硬头黄竹地上生物量分配特征及模型构建

【目的】探究硬头黄竹不同龄级、径级地上生物量分配特征,建立全竹龄和不同竹龄地上单株及各器官生物量模型,准确估算硬头黄竹的林分生物量。【方法】选取了硬头黄竹全径级(1.0~7.0 cm)分布的1、2、3年生硬头黄竹各50株,测定各器官和总生物量。采用11种常用生物量模型,分别对硬头黄竹全竹龄和不同竹龄地上单株和各器官生物量进行拟合,筛选最优生物量拟合方程,并应用模型估算不同龄级、径级林分总生物量。【结果】硬头黄竹地上竹秆、竹枝、竹叶生物量占比分别为84.82%、10.84%、4.34%;不同龄级单位面积林分总生物量差异显著,竹龄为1、2、3 a竹生物量占比分别为31.92%、47.15%、20.93%;4.6~5.5 cm径级各器官和总生物量显著高于其他径级,占林分生物量的62.60%。11种生物量模型均可以较好地模拟硬头黄竹地上单株及各器官生物量;优选出全竹龄硬头黄竹地上单株和各器官生物量模型6个,不同竹龄的硬头黄竹地上单株和各器官生物量模型19个(1 a的6个、2 a的7个、3 a的6个)。【结论】硬头黄竹不同龄级、径级各器官生物量占比均为竹秆>竹枝>竹叶,林分生物量主要集中在2龄级、4.6~5.5 cm径级的竹株。全竹龄和不同竹龄地上单株与各器官生物量拟合模型中幂函数的拟合效果最优,其次是多项式函数和指数函数;地上单株与竹秆生物量模型拟合效果受胸径、株高的影响较大,竹枝、竹叶生物量模型拟合效果与胸径关系更密切。全竹龄硬头黄竹地上单株和竹秆生物量模型拟合效果均优于不同竹龄的模型,不同竹龄硬头黄竹地上竹枝、竹叶生物量模型拟合效果均优于全竹龄模型的。     

花楸种子繁殖生物学与技术研究

本文对花楸种子繁殖生物学与技术的研究成果进行了概述：花楸种子属于深休眠类型，种皮机械障碍、透气性和透水性不是休眠原因，种皮和种胚中含有强度较高的抑制物质是休眠的主要原因；较低的萌发温度（5℃和10℃）有利于花楸成熟种子的萌发，高于10℃不利于种子萌发；种子繁殖的关键技术是催茅技术，硝酸钾溶液浸泡预处理配合低温层积催茅是最理想的花楸种子催茅方法；赤霉素（GA3）和6苄基线嘌呤（6-BA）预处理有效果，但不如硝酸钾。使用本研究开发的催茅方法催茅，可有效提高种子发茅率，降低育苗成本、增加出苗比率，从而获得较好的经济效益和社会效益。     

闽西北不同类型集约经营毛竹林土壤环境特征

以福建省天宝岩自然保护区集约经营的毛竹纯林(Ⅰ)、竹阔混交林(Ⅱ)和竹针混交林(Ⅲ)为研究对象,对其土壤理化性质及土壤酶活性特征进行研究。结果表明：集约经营状态下,毛竹纯林化经营可以改善土壤的物理性质,土壤密度由大到小依次为Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ,毛竹纯林的非毛管孔隙度、最大持水量和最小持水量均最高。不同类型林分土壤化学性质及酶活性优劣次序不一致。毛竹纯林中的有机质、全氮、全钾、Ca2+、Mg2+含量和过氧化氢酶、磷酸酶活性在3种林分中最高,竹阔混交林的土壤pH、全磷、有效磷含量和脲酶活性最高,竹针混交林土壤水解氮、速效钾含量和蔗糖酶活性最高。对3种林分土壤性质进行综合评价,发现集约经营毛竹纯林的土壤综合得分由大到小依次为毛竹纯林(0.548 7)、竹阔混交林(0.437 6)、竹针混交林(0.411 2),集约经营的毛竹纯林土壤综合性质最好。因此,对集约经营的毛竹混交林分中的混交树种进行管理十分必要。     

杉木连栽对土壤物理性质的影响

在福建省南平市花岗岩母 林地上,应用生态系列法对不同栽植代数、不同立地待人接物不同林分年龄的系列杉林样地土壤的物理性质进行了研究。结果表明,杉木连栽对土壤容重和孔隙状况的影响主要在林分的中龄林时期。随着载植代数的增加,土壤容重趋于增加;对于幼林和成林,由于受整地、抚育和林下植被的恢复及枯枝落叶的分解,不同栽植代数对土壤孔隙状况的影响不甚明显;不同载植代数对土壤水分性能的影响主 表现在中龄林和成熟林时期。表层土壤的持水能力一般随栽植代数增加而下降,土壤的渗透性能超于降低,地位指数愈高,这种下降趋势愈明显。     

PEG和GA3引发处理对老化毛竹种子理化特性的影响

【目的】研究聚乙二醇(PEG)和赤霉素(GA₃)引发处理对不同老化程度毛竹种子生理生化的影响,探寻提高毛竹种子活力的最佳处理方法。【方法】采用高温高湿法(温度40 ℃、相对湿度95%)模拟种子自然老化过程,筛选出不同活力水平的毛竹种子; 然后采用PEG和GA₃进行引发处理,测定其生理生化指标。【结果】随着毛竹种子老化程度加深,种子浸出液相对电导率、可溶性糖和MDA含量增加,可溶性蛋白质含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等保护酶活性降低,种子内源GA₃和吲哚乙酸(IAA)含量降低,脱落酸(ABA)含量升高,GA₃/ABA比值降低。而且,种子老化程度越深,种子活力提高越显著。与未引发处理相比,PEG和GA₃处理均显著降低毛竹种子浸出液相对电导率和MDA含量,降低膜脂过氧化水平,保护细胞膜的完整性,提高可溶性蛋白质含量,保护酶活性及GA₃和IAA含量,降低ABA含量,从而提高GA₃/ABA比值。【结论】适宜的PEG(质量分数为20%、20℃浸种24 h)和GA₃(质量浓度为500 mg/L、25℃浸种12 h)引发处理均能提高老化毛竹种子的活力水平,促进种子萌发,可为毛竹实生苗繁育提供参考和技术指导。     

川南毛竹林生态系统养分动态分析

以目标产量和现实产量为基础,分别计算了川南毛竹林生态系统中N、P、K、Ca、Mg、Si等养分年亏 损量。结果显示：(1)当年采伐量为22.5 t/hm2时,6种元素的养分输出总量为216.78 kg/hm2,其中N为 93.13 kg/hm2、Si为57.61 kg/hm2、K为38.04 kg/hm2、Ca为11.39 kg/hm2、Mg为8.33 kg/hm2,P为8.28 kg/hm2,采伐时若将竹叶归还林地,养分年总输出量将减少73.3 kg/hm2;(2)在现有的经营强度下(即年均 采伐产量为9.0 t/hm2)时,6种养分亏损总量为：7.96 kg/hm2,各元素亏损率的排序为：Si(29.91 %)、P (27.19 %)、N(22.97 %)、Mg(8.51 %)、K(7.60 %);(3)结合各养分在土壤中贮量及其亏损状况分析表明, 川南毛竹林地施用P肥对提高毛竹产量的效果最直接,但补充K、Si、Mg等养分是防止毛竹林地力衰退、维 持毛竹林经营可持续性的必要措施和手段。     

闽北不同类型毛竹林冠层降水再分配特征

以中亚热带杉木纯林(Ⅰ)和常绿阔叶林(Ⅴ)为对照,对闽北地区竹杉混交林(Ⅱ)、毛竹纯林(Ⅲ)、竹阔混交林(Ⅳ)冠层降水再分配特征进行了研究。结果表明：各林分穿透雨率为462 %～862 %,平均穿透雨率排序由大到小为Ⅰ(770 %)、Ⅲ(750 %)、Ⅳ(737 %)、Ⅱ(703 %)、Ⅴ(677 %);各林分树干茎流量排序由大到小为Ⅳ(692 mm)、Ⅲ(520 mm)、Ⅱ(373 mm)、Ⅴ(230 mm)、Ⅰ(176 mm),树干茎流量随雨量增大而增大,不同类型毛竹林增加的比例大于杉木纯林和阔叶林;各林分产生树干茎流的最小响应雨量排序由小到大为Ⅱ(64 mm)、Ⅳ(69 mm)、Ⅲ(75 mm)、Ⅴ(89 mm)、Ⅰ(104 mm);各林分林冠截留率为141 %～535 %,平均林冠截留率排序由大到小为Ⅴ(313 %)、Ⅱ(282 %)、Ⅳ(235 %)、Ⅲ(229 %)、Ⅰ(223 %)。5种林分穿透雨、树干茎流和林冠截留均与林外降雨量显著正相关（p＜001）,其中穿透雨量和降雨量的关系用模型Y=a+bX拟合较好;林冠截留量和降雨量之间的关系用三次曲线（Y=β0+β1X+β2X2+β3X3）方程较拟合最好。综合分析表明,毛竹纯林对小到中雨的截留能力较好,竹杉、竹阔混交林对大到暴雨的截留能力较好。     

带状采伐对毛竹地上生物量分配及异速生长的影响

【目的】 毛竹林带状采伐可实现竹林机械化经营,研究不同采伐宽度毛竹立竹生物量分配及其异速生长,为毛竹林带状采伐经营提供科学依据。【方法】 2019年12月模拟机械采伐对不同宽度条带内的毛竹林实施全林皆伐,2020年8月统计试验毛竹林不同采伐宽度带(0、3、9、15 m)内新竹数量、胸径、枝下高和竹高。调查新竹枝、叶、秆生物量,分析伐后新竹地上构件生物量分配特征及其异速生长关系。【结果】 随着带状采伐宽度的增加,新竹数量先增加后减少,9 m采伐宽度带新竹数量最多,新竹竹高降低,胸径减小,枝下高及相对枝下高降低,立竹鲜枝质量、鲜叶质量、鲜秆质量及总生物量均显著降低。带状采伐可以提高立竹出叶强度、相对竹高,尤其增加叶分配占比和叶相对生物量。带状采伐未改变立竹秆-总生物量的等速生长关系,但对枝-总生物量、叶-总生物量相对生长速率产生显著影响,由异速生长关系转变为等速生长关系。【结论】 带状采伐致使毛竹通过生理整合作用权衡各构件资源分配关系,改变其异速生长关系,诱发新竹形态可塑性变化,9 m采伐宽度的新竹数量达到最大值。     

毛竹向撂荒地扩展过程中叶功能性状变化

【目的】探索毛竹林扩展过程中叶片的适应特性和生存对策,为合理调控毛竹林的扩展提供依据。【方法】以毛竹-撂荒地扩展界面为对象,比较了不同扩展阶段毛竹比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)及叶片主要养分元素及计量比等叶功能性状。【结果】①随着毛竹的扩展,SLA呈先上升后降低的趋势,扩展前期、中期和后期的SLA值分别为1.80、2.16和1.83 m²/kg。②不同年龄毛竹不同时期的LDMC的变化趋势不同,Ⅰ度竹LDMC随着毛竹扩展呈降低的趋势; Ⅱ和Ⅲ度竹LDMC呈升高的趋势。③随着毛竹的扩展,叶碳含量(LC)、叶氮含量(LN)、碳氮比(C/N)的变化差异不明显,叶磷含量(LP)呈降低的趋势,分别为1.70、1.53和1.15 g/kg; 碳磷比(C/P)呈升高的趋势,分别为264.06、292.33、392.03; 氮磷比(N/P)呈升高的趋势,分别为12.70、13.62和17.16。【结论】随着毛竹向撂荒地扩展,SLA 先升后降,Ⅰ度竹LDMC降低,Ⅱ和Ⅲ度竹LDMC升高,LP降低,C/P和N/P升高,毛竹主要叶功能性状随着环境的变化发生了适应性改变。毛竹通过降低SLA和N/P,增加LP含量来适应扩展前期剧烈变化的环境条件。随着毛竹的扩展和林分环境的形成,毛竹叶N/P增加,生长由受N制约变化为受P元素制约。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ度毛竹LDMC随着毛竹扩展的变化规律不同,使毛竹能够在扩展过程中更好地保有资源,具有 “集团”优势,能更灵活地利用资源。     

带状采伐对毛竹林土壤细菌群落结构及多样性的影响

【目的】研究带状采伐后毛竹(Phyllostachys edulis)林土壤细菌群落结构及多样性的变化,认识带状采伐对毛竹林土壤生态系统的影响,为利用带状采伐实现毛竹林规模化经营提供指导。【方法】对毛竹林进行不同宽度(3、9、15 m)的带状采伐,25 d后采集样地内土壤样品,采用Illumina MiSeq 高通量测序技术分析土壤细菌特定基因片段V3-V4区域,鉴定菌种类群,预测细菌功能,并结合7种土壤养分指标(有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾)的测定结果,探讨带状采伐对毛竹林地土壤细菌群落及土壤养分的影响。【结果】随着采伐宽度的增加,土壤有效磷、全钾、速效钾含量降低,土壤有机质、全氮、碱解氮含量先增后降。适当采伐可以提高土壤肥力,但采伐宽度超过一定限度后,土壤肥力降低,速效养分含量减少。不同带状采伐对毛竹林土壤中细菌类群的丰度、多样性、均匀度的影响各不相同;3 m采伐宽度的毛竹林地内土壤细菌群落丰富度最高,且物种分布最均匀,随着采伐宽度的增大,其毛竹林地内的细菌群落丰富度和物种均匀度均降低,当采伐宽度超过9 m时,群落间的物种组成变化差异减小。带状采伐后变形菌门(Proteobacteria)相对丰度增多,酸杆菌门(Acidobacteria)、绿湾菌门(Chloroflexi)相对丰度减少,这3种菌门同放线菌门(Actinobacteria)一起占据着毛竹林带状采伐土壤细菌群落种的主要地位,对土壤中碳(C)、氮(N)元素固定及其他养分的转化分解发挥着重要的作用。带状采伐后土壤细菌群落代谢通路中最重要的是碳水化合物代谢和氨基酸代谢,说明带状采伐后土壤细菌的优势功能主要集中在C、N两种元素的固定和转化。【结论】毛竹林带状采伐对土壤细菌群落结构及多样性产生显著影响,3 m宽度的带状采伐能够增加细菌类群的丰度、多样性、均匀度以及土壤养分含量,当采伐宽度增大,上述各项指标降低;综合分析表明带状采伐后土壤微生物类群主要参与C、N元素的固定和转化的相关功能通路。