北京古樹(大樹)衰弱診斷技術(shù)示范與應(yīng)用研究-研究報(bào)告

1、北京古樹（大樹）衰弱診斷技術(shù)示范與應(yīng)用研究,研究報(bào)告,,,這是一個(gè)基因控制下的程序化衰老的過程,,？NO,一個(gè)科學(xué)幻想： 100年后，人類將會(huì)自己選擇自己的年齡，一種還沒有開發(fā)出來的東西叫做‘抗衰老針’，你可以選擇300年的、600年的或更長的-----------,這個(gè)幻想表達(dá)了人類對(duì)自身生命進(jìn)程進(jìn)行自主控制的渴望！,人類對(duì)草本植物衰老的控制已經(jīng)走的很遠(yuǎn)------蕃茄和香石竹,,,受激素的調(diào)節(jié),乙烯合成酶基因啟動(dòng)

2、,合成乙烯,衰老,,,,,,受激素的調(diào)節(jié),乙烯合成酶基因啟動(dòng),合成乙烯,衰老延遲,,,,,,,,1、怎樣使大樹壽命更長？使其青春永駐？2、大樹的壽命是受什么控制的？3、有沒有大樹抗衰老針？,問題：,,同樣是一個(gè)基因控制下的程序化衰老的過程,匯報(bào)提綱,一、研究工作內(nèi)容（一）內(nèi)源激素水平和葉綠體結(jié)構(gòu)及生理變化與古樹（大樹）健康狀況（二）古土壤微生物與古樹（大樹）健康狀況關(guān)系研究 （三）不同健康狀況大樹水分狀況研究二、課題研究成果

3、與創(chuàng)新點(diǎn),一、研究工作內(nèi)容,（一）內(nèi)源激素水平和葉綠體結(jié)構(gòu)及生理變化與古樹（大樹）健康狀況,（1）材料葉片的采集與保存；（2）對(duì)材料進(jìn)行實(shí)地光合數(shù)據(jù)采集；（3）對(duì)材料做石蠟切片，在光鏡下觀察葉綠體結(jié)構(gòu)；（4）對(duì)材料做超薄切片，在透射電鏡下觀察葉綠體結(jié)構(gòu)；（5）對(duì)采集的材料進(jìn)行THz成像并進(jìn)行透射率分析；（6）提取材料內(nèi)源激素，進(jìn)行定性和定量分析；（7）對(duì)材料葉綠體基因組中的rbcL基因進(jìn)行克隆和序列分析。,試驗(yàn)思路：,油松（

4、Pinus tabulaeformis）以位于北京頤和園內(nèi)樹齡300年以上（A級(jí)古樹）、100年以上（B級(jí)古樹）和幼樹（30年生）的壯樹和衰弱樹為對(duì)象。側(cè)柏（Platycladus orientalis）以北京頤和園內(nèi)樹齡300年以上（A級(jí)古樹）、100年以上（B級(jí)古樹）和幼樹（30年生）的壯樹和衰弱樹為對(duì)象。銀杏(Ginkgo biloba L.)以北京大覺寺（千年古銀杏）、潭柘寺（600年古銀杏）、香山（300年古銀杏）和

5、首都師范大學(xué)校園（50年銀杏幼樹） 為對(duì)象。國槐(Sophora japonica L.)采自北京頤和園（百年古國槐）和首都師范大學(xué)校園（50年國槐幼樹）。,試驗(yàn)材料：,1、研究發(fā)現(xiàn)，不同樹齡的油松和側(cè)柏壯樹的葉綠體超微結(jié)構(gòu)變化不大，但是不同樹齡的壯樹和弱樹之間的差別比較明顯。古樹弱樹的葉綠體內(nèi)充滿淀粉粒。隨季節(jié)變化，銀杏葉綠體中淀粉粒的數(shù)量及體積均呈上升趨勢(shì)，樹齡越大，上升程度越大；國槐葉綠體中淀粉粒數(shù)量及體積也有同樣趨勢(shì)。,試驗(yàn)

6、結(jié)果：,油松A級(jí)壯樹（箭頭所指為葉綠體，體積較小，數(shù)目較多；葉肉細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整,油松A級(jí)弱（箭頭所指為葉綠體，體積較大，數(shù)目較少；葉肉細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞）,油松B級(jí)弱（箭頭所指為葉綠體，體積較大，數(shù)目較少；葉肉細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞,油松B級(jí)壯樹（箭頭所指為葉綠體，體積較小，數(shù)目較多；葉肉細(xì)胞結(jié)構(gòu)較完整）,油松幼樹壯樹（箭頭所指為葉綠體，體積較小，數(shù)目較多；葉肉細(xì)胞結(jié)構(gòu)較完整）,,油松幼樹弱（箭頭所指為葉綠體，體積較大，數(shù)目較少；葉肉細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞）,,,

7、,,千年古銀杏,六百年古銀杏,三百年古銀杏,對(duì)照銀杏,,,百年國槐,對(duì)照國槐,2、古樹葉綠體內(nèi)淀粉粒的數(shù)量及體積均比對(duì)照明顯增加，增加程度與樹齡成正比，古樹的葉綠體基粒片層數(shù)量與清晰度呈下降趨勢(shì)，樹齡越大葉綠體基粒片層數(shù)量越稀疏且片層模糊。,對(duì)照油松葉綠體超微結(jié)構(gòu)（葉綠體呈扁平狀，貼細(xì)胞壁排列，類囊體膜片層豐富，基粒發(fā)達(dá)，未見淀粉粒及嗜鋨顆粒）,油松B級(jí)弱樹葉綠體的超微結(jié)構(gòu)（葉綠體膨脹變圓，疏松排列，含巨大淀粉粒，嗜鋨顆粒明顯增大，基粒

8、稀少，片層很薄逐漸降解，內(nèi)部結(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)單）,油松A級(jí)弱樹葉綠體的超微結(jié)構(gòu)（葉綠體層膜系統(tǒng)崩解，淀粉?；鞠В獗荒づc內(nèi)部結(jié)構(gòu)均被破壞，葉綠體幾乎完全退化）,7月份油松葉綠體超微結(jié)構(gòu)圖,對(duì)照側(cè)柏葉綠體的超微結(jié)構(gòu)（葉綠體呈扁平狀，貼細(xì)胞壁排列，類囊體膜片層豐富，基粒發(fā)達(dá)，未見淀粉粒及嗜鋨顆粒）,側(cè)柏B級(jí)弱樹葉綠體的超微結(jié)構(gòu)（葉綠體膨脹變圓，疏松排列，含巨大淀粉粒，嗜鋨顆粒明顯增大，基粒稀少，片層很薄逐漸降解，內(nèi)部結(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)單）,側(cè)柏A級(jí)弱

9、樹葉綠體的超微結(jié)構(gòu)（葉綠體層膜系統(tǒng)崩解，淀粉粒基本消失，外被膜與內(nèi)部結(jié)構(gòu)均被破壞，葉綠體幾乎完全退化）,7月份側(cè)柏葉綠體超微結(jié)構(gòu)圖,對(duì)照銀杏葉綠體超微結(jié)構(gòu)（gl-基粒片層）,300年古銀杏葉綠體超微結(jié)構(gòu)（gl-基粒片層，sg-淀粉粒）,,7月份銀杏葉綠體超微結(jié)構(gòu)圖,古國槐葉綠體超微結(jié)構(gòu)（gl-基粒片層 ，sg-淀粉粒）,對(duì)照國槐葉綠體超微結(jié)構(gòu)（gl-基粒片層 ，sg-淀粉粒）,,8月份國槐葉綠體超微結(jié)構(gòu)圖,3、葉綠素含量的變化是植物衰弱

10、的重要標(biāo)志。試驗(yàn)結(jié)果表明葉綠素含量和葉綠體結(jié)構(gòu)完整性有直接的關(guān)系，葉綠體結(jié)構(gòu)遭到破壞，其葉綠素含量下降，導(dǎo)致光合作用效率降低。油松和側(cè)柏各樹齡的葉片葉綠素含量均在7月達(dá)到峰值，銀杏和國槐各樹齡的植物葉綠素含量均在8月達(dá)到最高值；對(duì)照樹相同月的葉綠素含量均比古樹高，說明對(duì)照樹的光合作用要強(qiáng)于古樹。,4、熒光動(dòng)力學(xué)參數(shù)揭示出對(duì)照樹的光合速率相對(duì)較高，而古樹的光合速率較低，樹齡越大，光合速率越低；反映了在最適條件下經(jīng)過暗適應(yīng)后的PSII的最大

11、量子產(chǎn)量的Fv/Fm值揭示出古樹明顯受到脅迫，受抑制程度與樹齡成正比。,Fo和Fm分別為暗適應(yīng)樣品的最小和最大熒光，當(dāng)光系統(tǒng)II 的所有反應(yīng)中心均處于開放狀態(tài)時(shí)得到Fo，均處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)得到Fm。Fv/Fm反映了在最適條件下經(jīng)過暗適應(yīng)后的PSII的最大量子產(chǎn)量，實(shí)際表示光合作用系統(tǒng)的潛在最大量子產(chǎn)率。Fv/ Fm 降低常用來判斷植物是否受到了光抑制。,Fo、Fm和Fv/Fm均與同種樹的樹齡成反比，樹齡越大，光合作用的最大量子產(chǎn)率越低，光

12、合作用速率衰減越嚴(yán)重。,Yield值代表光系統(tǒng)II的最大光能轉(zhuǎn)換效率，即最大量子產(chǎn)量。是利用飽和脈沖法進(jìn)行熒光淬滅分析的根本，最常用于野外測(cè)量穩(wěn)態(tài)光照下的量子產(chǎn)量，此時(shí)光系統(tǒng)II的有效量子產(chǎn)量最接近于光合作用的實(shí)際量子產(chǎn)量。,壯弱的差別對(duì)Yield值的影響較大，而生長期（5、7和9月份）、樹齡（A級(jí)古樹、B級(jí)古樹和幼樹）的影響相對(duì)較小。,ETR(electron transport rate)值是PSII的非循環(huán)光合電子傳遞速率，反映實(shí)

13、際光強(qiáng)條件下的表觀電子傳遞速率，代表相對(duì)光合電子傳遞速率，單位μmol（電子）·m-2·s-1。,生長期（5、7、9月份）、樹齡（A級(jí)古樹、B級(jí)古樹、幼樹）對(duì)ETR值的影響不大，但是壯弱之間差別相對(duì)較大。,qP (photochemical quenching)值表示光化學(xué)淬滅系數(shù)，指由光合作用引起的熒光淬滅，是潛在光合能力和實(shí)際光合能力的綜合體現(xiàn)。qP值越大，代表光合系統(tǒng)II的電子傳遞活性越大，qP值與PSII反應(yīng)

14、中心的開放程度成正比。,生長期（5、7、9月份）、樹齡（A級(jí)古樹、B級(jí)古樹、幼樹）對(duì)qP值的影響不大，但是壯弱之間差別相對(duì)較大。,由熱耗散引起的熒光淬滅稱之為非光化學(xué)淬滅（non-photochemical quenching, qN）。qN值能反映植物將過剩能量轉(zhuǎn)為熱能的能力，即光保護(hù)能力。從另一個(gè)角度說，qN值越大，則植物對(duì)強(qiáng)光的利用率越低，其光飽和點(diǎn)越低；反之，如果qN值小，植物對(duì)強(qiáng)光的耐受和適應(yīng)力增強(qiáng)，利用率提高，其光飽和點(diǎn)也增

15、高。,生長期（5、7、9月份）、樹齡（A級(jí)古樹、B級(jí)古樹、幼樹）對(duì)qN值的影響不大，但是壯弱之間差別相對(duì)較大。,5、 通過太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)測(cè)試因的葉片，發(fā)現(xiàn)THz透過率與樹齡成反比，水分蒸發(fā)量也與樹齡成反比，樹齡越大銀杏葉片水分的蒸發(fā)速率越低。,古銀杏葉片THz檢測(cè)示意圖（圖中數(shù)字為取樣點(diǎn)）,時(shí)間（小時(shí)）,信號(hào)強(qiáng)度,信號(hào)傳遞時(shí)間(皮秒),600年古銀杏THz時(shí)域圖,千年古銀杏THz時(shí)域圖,6、 通過測(cè)定MDA的含量，我們發(fā)現(xiàn)，MDA

16、含量隨衰弱的加深和樹齡的增大而上升了。,MDA是反映膜質(zhì)過氧化程度的重要指標(biāo)，在衰弱的過程中不斷積累，其積累來自不飽和脂肪酸的降解。另外，有研究顯示，葉片衰弱與活性氧代謝呈正相關(guān)。因此，進(jìn)一步研究對(duì)氧自由基對(duì)衰弱影響時(shí)，除了測(cè)定MDA的含量，還需要結(jié)合對(duì)SOD（超氧化物歧化酶）、POD（過氧化物酶）、CAT（過氧化氫酶） 含量的研究，從總體上研究這些因素與古樹衰弱的關(guān)系。,7、 研究了ABA和IAA對(duì)古樹衰弱的作用，同一月份，脫落酸的含

17、量與樹齡呈正相關(guān)，同一株樹，脫落酸的含量與月份成正相關(guān)，脫落酸在將要脫落的組織中和衰弱植物組織中含量較高；在同一月份，同種樹生長素的含量與樹齡成反比關(guān)系，樹齡越高生長素的含量越低，延緩植物的衰弱的調(diào)節(jié)作用越弱。,銀杏ABA含量變化,國槐ABA含量變化,銀杏IAA含量變化,國槐IAA含量變化,8、通過對(duì)rbcL基因進(jìn)行克隆和測(cè)序，初步研究了rbcL基因與衰弱的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)不同年齡樹體rbcL基因的堿基突變位點(diǎn)差異性較明顯，rbcL基因編碼的

18、RuBP蛋白差異越大，導(dǎo)致RuBP羧化酶功能差異越大，光合作用差異也越大，這與光合特性、葉綠體結(jié)構(gòu)特性研究結(jié)果相一致， 說明rbcL基因序列可作為銀杏、側(cè)柏、油松衰弱的特性表征之一。而可能是由于古幼樹間年齡差距小，國槐的差異性較小，在分子水平上差異不明顯。,油松和側(cè)柏rbcL基因片段回收檢測(cè)1.油松幼樹壯樹；2.油松B級(jí)古樹弱樹；3.油松A級(jí)古樹樹；4.側(cè)柏幼樹壯樹；5.側(cè)柏B級(jí)古樹弱樹；6.側(cè)柏A級(jí)古樹弱樹,油松rbcL基因序列比

19、對(duì)結(jié)果1.幼樹壯樹 2.A級(jí)古樹弱樹3.B級(jí)古樹弱樹,側(cè)柏rbcL基因序列比對(duì)結(jié)果1.幼樹壯樹 2.A級(jí)古樹弱樹3.B級(jí)古樹弱樹,銀杏和國槐rbcL基因片段回收檢測(cè)1.百年古國槐；2.對(duì)照國槐；3.千年古銀杏；4.對(duì)照銀杏；5.300年古銀杏；6.600年古銀杏,銀杏rbcl基因序列比對(duì)結(jié)果：1.千年古銀杏2.對(duì)照銀杏3.300年古銀杏4.600年古銀杏,國槐rbcl基因序列比對(duì)結(jié)果：1.百年古國槐

20、2.對(duì)照國槐,rbcL基因編碼核酮糖1，5-二磷酸核酮羧化酶／加氧酶大亞基(Rubisco)。在光合作用中，Rubisco 既是固定CO2的限速酶，又是決定CO2和O2相互競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵酶，既負(fù)責(zé)碳同化又引發(fā)光呼吸。 序列對(duì)比結(jié)果說明隨著樹齡增加，rbcL基因突變機(jī)率變大，編碼Rubisco大亞基時(shí)產(chǎn)生的差異越大，進(jìn)而對(duì)樹光合作用和光呼吸能力造成大的影響，改變樹體的生理狀態(tài)。,但是百年古國槐和對(duì)照國槐rbcL基因沒有差異，編碼的RuBP蛋白

21、也沒有差異，RuBP羧化酶功能也沒有差異，但是古國槐和對(duì)照國槐在生理上已經(jīng)出現(xiàn)了差異，這種差異的造成，可能是受到生存環(huán)境的影響，比如土質(zhì)、水分等因素，從而引起光合作用等的差異，或者是其他基因突變?cè)斐桑⒎莚bcL基因。,（二）土壤微生物與古樹（大樹）健康狀況關(guān)系研究,古側(cè)柏以位于天壇公園內(nèi)的健壯和衰弱的一級(jí)古側(cè)柏和二級(jí)古側(cè)柏為對(duì)象。于2008年分別在夏季（7月2日），初秋季節(jié)（9月4日）和深秋季節(jié)（10月28日）于樹冠垂直投影處采集距

22、地表15-25cm的土層土壤作為樣品。,試驗(yàn)材料與方法：,古油松以位于香山公園內(nèi)健康和衰弱的二級(jí)古油松。于2009年5月2日（春），8月2日（夏），9月3日（秋）于樹冠垂直投影處采集距地表20~30cm和30~40cm土層土壤作為樣品。以位于頤和園內(nèi)健康和衰弱的二級(jí)古油松為對(duì)象，于樹冠垂直投影處，采集距地表20-25cm土層土壤作為樣品。2008年9月24日采樣。,古白皮松以位于景山公園內(nèi)的健康和衰弱的二級(jí)古白皮松為對(duì)象。于樹冠垂

23、直投影處，采集距地表20-25cm土層土壤作為樣品。2008年10月10日（秋季）和2009年6月11日（夏季）采樣。行道銀杏樹以位于金興路同一路段衰弱和健康銀杏樹為對(duì)象。于樹冠垂直投影處，采集其立地土壤作為樣品。2007年9月12日采樣。,1、春季二級(jí)古側(cè)柏立地土壤微生物數(shù)量（有機(jī)磷細(xì)菌除外）及作用強(qiáng)度均高于一級(jí)古側(cè)柏；夏季不同樹齡古側(cè)柏立地土壤微生物數(shù)量及作用強(qiáng)度與春季的研究結(jié)果基本一致，即二級(jí)古側(cè)柏立地土壤微生物數(shù)量（真菌除外

24、）及作用強(qiáng)度均高于一級(jí)古側(cè)柏，且夏季古側(cè)柏立地土壤微生物數(shù)量（真菌除外）及作用強(qiáng)度均高于春季。,試驗(yàn)結(jié)果：,不同樹齡古側(cè)柏立地土壤微生物數(shù)量（×106個(gè)/g干土）,不同樹齡古側(cè)柏立地土壤微生物轉(zhuǎn)化強(qiáng)度,（2）不同植被覆蓋的古側(cè)柏，立地土壤微生物數(shù)量及作用強(qiáng)度均表現(xiàn)出明顯的差異。三次采樣中，麥冬覆蓋的古側(cè)柏立地土壤微生物數(shù)量及作用強(qiáng)度在四種覆蓋植被中均較高，其次為野生二月蘭、白三葉，而冷季性草覆蓋的古側(cè)柏立地土壤微生物數(shù)量最少

25、。夏季時(shí)，不同植被覆蓋的古側(cè)柏立地土壤微生物數(shù)量及作用強(qiáng)度顯著高于春季和秋季的測(cè)定結(jié)果，以上結(jié)果表明，在四種覆蓋地被中，麥冬與其它三種覆蓋地被相比，更有利于古側(cè)柏立地土壤各類微生物的生長，夏季和秋季，冷季型草不利于古側(cè)柏立地土壤各類微生物數(shù)量生長。,不同地被覆蓋對(duì)古側(cè)柏立地土壤細(xì)菌數(shù)量的影響（單位：×108個(gè)/克）,不同地被覆蓋對(duì)古側(cè)柏立地土壤真菌數(shù)量的影響（單位：×105個(gè)/克）,不同地被覆蓋對(duì)古側(cè)柏立地土壤放

26、線菌數(shù)量的影響（單位：×106個(gè)/克）,不同覆蓋地被對(duì)古側(cè)柏立地土壤氨化細(xì)菌數(shù)量的影響（單位：×106個(gè)/克）,不同地被覆蓋對(duì)古側(cè)柏立地土壤有機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量的影響（單位：×106個(gè)/克）,不同地被覆蓋對(duì)古側(cè)柏立地土壤無機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量的影響（單位：×106個(gè)/克）,不同地被覆蓋古側(cè)柏立地土壤氨化作用強(qiáng)度(mg·L-1),不同地被覆蓋古側(cè)柏立地土壤有機(jī)磷轉(zhuǎn)化強(qiáng)度（%）,不同地被覆蓋古

27、側(cè)柏立地土壤無機(jī)磷轉(zhuǎn)化強(qiáng)度（%）,（3）健康古樹立地土壤微生物數(shù)量、微生物生物量均高于衰弱樹；健康和衰弱古樹立地壤微生物數(shù)量的垂直分布規(guī)律一致，均是隨著土層深度的加深微生物數(shù)量逐漸減少。,天壇古側(cè)柏立地土壤微生物總數(shù),香山健康和衰弱古油松立地壤微生物總量,頤和園古油松立地土壤微生物數(shù)量 （×106個(gè)/g）,古景山白皮松立地土壤微生物數(shù)量 （×106個(gè)/g）,香山健康和衰弱古油松立地土壤微生物生物量碳,香山健康

28、和衰弱古油松立地土壤微生物生物量氮,香山健康和衰弱古油松立地土壤微生物生物量磷,健康古油松不同土層立地土壤微生物總量的比較,衰弱古油松不同土層立地土微生物總量的比較,（4）健康和衰弱古側(cè)柏土壤微生物數(shù)量在夏季最高，初秋季節(jié)較高，深秋季節(jié)最低；而健康古油松立地土壤微生物數(shù)量則是夏季最高，秋季較高，春季最低，衰弱樹表現(xiàn)為秋季最高，夏季較高，春季最低。健康古油松土壤微生物數(shù)量及生物量與土壤轉(zhuǎn)化作用的相關(guān)性強(qiáng)于衰弱樹。,古側(cè)柏立地土壤微生物總數(shù)

29、季節(jié)變化,健康和衰弱古油松土壤微生物總量的季節(jié)變化,古油松立地土壤微生物生物量與土壤 作用強(qiáng)度相關(guān)關(guān)系,（5）健康古側(cè)柏立地土壤養(yǎng)分含量、土壤氨化作用和磷轉(zhuǎn)化強(qiáng)度、微生物數(shù)量均高于衰弱古側(cè)柏，古側(cè)柏立地土壤微生物數(shù)量與與樹木健康程度及土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化有關(guān)。健康古油松立地土壤微生物數(shù)量及生物量的季節(jié)性變化趨勢(shì)與其土壤轉(zhuǎn)化作用的季節(jié)性變化趨勢(shì)一致，而衰弱樹則不一致。,古側(cè)柏立地土壤基本理化性質(zhì)（夏季）,天壇古側(cè)柏立地土壤微生

30、物總數(shù),古側(cè)柏立地土壤氨化作用強(qiáng)度,古側(cè)柏立地土壤無機(jī)磷轉(zhuǎn)化強(qiáng)度,古側(cè)柏立地土壤有機(jī)磷轉(zhuǎn)化強(qiáng)度,B,健康和衰弱古油松土壤微生物總量的季節(jié)變化,健康和衰弱古油松土壤無機(jī)磷作用強(qiáng)度的季節(jié)變化,健康和衰弱古油松土壤有機(jī)磷轉(zhuǎn)化作用強(qiáng)度季節(jié)變化,健康和衰弱古油松立地土壤微生物生物量碳季節(jié)變化,健康和衰弱古油松立地土壤微生物生物量磷的季節(jié)變化,（6）復(fù)壯古側(cè)柏立地土壤中的土壤養(yǎng)分含量及微生物數(shù)量均高于未復(fù)壯古側(cè)柏。復(fù)壯古側(cè)柏立地土壤微生物數(shù)量表現(xiàn)為

31、秋季的測(cè)定值高于夏季，而未復(fù)壯古側(cè)柏則表現(xiàn)為夏季高于秋季。復(fù)壯與未復(fù)壯側(cè)柏立地上層土壤微生物數(shù)量及微生物作用強(qiáng)度顯著高于下層土壤。,復(fù)壯與未復(fù)壯古側(cè)柏立地土壤基本理化性質(zhì)（夏季）,夏季復(fù)壯與未復(fù)壯古側(cè)柏立地土壤微生物數(shù)量（×106個(gè)/g）,夏季復(fù)壯與未復(fù)壯古側(cè)柏立地土壤微生物作用強(qiáng)度,秋季復(fù)壯與未復(fù)壯古側(cè)柏立地土壤微生物數(shù)量（×106個(gè)/g）,秋季復(fù)壯與未復(fù)壯古側(cè)柏立地土壤微生物作用強(qiáng)度,（7）健康與衰弱行道樹銀

32、杏樹立地（根際和非根際）土壤中微生物數(shù)量、土壤養(yǎng)分含量、土壤微生物作用強(qiáng)度三者的變化趨勢(shì)一致，且表現(xiàn)出明顯的根際效應(yīng)。健康銀杏樹立地土壤中的微生物數(shù)量、土壤養(yǎng)分含量、土壤微生物作用強(qiáng)度均高于衰弱樹。銀杏立地非根際土壤的氨化細(xì)菌數(shù)量與氨化作用強(qiáng)度、有機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量與有機(jī)磷轉(zhuǎn)化強(qiáng)度，呈顯著相關(guān)性，根際土壤有極顯著相關(guān)性。但非根際和根際土壤無機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量與無機(jī)磷轉(zhuǎn)化強(qiáng)度相關(guān)性不顯著，且銀杏立地根際微生物數(shù)量與其作用強(qiáng)度的相關(guān)性明顯高于非根際。,

33、銀杏立地土壤基本理化性質(zhì),銀杏立地土壤的微生物數(shù)量(×106個(gè)/g),不同長勢(shì)銀杏立地土壤微生物作用強(qiáng)度,非根際和根際土壤氨化細(xì)菌數(shù)量與氨化作用強(qiáng)度相關(guān)關(guān)系,非根際和根際土壤無機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量與無機(jī)磷轉(zhuǎn)化強(qiáng)度相關(guān)關(guān)系,非根際和根際土壤有機(jī)磷細(xì)菌數(shù)量與有機(jī)磷轉(zhuǎn)化強(qiáng)度相關(guān)關(guān)系,非根際和根際土壤微生物總量與有機(jī)質(zhì)含量相關(guān)關(guān)系,（三）不同健康狀況大樹水分狀況研究,試驗(yàn)材料 ： 為銀杏(Ginkgo biloba L)，12

34、年生，胸徑9-10 cm，樹高約6-7 m，1995年春季同一批苗源帶土坨栽植，生長良好，樹干通直無明顯疤痕。,健康和衰弱銀杏枝條（A）和葉片（B）的比較,試驗(yàn)方法： 莖流測(cè)定用澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織（CSIRO）開發(fā)的GREENSPAN 莖流測(cè)定系統(tǒng)（Sap Flow System），參考孫守家等（2006）方法進(jìn)行測(cè)定，使用隨機(jī)提供的SAPPRO分割數(shù)據(jù)文件，SAPCAL軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并計(jì)算莖流通量和累積

35、莖流通量。,栓塞脆弱性曲線繪制：剪取一年生枝條，自然失水一定時(shí)間，待水勢(shì)下降到一定程度后置于黑色塑料袋中密封，平衡2 h后取出，測(cè)定一年生枝條導(dǎo)水率損失百分?jǐn)?shù)（PLC），同時(shí)利用壓力室法測(cè)定枝條水勢(shì)，以枝條導(dǎo)水率損失百分率為縱坐標(biāo)，以水勢(shì)為橫坐標(biāo)，繪制栓塞脆弱性曲線的散點(diǎn)圖，根據(jù)Pammenter（1998）提出的S形指數(shù)方程脆使用方程進(jìn)行曲線擬合并求得Ψp50。 使用Microsoft Excel和SPSS12.0

36、分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，One-way ANOVA分析并用最小顯著差數(shù)法（LSD）進(jìn)行多重比較，統(tǒng)計(jì)顯著性水平為P<0.05。,試驗(yàn)結(jié)果：,1、不同健康狀況銀杏樹體片水分狀況 （ 1）不同健康狀況銀杏對(duì)樹體莖流通量的變化在2008年8月的晴天對(duì)不同健康狀況銀杏和對(duì)照銀杏的莖流速率進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，衰弱銀杏白天平均莖流速率較小，健康銀杏較大，從表1中可以看出，健康狀況不同的銀杏累積莖流通量無論在0.05水平還是在0

37、.01水平上差異顯著，說明樹體健康狀況對(duì)銀杏大樹水分的吸收產(chǎn)生明顯影響。,銀杏不同斷根處理對(duì)累積莖流通量的影響,（2）不同健康狀況銀杏枝條栓塞脆弱性曲線的變化,利用枝條自然失水的方法建立銀杏一年生枝條栓塞脆弱性曲線，健康銀杏和衰弱銀杏枝條都有一個(gè)引起PLC明顯下降的水勢(shì)閾值，衰弱和健康銀杏枝條的水勢(shì)閾值約為-1.0 MPa和-1.5 MPa，當(dāng)水勢(shì)達(dá)到這一閾值時(shí)，栓塞程度明顯增加。曲線拐點(diǎn)即為PLC損失50%對(duì)應(yīng)的水勢(shì)，對(duì)曲線拐點(diǎn)進(jìn)行分

38、析能夠很好的描述木質(zhì)部栓塞脆弱性，反映枝條木質(zhì)部抗栓塞的能力。衰弱和健康銀杏枝條的Ψp50分別是-1.56 MPa和-2.12 MPa，衰弱銀杏枝條的栓塞脆弱性較大，健康銀杏較小。,健康銀杏（A）、衰弱銀杏（B）一年生生枝條栓塞脆弱性曲線,二、研究成果與創(chuàng)新點(diǎn),1、從葉綠體超微結(jié)構(gòu)、葉綠素?zé)晒馓匦?、THz成像、膜脂特性、植物激素含量和基因序列分析等方面對(duì)古樹進(jìn)行了研究，嘗試從生理結(jié)構(gòu)、生理生化指標(biāo)及分子水平表征古樹衰弱， 研究結(jié)果表明不

39、同健康程度的古樹在葉綠體超微結(jié)構(gòu)、葉綠素?zé)晒馓匦?、THz成像、膜脂特性、植物激素含量和基因序列分析等方面存在著重大區(qū)別。,2、研究了不同樹種、不同季節(jié)古樹立地土壤微生物數(shù)量、微生物作用強(qiáng)度以及土壤微生物生物量的變化，結(jié)果表明，不同健康程度的古樹地下土壤微生物數(shù)量（有機(jī)磷細(xì)菌除外）及作用強(qiáng)度存在明顯區(qū)別，不同覆蓋物條件下及不同立地條件下的微生物作用強(qiáng)度以及土壤微生物生物量的變化也存在不同。,3、研究發(fā)現(xiàn)：衰弱銀杏莖流明顯減小并出現(xiàn)波動(dòng)特征