雌雄异株植物生长释放/抑制判定及其气候解释

利用树轮学方法,以长白山雌雄异株植物红豆杉、山杨和水曲柳为研究对象,通过判定雌雄异株树种生长释放/抑制事件及其与气候因子的关系,以期揭示物种属性和性别因素对树木生长释放/抑制事件的影响及其对气候响应机制的差异性。结果表明:3种雌雄植株的生长释放事件大多发生在幼龄阶段,生理特征差异也可能导致不同雌雄植株发生生长释放事件的时间和频率存在一定差异性。性别因素对山杨和红豆杉雌雄植株的生长释放存在显著影响,山杨雌株和红豆杉雄株对外界环境干扰更为敏感,水曲柳雌雄株对环境干扰的响应差异不明显;山杨更易受到外界环境干扰发生生长释放事件;水曲柳植株发生生长释放/抑制事件可能与林窗干扰有关。红豆杉和山杨的生长释放事件与气候因子具有显著相关关系,红豆杉雄株与温度、降水则存在显著正相关关系(P0.05),山杨雄株与温度、降水则存在显著负相关关系(P0.05),山杨雌株与降水呈显著负相关关系(P0.05),植株的生长释放/抑制事件对气候的响应与树木径向生长--逐月气候因子的关系有所不同。因此应当考虑生长--气候因子之间的非线性关系以及物种和性别因素对生长--气候关系的影响,以期完善植株生长对气候的响应机制。      

六盘山地区气候因子对树木年轮生长的影响

为研究干旱半干旱地区气候因子对树木生长的影响,以六盘山地区4个主要树种(落叶松、白桦、椴树、辽东栎)为研究对象,在树干解析的基础上,依据年轮指数,采用相关函数和响应面函数分析了树木生长与气候因子的关系.结果表明:六盘山地区不同树木的生长趋势存在差异,对环境因子的敏感度较高;树木生长受制于生长期的2个气候因子--温度和降水.其中降水和树木生长呈正相关,随着降水量的增加,树木生长量也随之增加;一定程度的高温会促进树木生长,但高温少雨会抑制树木生长.在温度适宜树木生长的条件下,温度和降水这2个气候因子,在某种程度上可以认为是通过对土壤含水量的制约,从而影响树木的生长速度.     

竞争对红松树轮生长与气候因子关系的影响

为了解竞争对红松(Pinus koraiensis)树轮生长与气候因子的关系是否存在影响,利用树木年轮气候学方法,建立红松单木树轮年表,比较不同竞争压力下树轮年表与气候因子的关系,分析竞争对树轮生长作用特征。研究表明:红松单木径向生长与6月份降水呈正相关,与6月份和当年生长季的平均温度、最高温度呈负相关。相关分析表明:竞争会加剧红松树轮生长与6月份降水响应的敏感性,而对树轮生长与温度关系影响不显著。进一步把红松按照不同径级划分后发现,竞争对不同径级红松树轮生长气候响应与降水关系的影响存在差别,其中竞争对小径级(D,D30 cm)红松树轮生长与降水响应影响最显著,对中等(30 cm≤D50 cm)径级的红松树轮生长与降水响应影响其次,对大径级(D≥50 cm)红松树轮生长与降水响应影响不显著,而竞争对不同径级红松树轮生长与温度关系影响不显著。总之竞争主要对红松幼树径向生长与水分条件关系的影响较大,因此,在应对气候变暖条件下的红松培育应该更注重对红松幼树生长环境中水分供应的调节。     

普达措国家公园海拔上限3个针叶树种径向生长对气候变化的响应

本文利用树木年轮学方法研究普达措国家公园海拔上限麦吊云杉、大果红杉和长苞冷杉的生长特征,构建差值年表并分析其与气候因子的关系,以揭示影响该区域3个主要树种径向生长的气候因子及对气候变化响应的种间差异。结果表明:1)生长后期的气候因子对该地区树木生长起着重要作用,但不同树种的响应方式存在差异;2)麦吊云杉生长主要受限于生长季的气候条件,与上年生长后期(上年9—10月)平均温度呈显著负相关,且当年生长盛期(6—8月)温度的升高有利于其径向生长;3)大果红杉生长主要受限于生长后期的水分条件,主要表现为与上年10月以及上年生长后期(9—10月)降水呈显著负相关;4)长苞冷杉生长主要受限于生长季的气候条件,主要表现为对当年生长季盛期(6—8月)以及当年生长季后期(9—10月)平均温度的显著正相关。本研究为香格里拉地区的气候重建提供基础数据。      

长白山北坡不同林型内红松年表特征及其与气候因子的关系

运用树木年轮学的基本原理和方法,选取了长白山北坡保存完好的典型性植被阔叶红松林,探讨了杨桦红松林和椴树红松林内建群种红松(Pinus koraiensis)径向生长对气候要素的响应.结果表明,长白山北坡红松的径向生长对降水较为敏感,杨桦红松林和椴树红松林中,红松年轮宽度均与当年7月以及上一年9月的降水呈显著正相关关系.不同林型内红松的生长与气候因子的关系也有差异.椴树红松的年轮宽度还与上年7月的降水显著负相关,与当年3、4月份的平均气温呈显著正相关.而杨桦红松林内红松年轮宽度和平均温度没有显著的相关关系.特征年分析进一步验证了响应函数相关分析的结果,即当年生长季以及上年生长季末的降水充足促进了红松的径向生长;椴树红松林中,初春温度的升高有利于红松的生长.     

老爷岭红松和胡桃楸径向生长对气候变化的响应

为研究老爷岭地区红松和胡桃楸径向生长对气候变化的响应,采集红松(Pinus koraiensis)和胡桃楸(Juglans mandshurica)生长轮样品,建立年表进行分析。结果表明:红松和胡桃楸径向生长对气候的响应存在差异,红松径向生长与当年生长季和6月的平均温度、平均最高温度呈极显著负相关(p0.01),与相同时间段降水呈极显著正相关,径向生长还与上年9月的最高温度呈显著正相关(p0.05);胡桃楸径向生长与上年秋季、冬季和上年9、11月的降水呈显著正相关。1980年开始的快速升温,导致红松生长减缓,胡桃楸生长加速。快速升温后,生长季和当年6、7月温度对红松生长抑制作用增强,降水对红松生长的促进作用增强;上年秋季和上年9月温度对胡桃楸生长的促进作用增强,降水对胡桃楸的促进作用减弱。研究表明,升温加剧造成的干旱胁迫抑制了红松生长,而升温导致的胡桃楸光合能力增强和生长季延长促进了其生长。     

长白山山杨年轮年表及其与气候变化的关系

以长白山自然保护区内设立面积为1 hm2的固定样地内山杨为主要研究对象,介绍了使用RESISTOGRAPH树木针测仪获取年轮宽度的过程,并使用COFECHA对获取的年轮宽度进行的交叉定年和控制检验.结果表明,获得的山杨宽度年表轮宽指数与该地区月平均气温达到显著相关(P＜0.05),生长季气温与树轮径向宽度正相关性显著,从而影响了山杨的生长,冬季低温则制约树木的生长,当年生长季前4月份的温度为树木萌发需要的积温提供基础;从山杨宽度年表轮宽指数与该地区月降水量的关系可看出,树木生长季的降水量对树木生长产生一定影响,其中上一年9月份由于降水的减少使其与树轮宽度表现出显著负相关,而秋冬季节降水量的增加可促进下一年树木径向生长.     

长白山云冷杉针阔混交林3种常见树种径向生长对气候变化的响应

【目的】气候因子影响树木生长发育，对树木径向生长与气候因子之间的关系进行分析，以探究长白山地区云冷杉针阔混交林森林生态系统对气候变化的响应，为该地区天然林经营管理提供科学依据。【方法】本研究于2019年在吉林省汪清县云冷杉针阔混交林中对常见针叶树臭冷杉、鱼鳞云杉和红松进行样芯的采集，用树木年轮学方法建立标准年表，进而分析比较不同树种生长与气候因子的关系。【结果】该地区树木标准年表的平均敏感度和信噪比分别为0.16～0.27、6.14～19.98，其中臭冷杉包含更多的气候信息，其平均敏感度、标准差、信噪比和样本总体代表性等统计量均高于鱼鳞云杉和红松。上年9月平均气温及上年、当年7月最低气温与臭冷杉、鱼鳞云杉和红松径向生长均呈显著正相关（P <0.05），这表明同一区域不同树种径向生长对气候的响应具有一定的相似性。3种树种径向生长对气候变化的响应也存在差异，臭冷杉径向生长受气温和降水的共同作用，鱼鳞云杉和红松径向生长主要受气温限制。升温突变（1985年）后，臭冷杉、鱼鳞云杉和红松径向生长与气温相关性增强但与降水量相关性减弱，且升温后树木径向生长有显著上升趋势。【结论】不同树种径向生长...     

川西米亚罗林区不同海拔岷江冷杉生长对气候变化的响应

为分析青藏高原东缘半湿润区树木生长与气候关系随海拔变化的规律,于川西米亚罗林区分别在高、中、低海拔选取3个采样点,共采集132棵岷江冷杉年轮样芯,建立了最长达170a(1842-2011年)3个海拔高度的差值年表.岷江冷杉年轮指数与气候因子的相关分析表明:随海拔高度降低,温度与生长的负相关呈增加趋势.高海拔岷江冷杉径向生长与前—年冬季最低温呈显著正相关,中低海拔与当年春季均温、最高温和年均最高温呈显著负相关.低海拔岷江冷杉与当年4月降水呈显著正相关,随海拔升高降水与岷江冷杉生长的相关性降低.中低海拔岷江冷杉年表与4、5月帕尔默干旱指数(P DSI)呈显著正相关,表明在中低海拔存在春季干旱胁迫,抑制了岷江冷杉的生长.另外,大龄树木比小龄树木对气候变化的响应更敏感.     

气候变暖对香格里拉油麦吊云杉径向生长的影响

为分析香格里拉油麦吊云杉(Picea brachytyla)径向生长对气候变化的响应及其动态,在普达措国家公园和石卡雪山油麦吊云杉分布的海拔上限采集年轮样品,建立油麦吊云杉年轮宽度差值年表,将年轮宽度指数与不同时段温度和降水进行响应分析。结果表明:1961—2011年,当年7份月和上年10月份的月平均气温是影响香格里拉海拔上限油麦吊云杉生长的主要气候因子;1985—2011年,树木生长仅与温度变化有关,具体表现为树木生长与上年9、10月份平均气温和最低气温呈显著负相关,与当年7月份平均气温和最低气温呈显著正相关;1961—1984年,气温和降水共同影响树木生长,树木生长与当年5月份降水和当年10月份平均气温呈显著负相关。     

长白山阔叶红松林不同演替阶段冠层光谱特征及其与气温的关系

  目的  通过遥感数据分析长白山阔叶红松林不同演替阶段冠层光谱变化特征,为揭示长白山群落内部种间变化以及植被生产力对气候因子的响应机制提供理论依据。  方法  通过Google Earth Engine平台提取1984—2019年长白山原始阔叶红松林与次生白桦林Landsat和Sentinel多年冠层光谱数据并计算植被绿度参数,分析二者冠层光谱特征季节变化、植被绿度的季节与年际变化,计算植被年际绿度变化与同期月均温的Pearson相关系数。  结果  （1）原始林与次生林冠层可见光反射率在非生长季较高,生长季下降,而近红外光变化趋势则与此相反。在生长旺盛季节（5—10月底）原始林与次生林可见光波段冠层反射率相近,近红外波段差异明显,次生林冠层反射率更高。二者都具有明显的“红谷”、 “绿峰”、 “蓝谷”和“红边”现象,原始林冠层光谱反射率年变化幅度小于次生林。（2）原始林与次生林的绿度表现为相同的变化趋势,即春季展叶期间增长、秋季落叶期衰减。非生长季,原始林植被指数变化较为稳定且大于次生林,次生林林下透光度高。生长季,次生林增强植被指数（EVI）和哨兵二号红边位置（S2REP）均大于原始林,植被冠层生理活动更为旺盛,不同的卫星影像数据表现一致,且次生林的EVI峰值比原始林出现得略早。（3）1985—2019年的35年期间,长白山气温呈上升趋势,植被绿度也随之变化,即:二者EVI在增加,且夏季（生长季）增长幅度大于其他季节,春、秋季的年际差异较大。（4）与原始林相比,次生林EVI年际变化受春季气温影响较大,在生长季初期,二者的EVI与气温呈显著正相关;在整个生长季期间,当气温增加达到一定阈值后,EVI增长显著。  结论  长时间的连续冠层光谱变化监测与分析,可有效反映原始林与次生林植被物候变化差异。气温上升可能是引起长白山阔叶红松林绿度变化的重要因素之一。      

大兴安岭北部不同降水梯度下兴安落叶松生长对升温的响应差异

目的为了解大兴安岭北部不同降水梯度下,兴安落叶松径向生长与气候关系是否存在差异,尤其是对最近的升温是否存在不同的响应。方法本文在大兴安岭北部沿降水梯度选择3个采样点?莫尔道嘎（Moerdaoga,ME,年降水量363 mm）、图里河（Tulihe,TLH,454 mm）和阿里河国家森林公园（Alihe,ALH,525 mm）进行树轮取样。运用树轮气候学方法,分析了气候变暖背景下兴安落叶松生长?气候关系随降水梯度的时空变异规律,并探讨兴安落叶松生长应对极端气候的抵抗力、恢复力和弹性力。结果不同降水梯度下,降水对兴安落叶松径向生长影响差异较小,仅有TLH兴安落叶松生长与当年8月和上年秋季降水呈显著正相关。温度是兴安落叶松径向生长的主要限制因子,但在不同降水区存在显著差异。在低降水区域（ME）,生长季最低温度是兴安落叶松生长的主要限制因子;在中降水区域（TLH）,上年9月最低温度对兴安落叶松径向生长的影响最强;在高降水区域（ALH）,均温和低温是影响兴安落叶松生长的主要气候因子,上年秋季和冬季温度升高不利于当年兴安落叶松生长增加。综合温度与降水的帕默尔干旱指数（Palmer Drought Severity Index,PDSI）表明,ME采样点兴安落叶松生长与PDSI关系不显著,TLH兴安落叶松生长与PDSI显著正相关,ALH兴安落叶松与PDSI显著负相关。20世纪80年代快速升温后,3个采样点兴安落叶松的径向生长出现与升温相反的趋势。ALH采样点相比其他两个采样点应对极端气候有较高的抵抗力,但恢复力较弱。结论我们的结果表明环境水分的多少会影响兴安落叶松对未来气候变暖的响应,尤其是在生长应对极端气候的抵抗力和恢复力上可能会存在较大差异。      

基于广义可加模型的气候对单木胸径生长的影响研究

基于吉林省汪清林业局落叶松鄄云冷杉林长期固定样地25 年观测数据,采用广义可加模型方法,建立了包含 气候因子的单木胸径生长模型,研究气候因子对单木胸径生长的影响及不同树种的响应差异。结果表明:生长 季逸5 益积温、生长季最低气温、年平均总降水量、月气温差以及年平均气温与年平均总降水量之比5 个气候因子 对该类型的落叶松、红松、冷杉、云杉、慢阔和中阔6 个树种(组)的单木的年平均胸径生长量都有显著的影响,但不 同树种组的气候响应变量和程度不同。对含气候和林分因子的全模型、仅含林分因子的部分模型以及仅含气候因 子的部分模型进行了统计分析,结果显示:3 类模型分别能解释50.8%、45.7% 和29.5% 的胸径生长变异,说明在 局部尺度气候因子对胸径生长的解释能力有限;影响胸径生长的主要因子是单木的期初胸径、大于对象木的断面 积之和、林分每公顷株数和林分断面积平均胸径。      

长白山红松阔叶林主要树种树皮抗火性的分析与排序

应用因子分析法对长白山红松阔叶林8种乔木树皮的5种性状进行统计分析,得出了树皮抗火性顺序.对树皮抗火性由强到弱的排序为:春榆(胸径52.9 cm)、紫椴(胸径13.5 cm)、蒙古栎(胸径82.8cm)、色木槭(胸径32.5 cm)、水曲柳(胸径31.0 cm)、白牛槭(胸径13.5 cm)、色木槭(胸径34.2 cm...     

庐山日本柳杉早材与晚材年轮宽度对气候变化的响应

  目的  研究庐山日本柳杉早材、晚材宽度与温度、降水量的相关关系，以揭示日本柳杉早材、晚材径向生长对气候的响应规律，了解这一区域气候变化对森林生态系统的影响，并为未来气候变化条件下日本柳杉的保护和造林区域选择提供依据。  方法  以庐山自然保护区的人工林针叶树种日本柳杉为研究对象，采用树木年轮学的方法对日本柳杉进行了树芯样品取样和处理，并建立早材、晚材标准年表，将树木标准年表与庐山地区的气候要素进行相关性分析。  结果  （1）早材年表各项统计特征均优于晚材年表，相比于晚材的径向生长，早材径向生长对月均温变化更加敏感。（2）该地区年均温度、年降水呈现显著增加的趋势，除了8月份以外，各个月份均温呈上升的趋势。（3）日本柳杉径向生长主要受温度影响，日本柳杉早材生长过程中气温的滞后效应尤为明显，夏季（7月）高温不仅阻碍当年早材年轮宽度的生长，还会影响到下一个生长季早材的形成。生长季时期（4—7月）降水量的增加有利于早材、晚材年轮的形成。  结论  不同季节温度、降水量变化影响早材、晚材年轮形成与生长。在未来气候变暖的背景下，庐山地区日本柳杉林可能出现生长下降的现象。      

长白山杨桦次生林群落结构及培育目标林种研究

通过对长白山杨桦次生林群落结构和种群的调查,分析了各树种重要值及种间联结性,确定了培育的目标林种.结果表明：杨桦次生林的物种组成丰富,优势树种明显,白桦和蒙古栎在杨桦林中占有绝对优势;红松与白桦、蒙古栎、色木槭、山槐、山梨和紫椴表现为正联结关系,红松与暴马丁香、黄榆、假色槭、毛山楂、山杨和水曲柳表现为负联结关系;主要培育目标林种是紫椴和山槐,应适当间伐暴马丁香、假色槭.     

小兴安岭阔叶次生林内红松与常见阔叶树种地下资源生态位研究

  目的  探究小兴安岭地区阔叶次生林内红松与常见阔叶树种的地下资源生态位分离与重叠,以期为恢复次生林合理选择树种及东北次生林的科学经营提供一些参考依据。  方法  对次生林内红松与白桦、山杨、蒙古栎、水曲柳和紫椴等阔叶树种的地下营养空间生态位、吸收土壤水分的季节生态位和数量生态位、吸收土壤养分的季节生态位和数量生态位以及吸收养分形态生态位等方面进行了研究。  结果  红松与阔叶树种在地下营养空间生态位、吸收土壤水分的季节生态位、吸收土壤养分的季节生态位和数量生态位、吸收土壤养分形态生态位等均存在分离。具体表现为:（1）阔叶树种吸收根主要集中分布于土壤表层（0 ~ 20 cm）,为“浅根性”特征;而红松则相反,其吸收根分布比率在表土较低,在下层土壤空间（30 ~ 60 cm）明显较高,相对为“深根性”趋势。（2）阔叶树种吸收土壤水分一般从5月中开始至9月下旬结束;而红松从4月初开始至10月下旬仍有蒸腾。（3）阔叶树种吸收氮养分大约在5月上旬至9月下旬,吸收期较短,夏季养分吸收高峰较陡且峰期明显;而受阔叶树种庇荫的红松在4—10月的整个生长季中一直较平缓地吸收氮养分,夏季养分吸收高峰较缓且峰期不明显。（4）阔叶树种对N养分的消耗量较大且利用效率较低,属于高耗低效型;而红松对N养分的消耗量则相对较小,利用效率较阔叶树种高10.7% ~ 36.8%,属于低耗高效型。（5）在对N养分化学形态的偏向选择性方面,红松叶硝酸还原酶活性较低;而阔叶树种的叶硝酸还原酶活性最高,其中,白桦、山杨和蒙古栎约是红松的6.0 ~ 6.5倍,水曲柳和紫椴约是红松的2.6倍和2.7倍。（6）红松与白桦、山杨、蒙古栎、水曲柳的地下资源生态位重叠较小,分别为0.502、0.426、0.628、0.374,而紫椴与红松的地下资源生态位重叠高达0.903。  结论  从地下资源生态位看,红松与白桦、山杨、蒙古栎、水曲柳、紫椴均为优化混交组合,且红松与阔叶树种的地下资源生态位分离对其长期共存和混交群落持续稳定高产都有重要意义。