金鹰
- 作品数：11 被引量：165H指数：8
- 供职机构：东北林业大学更多>>
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- 相关领域：农业科学生物学更多>>
- 木本植物木质部栓塞修复机制:研究进展与问题被引量：20
- 2016年
- 维持木本植物体内长距离的水分运输对于植物生存、生长和发育非常重要,但因水分在木质部张力状态下处于亚稳定状态而易发生空穴化和栓塞,导致水力导度降低、生产力下降、甚至植物死亡。面对水分胁迫诱导的空穴化,植物可通过形成抵抗空穴化的解剖结构降低栓塞发生频率,或(和)通过活跃的代谢修复栓塞,其中对木质部栓塞及其修复的发生频率、条件、机制等的认识仍有很大分歧。为此,该文首先综述了木质部栓塞修复过程及时间动态、木质部栓塞形成及修复的发生频率。然后,总结了木质部导管"新的再充水"栓塞修复过程中的4种主要假说:(1)渗透调节假说;(2)反渗透调节假说;(3)韧皮部驱动再充水假说;(4)韧皮部卸载假说。在此基础上,比较了针叶树种和木本被子植物木质部栓塞形成与修复的差异,并分析了木质部栓塞阻力与修复能力之间的权衡关系。最后,提出了木本植物木质部栓塞与修复研究的4个优先研究问题:(1)改进木质部栓塞测定技术;(2)验证"新的再充水"栓塞修复机制假说及引发木质部再充水的信号;(3)阐明木质部栓塞与修复特性的树种间差异及其可能的权衡关系;(4)加强碳代谢和水通道蛋白表达与木质部栓塞及其修复关系的生理生化研究。
- 金鹰王传宽周正虎
- 关键词：木质部栓塞
- 植物叶片水力与经济性状权衡关系的研究进展被引量：43
- 2015年
- 叶片既是植物光合产物形成的主要场所,又是整株植物的水力瓶颈、应对灾难性水力失调的安全阀门,是植物碳水耦合权衡的重要器官。叶经济型谱反映了叶片经济性状"投资-收益"的权衡,为验证植物进化过程中形成的物种对策提供了适用的理论框架。叶片水力性状变化会影响叶片经济性状及植物存活和生长。因此,探索植物叶片水力与经济性状的权衡关系,对建立植物碳-水耦合模型、揭示植物水-碳投资机理、扩展植物性状型谱等均有重要意义。该文首先综述了叶片水力性状、经济性状及两者之间的权衡关系,分析了叶片导水率与水力脆弱性、失膨点水势、水容、安全阈值等水力性状以及与叶片的形态、结构和气体交换功能性状之间的关系。然后,从叶片形态、解剖和叶脉网络结构以及气孔功能方面探讨了叶片水力性状与经济性状的调节机制。最后,提出今后应加强三方面的研究:(1)探索建立植物根-茎-叶水力输导系统的碳-氮-水资源的整株经济型谱,以揭示植物功能结构耦合、高效固碳用水的生理生态学机制;(2)探索叶片水力安全、水力效率和固碳效率之间的普适性权衡关系,以深入理解抗旱植物叶片构建的生物物理结构与生理代谢的关系;(3)探索个体水平碳水代谢关系、水分运输与生长速率的耦合,为代谢推演理论和植物群落尺度预测提供基础。
- 金鹰王传宽
- 关键词：气孔调节
- 木本植物水力系统对干旱胁迫的响应机制被引量：10
- 2021年
- 干旱导致树木死亡对生态系统功能和碳平衡有重大影响。植物水分运输系统失调是引发树木死亡的主要机制。然而,树木对干旱胁迫响应的多维性和复杂性,使人们对植物水分运输系统在极端干旱条件下的响应以及植物死亡机理的认识还不清楚。该文首先评述衡量植物抗旱性的指标,着重介绍可以综合评价植物干旱抗性特征的新参数——气孔安全阈值(SSM)。SSM越高,表明气孔和水力性状之间的协调性越强,木质部栓塞的可能性越低,水力策略越保守。然后,阐述木本植物应对干旱胁迫的一般响应过程。之后,分别综述植物不同器官(叶、茎和根)对干旱胁迫的响应机制。植物达到死亡临界阈值的概率和时间,取决于相关生理和形态学特征的相互作用。最后,介绍木本植物水力恢复机制,并提出3个亟待开展的研究问题:(1)改进叶片水分运输(木质部和木质部外水力导度)的测量方法,量化4种不同途径的叶肉水分运输的相对贡献;(2)量化叶片表皮通透性变化,以便更好地理解植物水分利用策略;(3)深入研究树木水碳耦合机制,将个体结构和生理特征与群落/景观格局和过程相关联,以便更好地评估和监测干旱诱导树木死亡的风险。
- 罗丹丹王传宽金鹰
- 关键词：抗旱性木质部栓塞气孔调节
- 长期氮添加对落叶松和水曲柳人工林土壤碳、氮、磷含量和胞外酶活性的影响被引量：3
- 2022年
- 【目的】氮(N)沉降速率的持续增加影响着森林生态系统的物质循环。本研究旨在探讨长期N添加对两种人工林土壤微生物生物量和胞外酶活性的影响。【方法】基于黑龙江帽儿山森林生态系统国家野外科学观测研究站落叶松(Larix gmelinii)和水曲柳(Fraxinus mandshurica)人工林的长期(16年)N添加[N添加速率为10 g/(m^(2)·a)]试验,测定对照和N添加处理样地土壤的碳(C)、N、磷(P)各组分含量、微生物生物量以及C、N、P循环相关的胞外酶活性。【结果】长期N添加显著增加了两种人工林无机N含量,但降低了两种人工林微生物生物量C、N含量。N添加抑制了水曲柳人工林β-葡萄糖苷酶、过氧化物酶和酚氧化酶活性,但对落叶松人工林的这些C分解酶活性的抑制作用不显著。回归分析进一步发现微生物生物量、β-葡萄糖苷酶、过氧化物酶和酚氧化酶均随着土壤pH的降低而显著降低。几丁质酶活性在落叶松人工林中对N添加呈现负响应,却在水曲柳人工林中对N添加呈现正响应。然而,N添加均未显著改变两种人工林的磷酸酶活性、总有机C,以及酸水解法划分的C组分、全N、全P和有效P含量。【结论】长期N添加主要通过土壤酸化途径改变落叶松和水曲柳人工林土壤微生物生物量和酶活性,而N添加对胞外酶活性的影响因树种而异,这可能与两个树种的不同凋落物质量和菌根类型有关。N添加对土壤微生物和C分解酶活性的抑制作用并没有显著增加土壤C含量和改变C组分,其内在机制需要未来从土壤有机C的形成和稳定性方面进行揭示。
- 赵凯歌周正虎金鹰王传宽
- 关键词：落叶松水曲柳人工林胞外酶
- 三种温带树种树干储存水对蒸腾的贡献被引量：12
- 2011年
- 树干储存水在协调叶片水分和碳平衡、维持树木水分收支平衡中起着重要作用。以无孔材红松(Pinus koraiensis)、散孔材山杨(Populus davidiana)和环孔材蒙古栎(Quercus mongolica)为对象,于2010年8月中旬至9月末(生长季后期)测定其冠基和干基树干液流通量以及树干储存水的日变化过程,量化分析树干储存水对日蒸腾量的贡献及其生物影响因子。结果表明:冠基的液流比干基启动得早,而且两者在一天中存在显著的时滞。树干储存水的日进程总体上可分为:完全释放、以释放为主补充为辅、以补充为主释放为辅、饱和稳定等4个阶段,但每个阶段的持续时间和变化格局随树种而变。红松的树干储存水在一天内表现出两个释放-补充周期,而两种阔叶树种均只经历了一次释放-补充过程。在测定时段内红松、山杨、蒙古栎标准化到平均木(边材体积为0.29 m3)的树干储存水释放量分别为:(3.4±1.5)、(2.4±0.6)和(1.5±0.4)kg.d–1,分别占日蒸腾量的18.9%、17.1%和8.8%。树干储存水释放量与日蒸腾量呈显著的指数函数关系,而与干基的边材面积和树高呈正相关关系。该研究突显了树木大小(树高和边材面积)和材性特征对树干储存水释放量及其对蒸腾量贡献的重要影响。
- 金鹰王传宽桑英
- 关键词：树干液流蒸腾水分利用
- 东北地区大秃顶子山土壤-微生物-胞外酶C:N:P化学计量特征沿海拔梯度的变化被引量：11
- 2019年
- 海拔变化导致温度、水分、植被等条件的改变会显著影响土壤碳(Csoil)、氮(Nsoil)、磷(Psoil)含量及其化学计量特征,土壤微生物如何通过调整自身生物量和胞外酶化学计量特征进行适应仍不明确。为了研究海拔梯度变化对土壤微生物生物量和胞外酶活性的影响,探索土壤-微生物-胞外酶C:N:P化学计量特征间的协变性,该文以黑龙江省雪乡大秃顶子山800、1100、1600和1700 m分布的典型生态系统(针阔混交林、针叶林、岳桦林和草地)为研究对象,测定其Csoil、Nsoil、Psoil含量,微生物生物量C(Cmic)、N(Nmic)、P(Pmic)含量,以及微生物获取C(β-1,4-葡萄糖苷酶,BG),N(几丁质酶,NAG),P(酸性磷酸酶,AP)资源的相关胞外酶活性。结果表明:(1)海拔梯度变化对Csoil和Cmic含量没有显著影响;不同海拔间土壤和微生物生物量N、P含量存在显著差异。(2)BG和NAG活性随着海拔的升高呈现显著降低趋势,表明海拔升高导致的温度降低抑制了微生物的活性。(3)海拔对土壤C:N、微生物C:N:P以及胞外酶C:N:P均具有显著影响。胞外酶C:N:P随着微生物与土壤间C:N:P化学计量不平衡性(土壤C:N:P与微生物C:N:P的比值)的增加而逐渐降低。微生物可以通过调整自身生物量以及胞外酶C:N:P适应土壤化学计量特征的变异,该结果支持了微生物的资源分配理论。
- 殷爽王传宽金鹰周正虎
- 关键词：微生物活性海拔胞外酶
- 植物水分调节对策:等水与非等水行为被引量：27
- 2017年
- 水分是植物存活、生长和分布过程中的必需资源,阐明植物对干旱的应对和调节机制,是植物生理生态学和全球变化生态学的重要研究命题。植物对不同气候与土壤水分条件的长期适应会形成由一整套相关联的性状组成的水分调节策略,其中等水和非等水调节行为是两种典型的水分调节对策。区分并阐明植物的水分调节对策及其机制,不但在干旱地区植物育种、植被修复等实践中有广泛的应用前景,而且可为构建更精确的植被动态模型和预测气候变化情景下植被分布提供科学基础。该文首先阐述了等水和非等水调节行为的定义及3种定量分类方法:(1)基于气孔导度与叶水势的关系;(2)基于气孔导度与水汽压亏缺的关系;(3)基于黎明前叶水势与中午叶水势的关系。之后,从水力和碳经济性状两个方面比较分析了两种水分调节对策植物的种间差异。综合分析植物水分调节机制发现,水力信号与化学信号的相互作用是植物水分调节行为的主控因素。最后提出3个亟待开展研究的问题:(1)针对不同地区开展植物水分关系相关性状的测定,寻求可靠且普适的植物水分调节对策分类方法。(2)探索植物水分调节对策与水力、形态、结构、功能等性状之间的关联性,为改进植被动态模型提供可靠的参数。(3)加深理解不同时空尺度上植物水分调节过程,揭示植物对环境胁迫(尤其是干旱)的响应和适应机制。
- 罗丹丹王传宽金鹰
- 关键词：干旱胁迫木质部栓塞气候变化气孔调节植物性状
- 东北温带森林10种树种叶-茎-根水力和经济性状耦联关系研究
- 探索植物水力与经济性状的协调关系，对建立植物碳-水耦合模型、揭示植物水-碳投资机理、扩展植物性状型谱等均有重要意义。本研究选择了东北温带森林生态系统中不同系统发育类型（被子植物和裸子植物）的10个主要树种[白桦（Betu...
- 金鹰
- 关键词：森林生态系统经济性状发育类型
- 九种不同材性的温带树种叶水力性状及其权衡关系被引量：13
- 2016年
- 不同材性树种的解剖、叶脉分布等结构性状差异会影响树木的水分运输效率和水分利用策略,进而限制树木的生存、生长和分布。然而,材性对叶导水率、水力脆弱性及其潜在的权衡关系的影响尚不清楚。该研究选择东北温带森林中不同材性的9种树种(散孔材:山杨(Populus davidiana)、紫椴(Tilia amurensis)、白桦(Betula platyphylla);环孔材:蒙古栎(Quercus mongolica)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、胡桃楸(Juglans mandshurica);无孔材:红皮云杉(Picea koraiensis)、樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)、红松(Pinus koraiensis),测量其基于叶面积和叶质量的叶导水率(Karea和Kmass)、水力脆弱性(P50)、膨压丧失点水势(TLP)及叶结构性状,以比较不同材性树种叶水力性状的差异,并探索叶水力效率与安全的权衡关系。结果表明:3种材性树种的Karea、Kmass和P50均差异显著(p<0.05)。无孔材树种的Karea和Kmass最低,而散孔材和环孔材树种差异不显著;环孔材树种P50最高,而散孔材和无孔材树种差异不显著。Karea和Kmass均与P50显著负相关(p<0.05),但散孔材、环孔材和无孔材树种的相关关系分别呈线性、幂函数和指数函数关系。这表明叶水力效率与安全之间存在一定的权衡关系,但该关系受树木材性的影响。Kmass与TLP显著负相关(p<0.01),其中散孔材和环孔材树种呈线性负相关,无孔材树种呈负指数函数关系;P50随TLP的增加而增加,这表明树木在面临水分胁迫时,其质外体和共质体抗旱阻力共同协调保护叶片活细胞,防止其水分状况到达临界阈值。Kmass与叶干物质含量、叶密度、比叶重均显著负相关,而P50与之显著正相关(p<0.01,P50与比叶重的关系除外),表明树木叶水力特性的变化受相同叶结构特性驱动,树木增加对水力失调的容忍需要在叶水力系统构建上增加碳投资。
- 金鹰王传宽
- 植物应对干旱胁迫的气孔调节被引量：38
- 2019年
- 气孔是植物控制叶片与大气之间碳、水交换的重要门户,植物的生长和生存都依赖于叶片气孔对碳获取和水散失的调控.因此,气孔调节机理研究与气孔导度模型研发是精确模拟陆地生态系统碳、水循环过程不可或缺的内容.近年来,随着气候变化的加剧,干旱事件愈发频繁,对植物的存活、生长和分布产生深刻影响.为了深入理解植物碳-水耦合机理过程、预测全球变化下植物及群落的动态,开展植物应对干旱胁迫的气孔调节研究尤为重要.本文综述了植物在干旱胁迫条件下气孔调节机制和模型研究进展.首先阐述了植物气孔对干旱胁迫的主动调节与被动调节,讨论了气孔调节的演化过程,包括蕨类和石松类植物的被动水力调节、被子植物的主动调节和裸子植物的双重调节机制,认为裸子植物的气孔调节方式是植物进化过程中介于蕨类、石松类植物和被子植物之间的一种重要过渡类型.然后分析了气孔调节与水力调节的关系,讨论了"植物水势和气孔导度解耦"问题中存在的争议.之后介绍了基于水分利用效率假说和最大碳增益假说所建立的气孔导度优化模型的应用,并指出后者有更强的预测能力和应用前景.最后,为了有效减少植被对气候变化响应预测中的不确定性,提出了2个亟待开展的研究问题:将植物叶片的气孔调节功能研究由个体扩展到生态系统甚至更大尺度,改进陆地生态系统碳水循环机理模型;量化气孔调节的主动水力反馈过程,修正植物气孔功能水力模型.
- 罗丹丹王传宽金鹰
- 关键词：脱落酸水力调节
