Chuan, ZHUANG Chenhui, et al (7542)
……………
…………………………………………………………………
Correlation between ecological factors and ginsenosides XIE Caixiang,SUO Fengmei,JIA Guanglin,et al (7551)……………………
Effects of pyrene on low molecule weight organic compounds in the root exudates of ryegrass (Lolium perenne L. )
XIE Xiaomei, LIAO Min, YANG Jing (7564)
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Isolation of phosphate solubilizing fungus (Aspergillus niger) from Caragana rhizosphere and its potential for phosphate solubili鄄
zation ZHANG Lizhen, FAN Jingjing, NIU Wei, et al (7571)……………………………………………………………………
Effect of raindrop impact on nutrient losses under different near 鄄surface soil hydraulic conditions on black soil slope
AN Juan, ZHENG Fenli, LI Guifang,et al (7579)
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Emergy analysis of coal鄄fired power generation system and construction of new emergy indices
LOU Bo,XU Yi,LIN Zhenguan (7591)
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Review and Monograph
The impact of forest vegetation change on water yield in the subalpine region of southwestern China
ZHANG Yuandong, LIU Shirong, et al (7601)
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Reviews on spatial pattern and sand鄄binding effect of patch vegetation in arid desert area
HU Guanglu, ZHAO Wenzhi,WANG Gang (7609)
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Sustainable management on pests by agro鄄biodiversity GAO Dong, HE Xiahong, ZHU Shusheng (7617)……………………………
Scientific Note
Characteristics of organic carbon and nutrient content in five soil types in Honghu wetland ecosystems
LIU Gang,SHEN Shouyun,YAN Wende,et al (7625)
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Effects of cypermethrin and deltamethrin on reproduction of Brachionus calyciflorus
HUANG Lin, LIU Changli, WEI Chuanbao, et al (7632)
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《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
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
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。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
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生摇 态摇 学摇 报
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第 31 卷摇 第 24 期摇 (2011 年 12 月)
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