川中丘陵区4种乡土阔叶树根系拓扑结构特征

【目的】林木地下根系的养分竞争影响着林木生长、物种共存和森林群落动态,了解川中丘陵区乡土阔叶树根系构型的差异性和相似性,探讨它们在土壤环境中根系的适应策略,为该区域的防护林建设与植被恢复物种选择提供参考。【方法】以川中丘陵区“带状采伐改造”采伐带内补植的4种7年生乡土阔叶树桤木(Alnus cremastogyne)、香椿(Toona sinensis)、喜树(Camptotheca acuminata)、香樟(Cinnamomum camphora)作为研究对象,选择长势良好的桤木、喜树、香椿各7株,香樟6株,测定其地径、胸径、树高和冠幅。采用50 cm×50 cm的网格确定根系的分布位置,按1∶40的比例在50 cm×75 cm的坐标纸上准确绘制出根系的俯视图。将根系全部挖出后,测定各级根系长度及分支前后的直径、各级根数目,根系内、外部连接数目,以及连接长度等指标。【结果】①桤木根系以水平分布占绝对优势(水平分布半径是垂直分布深度的2.29倍),侧根十分发达,根系浅层化;喜树主根十分发达,垂直分布深度是水平分布半径的2.71倍,但其侧根不发达;香樟和香椿则主根和侧根均十分发达。喜树、香樟和香椿均属深根性树种。根系水平分布半径除香樟和香椿间差异不显著外,其余均差异显著(df=3,F=145.007, P<0.01);而垂直分布深度除香樟和喜树间差异不显著外,其余树种间均表现为差异显著(df=3,F=99.478, P<0.05)。②不同树种的根系拓扑指数之间存在显著差异,其中修正拓扑指数(q_a、q_b)、拓扑指数(T_I)存在极显著差异($df_{q_{a}}=3, F_{q_{a}}, P_{q_{a}}<0.01, df_{q_{b}}=3, F_{q_{b}}=4.066, P_{q_{b}}<0.05; df_{T_{I}}=3, F_{T_{I}}=69.561, P_{T_{I}}<0.01$)。桤木、香椿的根系为叉状分支结构,它们的q_a、q_b、T_I分别为0.160、0.097、0.673和0.122、0.047、0.635;喜树、香樟的根系则趋向于鱼尾形分支结构,q_a、q_b、T_I分别为0.582、0.547、0.885和0.364、0.266、0.799。③不同物种的根系平均连接长度差异显著(df=3,F=6.166, P<0.05)。4种阔叶树根系的平均连接长度按大小排序为:香樟>香椿>桤木>喜树。【结论】桤木和香椿主要通过增加次级根系来扩大根系的分布范围,从而增大对营养物质的吸收;而香樟和喜树则主要通过根系垂直向土层中快速延伸,以扩大根系的有效空间,从而更加有效地从土壤中获取水分和营养物质。研究表明,4种乡土阔叶树种均能在川中丘陵区生长,但根据它们根系构型的差异和植物的生态学特性,桤木适合在光照相对充足的地段栽种,喜树、香椿适合在土壤相对肥沃、水分条件较好、光照相对充足的地段栽种,香樟适宜在土壤相对肥沃、水分条件较好的地段栽种。     

贵州茂兰喀斯特森林两树种叶片气孔形态特征及其对蒸腾的影响

【目的】 石漠化是中国西南喀斯特地区严重的环境问题, 探讨在喀斯特生境下树种气孔对蒸腾需求的响应及环境因子的影响,了解类似气候条件下相似物种对外界环境条件的基本调节策略,为喀斯特地区森林的保护和石漠化治理提供参考。【方法】 在贵州茂兰喀斯特地区,以常绿树种胀果树参(Dendropanax inflatus)和落叶树种瓜木(Alangium platanifolium)为对象,利用热扩散探针(TDP)对树干液流进行了野外监测,同步记录小气候数据,采集两树种叶片样本带回实验室进行干燥处理,然后在电子显微镜下做气孔结构分析。【结果】 ①常绿和落叶树种树干的液流速率(F_S)日变化规律相似,整体来看,观察期落叶树种瓜木的F_S[(585.25±53.46) g/h]高于常绿树种胀果树参的[(384.83±39.12) g/h],说明落叶树种比常绿树种的蒸腾作用强。②落叶树种瓜木的气孔密度(SD)[(1 005.08±80.99) 个/mm²]显著大于常绿树种胀果树参的[(237.16±21.67) 个/mm²](P<0.05,df=48,F=7.08),但两树种的气孔开度(SO)、气孔长度(SC)以及气孔器大小(SAS)均无显著差异(P>0.05,df=48,F=2.65);同时SD与SO、SC之间均存在显著负相关(P<0.05,df=9,F=14.00;P<0.05,df=9,F=17.12),相比较低气孔密度的常绿树种胀果树参气孔较长,开度较大。③两树种的SD与F_s均呈极显著正相关(P<0.01,df=48,F=16.03;P<0.01,df=48,F=32.10),说明两树种蒸腾与气孔密度小有关;同时两树种气孔密度与太阳辐射强度(R_n)均呈显著正相关(P<0.05,df=48,F=7.66;P<0.01,df=48,F=47.18),落叶树种瓜木的SC与R_n呈显著正相关(P<0.05,df=48,F=13.06),常绿树种胀果树参的SD还与大气温度(T_a)呈显著正相关(P<0.05,df=48,F=5.02), SC与T_a呈显著正相关(P<0.05,df=48,F=6.32),SO与T_a、R_n呈极显著正相关(P<0.01,df=48,F=17.20;P<0.01,df=48,F=14.81),说明R_n是影响两树种气孔形态的主要环境因子。【结论】 环境因子和气孔形态变化均在调节树木蒸腾中起作用,以气孔密度较低的常绿树种胀果树参对环境条件的响应更强,从蒸腾调节的角度来看,气孔密度大小以及环境因子影响叶片气孔形态的差异是导致树木蒸腾强弱差异的关键所在,类似落叶树种瓜木有高气孔密度的物种更适合在复杂的喀斯特生境下生长。     

阿什河流域6种人工林叶片-凋落物-土壤系统的养分分配与利用格局

【目的】分别从人工林叶片、凋落物、土壤养分含量及化学计量比的差异,叶片-凋落物养分重吸收的差异,土壤有效养分及其活化的差异等方面,探究黑龙江阿什河流域6种人工林生态系统的养分吸收与利用策略,明确人工针叶林和阔叶林间以及不同树种间叶片-凋落物-土壤系统养分分配格局的差异,从养分优化利用和养分资源合理配置的角度考虑,推断适宜的互补树种,为流域森林景观的恢复和人工林的经营提供依据。【方法】以东北林业大学实验林场森林培育实验站次生林带状皆伐后营造的位置相近、立地条件基本一致的29年生红松、长白落叶松、红皮云杉、水曲柳、黄檗、胡桃楸人工林为研究对象,通过野外调查取样,室内使用碳氮分析仪测定叶片、凋落物、土壤C含量,使用凯氏定氮仪测定叶片和凋落物的N含量,硫酸-高氯酸消化-钼锑抗比色法测定叶片和凋落物的P含量,连续流动分析仪测定土壤的N含量、铵态氮($NH_{4}^{+}-N$)及硝态氮($NO_{3}^{-}-N$)含量,硫酸-高氯酸消化-钼锑抗比色法测定土壤的P含量,HCl-H₂SO₄浸提法测定土壤的有效磷含量。运用生态化学计量学的研究方法,分析各林分叶片-凋落物-土壤系统的养分含量及其生态化学计量特征,确定各凋落物营养的重吸收及土壤有效养分的供应特征。【结果】①针叶林叶片P含量(1.55 g/kg)显著低于阔叶林叶片P含量(2.02 g/kg)(P<0.05, F=16.92,df=1)。针叶林土壤C、P含量(47.75、1.17 g/kg)显著低于阔叶林土壤C、P含量(76.35、1.47 g/kg)(P<0.05, F_{C 含量}=75.15, F_{P 含量}=9.91,df=1)。6种林分中,水曲柳林叶片的N含量(19.64 g/kg)(P<0.05, F=5.26,df=5)、凋落物C、N、P含量(P<0.05, F_{C 含量}=2.34, F_{N 含量}=1.60, F_{P 含量}=6.74,df=5)和土壤的C、N、P含量(P<0.05, F_{C 含量}=154.84, F_{N 含量}=14.21, F_{P 含量}=53.55,df=5)均相对较高。红皮云杉林叶片P含量(1.30 g/kg)(P<0.05, F=36.71,df=5),长白落叶松林凋落物C含量(P<0.05, F=2.34,df=5),红松林凋落物N含量(P<0.05, F=1.60,df=5)均相对较低。②针叶林叶片碳磷质量比(C/P)值(314.84)显著高于阔叶林叶片C/P值(251.03)(P<0.05, F=20.43,df=1),阔叶林土壤C/P值(53.20)显著高于针叶林土壤C/P值(40.71)(P<0.05, F=15. 38,df=1)。6种林分中,红皮云杉林叶片C/P值(359.24)较高(P<0.05, F=35.02,df=5),水曲柳林叶片碳氮质量比(C/N)值(24.15)相对较低(P<0.05, F=11.42,df=5)。胡桃楸林土壤C/N值(19.82)显著高于长白落叶松林土壤的C/N值(5.62)(P<0.05, F=12.40,df=5)。③针叶林元素重吸收率为N的(25.31%)>P的(14.41%)。阔叶林P重吸收率(29.84%)显著高于针叶林P重吸收率(14.41%)(P<0.05, F=7.30,df=1)。6种林分中,水曲柳N重吸收率(P<0.05, F=13.66,df=5)、黄檗P重吸收率(P<0.05, F=60.40,df=5)相对较高。④阔叶林土壤有效P含量及有效P比率(11.74 mg/kg、8.22×10 ^-3)显著小于针叶林(16.59 mg/kg、14.24×10 ^-3)(P<0.05, F_{有效P含量}=7.32, F_{有效P比率}=11.84,df=1)。6种林分中,红松林和胡桃楸林土壤对N的活化能力相对较强,红松林和长白落叶松林土壤有效P的供应能力及其活化能力相对较强。【结论】针叶林叶片P元素利用率高,元素重吸收率为N>P。阔叶林土壤C、P含量较高、有效P积累能力弱、有效P含量及比例均显著低于针叶林,但其P的重吸收率显著高于针叶林。从优化养分资源角度考虑,针叶树种与阔叶树种混交,如红松与水曲柳、长白落叶松与水曲柳混交可以弥补针叶纯林养分分配与利用格局上的不足。     

不同森林经营模式对土壤氮含量及酶活性的影响

【目的】探讨不同森林经营模式对土壤氮含量及相关酶活性的影响,为太湖沿岸防护林模式构建提供依据。【方法】在江苏省宜兴市周铁镇选取林龄相同的杨树纯林、杨树石楠混交林以及杨树女贞混交林3种森林经营模式,挖取1 m深的土壤剖面采集土壤样品,测定各模式下春季土壤的氮含量及相关酶活性,并分析其与土壤理化性质之间的关系。【结果】①试验地土壤全氮含量为0.17~1.35 g/kg,各森林经营模式之间土壤全氮含量存在显著差异(df=2,F=102.820,P<0.05),与杨树纯林相比,杨树女贞混交林和杨树石楠混交林土壤全氮含量分别增加了21.8%、69.7%;随着土层深度增加,2种混交林土壤全氮含量逐渐降低,各土层之间差异显著(df=3,F=108.289,P<0.05);土壤硝态氮、铵态氮含量分别为5.67~9.79、3.22~12.43 mg/kg,各森林经营模式之间差异显著(df=2,F=18.764,P<0.05;df=2,F=9.655,P<0.05),杨树女贞混交林和杨树石楠混交林土壤硝态氮含量相比杨树纯林分别降低了11.8%、27.3%,而杨树女贞混交林和杨树石楠混交林的土壤铵态氮含量在≥20~40、≥40~60和≥60~80 cm土层显著增加(df=3,F=106.230,P<0.05;df=3,F=119.794,P<0.05);随着土层深度的增加,3种经营模式土壤硝态氮和铵态氮含量逐渐降低;土壤微生物生物量氮含量为6.04~9.52 mg/kg,与杨树纯林相比,杨树女贞混交林土壤微生物生物量氮含量增加了7.5%;②土壤脲酶活性、硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性分别为3.43~9.16、0.16~1.04、0.15~0.25 mg/(g·d),与杨树纯林相比,杨树女贞混交林土壤脲酶活性在各土层均显著增加(df=2,F=19.600,P<0.05),而土壤硝酸还原酶活性在土壤表层则显著降低(df=3,F=43.637,P<0.05);杨树石楠混交林土壤脲酶活性在各土层均显著降低(df=3,F=17.825,P<0.05),而土壤硝酸还原酶活性则相反;3种森林经营模式下土壤亚硝酸还原酶活性无显著差异。表明脲酶和硝酸还原酶对经营模式的响应更敏感,可作为土壤氮变化的指标。此外,不同森林经营模式下土壤氮含量及酶活性与含水量、pH密切相关。【结论】与杨树纯林相比,杨树女贞混交林和杨树石楠混交林提高了土壤速效养分,有效吸收并削减土壤中的硝态氮含量,降低硝酸盐向土壤深层淋溶导致污染浅层地下水的风险。同时,土壤微生物量氮和酶活性变化加速了土壤氮转化和养分循环。建议在太湖沿岸防护林构建过程中,推广乔灌复层混交林。     

无患子细根形态及垂直分布特征对配方施肥措施的响应

【目的】探究不同施肥处理下无患子细根垂直分布特征与形态差异,以及氮(N)、磷(P)、钾(K)对细根生长的影响及其交互作用,为中国南方地区广泛种植的生物质能源树种无患子的科学培育提供支撑。【方法】以福建省三明市建宁县 8年生无患子原料林为研究对象,对N、P、K肥料各设置 3个水平,采用“3414”随机区组设计进行配方施肥试验,共 14个处理,以不施肥为对照(CK),设置 3个区组,共 42个处理小区,每小区 5株作为重复。分别在2015年生长季末、2016年花期前、2016年果实迅速生长期按照配比开沟施 3次肥料,2016年12月在每个处理小区选取 4株平均标准木样株,在距树1 m处分 3层(0~20 cm、≥20~40 cm、≥40~60 cm)采集林地土柱样品,研究各处理 3层土壤内的细根分布规律及细根形态。【结果】无患子细根主要分布在0~20 cm土层,呈各土层逐层递减的规律,0~20 cm土层细根生物量(fine root biomass, FRB)及根长密度(fine root length density, FRLD)是 ≥20~40 cm土层的1.51~2.52倍和1.82~2.25倍,是 ≥40~60 cm土层的6.29~13.17倍和6.03~9.31倍。无患子FRB、FRLD、细根表面积(fine root surface area, FRSA)及细根平均直径(fine root average diameter, FRAD)均随着N、P、K施肥量的增加呈先增加后平缓降低的变化趋势,而细根比根长(fine specific root length, SRL)随着施肥量的增加表现为先降低再急剧增加而后平稳降低的变化规律。对根系促进效果最佳的N2P2K2处理在0~20 cm土层的FRB及FRLD较不施肥(CK)分别显著提高了152%和164%,≥20~40 cm土层较不施肥(CK)分别显著提高了242%和161%,≥40~60 cm土层较CK分别显著提高了385%和135%。【结论】无患子FRB、FRLD和FRSA在0~60 cm土层范围内逐层递减,有明显的垂直分布特点。在缺P条件下施用N肥和K肥对无患子根系生长影响效果较小,需要在一定范围内增加土壤养分有效性以促进无患子细根生长及生物量积累。施肥量较为充足时,无患子能够根据 ≥40~60 cm土层土壤养分资源有效性调整细根分布结构,以充分吸收养分。N和P的交互作用对FRB、FRLD、FRAD和SRL的影响达极显著水平,与无患子细根生长的相关性较大。在配方施肥处理下无患子细根生长的拟合模型分析基础上建议施N肥693 kg/hm²、施P肥321 kg/hm²、施K肥432 kg/hm²。     

黄栌光合和呈色特性对重庆阴雨天气的响应

【目的】探讨重庆地区阳性植物黄栌的光合和呈色特性对当地阴雨天气的响应,为黄栌人工抚育提供科学依据。【方法】以黄栌为研究对象,于2019年4—11月定期监测(避开雨天)自然条件下控根容器内种植的4年生黄栌的光合特性、叶片色素含量、叶色参数等,并与2018年所测数据进行比较;收集2016—2019年重庆市气象数据,分析重庆地区2019年阴雨天气占比、降水量、日照时间、相对湿度等特征与2016—2018年的差异性,了解气象因子与黄栌叶片光合、呈色特性间的相关关系。【结果】2019年4—11月(黄栌生长期),重庆遭遇罕见的连绵阴雨天气,监测期超过半数时间为阴雨天气。相比2016—2018年,2019年日照时间减少10%~25%,最大日降水量增加30%~37%,平均降水量增加12.5%~25.0%,平均气温(Q)降低1%~2%。高湿、多雨、寡日照环境不利于黄栌光合色素合成,导致其净光合速率(P_n)降低,叶片呈色质量较差。相关性分析表明:P_n与日照时间(SD)和Q极显著正相关(P<0.01),与光合有效辐射(PAR)显著正相关(P<0.05),与日降水量≥0.1 mm天数(DPD)极显著负相关(P<0.01);蒸腾速率(T_r)与SD和Q极显著正相关(P<0.01),与PAR显著正相关(P<0.05),与DPD极显著负相关(P<0.01),与大气CO₂浓度(C_a)显著负相关(P<0.05)。叶绿素a(Chla)含量与Q显著正相关(P<0.05);花青素含量与DPD显著负相关(P<0.05)。叶色亮度(L^*)与叶绿素b(Chlb)含量极显著正相关(P<0.01),与Chla含量显著正相关(P<0.05);红/绿属性色相(a^*)与Chla、Chlb含量极显著负相关(P<0.01);其他色素含量与叶色参数间相关性均不显著(P>0.05)。a^*与T_r、P_n、气孔导度(G_s)极显著负相关(P<0.01);黄/蓝属性色相(b^*)与T_r、P_n、G_s极显著负相关(P<0.01);彩度(C^*)与T_r、P_n极显著负相关(P<0.01)与G_s显著负相关(P<0.05)。【结论】在2019年4—11月的连绵阴雨天气条件下,重庆地区黄栌表观量子效率(AQY)和P_n降低,利用弱光的能力和叶片呈色质量较差,但具有较宽的CO₂生态利用幅度与光照耐受范围,叶片Chlb含量的增加提高了对散射光的利用能力,从而增强对连绵阴雨天气的适应与耐受能力。研究结果可为我国黄栌引种栽培及科学管理提供参考。     

城市公园绿地特征和使用方式与人群健康关系研究

【目的】 城市公园绿地作为城市空间中的自然因素,对人群健康具有潜在促进效应,通过研究公园绿地特征和人群使用公园方式,探讨城市公园绿地对人群身心健康的影响效应。【方法】 选取合肥市逍遥津公园为研究地点,以人群使用公园时段为分层原则对公园使用者进行分层抽样调查。公园使用者个人特征信息和使用公园方式采用自行设计问卷获取,身心健康状况采用健康调查12条简表(SF-12)进行评估,公园绿地特征运用层次分析法和调查问卷进行评价,利用描述性统计分析、单因素分析及多元线性回归分析进行统计分析。【结果】 生理健康多元线性回归分析表明,每次使用公园时长(变量非标准化系数b=0.922, P<0.01)、每周使用公园频率(b=0.770, P<0.05)、公园生态特征(b=1.353, P<0.01)、服务特征(b=2.057, P<0.01)和美学特征(b=0.375, P<0.05)与使用者生理健康状况得分呈正相关;公园服务特征(标准化后的偏回归系数b'=0.437, P<0.01)对使用者生理健康状况得分的贡献高于生态特征(b'=0.276, P<0.01)和美学特征(b'=0.081, P<0.05)。心理健康多元线性回归分析发现,每次使用公园时长(b=1.402, P<0.01)、公园生态特征(b=1.763, P<0.01)、服务特征(b=0.791, P<0.05)和美学特征(b=3.398, P<0.01)与使用者心理健康状况得分呈正相关,公园美学特征(b'=0.453, P<0.01)对使用者心理健康状况得分的贡献高于生态特征(b'=0.139, P<0.05)和服务特征(b'=0.077, P<0.01)。【结论】 公园绿地对改善人群身心健康状况具有积极效应,绿地特征质量越高,对人群身心健康的促进效应越高,而个人所获得的健康效益因使用方式不同而存在差异性。提高使用公园频率和适当增加使用时间有利于改善人群生理健康状况;增加使用公园频率对改善人群心理健康无明显作用,适当增加使用公园时间和选择9:00—12:00之间使用公园更有利于人群心理健康。     

施用沼液对杨树人工林细根形态特征的影响

【目的】 研究施用沼液对杨树人工林细根形态特征的影响,以期为科学利用沼液、优化杨树人工林施肥技术、促进杨树人工林可持续经营提供理论依据。【方法】 2018年10月,在4种长期施用沼液(施用量0、125、250和375 m³/hm²)的杨树人工林野外实验样地,采用连续土钻法钻取不同土壤深度(0~20,≥20~40和≥40~60 cm)土芯样品;在实验室分拣出杨树活细根,经清洗、分级、扫描、烘干、称量,比较不同处理下不同土层1~5级细根平均直径、平均长度和比根长。【结果】 随着沼液施用量的增加,杨树人工林各级细根平均直径和长度呈下降趋势,而比根长呈上升趋势。但不同土层的不同根序细根形态特征对沼液的响应不同:随着土层的加深和细根根序的增加,细根平均直径、平均长度和比根长的变化幅度多呈现减小趋势。【结论】 长期施用沼液可降低杨树人工林细根平均直径和平均长度,提高杨树人工林细根比根长,在土壤表层和低级细根上表现尤为明显。     

珍稀濒危植物毛果木莲幼苗光合特性及对遮阴处理的响应

【目的】光是植物生长发育过程中重要的环境因子,可通过光敏色素等途径来调节植物的生长、发育。毛果木莲(Manglietia ventii)为中国特有种,是国家Ⅱ级重点保护植物。笔者采取人工遮阴方式,对毛果木莲幼苗的光合及叶绿素荧光参数等指标进行测定,探讨毛果木莲幼苗对光环境变化的生理响应和适应性,为开展其保护生物学研究提供理论依据,同时为濒危植物的保护及繁衍提供科学指导。【方法】利用黑色遮阴网进行人工遮阴处理,使用照度计反复测量以准确建立相对光照率(RI)分别为8%、30%和100%(全光照)的生境。待毛果木莲幼苗在3种光照生境中生长6个月后,应用Li-6400 XT型便携式光合-荧光测定仪(Licor-6400, Lincoln, USA),随机选取不同遮阴条件下日照充足的连体叶(每个生境梯度5株,每株2叶片,共30个重复,取其平均值)。于8:30—11:30进行光合-光响应曲线的测定。日变化前,暗适应30 min后进行3种生境下幼苗的PSⅡ最大光化学效率(F_v/ F_m)测定。天气晴朗时连续3 d,从7:00—19:00每隔2 h进行日变化的测定,测定净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、光合有效辐射(PAR)等光合参数;光化学淬灭系数(q_P)、非光化学淬灭系数(q_N)、PS Ⅱ有效光化学量子产量( F_v'/F_m')、电子传递速率(ETR)等荧光参数。【结果】在限定条件下毛果木莲幼苗P_n对PAR的响应过程在不同遮阴程度下大致相同,且毛果木莲幼苗最大净光合速率(P_{n, max})、光饱和点(P_LSP)和光补偿点(P_LCP)随遮阴程度的增大而降低,表明毛果木莲幼苗具有一定的耐阴性,能够通过降低P_{n, max}、P_LSP和P_LCP来增强对弱光的利用能力。光合速率日变化呈现单峰型曲线,P_n、T_r、G_s均随遮阴程度增大而降低,且均无“光合午休”现象,说明毛果木莲幼苗在水分充足的条件下能适应多光环境。q_N、F_v'/F_m'和ETR日变化皆呈现单峰型曲线,均随遮阴程度增大而降低;但q_P的日变化随遮阴程度的增大而增加,说明遮阴促进光合作用与增强光能利用率和刺激叶肉细胞的光化学活性有关,主要通过增加PSⅡ反应中心的开放比例和降热耗散比例等途径适应弱光生境。而F_v/F_m随遮阴程度增加而增大,且RI为100%生境下其值低于正常值,具有强光抑制现象。说明长时间强光处理导致毛果木莲幼苗的光合机构受损,光化学活性降低。【结论】RI为100%时F_v/F_m显著低于其他两个遮阴处理(RI为30%、8%)(P<0.05,F=18.979, df=2),具有强光抑制现象,适当遮阴更利于毛果木莲幼苗生长,以RI为30%生境光强最佳。     

林火干扰对广东马尾松林土壤有机碳密度及其活性有机碳的影响

【目的】森林在全球碳循环中发挥着重要作用。林火干扰是全球生物地球化学循环的关键驱动因子,影响植被结构变化及森林演替方向,从而对森林生态系统土壤有机碳密度及碳周转产生重要作用,进而影响森林碳循环与碳平衡。笔者定量研究林火干扰对森林生态系统土壤有机碳密度及其活性有机碳的影响,科学阐明林火干扰对森林生态系统土壤有机碳的影响机制,为火烧迹地恢复与森林碳减排增汇提供参考。【方法】以广东省佛冈马尾松林为研究对象,采用相邻样地比较法、化学分析法,在森林生态系统水平上,定量测定不同林火干扰强度对土壤有机碳密度、土壤活性有机碳含量和细根生物量的影响,对林火干扰后土壤有机碳密度的变化进行定量研究,探讨林火干扰对土壤有机碳密度以及活性有机碳的影响机制,深入分析森林生态系统土壤有机碳的循环与分配过程。【结果】林火干扰对马尾松林的土壤有机碳密度、活性有机碳含量和细根生物量均有影响,不同林火干扰强度下土壤有机碳密度与土壤活性有机碳含量变化趋势均表现为对照>轻度林火干扰>中度林火干扰>重度林火干扰。轻度林火干扰对土壤有机碳密度的影响差异不显著(P>0.05),而中度和重度林火干扰则显著降低土壤有机碳密度(P<0.05)。林火干扰的马尾松林土壤细根生物量均低于对照样地,变化趋势为重度林火干扰>中度林火干扰>轻度林火干扰,轻度林火干扰只显著降低土壤表层细根生物量(P<0.05),而中度和重度林火干扰显著降低了土壤表层和浅层细根生物量(P<0.05)。【结论】林火干扰减小了土壤有机碳密度,减少幅度随土壤剖面深度增加而逐渐变小。轻度林火干扰仅显著降低了表层土壤有机碳密度,而中度和重度林火干扰显著降低了土壤表层和浅层土壤有机碳密度,进而导致土壤有机碳密度显著变化。林火干扰对土壤活性有机碳含量产生了影响。林火干扰后马尾松林4种土壤活性有机碳含量均呈下降趋势,但仅中度和重度林火干扰差异显著。活性有机碳含量各组分随林火干扰强度增加沿土壤剖面递减的幅度呈现一定差异,重度林火干扰后的递减趋势最强。此外,林火干扰还降低了马尾松林土壤细根生物量。     

常见绿化树种对土壤碳氮垂直分布及有机碳储量的影响

【目的】调查常见绿化树种各立地土壤层次有机碳含量、全氮含量及有机碳储量等相关指标,分析树种差异对城市森林土壤碳氮垂直分布及有机碳储量的影响,为城市绿化树种的选择提供基础数据。【方法】以邻近农田相关指标为对照,测定分析了水杉、香樟、重阳木纯林下各土壤层次的有机碳含量、全氮含量及有机碳储量。【结果】①不同绿化树种纯林立地土壤有机碳、全氮含量存在一定差异,其变化范围分别为7.28～10.78、1.03～1.43 g/kg,均为重阳木林地土壤的含量最高; 各纯林土壤C/N的波动范围为4.78～9.56,水杉与重阳木之间差异显著。②各绿化树种纯林0～60 cm土壤有机碳储量变化范围在60.54～89.61 t/hm²之间,大小顺序为:重阳木>香樟>水杉。③试验地土壤有机碳含量与全氮含量之间存在显著或极显著的正相关关系。土壤有机碳、全氮含量主要与黏粒百分含量呈显著或极显著的正相关,与土壤密度呈显著或极显著的负相关。④造林后第7年森林土壤有机碳、全氮含量与有机碳储量均显著减少,各树种土壤C/N变化明显。其中,香樟、重阳木林地更接近于农田。【结论】在农田转为林地初期,土壤有机碳含量、全氮含量、有机碳储量均有不同程度减少,而落叶阔叶树种重阳木较其他绿化树种更有利于土壤有机碳恢复及固持。     

缓释肥N/P比及加载量对5种珍贵树种1年生苗生长和养分库构建的影响

【目的】 揭示不同缓释肥N与P₂O₅质量比(N/P比)及加载量对浙江楠等5种珍贵树种1年生容器苗生长、N与P素吸收利用及养分库构建的影响,以期为精细化培育珍贵树种容器苗提供科学指导。【方法】 采用4×4两因素析因设计,研究N/P比和加载量对浙江楠等5种珍贵树种1年生容器苗生长发育及N、P库构建的影响。【结果】 缓释肥N/P比、加载量对5树种1年生容器苗生长和干物质积累均有显著或极显著影响。随着N/P比提高,各树种的反应却不一致;当缓释肥加载量为F3(3.5 kg/m³)时, 5树种生长指标和干物质积累均达到最大值。浙江楠、浙江樟和木荷的叶N含量与缓释肥N/P比密切相关,但南方红豆杉和赤皮青冈叶N含量在各N/P比间差异不显著。除浙江楠外,其他4树种的叶P含量在不同N/P比下差异显著,但各树种叶N和P累积量却对N/P比响应均不敏感。较之于N/P比,缓释肥加载量对5种珍贵树种1年生容器苗N、P库构建的影响更明显,叶N、P含量及累积量均在较高的缓释肥加载量F3下达到最高。N、P含量在各树种器官内的变化规律基本一致,说明N、P吸收同步,但不同树种间N、P素在各器官的分配却不同。【结论】 浙江楠容器苗生长及其养分库构建均需高N缓释肥,浙江樟、赤皮青冈和木荷则需要相对高P缓释肥,而南方红豆杉容器苗生长对N/P比要求不严格,但其养分库构建需高N缓释肥;在考虑N/P比的同时,适量(3.5 kg/m³)增施缓释肥,可提高珍贵树种的容器苗质量。     

杨树不同根序细根形态对酚酸的响应

【目的】细根生长与森林生产力的关系十分密切,而酚酸在根际的累积可能影响杨树根系形态建成及生物量分配进而影响生产力。笔者通过模拟杨树人工林根际酚酸环境,探究杨树幼苗根系形态建成对酚酸的响应,深入揭示根-土界面性质改变对林木根系生长的影响,为探明人工林根际过程和林分生产力之间的关系提供参考。【方法】以改良Hoagland 营养液为基础,参照连作二代杨树人工林土壤酚酸含量配制溶液并进行杨树幼苗培养。采集杨树幼苗根系,按50%的比例选取细根 (根径D < 2 mm) 样本并按根序进行分级,制作1~5级根序细根石蜡横剖面切片。采用根系扫描仪结合分析软件获得各根序细根的长度、直径,利用光学显微镜观察各根序细根的剖面直径、维管束(中柱)直径等参数,并计算比根长、根组织密度、维根比等。采用Origin Pro 8.0进行数据的差异显著性检验并作图,分析细根形态特征和剖面结构参数的相关性。 【结果】酚酸处理显著减少了杨树幼苗根系生物量。1~5级根序细根的生物量在对照和酚酸处理间无显著差异,但其所占生物量比例显著增加。酚酸处理总体抑制了杨树幼苗细根的伸长生长,1~3级根序细根的长度显著低于对照。酚酸处理具有增大杨树根系直径的效应,但1~5级根序细根的表面积在酚酸处理下均较对照显著下降。酚酸处理显著影响了杨树幼苗各根序细根的比根长和根组织密度,使比根长显著下降而根组织密度显著增大。此外,酚酸显著影响了杨树幼苗根系的生长发育,酚酸处理下1~5级根序细根的维根比显著增大,根系内输导组织分化显著。【结论】酚酸对杨树细根生长发育具有一定抑制作用,酚酸处理下不同根序细根形态的变化体现了根系功能的改变,这将影响根系吸收进而对杨树地上部分的生长产生抑制。不同根序细根形态建成的差异性也在一定程度上反映出酚酸影响下杨树根系的生长策略。     

中国柏木属(Cupressus L.)植物的petG-trnP序列分析及其系统学意义

对中国柏科（Cupressaceae）柏木属（Cupressus L．）5个种及扁柏属4个种的cpDNA非编码区petG—trnP序列进行了分析,其片段的长度范围在417bp～479bp之间．以侧柏（Platycladus orientalis）作为功能性外类群,运用PAUP＊和MEGA软件分别对其进行聚类分析,应用最大似然法得到一棵最优系统树,其-Ln=2232．47．结果表明：用petG-trnP序列来分析柏木属和扁柏属的系统发育关系是可行的;中国柏木属植物是一个单系类群;Ctmmaecyparis nootkatensis与扁柏属其它植物关系较远．因此,柏木（Cupressus funebris）和Ch．nootkatensis均应并入柏木属．     

都市残存林中樟树群落类型及物种多样性分析

选取武汉市残存林里常见的樟树(Cinnamomum camphora)林为研究对象,基于研究样地记录的15个样方中各物种的重要值,通过聚类分析中的组间连接法,对研究区域的残存樟树林进行了群落类型的划分;并运用Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数,对不同群落类型及不同结构层次的物种多样性进行了分析.结果表明：研究区域的残存樟树群落可划分为6个群丛,分别为：群丛1：樟－女贞－络石＋阔鳞鳞毛蕨群丛;群丛2：樟－女贞＋棕榈－中日金星蕨＋黑足鳞毛蕨群丛;群丛3：樟－海桐＋棕榈－井栏边草＋天葵群丛;群丛4：樟＋马尾松－海桐＋白花龙－络石＋阔鳞鳞毛蕨群丛;群丛5：樟－棕榈＋冬青－阔鳞鳞毛蕨群丛;群丛6：樟－栓皮栎－蕨群丛.其中Patrick丰富度指数R最高的是群丛1,Shannon-Wiener多样性指数H、Pielou均匀度指数J、Simpson多样性指数D均最高的是群丛4.研究区域内残存樟树群落,垂直结构上明显分为乔木层、灌木层和草本层三层.就各层的多样性指数而言,多数表现为草本层>灌木层>乔木层;而群丛4例外,表现为灌木层＞草本层＞乔木层.该研究可为武汉市残存樟树林植被的恢复提供基本的科学依据.     

喜树的种子休眠及更新

对喜树种子的休眠与更新进行了研究．结果表明,喜树种子成熟后有约４个月的休眠期．种子内部生物钟节律与所处环境的气候年变化节律相似,使种子处于周期性休眠状态．喜树种子的天然寿命约２年．大树和中树种子的天然更新能力优于小树和枯梢树．天然环境通过抑制已萌发种子的成苗和幼苗的生长发育而限制喜树利用种子进行自然更新,适当的人为干扰可大大促进自然更新．