不同生态型竹子的硅分布特征

选择10种散生竹、丛生竹和混生竹为试材,运用偏硼酸锂溶解和钼蓝比色方法,研究了不同生态型竹子器官的硅质量分数、储量和通量等,为植硅体封存碳潜力评估提供参考。结果表明:不同生态型竹子器官硅质量分数均为叶蔸枝根鞭秆,质量分数区间为1.77~63.10 g·kg-1,在不同生态型间竹叶硅质量分数分布趋势整体表现为混生散生丛生;其中硅储量和通量分别为混生(2 225.91 kg·hm-2·a-1,1 112.96 kg·hm-2·a-1)散生(788.18 kg·hm-2·a-1,394.06 kg·hm-2·a-1)丛生(586.00 kg·hm-2·a-1,293.00 kg·hm-2·a-1)。全国竹子硅储量和通量散生竹远高于丛生竹和混生竹。植硅体封存二氧化碳通量为混生竹(38.83·kg·hm-2·a-1)散生竹(33.69 kg·hm-2·a-1)丛生竹(27.32 kg·hm-2·a-1),全国散生竹总植硅体碳封存速率(190.69×106~197.48×106kg·a-1)分别为丛生竹和混生竹的5.46倍和35.7倍。因此,在未来的竹林种植和管理中,可以适当地通过选择封存二氧化碳通量高的竹种(如混生竹)进行造林或者采取竹林废弃物还林作硅肥等措施来提高部分竹林植硅体的生物固碳潜力。因为本研究区属于散生竹的典型生长区,而非丛生竹典型生长区,不能推测所有地区都符合以上规律,在丛生竹典型生长区的结果可能正好相反。所有生态环境和生物气候带生长的竹子中硅储量和硅体碳的相关性是否一致或相近还需进一步研究。     

岩性对毛竹林土壤硅形态的影响

采取发育于5种不同岩性类型（花岗闪长岩、花岗岩、玄武岩、凝灰岩和页岩）的毛竹Phyllostachys edulis林不同土层（0-20cm和20-40cm）的土样,运用逐级化学提取技术,研究不同岩性条件下发育的土壤中硅的形态以及影响硅转化的因素,为不同岩性类型土壤有效硅调控提供科学参考。结果表明：④不同岩性类型土壤中总二氧化硅质量分数从大到小顺序依次为凝灰岩〉花岗闪长岩〉页岩〉花岗岩〉玄武岩,而且不同岩性之间二氧化硅质量分数差异性较大;②不同岩性类型下发育的毛竹林土壤有效硅质量分数及相对百分比顺序为玄武岩〉花岗岩〉页岩〉花岗闪长岩〉凝灰岩,有效硅主要来源于无定形硅的转化,与土壤中总二氧化硅的质量分数相关性不大;⑧岩性能够影响土壤中总硅数量以及各种硅形态的整体分布。     

闽西北不同类型毛竹林生物量分布格局

以福建省天宝岩自然保护区的毛竹纯林(Ⅰ)、竹阔混交林(Ⅱ)和竹针混交林(Ⅲ)为研究对象,对其生物量分布格局进行研究。结果表明,不同类型毛竹林生物量和生产力不同,林分Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的生物量分别为143 418.06、135 469.53和131 782.78 kg.hm-2,生产力分别为59 786.55、54 921.44和38 418.68 kg.hm-2.a-1,毛竹林纯林化经营可以提高竹林的生产力。经营方式对毛竹林不同器官间生物量分配也有重要的影响,毛竹纯林竹秆质量分数明显高于混交林的质量分数,竹根质量分数低于混交林的质量分数。毛竹主要经济组分为竹秆,纯林较高的竹秆质量分数,保证了毛竹林较高的经济效益。不同类型毛竹林株数和生物量的径级分布特征不同,毛竹纯林和竹阔混交林>49%的毛竹胸径分布在10.5~12.5 cm,生物量占整个林分的54.25%和53.71%,而竹针混交林54.90%的毛竹分布在9.5~11.5 cm,生物量占林分的54.34%,竹阔混交毛竹林具有较高的生物量和生产力,竹阔混交经营可能是一种较好的经营模式。     

不同经营类型毛竹林经营效益及固碳能力分析

基于农户地块水平毛竹Phyllostachys edulis林投入产出数据, 比较分析了不同经营类型毛竹林经营效益及相应的固碳能力。结果表明:①在当前经营技术与市场环境下, 如果考虑经营者自身劳动投入成本, 材用毛竹林与笋竹两用毛竹林的经营效益没有明显差异, 两者成林后年均净收益分别为5 500和5 800元·hm-2。②以60 a经营周期计算, 材用毛竹林与笋竹两用毛竹林年均固碳量为6.51和5.26 t·hm-2·a-1, 分别为同等立地适生条件下速生杉木Cunninghamia lanceolata林的1.87倍和1.51倍。今后需要加强毛竹伐后固碳效率研究, 以便对毛竹综合固碳能力做出更为全面准确的评估; 随着森林碳汇价值上升, 经营材用林的比较效益会进一步提高, 有利于提高竹林固碳。     

施肥对毛竹林地土壤养分和地上生物量的影响

对江西永丰官山林场毛竹林土壤养分及各竹龄毛竹生物量进行研究,结果表明:毛竹专用肥和矿渣肥能显著提高土壤养分含量,专用肥处理的土壤有效磷含量增幅最大,增加了156%,其次为矿渣肥处理后土壤速效钾含量,增幅为63%;施肥对竹林结构产生影响,施肥处理下竹林密度逐渐增大,专用肥施用后Ⅰ度竹为35棵,比施肥前各度竹平均值增加了1...     

不同类型毛竹林土壤团聚体有机碳特征研究

对江西安福林区毛竹纯林、竹阔和竹杉混交林土壤团聚体组成的分布及有机碳含量、与土壤总有机碳的关系和贡献率等土壤团聚体特征进行研究。结果表明,不同类型毛竹林土壤团聚体含量的分布趋势为随着土壤团聚体粒径减小而下降,粒径0.25 mm团聚体含量平均值由大到小依次为竹杉混交林、竹阔混交林和毛竹纯林。土壤团聚体有机碳含量平均值由大到小依次为(2~1 mm)、(5 mm)、(1~0.5 mm)、(5~2 mm)和(0.5~0.25 mm)。0.25 mm团聚体有机碳含量平均值以竹阔混交林最高,为32.43 g/kg,其次是毛竹纯林(26.99 g/kg),竹杉混交林最低,为21.18 g/kg,且均随着土层深度的增加而显著减少。不同类型毛竹林土壤团聚体有机碳与总有机碳呈显著正相关,且各粒径团聚体间有机碳含量均呈极显著正相关。粒径5 mm和5~2 mm团聚体有机碳的贡献率在47.74%~75.60%,由大到小依次表现为竹杉混交林、竹阔混交林和毛竹纯林,说明混交经营有利于大粒径团聚体中有机碳的积累。研究结果可为我国亚热带地区毛竹林资源的合理经营提供科学依据。     

川南地区森林养分输入量与大气降水的关系

在长期经营过程中,对川南地区的人工林,多注重砍伐(养分输出)而忽视养分输入(施肥),导致了土壤生态系统的养分失衡,以及土壤的酸化和贫瘠化。大气降水是目前该地区林地生态系统的主要养分来源。对川南地区森林生态系统中水分输入的分析结果表明:pH值随降水量的增加而增大,小雨呈酸性,中雨和大雨趋于中性;氮、磷、钾、镁、硅的质量浓度随降水量的增加而降低,降水中养分质量浓度的大小排序为:钙>氮>钾>镁>磷>硅;川南林区降水中养分的输入量:氮为12.27 kg.hm-2.a-1,磷为0.84 kg.hm-2.a-1,钾为12.27 kg.hm-2.a-1,钙为23.90 kg.hm-2.a-1,镁为2.53 kg.hm-2.a-1,硅为0.33 kg.hm-2.a-1。这些营养元素输入总量为52.26 kg.hm-2.a-1。与国内外其他地区相比,处于中上水平;降水中硅的年输入量仅占竹材硅输出量的1.2%~5.5%。表4参16     

氮沉降和生物质炭对毛竹叶片光合特性的影响

为了解氮沉降和生物质炭对毛竹Phyllostachys edulis叶片光合特性的影响,研究了4种氮沉降（0 kg·hm-2·a-1,N₀;30 kg·hm-2·a-1,N₃₀;60 kg·hm-2·a-1,N₆₀;90 kg·hm-2·a-1,N₉₀）下施加3种不同强度（0 t·hm-2,BC₀;20 t·hm-2,BC₂₀;40 t·hm-2,BC₄₀）生物质炭处理后2龄毛竹新老叶片光合及叶绿素荧光特性的变化。结果表明:氮沉降和生物质炭均促进了毛竹新老叶的最大净光合速率（P_max）,气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r）,生物质炭同时提高了老叶实际量子产量[Y（Ⅱ）]和PSⅡ潜在活性（F_v/F₀）。与不施加生物质炭相比（BC₀）,N₃₀下施加20 t·hm-2生物质炭的老叶及N₆₀下施加20 t·hm-2生物质炭（BC₂₀）的新老叶叶色值显著降低;N₆₀处理下施加生物质炭,毛竹新老叶的最大光化学效率（F_v/F_m）,F_v/F_o和Y（Ⅱ）均提高,而N₉₀处理下施加生物质炭,毛竹新老叶的F_v/F_m和F_v/F_o均降低。由此认为:氮沉降条件下施加生物质炭有利于毛竹新老叶片的光合固碳能力;大气氮沉降背景下,施加生物质炭有利于提高毛竹生产力。     

安徽岳西头陀镇毛竹林生产力 与土壤养分特征比较

为了解土壤养分与毛竹生长的相关性,对安徽头陀镇的垦复毛竹纯林、未垦复毛竹纯林和竹阔混交林 进行调查研究。结果表明院不同毛竹林生长及其生产力差异明显,平均胸径10.02耀12.35 cm,立竹度0.28耀0.49,该区 的生产力属中等偏低,总生物量大小依次为院垦复毛竹纯林（96.50 t/hm2）>竹阔混交林（81.39 t/hm2）>未垦复毛竹纯林 （78.17 t/hm2）。垦复毛竹纯林和竹阔混交林的各组分生物量大小依次为院竹杆>竹鞭>竹根>竹叶>竹枝;而未垦复毛竹 纯林为院竹杆>竹枝>竹鞭>竹根>竹叶。不同林分下,各样地土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量均随土层深度的 加深而降低,同一土层中养分含量差异显著。相关分析显示,不同毛竹林总生物量与土壤有机质、全氮和速效磷存在 不同程度的正相关;平均胸径与0耀20 cm 土层有机质和速效磷呈显著正相关;立竹度仅与0耀20 cm 土层有机质呈正 相关。说明土壤有机质含量是影响毛竹生产力的关键因素。     

不同经营类型毛竹林营养元素的空间分布

对不同经营类型毛竹Phyllostachys pubescens氮、磷、钾、钙、镁等5种营养元素的质量分数和林地土壤的样品进行分析.结果表明:氮、磷、钾、钙、镁等5种营养元素在不同经营类型毛竹的不同器官中质量分数大小均表现为叶＞枝＞秆;在叶中各营养元素质量分数大小顺序为:氮＞钾＞镁＞钙＞磷;在枝中为:钾＞氮＞镁＞磷＞钙;在秆中为:钾＞氮＞镁＞钙＞磷.毛竹叶、枝、秆中部分营养元素质量分数与土壤养分质量分数的相关性达显著或极显著水平.在集约经营下,毛竹林地上部分5种营养元素贮藏总量为519.60 kg·hm-2,粗放经营下为422.44 kg·hm-2.表4参13     

毛竹林下多花黄精种群生长和生物量分配的立竹密度效应

 为优化出毛竹Phyllostachys edulis-多花黄精Polygonatum cyrtonema复合经营的立竹密度,以立地条件基本相似的3种立竹密度D₁（1 500～2 500株·hm^－2）,D₂（2 500～3 500株·hm^－2）,D₃（3 500～4 500株·hm^－2）的陡坡地粗放经营毛竹林为对象,调查分析了不同立竹密度毛竹林下多花黄精种群生长状况和生物量积累与分配规律。结果表明：毛竹林立竹密度对多花黄精地径、叶片叶绿素值和各构件生物量分配比例影响不明显,而对多花黄精种群密度、株高、各构件生物量和总生物量积累有一定的影响,均随着立竹密度的增大而减小。不同立竹密度毛竹林下的多花黄精生物量分配格局均为地下块茎＞根、叶、地上茎,地下块茎生物量分配比例占70%以上,显著大于生物量分配比例差异不明显的其他器官（P＜0.05）。立竹密度是影响毛竹林下多花黄精种群生长的重要因素,在试验毛竹林立地条件和经营水平情况下,毛竹?鄄多花黄精复合经营适宜的立竹密度为1 500～2 500株·hm^-2。图1表6参22     

4种竹子竹叶黄酮质量分数及抗氧化活性的季节变化

以毛竹Phyllostachys edulis, 雷竹Phyllostachys violascens, 石竹Phyllostachys nuda和高节竹Phyllostachys prominens等4种竹子为研究对象, 用硝酸铝-亚硝酸钠比色法测定黄酮质量分数, 并采用DPPH·(1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼)法和ABTS+·[2, 2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐]法测定竹叶黄酮的抗氧化活性, 以考察竹叶黄酮质量分数和抗氧化活性随季节和竹种的变化规律。结果表明:春季毛竹的竹叶黄酮质量分数最高(2.12%±0.15%)(P<0.05), 夏季、秋季和冬季4种竹子间无显著性差异(P>0.05);石竹的竹叶黄酮质量分数四季变化不显著(P>0.05), 毛竹夏季的竹叶黄酮质量分数(2.36%±0.60%)高于冬季(1.52%±0.04%)(P<0.05), 雷竹(2.40%±0.17%)和高节竹(2.07%±0.13%)的竹叶黄酮质量分数以夏季最高。4种竹子的竹叶黄酮对DPPH·的清除能力都表现在夏季较强, 四季的各竹种竹叶黄酮对DPPH·的清除能力以毛竹较强。4种竹子的竹叶黄酮对ABTS+·的清除能力都表现在春季和秋季较强, 四季各竹种间差异性不大(P>0.05)。     

施肥对水田和旱地有机碳和黑碳的影响

在30多年的长期肥料试验区, 研究了水田、旱地等2种利用方式下, 有机肥、化肥, 及有机肥和化肥混合施用对耕层土壤有机碳和黑碳质量分数的影响。结果表明:经过30多年稻Oryza sativa-稻-休闲耕作(水田), 早玉米Zea mays-晚玉米-冬闲制耕作(旱地)后, 无论水田、旱地氮磷钾化肥配施有机肥处理, 耕作层(0~20 cm)有机碳质量分数均高于单施化肥、不同化学肥料配施、单施有机肥以及不施肥, 说明相对于其他施肥处理, 有机无机肥配施为最佳施肥措施。黑碳质量分数红壤旱地集中在2.72~5.33 g·kg-1, 水田集中在9.01~10.60 g·kg-1, 旱地单施钾肥与单施有机肥处理, 氮与氮磷钾处理无显著差异, 其他各处理间黑碳质量分数差异显著(P < 0.05), 水田各处理黑碳质量分数差异不显著。旱地有机碳与黑碳显著相关(P < 0.05), 而水田有机碳黑碳相关不显著, 说明除施肥措施外, 土壤黑碳质量分数还可能受到土地利用方式、种植作物的影响。相同施肥措施下, 水田有机碳和黑碳质量分数均高于旱地, 说明水田更有利于有机碳、黑碳的累积。     

河北省10000kg·hm~(-2)以上冬小麦产量构成及群个体生育特性

【目的】探索河北省小麦超高产水平从9 000 kg·hm-2向10 000 kg·hm-2突破的途径,明确河北省10 000kg·hm-2以上超高产小麦的产量结构特点和各个生育时期的群体、个体特征,以及适宜的生态条件,为进一步开展可稳定实现10 000 kg·hm-2以上产量的河北省小麦超高产栽培技术体系的研究提供理论依据。【方法】于2010—2014年4个小麦生长季,在高产大田设置不同品种、氮肥基追比和追氮时期处理,结合其他超高产栽培技术措施,进行小麦超高产攻关研究。将4个生长季籽粒产量9 000 kg·hm-2以上的处理分为9 000—9 500、9 500—10 000和10 000 kg·hm-2以上3个水平,分析小麦产量从9 000 kg·hm-2提高到10 000 kg·hm-2以上,产量结构和各个生育时期群个体性状的变化,并结合土壤肥力数据和气象数据分析实现10 000 kg·hm-2以上产量适宜的生态条件。【结果】通过3个产量水平处理的比较,河北省小麦产量从90 00 kg·hm-2提高到10 000 kg·hm-2以上,公顷穗数变化较小,穗粒数在30—35粒的概率较大,粒重显著提高。产量水平从9 000—9 500 kg·hm-2提高至9 500—10 000 kg·hm-2时,干物质积累量明显增加,进一步提高至10 000 kg·hm-2以上时收获指数有所提高。穗数800万/hm2、穗粒数在30—35粒、千粒重43 g以上、成熟期干物质积累量22 000 kg·hm-2、收获指数为0.46是河北省10 000 kg·hm-2以上超高产小麦比较理想的产量结构和调控指标。10 000 kg·hm-2以上产量水平的小麦旗叶和倒2叶叶面积均小于20 cm2,孕穗期叶面积指数为7.69—8.24,均低于9 000—9 500 kg·hm-2产量水平,但花后20 d叶面积指数在4以上,花后30 d在2以上,均高于后者。小麦产量从9 000 kg·hm-2到10 000 kg·hm-2以上,土壤基础肥力和施肥量变化较小,生育期降水量和灌水量也未增加,但小麦全生育时期特别是开花至成熟阶段的积温和光照时数均有所增加。【结论】河北省实现小麦产量从9 000 kg·hm-2到10 000 kg·hm-2的突破,公顷穗数的增产潜力较小,提高穗粒数和粒重应作为主攻方向。大小适中、后期衰老缓慢的高质量群体是实现10 000 kg·hm-2超高产的保证,较高的基础肥力以及积温和光照较好的年型是实现10 000 kg·hm-2超高产的基础。     

毛竹催化热解动力学研究

 利用热重技术在不同升温速率和氮气气氛下对毛竹Phyllostachys edulis的氯化亚铜催化热解失重行为进行了研究。结果显示：毛竹主要热解温度区间为200.0~379.0 ℃,当温度为328.5 ℃时达到最大热解速率17.18%·min^－1;添加氯化亚铜后,毛竹的热解温度降低,热解速率增大,热解所需时间缩短。还通过Flynn-wall-Ozawa法求解了毛竹热解的动力学参数,纯毛竹的热解平均活化能为213.21 kJ·mol^－1,平均指前因子约为10¹⁷;氯化亚铜的加入使指前因子增大了10倍,其值约为10¹⁸,平均活化能变化不明显。图6表3参12     

绿竹生态系统植硅体碳积累与分布特征

植硅体封存的有机碳（phytolith-occluded organic carbon, PhytOC）已被证明在生物地球化学碳硅循环中具有重要的作用。为了解绿竹Dendrocalamopsis oldhami生态系统中植硅体碳的分布与积累特征,于2014年12月在中心产区浙江省苍南县利用标准地调查方法,采集了不同年龄（1～3年生）、不同器官（叶、枝、秆）、凋落物和土壤样品,分析了硅、植硅体、植硅体碳质量分数。结果表明:绿竹地上部分硅、植硅体、植硅体碳质量分数大小表现均表现为凋落物＞叶＞枝＞秆,其中植硅体碳的质量分数分别为4.28,3.16,0.28,0.04 gkg－1,植硅体碳总积累量为22.64 kghm－2,大小顺序为叶（13.22 kghm－2）＞凋落物（5.74 kghm－2）＞枝（2.71 kghm－2）＞秆（0.96 kghm－2）;林地土壤硅、植硅体、植硅体碳质量分数均随着土层厚度的增加而呈降低的趋势,0～100 cm土壤中植硅体碳储量为1 302.60 kghm－2。绿竹植株体内植硅体质量分数与硅、植硅体碳质量分数之间的相关性达极显著（P＜0.01）或显著（P＜0.05）水平,土壤植硅体碳质量分数与总有机碳质量分数之间也具有极显著（P＜0.01）相关性。图4表3参33     

毛竹植硅体微观形态及稳定性的扫描电镜初探

为了揭示竹子植硅体表面形态和结构,探究植硅体在缓冲液浸泡后形态是否稳定,以毛竹Phyllostachys edulis叶片为研究材料,采用微波消解法、湿灰化法和干灰化法,提取毛竹叶片中的植硅体。对提取的植硅体经镀金膜处理,用扫描电子显微镜（SU-8000 Hitachi）观测。结果表明:毛竹植硅体具有多种形态。微波消解法提取的毛竹植体长为12~14 μm,宽为7~10 μm,植硅体呈现长鞍形（竹节形）,图像细节清晰,植硅体形态完整;湿灰化法和干灰化法提取的毛竹植硅体呈哑铃形,长约为12 μm,连接处宽度约为4 μm,两端的宽度约8 μm,并且用湿灰化法提取的毛竹植硅体还可见微小突起。微波消解法是提取毛竹植硅体比较理想的方法。微波消解法提取的植硅体在pH 10的硼酸缓冲液中浸泡15 d后的微观形态可见:植硅体外表已出现溶蚀坑,表面变粗糙,可见硅质颗粒,呈现为聚集分布。说明植硅体表面已被破坏,呈现不稳定状态。     

不同磷水平下雷竹幼苗叶绿素荧光特性

 为了解不同磷水平下雷竹Phyllostachys violascens幼苗叶片叶绿素荧光特性的变化,试验以无性繁殖的雷竹幼苗作为试验材料,采用砂培试验方法,研究了不同磷水平（0,0.5,5.0,50.0,500.0 mg·L^－1）对雷竹幼苗叶绿素荧光参数和光通量密度?鄄光合电子传递速率（P_AR-E_TR）响应曲线的影响。结果表明,随着磷质量浓度的升高,幼苗叶片潜在光化学活性（F_o /F_m）呈逐渐降低趋势,最大光化学效率（F_v /F_m）在0~50.0 mg·L^－1磷质量浓度范围内逐渐下降。磷质量浓度为5.0 mg·L^－1时,初始荧光（F_o）,最大荧光（F_m）,适时最小荧光（F_t）和可变荧光（F_v）均达到最大值,电子传递速率（E_TR）和光系统Ⅱ（PSⅡ）实际光化学效率（Y）较大,光化学猝灭系数（q_P）和非光化学猝灭系数（q_N和N_PQ）相对较低,说明在5.0 mg·L^-1磷质量浓度下,雷竹幼苗叶片的光合能力较强,接近适宜雷竹幼苗生长的磷质量浓度。磷质量浓度过高（50.0和500.0 mg·L^-1）均导致雷竹幼苗叶片E_TR下降,热耗散增加,光化学效率和光量子产额降低。图1表3参20     

上海城市绿地不同植物群落土壤呼吸及因子分析

用CFX-2开放式呼吸测定系统对上海城区9种植物群落进行了土壤呼吸速率的测定及其影响因子的探讨。结果表明:9种植物群落的土壤呼吸速率均呈明显季节变化,土壤呼吸速率最大值出现在6－9月,最小值出现在12－3月;但土壤呼吸速率日变化有乔灌木较平稳,草坪呈单峰曲线的趋势;9种植物群落平均土壤呼吸速率的总体差异极为显著（P＜0.01）,狗牙根Cynodon dactylon草坪最高,为5.51 molm－2s－1,是呼吸速率最低的紫荆Cercis sp.群落的2.76倍;9种植物群落的土壤呼吸速率与气温、5 cm地温和10 cm地温均呈极显著指数相关（P＜0.01）,但地温Q10(温度系数,温度每变化10 ℃,呼吸速率的相对变化）值高于气温,且5 cm和10 cm地温对土壤呼吸速率的影响较小;土壤易变碳的大小顺序为轻组有机碳＞微生物量碳＞可溶性碳,但土壤呼吸速率受土壤微生物量碳和可溶性碳的影响较大;草坪群落二氧化碳的年释放量最大,达到了33.18 t hm－2a－1,是乔木林的1.95倍,是灌木丛的2.12倍。图3表6参30