鼎湖山针阔混交林生态系统外向辐射通量研究

分析了南亚热带针阔混交林各外向辐射通量:上行短波辐射(RSu)、上行长波辐射(RLu)和上行总辐射(RTu)在不同时间尺度上的分布特征、相互关系以及影响因素.研究表明:中小时间尺度(≤1月)上,变异系数的大小顺序均为:RLu＜RTu＜＜RSu;RSu在雨季和旱季的日均变化均呈规则的正态单峰曲线,而RLu呈波浪形,RTu则呈不规则的单峰曲线;RTu占全年进入生态系统总辐射能量的82.93%,而RLu占RTu的97.36%,分别说明了外向辐射在系统辐射平衡中,以及RLu在系统外向辐射中的重要影响;全年日均反射率η为8.30%,月均反射率(y)与降雨量(x)的回归方程为:y=-0.3851nx+9.3376,R2=0.6762,相关性达显著水平.在日尺度,影响η的主要因素可能是下垫面湿润程度的不同;对RLu与各层次温度进行的多种函数拟合表明,第2层(9 m)气温最能代表该系统的"真实表面温度",而在应用Stefan-Boltzmann方程时必须根据实际情况进行校正,否则会产生较大的误差;在较大时间尺度(1月)上,净辐射(Rn)与RTu和RLu相关性较好,Rn与RSu的相关性未达显著水平.而在较小时间尺度(≤1 d)上,Rn与RSu相关性较好,且时闻尺度越小,Rn与RSu的相关性越好,这充分说明了以往辐射平衡研究中往往忽略的尺度效应的影响.     

鼎湖山针阔混交林光合有效辐射的时空格局

光合有效辐射(PAR)是影响生态系统能量转化和物质生产的重要生态因子,对其时空格局的研究,有助于深入理解生态系统的生理生态因子变化和光合行为.该文分析了2003年鼎湖山南亚热带针阔混交林生态系统PAR通量的时空分布特征及相互关系.结果表明,在日尺度上,PAR在进入冠层内部的过程中,其强度不断减弱,变异系数(CV)则不断增大;各层次PAR月总量的年变化均呈单峰形,并分别于7月和3月达到最大值和最小值.雨季和旱季,各层次PAR的日均变化均呈单峰曲线,其中冠层上方（PAR1）和乔木第1亚层（PAR2）呈规则的单峰曲线,而乔木第3亚层（PAR3）和灌木及草本层（PAR4）则为不规则的单峰曲线;旱季各层次PAR的平均值为雨季的68.99%～71.48%;旱季各层次PAR日通量的CV非常接近,而雨季PAR3和PAR4的CV则明显增加.全年PAR1、PAR2、PAR3和PAR4总量分别为1 842.27、1 374.37、471.38和288.39 MJ/m2,各占下行短波辐射(RSd)的40.07％、29.89％、10.25％和6.27％.全年PAR2、PAR3和PAR4的相对光合有效辐射分别为74.6％、23.6％和15.7％.在日尺度和月尺度上PAR1与RSd均呈极显著直线相关,而RSd的系数远小于通常的范围(0.44～0.50).      

长白山地区红松和紫椴倒木呼吸研究

该文采用静态箱-气相色谱技术，对红松和紫椴倒木呼吸及其与腐烂等级、温度、含水量等因子间关系进行了研究，并对长白山阔叶红松林内倒木总呼吸进行了估算。结果显示，倒木呼吸存在较大的季节变化(0.7～13.6 mg/(m2·h))，呼吸速率与倒木含水量、腐烂等级和温度显著相关(P0.05)。其中，基于倒木温度变化的指数拟合方程解释了超过67%的呼吸变化。不同腐烂等级倒木Q10值变幅为2.41～2.95，Q10计算值与选用的温度区间有关。林内倒木呼吸总量为(26.9±5.1) g/(m2·a)，约占林地CO2排放总量的3%、年净交换量的15%。      

元江干热河谷太阳辐射各分量及反照率变化特征

为了探讨干热河谷太阳辐射的特征,本文利用元江干热河谷稀树灌草丛通量塔上连续2年(2013年5月至2015年4月)辐射数据,对元江干热河谷稀树灌草丛植被林冠上太阳辐射(总辐射(Q)、反射辐射(Qα)、有效辐射(I)、净辐射(Rn))的日变化、季节和年变化特征进行分析,探讨了反照率(α)和I变化特征及其原因。结果表明: 该区域Q、Qα、I、Rn的年均辐射值分别为6 210.2、807.9、1 822.9、3 578.7 MJ/(m2·a)。雨季各辐射总量占年总量比例分别为52.9%、56.3%、39.1%、59.2%,除雨季I占全年的比例小于干季外,其他3个辐射分量占全年的比例均是干季雨季。α由于受雨季叶面积指数(LAI)增大和林冠郁闭度增加的影响,其季节变化特征表现为干季雨季,这是生态系统为缓解该区域尖锐的水热矛盾而长期进化的结果。Qα、I和Rn年分配率分别为13.0%、29.8%、56.9%,其中Qα和Rn分配率的季节变化均表现为干季雨季,而I的分配率特征与Qα和Rn的相反。干季I分配率的增加降低了地面和林冠温度,减少了生态系统水分流失,削弱了研究区域干季时水分的胁迫效应,避免了森林植被因水力结构破坏而引发的碳饥饿所导致的死亡,有利于元江干热河谷稀树灌草丛植被在干季生存和维持该生态系统平衡。由于元江干热河谷Q和Rn都较大且该地区降雨少,故人类活动及气候变化更容易影响该地区的生态系统平衡。      

长白山阔叶红松林碳收支特征

植被-大气间CO2交换研究对准确评价陆地生态系统碳收支有重要意义．该研究采用开路式涡动相关系统对长白山阔叶红松林的C O2交换特征进行了整年连续监测．结果表明,该森林生态系统的碳交换季节变化明显,2003年森林净生态系统碳交换量(NEE)变化范围在-6.37～2.13 g/(m2·d)之间,5—9月均表现为碳汇,其余月份为碳源,其中净碳吸收量与释放量最大的月份分别为6和10月;全年森林净吸收的碳量为-191.3 g/m2,整体表现为一定强度的碳汇．影响NEE的环境因子主要是光合有效辐射(PAR)和土壤温度等,白天NEE对PAR 的响应符合直角双曲线方程,夜间的NEE与5 cm深土壤温度有较好的指数关系．生态系统呼吸释放对温度响应的敏感性(Ｑ10)为3.17．      

用涡动相关技术观测长白山阔叶红松林蒸散特征

该文利用开路涡动相关系统测定了长白山阔叶红松林2003年蒸散量(潜热通量LE),并分析了其日、季变化特征.结果表明,该观测系统的能量平衡闭合度为86.5%,处于国际同类观测闭合度范围(60%～90%)的中上水平,说明长白山涡动相关法观测数据可信度较高.潜热通量与净辐射(Rn)呈二次曲线关系,与气温(Ta)呈指数关系,模拟出的LE日总量与Rn、Ta经验关系式,可对LE缺值进行插补.森林蒸散量日变化特点是白天高于夜间,中午最高,夜间潜热通量和显热通量(H)有低估的现象;季节变化特点是7、8月份蒸散量最高,冬季较低,且蒸散量在净辐射中所占的比例为生长季明显高于非生长季.该森林蒸散年总量为1 126.99 MJ/m2,相当于450.8 mm降水量,占年总降水量(538.4 mm)的83.7%. 关键词:森林蒸散, 能量平衡, 涡动相关法, 阔叶红松林      

美国凌霄光合生理参数对水分与光照的响应

该文利用CIRAS -2型便携式光合作用仪测定了不同土壤湿度下3年生美国凌霄叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）及光能利用效率（LUE）等生理参数的光响应过程，阐明了其光合生理参数对土壤湿度和光照强度的响应规律，探讨了美国凌霄正常生长发育所需的土壤水分和光照条件。结果表明:美国凌霄的Pn、Tr、LUE及WUE对土壤湿度和光照强度的变化具有明显的阈值响应。①采用非直角双曲线模型进行模拟光响应过程较好，光响应曲线曲角接近于1。随着质量含水量Wm (5.5％～19.4％)、相对含水量Wr（20.1％～71.1％）的递增，光补偿点降低，光饱和点、最大净光合速率及表观量子效率均升高。在Wm为19.4％时，光补偿点最低(21.61 μmol/（m2·s）)，光饱和点最高(1 400 μmol/(m2·s))。②维持美国凌霄正常生长、同时具有较高Pn、LUE及WUE的土壤湿度范围，在Wm为13.5%～19.4%（Wr为49.5%～71.1%）之间，最佳土壤湿度的Wm为19.4%（Wr为71.1%），正常生长的最低土壤湿度Wm为7.7%（Wr为28.2%）。③美国凌霄对光照环境的适应性较强，在光合有效辐射强度为800～1 600 μmol/(m2·s)范围内，Pn和WUE都具有较高水平，饱和光强大约在800～1 400 μmol/(m2·s)之间，LUE在100～300 μmol/(m2·s)光强范围内达到峰值。      

1961—2010年辽西小凌河上游光能资源变化趋势分析

以辽宁西部小凌河上游凌源、喀左、羊山气象观测站1961—2010年日照时数、日照百分率等资料为基础,采用现代气候统计诊断技术,分析了该地区光照资源年际和作物生长季变化趋势、突变特征。结果表明:1961—2010年,辽西小凌河上游年太阳总辐射、年日照时数总量和生长季太阳总辐射、日照时数呈波动性减少,递减速率分别为1.964 MJ/(m2·10 a)、56.224 h/10 a和1.357 MJ/(m2·10 a)、38.705 h/10 a;年太阳总辐射、年日照时数总量气候突变分别发生在1979年和1985年,突变前后分别减少5.5 MJ/m2和162 h;生长季太阳总辐射和日照时数持续减少,没有明显的突变时间。掌握辽西小凌河上游光能资源气候变化规律,对有效应对气候变化合理开发光能资源具有积极意义。     

3种报春花属植物的核型研究

 采用常规压片的方法对3种报春花属(Primula)植物的染色体数及核型进行分析。体细胞有丝分裂中期染色体数及核型分别为：滇海水仙花(Primula pseudodenticulata Pax)，2n=2x=2m+4sm+10st；核型类型为3A；滇北球花报春(Primula denticulata ssp. sinodenticulata)，2n=2x=4m+16sm+2st，核型类型为3A；无粉头序报春(Primula capitata subsp. sphaerocephala)，2n=2x=4m+10sm+4st，核型类型为3B。     

UV-B辐射和氮素互作对灯盏花生长和生理指标的影响

 采用水培的方法,研究UV-B辐射（5.0kJ/m2）和氮素互作情况下灯盏花(Erigeron breviscapu)生长和生理指标的变化。结果表明,UV-B辐射会使灯盏花植株的生物量减小, 在氮浓度为3.0×10-3mol/L时，生物量在90d 时下降了13.7%；植株矮化,根冠比减小，叶绿素和可溶性糖含量降低，却能够增加总黄酮产量，氮浓度为3.0×10-3mol/L时，总黄酮产量在90d时增加了28.9%,而适当增加氮素含量会补偿甚至提高灯盏花的生物量。相较自然光下的1.0×10-3mol/L氮素处理而言，水培条件下，UV B辐射（5.0kJ/m2）和3.0×10-3mol/L氮处理会使灯盏花总黄酮产量增加263.1%     

北温带干旱地区土壤-大气界面CO2通量的变化特征

采用箱法对栗钙土、灰钙土、粗骨土和山地灰褐土4种有代表性的干旱土壤表面CO2通量进行观测和研究。结果表明:森林土壤（粗骨土和山地灰褐土）的通量显著大于草原土壤（栗钙土和灰钙土）。干旱区土壤表面CO2通量的平均值为230.05 μmol/(m2·h)，变化范围为-147.27～2 319.55 μmol/(m2·h)。不同土壤类型之间存在差异,粗骨土(351.82 μmol/(m2·h))山地灰褐土(347.33 μmol/(m2·h))栗钙土(193.36 μmol/(m2·h))灰钙土(162.37 μmol/(m2·h))。土壤表面CO2通量存在季节变化，趋势呈“S”形。9月份最高(516.79 μmol/(m2·h))，以土壤向大气释放为主；1月份最低(－7.09 μmol/(m2·h))，以大气进入土壤为主；具有春夏秋冬交替规律，与气候变化趋势基本一致，土壤表面CO2通量稍有后滞。全天候土壤表面CO2通量呈“山峰”形变化，04:00最小(154.13 μmol/(m2·h))，12:00最大(349.65 μmol/(m2·h))，具有昼夜交替规律，比气候日变化稍有滞后。影响土壤表面CO2通量的环境因子有地表空气温度、土壤温度（0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm）、土壤含水量（0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm）；其中，地表空气温度、土壤温度（0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm）和土壤含水量（0～10 cm）分别与土壤表面CO2通量呈正相关关系，而10～20 cm和20～30 cm深度的土壤含水量与土壤表面CO2通量呈负相关关系，地表空气相对湿度与土壤表面CO2通量的关系不显著。大气与土壤之间的CO2存在双向转移机制，CO2不仅从土壤向大气转移，而且也从大气向土壤转移，热量在地球表面的差异性分布，导致温带和寒带地区的土壤具有平衡大气CO2浓度的功能，是温带、寒带地区的显著特征。      

三株丝孢虫生真菌对松墨天牛幼虫的感染效应

 生物测定了球孢白僵菌（Beauveria bassiana）Bb050715,Bb060721菌株和粉拟青霉（Paecilomyces farinasus）Pf0607菌株对松墨天牛（Monochamus alternatus Hope）的感染效应。结果表明,球孢白僵菌及粉拟青霉对松墨天牛幼虫的毒力有一定的差异,3株丝孢真菌侵染三龄幼虫后,均造成虫体血淋巴中蛋白质含量降低,且球孢白僵菌侵染后血淋巴中总蛋白含量明显低于经粉拟青霉接种处理感染后的虫体。供试3菌株中,球孢白僵菌菌株处理后天牛累积死亡率明显高于粉拟青霉菌株,对天牛幼虫感染的剂量效应参数分别为0.45,0.45和0.39,对松墨天牛三龄幼虫的毒力回归方程分别为Y=13.537X-4.603²(R²=0.97),Y=15.361X+0.444 4(R²=0.97)和Y=9.138X-3.100 1(R²=0.99)。在1.36×10⁴～1.36×10⁹孢子/mL下处理后第4d才出现死亡,Bb050715,Bb060721和粉拟青霉3菌株接种处理后第4～8d的累积死亡率分别为13.3%～80.0%,13.3%～86.7%,6.7%～53.3%,LT₅₀依次为5.1,5.1和7.7d,第5 d的LC₅₀分别为7.23×10⁸孢子/mL,1.53×10⁸孢子/mL,7.27×10⁹孢子/mL。     

3种无损检测方法评估巨尾桉木材抗弯和抗压强度性质

为探讨不同无损检测方法评估木材强度性质的可行性及可靠性，该文分别运用纵向基频振动、超声波和应力波3种无损检测方法，对由广西东门林场采集的34株14年生巨尾桉人工林加工的191个无疵小试样进行了抗弯和抗压强度性质预测。首先采用3种无损检测设备获得无疵小试样的动态弹性模量，然后进行抗弯弹性模量（MOE）、抗弯强度（MOR）和顺纹抗压强度（σc）的测定，并分析3种无损检测结果与木材强度性质的关系。结果表明:纵向基频振动法、超声波法和应力波法获得的动态弹性模量Efr、Eus和Esw与静态MOE的相关系数分别为0.816 6、0.788 9和0.634 7，均在0.001水平上显著相关；与MOR的相关系数分别为0.694 0、0.683 0和0.567 3，均在0.001水平上显著相关；与σc的相关系数分别为0.810 3、0.809 3和0.648 9，均在0.001水平上显著相关；其中应力波法测得的动态弹性模量Esw与木材强度性质的相关系数均为最低。可见，纵向基频振动法和超声波法能够比较精准地预测国标无疵小试样的MOE、MOR和σc，但应力波方法对无疵小试样进行测定时具有一定局限性。      

适度高温下高氮和低光对演替树种光合和能量转换的复合影响

利用CO2交换系统和叶绿素荧光法，研究适度高温（38℃）、高氮（HN）和低光（LL）对早、中和后期演替树种木荷、红椎和黄果厚壳桂幼树光合过程影响的初始靶的，及其对群落演替的潜在影响。结果表明:适度高温提升木荷和红椎高氮高光（HNHL）植株的光合速率（Pn），但高光强（500 μmol/(m2·s)）限制木荷、红椎及黄果厚壳桂低氮高光（LNHL）和高氮低光（HNLL）植株Pn对适度高温的响应。当光强500 μmol/(m2·s)，适度高温提高木荷LNHL植株的光下PSⅡ最大量子效率(Fv′/Fm′)、开启PSⅡ中心(Fq′/Fm′)和开启PSⅡ反应中心的比例(qL)，以及非循环光启电子传递效率(ETR)和吸收光能利用于PSⅡ光反应(ΦPSII)，但黄果厚壳桂不呈现类似响应。黄果厚壳桂HNLL植株多以非光辐射耗散吸收能和表现低的光化反应效率。气候变暖，华南珠江三角洲过量氮沉降和频繁的灰霾天气可能延缓当地森林植物群落的正向演替。      

沙棘木蠹蛾AFLP引物筛选及反应体系的建立

该文以沙棘木蠹蛾幼虫为材料,用改进的SDS-蛋白酶K法获得了高质量的符合AFLP分析要求的基因组DNA。通过对AFLP试验过程中的酶切 连接、预扩增、选择性扩增等各关键因素的比较研究,建立了一套优化的沙棘木蠹蛾AFLP分子标记体系,获得了清晰的指纹图谱。研究结果表明:利用EcoRⅠ/MseⅠ双酶切系统以酶切 连接2～4 h, 预扩增产物稀释20倍、Mg 2+浓度为1.5 mol/mL的选择性扩增效果最好。进一步利用该反应体系从80对E+3 /M+3选择性引物中筛选出10对多态性丰富、分辨率高、谱带清晰的引物组合。该研究结果为利用AFLP标记技术开展沙棘木蠹蛾的种群遗传结构、遗传分化等方面的研究奠定了基础。      

不同供氮水平下水稻稻瘟病菌群体遗传结构的SSR分析

 研究不同供氮水平对稻瘟病菌群体遗传多样性和遗传结构的影响。用11对SSR引物对180kg N/hm²（N₁₈₀）和300kg N/hm²（N₃₀₀）下水稻黄壳糯的35个稻瘟病菌株进行遗传多样性分析。结果表明：在N₃₀₀和N₁₈₀两施肥水平下,稻瘟病菌居群的平均等位基因数分别为4.3636和2.9091，Nei′s基因多样性指数分别为0.6497和0.4624， Shannon′s信息指数基因分别为1.2206和0.7853。两个群体间的遗传相似系数为0.6337，遗传距离为0.4561，基因分化系数为G_st=0.1355，表明居群间有一定分化。用UPGMA方法聚类可知，在45%的相似水平上，稻瘟病菌被划为8个宗群，N₃₀₀条件下分离的稻瘟病菌株较N₁₈₀占有更多的宗群,表明N₃₀₀条件下分离的稻瘟病菌株较N₁₈₀具有更丰富的遗传多样性。     

应用15N示踪研究毛白杨苗木对不同形态氮素的吸收及分配

为探讨毛白杨苗木对不同形态氮素的吸收、分配及利用特性,以毛白杨新无性系83号插条苗为试材,于2007年3—9月在北京林业大学苗圃,应用15N示踪技术测定在相同施氮量下毛白杨苗木对硝态氮（NO3 15N）和铵态氮（NH4 15N）的吸收率、利用率及分配率等指标。结果表明:①施肥后28 d,苗木对两种氮肥的吸收利用达到最大值,其中,标记NO 3 15N肥吸收率为036 g/株,利用率达35.98% ;标记NH4 15N肥吸收率为0.15 g/株,利用率为14.53%。②苗木NO3 15N肥平均利用率（ 19.75%）约为NH4 15N肥（7.95%）的2.5倍 。③施肥后各个时期,全株的NO3 15N肥Ndff 值均显著大于NH4 15N肥。各器官对NO3 15N肥的征调能力明显高于NH4 15N肥,茎对肥料征调的竞争能力最强,其次为叶和根。④氮素分配率在各器官中差异显著（P0.05 ）,总体趋势为叶根茎。叶中NO3 15N的分配率均高于NH4 15N,根中储存的氮素主要供地上部分生长所需,总体呈逐渐下降的趋势,茎是氮素贮藏的“临时库”,苗木主要通过茎将吸收的氮素输送到叶等生长旺盛的部位。      

激光测距方法测量结构材的顺纹抗拉弹性模量

该文以经过120 d、温度90℃条件下窑干干燥处理的56根日本柳杉人工林结构材(110 mm×55 mm×2 500 mm)作为测试试件,介绍了一种利用激光测距系统测量顺纹抗拉弹性模量的方法. 首先将试件含水率调至15%,在抗拉试验开始前采用纵向基频振动方法 (FFT) 得到试件的动态弹性模量(Efr),再利用由激光测距仪、数据采集器和计算机处理系统组成的激光测距系统,测定了顺纹抗拉弹性模量（Et）,最后破坏试件完成顺纹抗拉强度（σt）的测定. 对Efr、Et和σt相互关系的比较分析表明,Et的平均值比FFT方法得到的Efr的平均值小78% (0.63　GPa);Et与Efr具有很好的相关性,相关系数R为0971,在0.001水平上呈显著相关;Et和σt的相关系数R为0727,也在0.001水平上呈显著相关. 足尺试件的顺纹抗拉测试结果表明,激光测距方法可以准确地测量结构材在顺纹受拉时发生的拉伸变形,从而得到可靠的抗拉弹性模量试验结果.       

鼎湖山主要林下层植物光合生理特性对模拟氮沉降的响应

通过模拟氮沉降试验,研究了南亚热带季风常绿阔叶林林下层3种优势树种光叶山黄皮、黄果厚壳桂和厚壳桂叶片的光合生理特性对氮沉降增加的响应.试验21个月后,氮沉降显著增加了林下层3种植物叶片的全氮含量,但对磷含量没有明显的影响.总体而言,中等强度水平的氮处理（100 kg/(hm2·a)）对光叶山黄皮和厚壳桂的最大净光合速率、光饱和点以及比叶重具有明显的促进作用,表现出一定的同步性.黄果厚壳桂最大净光合速率和光饱和点则在低氮处理下（50 kg/(hm 2·a)）达到最大值,而比叶重在中氮处理下达到最大值.这说明比叶重对氮沉降的敏感性远滞后于最大净光合速率.然而这些生理指标在高氮处理下普遍表现出了明显的抑制作用.氮沉降对黄果厚壳桂的光合色素有影响,其余两种植物色素随氮处理水平的变化不明显.氮处理对表观最大量子效率、光补偿点没有产生明显的影响.但光叶山黄皮和厚壳桂的表观最大量子效率表现出了低氮处理有利于植物利用光能而高氮处理不利于利用光能的变化趋势.研究结果表明,尽管季风常绿阔叶林已达到氮饱和状态,但是3种植物有一定的自我调节和适应能力.黄果厚壳桂的光合指标对氮沉降的响应比光叶山黄皮和厚壳桂敏感,在低氮条件下（50 kg/(hm2·a)）更能维持其生理优势;而其他两种植物则在中氮条件下（100 kg/(hm2·a)）生长最好.适量氮沉降在短期内还是有利于这3种植物的生长,但高氮处理（150 kg/(hm2·a)）可能已超出了植物可承受的程度,打乱了植物体内的生理进程,不利于植物的正常生长.