西南桦红椎混交林的生长动态及林木形质分析

【目的】探索西南桦与红椎"丛状行间"同龄混交林的生长动态和树干形质特征,为其大径材培育提供参考。【方法】以11年生西南桦与红椎"丛状行间"同龄混交林为对象,选取9株西南桦和10株红椎样木进行树干解析,分析混交林不同树种的生长动态、径阶蓄积构成、干形、冠高比和树干分杈率等。【结果】西南桦平均木和优势木的胸径生长速生期(连年生长量>1.0 cm)分别在第3~7年和第3~9年;红椎平均木的胸径生长速生期在第4~8年,优势木胸径生长速生期从第3年开始,直至第11年仍未结束。西南桦平均木和优势木的树高生长速生期(连年生长量>1.0 cm),分别在第1~7年和第1~8年;红椎平均木的树高生长速生期主要在第3~7年,优势木树高的生长速生期在第1~7年。西南桦平均木和优势木单株材积的生长速生期(连年生长量>0.01 m;)起始时间分别在第6年和第5年,二者直到第11年仍未结束。在造林后11年内,红椎平均木单株材积的生长量仍处于缓慢增长期。从第4年起,西南桦平均木胸径、树高和单株材积的总生长量开始显著高于红椎平均木对应生长量(P<0.05);西南桦优势木胸径、树高和单株材积的总生长量分别从第5、8、5年开始显著高于红椎优势木对应总生长量(P<0.05)。二元材积模型(V=a×10^-4×D^b×H^c)对西南桦与红椎的单株材积拟合及预测效果较好。在11年生混交林中,西南桦和红椎的径阶蓄积分布近似正态分布,西南桦和红椎优良级干形的林木比率分别为67.71%和97.31%,两树种树干分杈率均低于6.0%。【结论】在中幼龄期,西南桦处于混交林上层。西南桦与红椎的"丛状行间"同龄混交经营,有利于塑造西南桦与红椎的优良树干形质和林木生活力。西南桦与红椎优势木的胸径和树高生长速生期比其平均木的速生期长。     

西南桦红椎混交林的生长动态及林木形质分析

【目的】探索西南桦与红椎"丛状行间"同龄混交林的生长动态和树干形质特征,为其大径材培育提供参考。【方法】以11年生西南桦与红椎"丛状行间"同龄混交林为对象,选取9株西南桦和10株红椎样木进行树干解析,分析混交林不同树种的生长动态、径阶蓄积构成、干形、冠高比和树干分杈率等。【结果】西南桦平均木和优势木的胸径生长速生期(连年生长量>1.0 cm)分别在第3~7年和第3~9年;红椎平均木的胸径生长速生期在第4~8年,优势木胸径生长速生期从第3年开始,直至第11年仍未结束。西南桦平均木和优势木的树高生长速生期(连年生长量>1.0 cm),分别在第1~7年和第1~8年;红椎平均木的树高生长速生期主要在第3~7年,优势木树高的生长速生期在第1~7年。西南桦平均木和优势木单株材积的生长速生期(连年生长量>0.01 m;)起始时间分别在第6年和第5年,二者直到第11年仍未结束。在造林后11年内,红椎平均木单株材积的生长量仍处于缓慢增长期。从第4年起,西南桦平均木胸径、树高和单株材积的总生长量开始显著高于红椎平均木对应生长量(P<0.05);西南桦优势木胸径、树高和单株材积的总生长量分别从第5、8、5年开始显著高于红椎优势木对应总生长量(P<0.05)。二元材积模型(V=a×10^-4×D^b×H^c)对西南桦与红椎的单株材积拟合及预测效果较好。在11年生混交林中,西南桦和红椎的径阶蓄积分布近似正态分布,西南桦和红椎优良级干形的林木比率分别为67.71%和97.31%,两树种树干分杈率均低于6.0%。【结论】在中幼龄期,西南桦处于混交林上层。西南桦与红椎的"丛状行间"同龄混交经营,有利于塑造西南桦与红椎的优良树干形质和林木生活力。西南桦与红椎优势木的胸径和树高生长速生期比其平均木的速生期长。     

间伐施肥对杉木中龄林生长和材种结构的影响

【目的】探讨不同间伐保留密度和施用不同比例N、P肥对杉木中龄林生长和材种结构的影响。【方法】在福建省洋口国有林场9年生立地指数22的杉木人工林中设置9块标准地,采用正交试验设计进行间伐和施肥的配套试验,间伐保留密度为1 200、1 500和2 250株/hm²,N肥施用量为0、100、200 g/株,P肥施用量为0、250、500 g/株,连续观测4 a。【结果】不同间伐密度和N、P肥施用量对杉木树高生长影响不显著,不同间伐保留密度对杉木林平均胸径增长有较大影响,最小密度与最大密度处理间存在显著差异。N肥施用量和P肥施用量对杉木林平均胸径增长影响较小,不同N、P肥施用量间差异不显著。不同间伐保留密度间平均单株材积增量存在显著差异,N、P肥施用量对平均单株材积增量影响较小。不同密度林分间蓄积量增量并不显著,但较高水平N、P肥施用量能促进林分蓄积量增量显著提高。低间伐保留密度显著影响杉木大径材出材量,而1 200株/hm²保留密度下大径材出材量最高,1 500和2 250株/hm²保留密度下能够获得较高的中径材出材量。高水平...     

山地樟子松生长特性及林分密度对其生长的影响

 樟子松是中国北方地区主要造林树种,影响其林分生长的主导因子之一是密度。研究樟子松生长特性及其与密度的相关性,对引种栽培和林分抚育管理等都有重要意义。选取内蒙古中部地区那日斯台林场为试验地,通过对高密度（>3000株/hm²）、中密度（2000~3000株/hm²）、低密度（1000~2000株/hm²）3个不同密度组被选的8个样地每木检尺和解析木分析,结果显示,各年龄段3个密度组之间在树高生长量上没有大的分化,而在胸径、单株材积和蓄积量具有较大的分化。研究表明,密度对山地樟子松的胸径、单株材积和蓄积量有显著影响,而对树高生长量影响不明显;随着密度的增加,林分胸径和单株材积减少,蓄积增加;20龄高密度组和低密度组胸径总生长量相差10 cm、材积总生长量相差0.9 m³。密度愈大,材积迅速生长开始期的树龄愈大。     

造林密度对近熟期鹅掌楸生长和材质的影响

【目的】为了培育鹅掌楸优质用材林和特用林,研究了不同造林密度对近熟期鹅掌楸用材林林分生长和材质的影响,为在亚热带山地培育不同经营目标的鹅掌楸,确定其营林措施提供科学依据。【方法】利用设置在江西分宜的鹅掌楸实验林,对3种不同造林密度的25年生鹅掌楸生长性状和木材物理力学性能等主要指标进行了测定和分析。【结果】造林密度对鹅掌楸的胸径、单株材积、径阶分布和木材气干密度的影响达到极显著水平; 对冠幅面积、树高4 m处直径、年轮宽度、木材基本密度和抗弯强度的影响达到显著水平; 对树高、通直度、第1侧枝粗度、第1侧枝角度、枝下高、蓄积量、硬度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度影响不显著。造林密度833株/hm²时鹅掌楸单株材积均值最大,可生产中大径材; 造林密度为1 111株/hm²时林分蓄积量最大,有较高的经济效益; 造林密度为1 666 株/hm²时,鹅掌楸木材基本密度、气干密度和抗弯强度最大,可保证木材材质。【结论】造林密度较大时,利弊兼而有之。若允许间伐,可以采用高密度造林,在第11～15年和第21～25年内进行间伐可提高大径材出材率。     

林分密度和起源对不同年龄序列巨尾桉人工林生长及生产力的影响

通过分析6种林分密度和2种林分起源下1～7 a生巨尾桉(Eucalyptus grandis×E.urophylla)人工林的林分平均树高、胸径、单株材积和每hm²蓄积量的总生长量、平均生长量和连年生长量，探索一定密度范围内巨尾桉的最适林分密度和起源方式，揭示林分密度和起源对林木生长和生产力的交互影响特征，为提高巨尾桉人工林培养质量和可持续经营提供理论参考.结果表明：1)随着林龄的增加，平均树高、胸径和单株材积的增长幅度逐渐减小，而每hm²蓄积量增幅在造林后期有所提高，4 a时达到数量成熟；2)各林龄下，随着林分密度的增加，平均树高、胸径和单株材积总生长量减小，超过2 a时林分密度1 050株/hm²的总生长量显著(P<0.05)高于其他林分密度，每hm²蓄积量则在1 800株/hm²下显著高于其他林分密度；3)植苗林的生长和生产力显著高于萌芽林，1 050和1 650株/hm²适合植苗林的树高、胸径生长和单株材积积累，1 800株/hm^2...     

杉木人工林不同密度管理定向培育大径材

通过不同经营密度杉木人工林生长进程的比较分析可知,在相同年龄下,杉木林树高、胸径和材积总生长量、连年生长量和平均生长量均随密度降低而增大,且密度小的林分连年生长量和平均生长量相交的时间推迟2～4 a,林木生长的速生期有延长的趋势,呈现出较强的生长后劲.密度管理是杉木大径材定向培育的关键措施,培育杉木大径材应在10 a前后,并且适时调整林分密度,以适当增加立木中大径木所占比例,促进大径木成材.保留密度以1 200株·hm-2左右较为适宜,可获得较高的大径材种出材量,提高单位面积的木材产量.     

马尾松人工林近自然化改造对林分生长的影响

【目的】研究和阐明马尾松（Pinus massoniana Lamb.）人工林近自然化改造对林分保留木、套种树种和自然更新树种生长的影响。【方法】2005年1月,采用随机区组设计对中国林业科学研究院热带林业实验中心12年生马尾松人工林进行5种不同强度（0%,20%,30%,40%和50%）间伐后,套种米老排（Mytilaria laosensis）、红锥（Castanopsis hystrix）和润楠（Machilus pingii）3个乡土阔叶树种,每种强度设3次重复,每个套种树种密度均为120株/hm^2,2013年8月对所有样地（共15个,每个样地面积为600m^2）的马尾松保留木、套种树种和自然更新至乔木层的树种进行每木调查,记录种名、胸径和树高等。【结果】间伐处理8年后,不同间伐处理间林分保留木的平均胸径、树高和蓄积量均存在极显著差异（胸径：P〈0.001,树高：P=0.001,蓄积量：P=0.008）;林分平均胸径和树高随着间伐强度的增加而增加,林分蓄积量随间伐强度的增大而减少。间伐促进了3个套种树种幼树的生长,但不同树种间存在差异;米老排在50%间伐林分下生长最优,而红锥和润楠以40%间伐林分较优,前者的生长速率明显高于后者。间伐显著的提高了自然更新至乔木层的林木株数,与对照处理（100±25株/hm^2）相比,20%,30%,40%和50%间伐林分分别是对照处理的8.72倍、11.22倍、11.06倍和13.78倍;间伐显著提高了自然更新林木的树高生长,而胸径生长差异不显著。【结论】从人工林木材生产、套种树种生长和自然更新树种生长情况分析,采用30%或40%的间伐强度和套种优质乡土阔叶树是马尾松纯林近自然化改造的最佳选择。     

黄龙山林区白皮松天然次生林生长规律研究

【目的】为实现陕西省白皮松天然次生林的合理经营,建立符合其生长规律的模型,为科学抚育较大树龄的天然次生林提供决策依据。【方法】以陕西省黄龙山林区白皮松天然次生林为研究对象,选择标准木进行树干解析,采用人工神经网络(ANN)和3种常见的理论函数建立了胸径、树高、材积生长模型,并绘制生长曲线图对林区内白皮松天然次生林生长规律进行分析。【结果】①采用人工神经网络建模技术构建的胸径生长量模型、树高生长量模型、材积生长量模型优于3种传统模型。②所建神经网络模型在拟合生长缓慢的白皮松生长过程方面具有较好的应用推广能力。③白皮松胸径速生期为30~60 a,胸径连年生长量在120 a达到最大值;20~30 a为树高生长的速生期,树高连年生长量在30 a达到最大值;白皮松材积生长速生期为110~130 a,材积连年生长量在130 a达到最大值。在135 a时,黄龙山林区白皮松还未达到数量成熟龄。【结论】所建神经网络模型能为黄龙山林区白皮松古树研究奠定基础,生长规律的研究可以为不同阶段白皮松经营提供参考。     

基于抚育间伐效应的长白落叶松人工林单木直径生长模型

【目的】分析抚育间伐对长白落叶松人工林单木胸径(D)生长的影响规律并对其进行模拟。【方法】基于黑龙江省孟家岗林场与江山娇林场10块固定样地复测数据,建立了基于抚育间伐效应的与树木距离无关的长白落叶松单木胸径5年生长量预估模型,量化了抚育间伐对林木直径生长的影响。长白落叶松单木直径生长模型为基于样地效应的单水平线性混合效应模型,根据赤池信息准则(AIC)和贝叶斯信息准则(BIC)等统计指标和似然比检验对模型进行比较和筛选,并采用独立样本数据对模型进行检验。【结果】当地位指数一定且林分年龄较小时,抚育间伐强度越大,林木直径生长量越大; 当林分年龄较大时,抚育间伐对林木直径生长影响不明显。同一林分中,林木直径生长量随林木径阶增大呈增大趋势。长白落叶松单木直径生长模型中显著自变量为:林木前期胸径的二次方(D²)、胸径的自然对数(ln D)、林分中大于对象木的所有林木断面积之和(B)、地位指数(I)、抚育间伐年龄(T_i)和间伐强度(P_i)。落叶松单木直径生长最优混合效应模型的AIC、BIC和均方根误差均小于一般线性模型。独立样本数据检验最优线性混合效应模型和一般线性模型的拟合效率分别为0.678 和0.624。【结论】基于抚育间伐效应的落叶松直径生长的最优线性混合效应模型优于一般线性模型。模型能够较好地量化抚育间伐对落叶松人工林单木直径生长的影响。     

基于i-Tree模型的城市小区行道树生态效益评价

【目的】通过行道树生态经济价值分析,了解城市森林中树木发挥的各类生态效益,为校园行道树种植规划以及道路的合理分布提供参考。【方法】调查南京林业大学校园5个区域行道树树种组成、胸径和树高结构以及树木类型,共取得2 350株立木资料,分析研究校园行道树结构组成,并运用i-Tree模型对对校园行道树进行定量的森林效益评估,包括节能效益、净化空气效益、吸收二氧化碳效益、截留雨水效益和美学效益5个方面,并将效益值转化为相应的经济价值。【结果】研究区行道树属于31科49属54种,树木种类多为落叶阔叶型乔木,其中樱花、二球悬铃木、马褂木、樟树和银杏的数量最多; 以胸径为≥8～46 cm的树种为主,其中胸径为≥8～15 cm的441株,占18.77%; ≥15～30 cm的1 132株,占48.17%; ≥30～46 cm的507株,占21.57%。通过i-Tree模型对南京林业大学行道树的总生态效益评估可得,研究区主要道路上的2 350株行道树年创造总效益值为1 023 101.29元,其中校园行道树的美学效益最高,占总效益的65.67%; 其次是截留雨水效益,占总效益的17.05%,节能效益占总效益的13.02%; 减少CO₂效益与改善空气质量效益比分别占总效益的2.65%、1.61%。各个区域中,教学区为行道树主要种植区,效益最高,占总效益的43.62%; 其次是居民区,占总效益的19.43%; 行政区、活动区和生活区分别占总效益的15.17%、11.21%和10.56%。不同的树种在各生态效益上的贡献率不同,二球悬铃木、银杏、马褂木、樟树的总生态效益贡献率最高,占总量的比例分别为21.97%、18.09%、14.50%、8.57%,共占生态总效益的63.13%,超过了总效益的一半。【结论】研究区总树种类型丰富,多样性高,但在活动区缺少高大乔木。生活区节能效益和改善空气质量效益低,建议种植枫杨、七叶树等树种。居民区水杉、银杏和二球悬铃木树种分布均匀度最高,所得到的单株效益和总效益均为各区首位。行政区尽管面积和道路长度最小,但杨树种植多区域单株效益较高,区域截留雨水效益最高。     

三峡库区马尾松次生林林分结构特征分析

【目的】马尾松林是三峡库区重要的防护林类型之一,了解林分空间结构特征是实现森林可持续经营的重要途径。笔者从垂直结构上分析三峡库区马尾松林分结构特征,为进一步研究林分演替、制定合理的防护林经营措施提供依据。【方法】以湖北省秭归县九岭头林场马尾松林为研究对象,选取大小分别为50 m×60 m、50 m×60 m和50 m×50 m的3块样地,基于样地调查,考虑不同高度林木冠层光合作用的生态学特性,采用树冠光竞争高度法将林分划分为上林层、中林层和下林层,并在此基础上分析各林层径级分布、树种组成及空间结构等特征。【结果】①3样地平均胸径随着垂直层次的升高而增大,下林层、中林层、上林层的平均胸径变幅分别为7.34～8.95 cm、14.42～18.15 cm和24.48～26.06 cm。不同林层间蓄积量存在极显著差异,上林层占整个林分蓄积量的比例最高,为63.06%～76.78%,而下林层蓄积量占比仅为4.32%～7.10%。②随着垂直层次的上升,林木径级分布变广,林分密度变小,上林层径级主要分布在22和30 cm径级,呈不规则多峰曲线,中林层径级主要分布在10、18和22 cm径级,主要呈左偏峰分布,下林层径级呈倒“J”形分布,即随着径级的增大,林分密度急剧减小; ③下林层的树种主要以本土阔叶树种为主,代表了整个林分的树种组成。随着林层的上升,树种数总体呈减小趋势。马尾松是上林层的优势树种,其数量占比为69.72%～94.62%,但随着垂直层次的下降,其比例大幅减少,表明在马尾松林演替进程中,林下更新环境较好,有利于本土阔叶树种的生长; ④角尺度在不同林层间未表现出明显的变化规律,林分整体呈聚集分布或随机分布,而大小比数、混交度及林木竞争指数随着林层的降低而增大,表明随着林层的降低,林木大小分化程度越明显,树种隔离程度越高,同时林木个体间的竞争也越激烈; ⑤各林层林木角尺度分布频率总体呈正态分布,角尺度为0.5的林木占比为46.03%～63.33%,说明林分中处于随机分布的林木占多数,但下林层中林木主要呈聚集性分布。上林层处于优势状态的林木比例最大,中林层处于亚优势或优势的林木多于较劣势或劣势的林木,而下林层处于较劣势或劣势的林木比例最大。下林层处于强度混交和极强度混交的比例远大于处于零度和弱度混交的,且竞争指数在下林层达到最大,表明下林层林木个体受到来自其他树种的竞争压力较大,而林木所承受的竞争力越大,越不利于其蓄积量的积累。【结论】未来该地区马尾松次生林有可能演替成为针阔比例相当或以阔叶树为主、针叶树为辅的针阔混交林; 该地区马尾松林应以中林层和下林层为主要调控层次; 以较易获取的参数为基础,构建能够准确选出备伐木的模型是今后值得关注的问题。     

东南景天SaWRKY7基因对镉胁迫的响应研究

【目的】镉对植物具有高毒性,WRKY转录因子广泛参与植物逆境胁迫。研究镉诱导下WRKY基因的胁迫响应和抗性机制。【方法】以超积累型东南景天为试材,通过PCR克隆得到1个东南景天WRKY转录因子家族基因序列,结合生物信息学方法,分析其蛋白质结构和亲缘关系,构建GFP(绿色荧光蛋白)融合蛋白,观察其亚细胞定位,利用酵母验证其转录激活活性,通过qRT-PCR分析在镉胁迫下该基因的表达特性和组织特异性。【结果】获得了1条新的东南景天WRKY转录因子家族基因并命名为SaWRKY7,包含完整的开放阅读框,长度为1 011 bp,共编码336个氨基酸,为WRKY基因家族Ⅱd成员。SaWRKY7定位在细胞核,属于核蛋白,不具有转录自激活活性。SaWRKY7在东南景天的根、茎、叶中均有表达,且在根中相对有较高的表达量。与对照相比,在100 μmol/L CdCl₂处理0.5 h时,SaWRKY7在根茎叶中有较高的表达量,随后逐渐降低,属于早期诱导表达基因。【结论】SaWRKY7为WRKY转录因子家族成员,该基因定位在细胞核,不具有转录自激活活性,在早期响应镉胁迫诱导表达,推测其可能在东南景天镉积累或镉耐受过程中发挥重要作用。     

浙西南秋季林相美景度及其最优颜色构成模式研究

【目的】研究景观因子对浙西南山地秋季林相美景度影响,建立景观评价模型,并依据景观评价模型分析最优颜色构成模式。【方法】以浙西南山地秋季林相景观为研究对象,采用SBE法(美景度评价法)评价山地林相的美景度,对构景要素进行分解,计算色相对比度,对数据进行标准化处理,建立景观评价模型。在上述模型的基础上根据各颜色成分要素间的关系,以数学方法求得最优颜色构成模式。【结果】剔除自变量的运算显示5个景观因子(色相对比度、绿色占比、黄色占比、红色占比、郁闭度)与美景度的偏相关系数都比较高,所以用这5个景观因子的25个类目建立景观评价模型,建立的山地秋季林相美景度模型为:Y_SBE=-0.548-0.062 x_7b+0.302 x_7c+1.176 x_7d-0.149 x_8b+0.640 x_8d+0.885 x_8e+0.060 x_9b+0.274 x_9c+0.311 x_9d+0.837 x_9e+0.170 x_11b+0.237 x_11c+0.182 x_11d+1.554 x_11e-0.637 x_17b+0.066 x_17c-0.578 x_17d-0.492 x_17e,检验显示,评价模型的可信度高。红色占比的得分贡献百分比最大(30.0%),可见红色占比对模型的贡献率最大,色相对比度、绿色占比、黄色占比、郁闭度的贡献率依次减小。色相对比度为72～144时色相对比度和SBE值呈正比; 绿色占比在60%以上时,绿色占比与SBE值呈正比; 黄色占比与红色占比基本都与SBE值呈正比,郁闭度仅在70%～80%时与SBE值呈正比。综合绿色占比、黄色占比、红色占比和色相对比度这些因子,单从颜色对视觉感受的影响角度构筑关系式,使用枚举法求得当绿色占比以50%～60%、黄色占比为0～10%、红色占比为30%～40%时为山地秋季林相的最优颜色构成模式。【结论】颜色对美景度有重要影响,色相对比度、绿色占比、黄色占比、红色占比、郁闭度这5个景观因子与山地秋季林相美景度有很高的相关性,并得到了可信度高的线性评价模型; 绿色占比在60%以上时绿色占比与SBE值呈正比,黄色占比与红色占比基本都与SBE值呈正比,色相对比度最佳值为36～72,林地的最佳郁闭度为70%～80%; 综合绿色占比、黄色占比、红色占比和色相对比度这些因子,从颜色对视觉感受的影响角度来看,绿色成分占50%～60%、黄色成分占0～10%、红色成分占30%～40%为浙西南山地秋季林相的最优颜色构成模式。最后根据研究结果提出了使山地秋季林相具有更高美景度的经营策略和林相改造方法。     

上海地区林地蝽类昆虫种类调查

【目的】结合上海市林业有害生物普查,调查上海地区林地蝽类昆虫种类资源,为今后该地区蝽类群的鉴定、监测、防治等相关工作提供基础性资料。【方法】于2014年11月至2016年8月,对上海地区9区96个乡镇或点以及上海市区8个公园的多种林地进行蝽类昆虫种类调查,并对采集到的蝽类昆虫标本进行了鉴定,整理出了上海地区林地蝽类昆虫名录。【结果】该名录共包括上海地区林地蝽类昆虫18科59种,其中上海新记录有25种; 补充了调查种类的寄主和分布范围,并提供了上海新记录种的背面观照片。【结论】蝽科、猎蝽科、网蝽科、缘蝽科和盲蝽科为上海地区的优势科。区系分析表明,上海地区林地蝽类昆虫以东洋、古北区共有种最多,有35种,占59.3%。其中主要的害虫为:悬铃木方翅网蝽(Corythucha ciliata),樟脊冠网蝽(Stephanitis macaona),梨冠网蝽(S. nashi),麻皮蝽(Erthesina fullo),茶翅蝽(Halyomorpha halys),斑须蝽(Dolycoris baccarum)。     

生物炭对杨树人工林土壤微生物生物量碳、氮、磷及其化学计量特征的影响

【目的】揭示林分尺度下添加生物炭对土壤微生物生物量碳(SMBC)、土壤微生物生物量氮(SMBN)、土壤微生物生物量磷(SMBP)含量及其化学计量特征的影响,深入了解生物炭对杨树人工林土壤微生物群落结构与功能的影响,系统阐明生物炭调控人工林C、N、P生物地球化学循环的土壤微生物学机理,为在平原地区人工林生态系统中安全推广生物炭固碳增汇技术提供理论依据。【方法】以江苏省东台林场的杨树人工林为对象,设置生物炭添加量低(T1,40 t/hm²)、中(T2,80 t/hm²)、高(T3,120 t/hm²)3种处理及对照(不添加CK),测定SMBC、SMBN、SMBP含量及其化学计量特征(土壤微生物生物量碳、氮、磷含量比,即m(SMBC)/m(SMBN)、m(SMBC)/m(SMBP)、m(SMBN)/m(SMBP),文后简写为SMBC/SMBN、SMBC/SMBP、SMBN/SMBP)在不同处理间的差异,及其与土壤理化性质之间的关系。【结果】①与对照样地相比,3种生物炭添加处理均提高了SMBC、SMBN和SMBP含量。T1、T2、T3处理样地SMBC含量分别为对照样地的1.08、1.15、1.19倍; SMBN含量分别为对照样地的1.12、1.24、1.34倍; SMBP含量分别为对照样地的1.11、1.26、1.41倍; ②T1处理样地的SMBC/SMBN、SMBC/SMBP、SMBN/SMBP分别为15.7、85.0、5.4,T2处理样地的分别为15.1、78.6、5.2,T3处理样地的分别为14.3、73.3、5.1。与对照相比,3种生物炭添加处理均显著降低了SMBC/SMBN和SMBC/SMBP,且不同处理间差异显著(P<0.05),但仅T2、T3处理显著降低了SMBN/SMBP(P<0.05); ③SMBC、SMBN、SMBP含量均具有显著的季节变异,其中在植物休眠季节(2014年12月及2015年3月),SMBC、SMBN及SMBP的含量均维持在较高水平,而在植物生长的旺盛季节(2015年7月及2015年10月),其含量下降至较低水平,但SMBC/SMBN、SMBC/SMBP、SMBN/SMBP的季节变化与此完全相反; ④添加生物炭提高了土壤可溶性有机碳、硝态氮、速效磷、全氮和总有机碳含量,增加了土壤pH和含水率,但是降低了土壤密度和铵态氮含量; ⑤相关性分析表明,SMBC含量与土壤可溶性有机碳(DOC)、pH、含水率(SMC)、硝态氮(NO^-₃-N)和速效磷(AP)呈极显著正相关关系(P<0.01),与铵态氮(NH⁺₄-N)呈极显著负相关关系(P<0.01),而与土壤密度、全氮(TN)和总有机碳(TOC)相关性不显著(P≥0.05); SMBN与SMBP的含量表现较为一致,均与DOC、pH、SMC、NO^-₃-N、AP、TN呈极显著正相关关系(P<0.01),与NH⁺₄-N呈极显著负相关关系(P<0.01),而与土壤密度和TOC相关性不显著(P≥0.05)。【结论】添加生物炭能够显著提升SMBC、SMBN、SMBP含量,并有效降低SMBC/SMBN、SMBC/SMBP和SMBN/SMBP,有利于促进土壤微生物对N、P养分的固持与周转,进而改善土壤对N、P养分的供应。研究还发现,研究区杨树人工林生长可能存在N、P养分限制现象。     

不同经营模式下杨树人工林土壤溶解性有机碳的吸附行为

【目的】溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)与土壤有机质的其他组分之间可以相互转化,虽然所占比例较小,却是陆地生态系统中最为活跃的有机碳库,影响到整个土壤有机碳组分之间的动态平衡。采用序批式平衡试验,以杨树凋落物为DOC的来源材料,对不同经营模式(农林复合、杨树桤木混交、杨树纯林)下杨树人工林土壤对DOC中的吸附作用进行研究,以期为不同经营模式下杨树人工林土壤碳库的有效管理提供参考。【方法】供试土壤采自江苏省泗洪县陈圩林场的3种不同经营模式[农林复合(农林)、杨树桤木混交(混交)、杨树纯林(纯林)]样地,每个样地选取5个采样点,用土钻分别采集0～10、≥10～20、≥20～30 cm土层的土壤,对应土层采集的土壤混匀风干后,过2 mm筛用于吸附试验。同时采集该林场的杨树叶凋落物制备DOC母液。采用序批式平衡试验,借助原始物质吸附等温线方程(“IM”方程,可以反映土壤对可溶性有机碳的吸附特性)对不同经营模式下杨树人工林枯落物中溶解性有机碳(DOC)在土壤中的吸附行为及其影响因素进行研究。序批式平衡试验:称取5.00 g土壤于50 mL离心管中,按照1:4的固液质量比加入DOC溶液(质量浓度分别为0、50、100、200、400 mg/L)20 mL,加入NaN₃溶液(熏蒸过的土壤不添加),并用KCl溶液调节离子强度,然后于恒温(设置25 ℃和15 ℃)条件下,在200 r/min转速的水平振荡机上振荡2 h后,用12 000 r/min的高速离心机低温(4 ℃)离心20 min,0.45 μm滤膜抽滤,TOC仪测定滤液DOC含量。【结果】DOC吸附试验表明,IM方程拟合度良好,R²均在0.810 9～0.999 3之间。各模式下不同土层土壤对DOC的吸附趋势相同,即无外源DOC加入时,土壤存在DOC净释放,但随着外源DOC浓度增加,土壤对DOC的吸附量增加,且两者之间存在极显著线性关系。3种林地土壤吸附DOC的量存在显著性差异(P<0.05,F_2,6=73.789),且受外源DOC加入量的影响。DOC加入量≤200 mg/L时,各林地土壤吸附的DOC量从大到小表现为:纯林>农林>混交; 而DOC加入量为200～400 mg/L时则表现为:农林>纯林>混交。在农林模式中,0～10 cm土层土壤吸附DOC的能力与≥10～20 cm、≥20～30 cm土层土壤存在显著差异(P<0.05,F_2,6=2.713),而在混交林和纯林模式中,3个土层土壤吸附DOC的能力差异不显著(P>0.05,F_混,2,6=1.198,F_纯,2,6=1.483)。此外,在试验所设条件下,土壤对DOC的吸附受熏蒸作用的影响,而温度对土壤吸附DOC的能力没有明显影响。15 ℃和25 ℃两种温度下,3种模式林地土壤对DOC的吸附能力无明显差异,而熏蒸后土壤吸附DOC的能力比未熏蒸土壤的大,m和K_d值比未熏蒸土高出0.128 9～0.199 0和1.64～1.87(m为IM方程的回归系数,K_d为DOC在土壤中的分配系数,两者均可衡量DOC对土壤的亲和力)。【结论】土壤吸附DOC的量与试验中加入DOC的量呈极显著线性关系,原始物质吸附等温线的参数可以反映出土壤吸附DOC能力的强弱。3种林地土壤吸附DOC的量存在显著差异,熏蒸后土壤吸附DOC的能力比未熏蒸土壤的大。在试验所设温度范围内,温度对土壤吸附DOC的能力未发现有明显影响,还需进一步研究。     

桂花表型变化的环境依赖特征

【目的】揭示桂花(Osmanthus fragrans Lour.)的表型分化程度和地理变异规律。【方法】通过聚类分析、方差分析、相关性分析等方法研究26个桂花居群叶表型及9个桂花居群花表型变异情况及与地理-气候环境因子的相关性。【结果】桂花叶表型性状存在相当程度的变异,叶片8个性状变异程度各有差异; 根据方差分析结果,居群间变异占75.04%, 居群内占13.28%,居群间的变异是主要的变异来源。以地区而言,平均变异系数为19.08%,变异系数最大的是湖北桂花镇居群(29.73%),而贵州夫子坝居群最小(13.68%)。就花表型而言,花序数目及花梗长变异离散程度最大。桂花与经纬度、温度季节性变化方差、最热月最高温度等7个环境影响因子存在显著或极显著相关性。叶先端角度呈现由西向东减小的趋势,花瓣性状呈现由南到北逐渐变大的趋势。聚类分析结果可以明显将26个群体分成3组。【结论】桂花表型数量性状的变异相当丰富,且与地理-气候环境因子的相关性较密切,研究结果可以为桂花种质资源的保护和利用奠定基础。     

无机氮素形态对银杏苗期碳氮代谢的影响

【目的】研究不同氮素形态配比施肥对银杏碳氮代谢的影响,为银杏合理施肥提供理论依据。【方法】以1年生银杏实生苗为材料,采用温室盆栽试验,设置5种不同铵硝比[m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)]处理,分别为T₁(100:0)、T₂(75:25)、T₃(50:50)、T₄(25:75)和T₅(0:100),分析了不同处理下银杏叶片全氮、可溶性蛋白、游离氨基酸、全碳、可溶性糖、淀粉和蔗糖含量以及淀粉酶(AMS)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性的变化规律。【结果】随着NO^-₃-N比例的增加,银杏幼苗叶片碳氮代谢物含量和相关酶活性总体上(除可溶性蛋白含量)呈先增后减的变化趋势。碳氮代谢物方面,T₃处理的蔗糖和游离氨基酸含量最高,T₄处理的全氮、全碳、可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉和蔗糖含量均最高,而T₁处理除可溶性蛋白含量外,剩余碳氮代谢物的含量均最低。酶活性方面,T₃处理的SS和SPS活性最高,T₄处理的AMS、NR、GS和GOGAT活性均最高,而T₁处理的AMS、SS和NR活性均最低,T₅处理的SPS、GS和GOGAT活性均最低。总体上,T₃和T₄处理碳氮代谢物含量和酶活性均显著高于其他处理,但T₃与T₄处理间无显著差异。【结论】NH⁺₄-N和NO^-₃-N混合施用增强了银杏的碳氮代谢能力,在当前土壤条件下,m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)为25:75时效果最佳,在生产中应根据实际情况进行适当的调整。     

生物遮阴对银杏幼苗次生代谢的影响

【目的】高温和强光都会降低银杏的净光合速率,从而影响银杏叶黄酮、萜内酯的合成,降低其含量。笔者对银杏幼苗进行适当遮阴处理,研究幼苗的重要次生代谢物质含量对遮阴环境做出的响应,以期为银杏的科学培育提供参考。【方法】试验采用种植不同株行距的玉米形成不同遮阴度对银杏幼苗进行遮阴,挑选有规格一致、1年生健壮实生银杏苗的12块样地,同时在银杏幼苗的一侧按照不同距离点播一排玉米种子,待玉米长成稳定高度后,将玉米植株在阳光下形成的投影面积作为实际遮阴面积。试验设置3种玉米株距,即株距30 cm(形成遮光率约30%,编号L1)、株距20 cm(形成遮光率约50%,编号L2)、株距10 cm(形成遮光率约70%,编号L3),以全光照样地作为对照(CK,遮光率0%); 每个区组间空1块地作为隔离带,每个处理3个重复。通过玉米遮阴降低银杏叶片温度和光照强度,测定不同处理下银杏叶片中主要次生代谢产物含量,筛选出有利于提高银杏次生代谢物含量的合适遮阴度。【结果】不同遮阴密度处理下,槲皮素、山奈酚、异鼠李素及总黄酮含量均表现为L1>L2>CK>L3; 银杏内酯 GA、GB、GC以及总内酯含量均表现为L1>L2>L3>CK; 而白果内酯BB的含量则表现为L1>L2>CK>L3。总体来说,L1处理下银杏叶片中的黄酮、总萜内酯以及各个单体的含量方面均表现最高,其次是L2,而L3处理下不利于银杏次生代谢物含量的积累。【结论】L1处理(玉米遮光率约30%)对银杏叶黄酮、萜内酯合成效果最佳,对提高槲皮素、山奈酚素和异鼠李素等3个黄酮单体含量的效果均最好,且L1处理下,3个单体以及总黄酮的含量均高于CK; 随遮阴密度增加,银杏内酯(GA、GB、GC)以及白果内酯BB的含量均呈下降趋势。