季节性雪被对高山林线交错带凋落叶分解过程中酶活性的影响

摘要

凋落物分解过程中的胞外酶对于凋落物的最终降解具有至关重要的意义。高山林线交错带是陆地生态系统对气候变化响应的最敏感区域，研究该区域的凋落物分解过程中的酶活性及其影响因素对于深入理解和预测全球气候变化对高山生态系统的影响具有重要的意义。因此，本研究采用凋落袋分解法，对川西高山林线交错带凋落叶分解过程中的木质纤维素酶进行研究，探讨季节性雪被对木质纤维素酶活性的影响以及凋落叶初始质量和环境因子与木质纤维素酶活性的关系，结果显示:
　　1)整体来看，木质纤维素酶活性与质量损失率显著或极显著正相关(P＜0.05;P＜0.01)。不同植被类型下，凋落叶酶活性与质量损失率的相关性不同。高山草甸上，酶活性与质量损失率呈显著或极显著正相关关系(P＜0.05; P＜0.01)，除漆酶外，高山林线的酶活性与质量损失率显著或极显著正相关(P＜0.05; P＜0.01)。而针叶林中，仅纤维二糖水解酶和内切-1，4-β-木聚糖酶活性与质量损失率显著正相关（P＜0.05）。
　　2)凋落叶初始质量对酶活性具有显著的影响。木质纤维素酶活性主要受到凋落叶初始木质素含量、木质素/N、C/N和纤维素含量的影响，尤其是木质素和木质素/N调控着酶活性的大小。
　　3)季节性雪被对凋落物分解过程具有深远的影响。除漆酶和锰过氧化物酶外，平均雪被厚度对木质纤维素酶活性有显著的影响(P＜0.01)。凋落叶含水率、平均分解温度和冻融循环次数显著影响酶活性，其中凋落叶含水率比凋落叶分解温度对漆酶和锰过氧化物酶的影响更大。不同种类的酶对温度变化的响应不同。
　　4)凋落叶分解前期，大多数酶活性表现为针叶林最高。而随着凋落叶的逐渐分解，冻融循环、淋溶等物理过程对凋落叶的破碎增加了凋落叶的可分解性，因此分解后期冻融循环频次较高的高山草甸和高山林线的凋落叶酶活性增高。
　　5)不同分解时期对酶活性具有显著的影响，且不同种类的酶对不同分解时期的响应不同。木质素过氧化物酶、纤维二糖水解酶和β-葡萄糖苷酶活性在第一个生长季末最高，而内切葡聚糖酶和内切-1，4-β-木聚糖酶在第二个雪被期末最大。
　　综上所述，木质纤维素酶活性受到季节性雪被的影响。平均雪被厚度、凋落叶含水率、平均分解温度和冻融循环次数均能不同程度的影响木质纤维素酶活性。木质纤维素酶活性受到凋落叶初始质量的调控，其中木质素和木质素/N是最重要的质量因子。未来气候变化所引发季节性雪被的改变将会对凋落叶分解过程中的木质纤维素酶活性产生深远的影响。

目录

论文说明

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 酶的概念的和分类

1．2 凋落物分解与酶活性的关系

1．3 影响凋落物酶活性的因素

1．3．1 生物因素

1．3．2 非生物因素

1．3．3 凋落物质量

1．4 存在的问题

1．5 研究的目的和意义

2 材料与方法

2．1 研究区域概况

2．2 样地设置

2．3 凋落叶分解实验

2．4 室内分析指标和测定方法

2．4．1 含水率和酶活性的测定

2．4．2 质量损失率的测定

2．4．3 凋落叶质量的测定

2．5 数理统计和分析

3 结果分析

3．1 环境因子特征

3．2 凋落叶初始质量特征

3．3 木质纤维素酶活性特征

3．3．1 漆酶活性特征

3．3．2 锰过氧化物酶活性特征

3．3．3 木质素过氧化物酶活性特征

3．3．4 内切葡聚糖酶活性特征

3．3．5 纤维二糖水解酶活性特征

3．3．6 β-葡萄糖苷酶活性特征

3．3．7 内切-1，4-β-木聚糖酶活性特征

3．3．8 三因素方差分析

3．4 木质纤维素酶活性与质量损失率的关系

3．5 初始凋落叶质量和环境因子对酶活性的影响

3．5．1 初始凋落叶质量对酶活性的影响

3．5．2 环境因子对酶活性的影响

3．5．3 凋落叶初始质量和环境因子的综合作用对酶活性的影响

4 讨论

4．1 酶活性与质量损失率的关系

4．2 初始凋落叶质量对酶活性的影响

4．3 季节性雪被对酶活性的影响

4．3．1 凋落叶含水率对酶活性的影响

4．3．2 凋落叶分解温度对酶活性的影响

4．3．3 冻融循环对酶活性的影响

4．3．4 凋落叶初始质量和环境因子的综合作用对酶活性的影响

4．3．5 酶活性对不同分解时期的响应

5 结论

6 问题和研究展望

参考文献

致谢

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