沿海防護林短枝木麻黃單寧及其養(yǎng)分保存機制.pdf

1、短枝木麻黃是濱海沙地上重要的防護樹種。本研究以福建東山和惠安沿海防護林短枝木麻黃為對象，解析了短枝木麻黃不同部位單寧的結構，系統(tǒng)探討了兩個群落類型(短枝木麻黃純林和短枝木麻黃厚莢相思混交林)以及不同發(fā)育階段短枝木麻黃養(yǎng)分保存策略的差異；在短枝木麻黃正常和衰敗林中進行凋落小枝分解實驗，闡明凋落小枝分解過程中單寧和養(yǎng)分水平的動態(tài)變化，并運用數學模型擬合凋落小枝的分解規(guī)律，分析了單寧與養(yǎng)分之間的關系。研究結果表明：
　　 (1)運用高

2、效液相色譜(HPLC)和MALDI-TOF質譜技術分析了短枝木麻黃小枝、樹皮和細根單寧的組成成分，結果表明，短枝木麻黃小枝單寧主要由桔酸和鞣花酸組成，而樹皮和細根提取物的組成成分主要由兒茶素、兒茶素衍生物、表兒茶素及表兒茶素衍生物組成；通過MALDI-TOF質譜分析樹皮和細根縮合單寧黃烷-3-醇結構單元組成類型為原天竺葵定、原花青定及原翠雀定，但主要由原花青定構成，樹皮和細根縮合單寧的鏈長分別為DP3到DP13和DP3到DP15。

3、>　　 (2)以短枝木麻黃純林和木麻黃厚莢相思混交林為對象，從單寧和養(yǎng)分內吸收相結合的角度，系統(tǒng)探討純林和混交林之間養(yǎng)分保存策略的差異。成熟小枝的總酚(TP)和縮合單寧(CT)含量在純林和混交林之間的差異均不顯著，兩種林分類型短枝木麻黃成熟小枝可溶性縮合單寧(ECT)和纖維素結合縮合單寧(FBCT)在濕季的含量均低于干季，而蛋白質結合縮合單寧(PBCT)則表現為干季高于濕季；純林中成熟小枝的氮磷含量均顯著高于混交林；在純林和混交林中，

4、成熟小枝的N：P介于16.32±0.42～28.23±0.97之間，均高于16，表現為磷限制；混交林中磷內吸收率高達80％左右，顯著高于純林(50％左右)，表明在磷限制生境中，相對于純林，混交林具有更好的磷保存機制。
　　 (3)探討了不同發(fā)育階段短枝木麻黃營養(yǎng)保存機制的差異。幼齡林(5a)成熟小枝中的TP、ECT、總縮合單寧(TCT)含量及蛋白質結合能力(PPC)顯著高于成熟林(21a)和衰老林(38a)；隨著林分發(fā)育，成熟小

5、枝中N含量顯著升高，成熟小枝中的P含量變化呈現幼齡林≈成熟林>衰老林；成熟小枝中N：P也隨著林分發(fā)育而升高，均大于20，存在磷限制；不同發(fā)育階段短枝木麻黃小枝氮內吸收率均在50％左右，且衰老林顯著低于幼齡林和成熟林，而磷內吸收率均高于70％，成熟林分中(78.08±1.96％)顯著高于幼齡和衰老林，表明短枝木麻黃的養(yǎng)分保存機制隨著林分發(fā)育階段的變化而改變。
　　 (4)從單寧與養(yǎng)分相結合的角度探討細根和成熟小枝功能的差異性。短枝

6、木麻黃成熟小枝的TP含量顯著高于細根，各林齡短枝木麻黃成熟小枝ECT、PBCT和TCT的含量以及PPC均顯著高于細根，而FBCT含量則顯著低于細根；不同林齡短枝木麻黃成熟小枝N含量均顯著高于細根，細根P含量隨著林分發(fā)育而升高，但各林齡和季節(jié)的磷含量均顯著低于成熟小枝。
　　 (5)正常林和衰敗林凋落小枝的分解規(guī)律相似。經過12個月的分解，其殘留率均在40％左右，但衰敗林凋落小枝的年殘留率顯著低于正常林；TP和ECT含量以及PPC

7、在分解前期均下降了85％以上，后趨于平緩，與此相反，FBCT含量隨著分解時間的推移而升高；正常林凋落小枝中氮含量從分解初期的12.09±0.39 mg g-1上升到20.76±0.51mg g-1，磷則從0.20±0.01 mg g-1上升到0.36±0.01 mg g-1，而衰敗林氮從分解初期的11.78±0.18 mg g-1上升到22.32±0.95mg g-1，磷則從0.20±0.01 mg g-1上升到0.63±0.02 mg

8、 g-1。
　　 (6)采用數學模型擬合了短枝木麻黃小枝分解失重率與各基質質量(特別是單寧)之間的關系，得到了最優(yōu)回歸模型，并分析了單寧與養(yǎng)分含量之間的相關關系。正常林和衰敗林凋落小枝分解的半衰期分別為0.78a和0.71a，分解95％的時間分別為3.36a和3.05a；采用修正的Olson指數衰減模型對正常林和衰敗林中凋落小枝分解殘留率和時間進行模擬，正常林和衰敗林中凋落小枝的Olson指數衰減模型R2分別為0.9691和0.

9、9838，均達到顯著水平(P<0.01)，說明該模型能夠較好的預測凋落小枝的分解動態(tài)；通過探討短枝木麻黃凋落小枝分解失重率與各基質質量之間的關系，建立了失重率與單寧和養(yǎng)分之間關系的最優(yōu)回歸模型(正常林：y=-45.9493-1.4574x1+0.1940x3+1.2448x4+0.6609x5，P<0.001；衰敗林：y=-15.1441-1.5551x1-27.2372x2+0.1858x3+0.5761x5+0.5169x7，P<0