广东木荷各器官含碳率及碳储量研究

以2012年广东连续清查资源数据中木荷的分布为基础,按2 cm、4 cm、6 cm、8 cm、12 cm、16cm、20 cm、26 cm、32 cm、38 cm共10个径阶90株木荷样木,获取树干、树皮、树叶、树枝、树根各器官生物量及含碳率数据,计算90个单株各器官的碳储量。结果表明:(1)广东木荷平均含碳率为0.556 9,各器官含碳率排列顺序为树干(0.565 4)树叶(0.558 4)树枝(0.556 1)树根(0.548 7)树皮(0.508 8),各器官含碳率除树皮外,树干、树叶、树枝、树根差异不显著,树皮含碳率显著低于其它各器官。(2)木荷含碳率与胸径相关性不明显,胸径增加对含碳率的影响较小,天然林的含碳率与人工林差异很小,实际应用中可以忽略其差异。(3)各器官碳储量占全树碳储量的比例从大到小排列顺序为树干树根树枝树皮树叶。(4)随着胸径增加,树干碳储量比例变化趋势为先增加后减少,树枝碳储量比例为先减少后增加,树根碳储量比例上下波动,但变化不大,树皮、树叶碳储量比例减少。(5)拟合出木荷人工林胸径、D2H的碳储量模型依次为Ct=0.007 8D3.164 8,Ct=0.004 3(D2H)1.189 7,R2值依次为0.996 4,0.995 5;天然林胸径、D2H的碳储量模型依次为Ct=1.109 1 D1.511 9,Ct=0.636 3(D2H)0.597 9,R2值依次为0.911 5,0.903 5。     

米老排12年生人工林养分积累及其分配特征

为揭示米老排生长过程中养分元素积累特点和分配规律,采用Monsic分层切割法,对广西高峰林场12年生(中龄林)米老排人工林的5种养分元素(N、P、K、Ca、Mg)的含量进行测量,分析其林分的积累量及分配特征。结果表明:(1)米老排不同器官养分元素含量依次为树叶树皮树枝树根树干;各器官养分元素含量表现为:树叶、树干和树根NKCaMgP;树枝为KCaNMgP;树皮为KNCaMgP。(2)米老排人工林养分总储量为1 310.36 kg/hm2,其中乔木层养分储量为1 177.74 kg/hm2,占总养分储量的89.88%;草本层、灌木层以及凋落物层的养分积累量分别为2.92 kg/hm2、3.93 kg/hm2和125.77 kg/hm2,分别占林分总积累量的0.20%、0.30%和9.60%。(3)乔木层养分元素年净积累量为98.15 kg/(hm2·a),各器官的年净积累量顺序为树干树枝树根树叶树皮。(4)米老排人工林乔木层每积累1 t干物质需要5种养分元素7.63 kg,其养分元素利用效率低于杉木,但明显高于马占相思、湿地松和灰木莲人工林。     

华北落叶松人工林生物量分配格局

采用相对生长模型W=a（D2H）b对不同林龄华北落叶松人工林生物量进行了研究。结果显示,随着林龄的增大,树干的生物量增长的速度最快,树皮、树枝和树叶的生物量所占全株的比例随着林龄的增大而减小;6a生林中,乔木层各器官生物量分配规律为树枝〉树干〉树皮〉树叶〉树根;12a生林、22a生林和32a生林中,分配规律为树干〉树枝〉树根〉树皮〉树叶;灌木层和草本层所占比例随着林龄的增大而减小,由6a生林的9．28％和15．72％减小到0．46％。     

桂西南米老排人工林单株生物量回归模型

通过对桂西南大青山林区28a生米老排(Mytilaria laosensis)人工林林分进行每木检尺和生物量的测定,建立了米老排各器官生物量与胸径、树高和胸径平方乘树高(D2 H)的相关关系;分别选用幂函数等5种模型,用回归分析方法对米老排人工林单株生物量模型进行了拟合。结果表明:树叶和树根生物量分别与胸径和树高的相关关系最显著,而树干、树枝、树皮和全株的生物量都与D2 H的相关关系最为显著。胸径、树高和D2 H与各器官生物量拟合的模型中,全株、树干和树皮的拟合效果最好,树叶和树根的拟合效果中等,树枝的拟合效果较差。除树皮外,各器官均以幂指数模型的拟合效果最好。     

马尾松人工幼林营养元素积累及其分配特征

通过野外调查和实验室分析,对马尾松各器官生物量及营养元素含量、积累量和分配进行了研究。结果表明:1)2.5a生和8.5a生马尾松不同器官营养元素总含量大小顺序分别为树叶树根树枝树干、树叶树枝树根树干,各器官营养元素含量大小顺序分别为NKCaPMgMnFeBZnCu和NCaKMgPFeMnZnBCu;2)2.5a生和8.5a生马尾松树体营养元素总积累量分别为180.69,617.46g/株。2.5a生和8.5a生各器官营养元素积累量大小次序分别为树叶树枝树干树根、树干树枝树叶树根。2.5a生和8.5a生马尾松树体各种营养元素积累量大小次序分别为NCaKPMgMnFeZnBCu和NCaKMgPFeMnZnBCu。马尾松幼林不同器官营养元素积累量随林龄增长而增加。树体各营养元素的分配与各器官生物量不成正比例关系。     

贺兰山灰榆疏林单株生物量回归模型的研究

对贺兰山东麓天然灰榆疏林林分进行了调查研究。实测灰榆单株的地上和地下生物量,应用相关分析方法,探讨灰榆单株各器官生物量与树高(H)、胸径(D)、1/2树高处直径(D1/2)和胸径平方乘树高(D2H)的相关关系,结果表明:1)贺兰山东麓天然灰榆疏林单株各器官生物量分配比率为树干>树根>树枝>树皮>树叶。2)各器官生物量拟合的预测模型中,树干、树枝和树叶的生物量预测模型拟合效果较好,而且具有一定的实用价值;树枝和树皮的生物量预测模型拟合效果一般;任一自变量与单株生物量拟合的预测方程适用性均较好。     

塞罕坝机械林场华北落叶松生物量研究

为了给塞罕坝人工华北落叶松生物量建模提供依据,采用样木调查法,对不同径阶和树高华北落叶松的树根、树枝、树皮、树叶、树干木质部的含水率进行测定,计算各器官的生物量、总生物量及各器官在单株总生物量中所占的比例,结果表明:华北落叶松单株器官生物量的分配,在胸径达到20cm以前,树干木质部分的生物量所占比例呈逐渐增大的趋势;当胸径在20cm以上,树干木质部分的生物量所占比例相对有所降低,树冠(包括树枝与树叶)生物量与树干(包括树干木质与树皮)的生物量在单株生物量中所占的比例呈现此消彼长的趋势,而树根所占的生物量比例基本趋于稳定,大约占20%左右;此外,应用2种生物量模型W=a(D2 H)b和W=aDb进行拟合,经比较分析发现,W=aDb模型不仅方便而且精度更高,应为首选模型。     

杉木人工林各植物组分含碳率研究

分别采集会同县广坪林区第2代杉木人工林的杉木树干(去皮)、树皮、枝、叶、根系样品和灌木的干、枝(叶)和根样品与草本植物的地上、地下部分样品以及林内的枝、叶、果和碎屑凋落物和枯死根,用干烧法测定其含碳率。结果表明:杉木各器官含碳率大小的顺序是:树皮>树叶>树根>树干>树枝。树皮、树叶、树干、树枝含碳率随着树木年龄的增大而增加,树根含碳率随着树木年龄增大出现波动。林冠下草本植物的平均碳含量比木本植物低,且草本植物间碳含量差异要比木本植物间大。林龄对凋落物同种组分碳含量影响不显著。不同凋落物的碳含量即使在同一龄级也存在较大差异。枯死根系的碳含量要低于地上凋落物各组分的碳含量,林木各器官活有机体内的碳含量均大于相应死有机体(凋落物)内的碳含量。     

20年生北美鹅掌楸生产力及碳氮积累评价

对20年生北美鹅掌楸人工林生产力及碳氮积累研究表明:北美鹅掌楸福建北部生长潜力较大,树高达15.61～24.54m,胸径为21.37～33.31 cm,单株材积为0.259～0.990 m3。北美鹅掌楸对立地条件敏感,Ⅰ类地树高、胸径、材积生长分别比Ⅲ类地增加63.62%、55.90%、281.91%;全树总生物量可达580.27 t.hm-2,各生长器官的生物量大小顺序为树干>树枝>树根>树皮>树叶,分别占到总生物量的58.80%、20.61%、11.94%、5.58%和3.07%;树干、树叶、树皮、树枝、树根碳含量分别为52.13%、50.61%、49.20%、46.85%、45.34%,氮含量分别为0.72%、0.91%、0.96%、0.88%、0.83%;全树碳总积累量可达290.26 t.hm-2,树干、树枝、树根、树皮、树叶分别为177.86、56.02、31.43、15.92、9.03 t.hm-2;全树氮总积累量可达4.56 t.hm-2,大小顺序依次为树干>树枝>树根>树皮>树叶。     

辽东山区不同林龄落叶松林分林木各器官生物量分配特征

以辽东山区落叶松人工林为研究对象,采用样地调查和实测生物量等方法,测定落叶松幼龄林、中龄林和近熟林的生物量及其在一个年龄序列上的空间分配特征。结果表明:不同林龄落叶松林分生物量分布依次为中龄林(119.39t·hm~(-2))近熟林(94.69t·hm~(-2))幼龄林(31.44t·hm~(-2))。各器官生物量大小关系略有差异,中龄林和近熟林为树干树根树枝树叶;而幼龄林为树干树枝树根树皮树叶。落叶松人工林经营应定期采取抚育间伐,改善林木生长条件,提高落叶松人工林的生产力,以实现生态系统健康、稳定发展。     

重金属胁迫下白骨壤数字基因表达谱分析

[目的]从转录组水平研究重金属污水胁迫处理下白骨壤的基因表达变化,以揭示白骨壤响应重金属污染胁迫的机制。[方法]采用基于高通量测序的数字基因表达谱(DGE)技术对重金属污水胁迫处理组和对照组白骨壤材料进行转录组测序分析。[结果]与对照组相比,重金属处理下白骨壤共有10 459个差异表达基因,其中,8 685个表达量上升,1 774个表达量下降。Me V聚类表明:大部分基因在重金属处理样本中的表达量受到极大的诱导。GO功能注释发现,差异表达基因主要定位于叶绿体以及细胞内各种膜结构,参与"细胞代谢"、"细胞组分的组合和生物合成"、"对刺激的响应"等过程。KEGG代谢通路分析显示,差异表达基因分布于126条Pathways,涉及"核糖体"、"光合作用"、"乙醛酸盐代谢"、"丙酮酸代谢"等途径。重金属胁迫还促进萜类、黄酮类化合物生物合成的关键酶基因(牻牛儿基焦磷酸合酶(0009238)、黄酮醇合成酶(0001833))的表达,进而促进白骨壤有效成分的积累;显著诱导细胞分裂素水解酶编码基因CKX7(0057124)、油菜素内脂信号转导组分基因BSK(0043741)等的表达,进而提高白骨壤对重金属胁迫的适应能力。此外,转录因子分析发现,b HLH、NAC、MYB-related和WRKY在重金属胁迫中发挥重要作用。实验选取8个与环境刺激响应密切相关的基因,通过qRT-PCR验证了它们在重金属污水胁迫处理下的表达差异,结果与数字基因表达谱分析的结果较一致,证实了差异表达基因数据的有效性。[结论]重金属处理影响了白骨壤大量的新陈代谢、光合作用、小分子酸合成、激素合成与信号转导及次生代谢产物合成相关基因的表达。     

城镇绿化树种叶片滞尘与重金属积累能力研究——以浙江省余姚市泗门镇为例

[目的]通过实地取样测定浙江省余姚市泗门镇的工业区、商业交通区和休闲娱乐区3个功能区9种常见绿化树种叶片的滞尘量、叶片重金属含量和叶面尘重金属含量,了解长江以南地区城镇常用绿化树种滞尘及重金属吸收能力的差异。[方法]采用重量差值法测定叶片滞尘量,用电感耦合等离子体质谱仪测定叶面尘和叶片重金属含量,用主成分分析法解析叶面尘的重金属来源,分析叶片重金属含量与叶面尘重金属含量的关系。[结果](1)不同绿化树种的滞尘能力差异显著,夹竹桃、海桐和紫薇滞尘能力较强;(2)同一绿化树种在不同功能区的叶片滞尘量和叶片重金属含量存在很大差异,叶片单位面积滞尘量和叶片重金属含量随着环境污染程度的增加而升高;(3)叶面尘重金属在各功能区具有很高的同源性,大气降尘和交通排放是主要贡献因子。[结论]9种常见绿化树种叶片滞尘能力以夹竹桃、海桐和紫薇较强;叶片重金属元素积累能力以紫薇、金边黄杨和红花檵木较强,而夹竹桃、小蜡树和红叶石楠较弱。根据城镇功能区特点,选用滞尘能力和重金属积累能力较强的绿化树种,合理配置乔灌木树种,能够有效改善城镇空气质量。     

灰楸无性系生长和形质性状变异与选择

[目的]本研究考察了灰楸无性系生长(树高、胸径、单株材积)和形质(分枝度、分枝角、冠幅、树皮厚度、尖削度)性状,为灰楸优质用材良种选育和定向培育提供理论依据。[方法]以5年生灰楸试验林33个无性系为材料进行多个性状的遗传变异分析、方差分析、重复力估算。利用主成分分析和隶属函数法综合选择优良无性系。[结果]灰楸树高、胸径、单株材积在无性系间差异显著或极显著,其重复力为0.456～0.592。灰楸形质性状中,平均尖削度P1和P3在无性系间存在显著或极显著差异,且具有中等大小的重复力(0.479和0.415)。遗传相关分析中,单株材积与冠幅、树皮厚度、平均尖削度P1等存在显著或极显著较弱的正相关,相关系数为0.178～0.263。针对不同育种目标,利用主成分评价和隶属函数法最终选择出特定的优良无性系。[结论]5年生灰楸无性系间各性状存在丰富的遗传变异,且生长性状受到中等的遗传控制,有较好的遗传改良潜力。灰楸无性系生长性状与形质性状具有独立性,可进行单独定向选择。灰楸无性系H3-1-9、H3-1-18、H3-1-10、H3-1-3、H3-2-16和H3-1-17可作为速生丰产良种;无性系H3-1-16、H3-1-19、H3-2-12和H3-2-9可作为优质用材的无性系;无性系H3-1-17、H3-1-10、H3-1-18和H3-2-16可考虑作为生长和形质综合改良的灰楸无性系在当地推广。     

北京市9种常见绿化树种吸收积累SO_2能力研究

[目的]探究北京市9种常见绿化树种吸收积累SO_2能力,择优筛选净化大气理想树种,为未来北京城区绿化结构调整提供科学依据。[方法]采用BaSO_4比浊法测定北京市9种常见绿化树种在不同污染条件下叶片硫含量,通过计算相对吸硫量并利用平均污染指数法评价其对SO_2的吸收净化能力,比较相互间差异性,筛选出吸收净化SO_2能力强的树种。[结果]表明:(1)不同污染条件下,同种绿化树种叶片硫含量及相对吸硫量普遍存在显著性差异,随着环境污染水平的增强,叶片硫含量和相对吸硫量呈现逐渐增高的趋势;(2)相同污染条件下,不同绿化树种吸收净化SO_2能力普遍存在显著性差异,表现为旱柳吸收能力极强,其平均相对吸硫量2.38 mg·g~(-1),平均污染指数为2.23;国槐吸收能力强,其平均相对吸硫量1.18 mg·g~(-1),平均污染指数为2.09;臭椿、黄栌、毛白杨、色木槭吸收能力中等;榆树、侧柏、油松吸收能力相对较弱。[结论]不同污染环境条件下,同种绿化树种叶片硫含量和相对吸硫量均呈现出随着环境污染水平逐渐的增强而逐渐升高的趋势;而在相同污染环境条件下,不同绿化树种叶片硫含量和相对吸硫量均存在显著性差异。旱柳和国槐可以作为北京市城市绿化用以净化SO_2的理想树种。     

4个枫香家系在不同环境下的叶色变化

[目的]对不同遗传材料在不同环境条件下叶片色素含量变化及其呈色响应开展试验研究,从生理生化角度探寻影响秋季枫香叶片呈色的关键因素,为枫香叶色改良、新品种选育和应用环境选择提供理论依据。[方法]以4个不同家系的1年生枫香幼苗为试材,测定其在不同环境下叶片叶绿素、类胡萝卜素、花青素和可溶性糖含量并分析其相关性。[结果]结果表明:试验期间,枫香叶片逐渐由绿色变成红色、深红色。同时4个家系叶色变化差异显著,其中17号家系叶片主要为深红色,14号家系叶片颜色以黄绿色为主。叶片中的叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量变化呈下降趋势,特别在平均温度最低、平均昼夜温差大的3号试验点下降幅度最大。4个家系叶片花青素含量显著升高。同时4个家系叶片可溶性糖含量在各试验点均较试验前有不同程度增加。相关分析表明花青素含量与可溶性糖含量呈显著正相关,与叶绿素含量、平均温度和平均呈显著负相关。多因素方差分析表明家系和不同环境对叶片叶绿素、类胡萝卜素、花青素、可溶性糖和叶片红色面积比例变化产生极显著影响(p0.01)。[结论]不同家系枫香叶片颜色在不同环境下有不同的变化趋势,同一环境下不同枫香家系叶片变化也显著不同,温度变化的差异和枫香叶片色素比例的改变是导致其颜色改变的主要原因。     

不同光质处理对枫香幼苗叶色的影响

[目的]从生理生化角度揭示不同光质处理对枫香家系叶色变化的影响,为探索枫香叶色对光质的响应机理提供参考。[方法]以2个枫香家系的1年生幼苗为试验材料,测定其在不同光质处理下叶片叶绿素、类胡萝卜素、花青素、可溶性糖、类黄酮和苯丙氨酸解氨酶的含量并分析其相关性。[结果]结果表明:试验后2个枫香家系叶色较处理前有一定程度的变化。红光处理组枫香幼苗叶片叶绿素含量显著高于其它处理组,而蓝光处理组叶片叶绿素含量则显著低于其它处理组。蓝光处理后,2个枫香家系叶片花青素含量较对照有显著提高,而红光处理则减少了叶片花青素含量。同时蓝光处理能显著提高枫香幼苗叶片类胡萝卜素、可溶性糖和类黄酮含量以及苯丙氨酸解氨酶活力,红光处理效果较对照无显著差异。方差分析表明,不同光质处理对枫香幼苗叶片叶绿素含量影响显著,而对花青素量和类胡萝卜素含量影响不显著。[结论]2个枫香家系叶色在光质处理下有相同的变化趋势,红光处理可以促进枫香幼苗叶片叶绿素合成;蓝光处理可以促进枫香幼苗叶片积累更多的花青素。     

三峡库区马尾松细根分解及其养分释放

[目的]为认识马尾松细根对土壤养分库的贡献,[方法]本研究以三峡库区秭归县九岭头林场马尾松为研究对象,采用埋袋法进行细根分解实验,探讨0.5 mm、0.5 1 mm和1 2 mm细根的分解动态和养分释放(C、N、P、K、Ca、Mg)。[结果]结果表明:(1)细根分解368 d后,0.5 mm、0.5 1 mm和1 2 mm细根干重残留率分别为66.0%、72.0%和74.33%,且细根分解速率随直径增加而减小;(2)细根分解速率与土壤温度呈显著正相关关系(p0.05),与土壤湿度呈正相关关系(p0.05);(3)细根C、K和Mg元素迁移模式表现为释放,Ca元素表现为富集;(4)细根N、P元素在不同径级细根中迁移模式不同,0.5 mm细根N、P元素表现为释放,0.5 2 mm细根N、P元素在分解过程中出现富集阶段。[结论]马尾松细根分解与土壤温度和直径大小显著相关,其中分解与温度呈正相关,与直径呈负相关;在细根分解过程中,马尾松细根不同直径大小的不同养分元素的表现状态不一致,或富集,或释放。     

山鸡椒雌花花芽分化形态特征及碳氮营养变化

目的]了解和掌握山鸡椒雌花花芽分化的形态特征及碳氮营养规律,为山鸡椒人工栽培及杂交育种提供参考依据。[方法]采用石蜡切片法观察山鸡椒雌花花芽分化的组织解剖结构,采用生理试剂盒-分光光度法测定雌花不同分化时期的可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、碳氮比等碳氮营养指标。[结果]表明:(1)山鸡椒雌花花芽分化经过未分化期—花序原基分化期—苞片原基分化期—花原基分化期—花器官分化期5个时期。(2)叶片可溶性糖含量随着花芽分化的发展呈不断升高的趋势,最高可达65.07 mg·g~(-1)。叶片淀粉含量随着分化时期的推进呈先升后降的趋势,其最高值出现在苞片原基分化期,达到81.30 mg·g~(-1),最低值出现在花器官分化期,为52.19 mg·g~(-1)。(3)叶片可溶性蛋白含量在花芽前3个分化期呈持续下降趋势,从61.32 mg·g~(-1)下降到52.48 mg·g~(-1),之后基本保持稳定。叶片中的碳氮比在花芽前3个分化期呈持续上升趋势,从1.49上升至2.61,之后基本维持在较高水平。[结论]山鸡椒雌花花芽分化的内部形态特征与雄花基本一致,雌花花芽分化分为5个时期。山鸡椒雌花花芽分化过程中,叶片中可溶性糖不断升高,而可溶性蛋白下降明显,碳氮比升高且保持在较高水平。     

小兰屿蝴蝶兰R2R3-MYB转录因子分析

[目的]本研究为了探讨在植物发育和抗逆过程扮演着重要角色的MYB转录因子的潜在功能。[方法]利用拟南芥MYB转录因子家族蛋白序列(At MYBs)和已报道的蝴蝶兰R2R3-MYB转录因子家族蛋白序列(Pe MYBs),采用本地化软件BLASTP对小兰屿蝴蝶兰全基因组数据库进行搜索,并利用Pfam数据库验证MYB结构域,获得小兰屿蝴蝶兰MYB转录因子家族编码序列(Pe MYBs)125条,包含1R-MYB结构域的Pe MYBs蛋白序列27条,R2R3-MYB结构域96条,R1R2R3-MYB结构域2条。重点对96条R2R3-MYB结构Pe MYBs蛋白序列特点进行生物信息学分析。[结果]依据拟南芥的分类标准将小兰屿蝴蝶兰R2R3-MYB类转录因子划分为20个亚群,预测获得同源性较高的直系和旁系同源基因;各基因在四种器官(花、叶、根、茎)中的表达情况各异,39个Pe MYBs基因在4种器官中均表达,48个基因在不同器官中有特异性不表达现象,一些基因呈现器官特异性表达特点,推测其可能参与相应组织特定发育时期的调控。[结论]预测获得125条Pe MYBs蛋白序列,并对部分Pe MYB转录因子可能的调控功能进行了预测,将为细致研究蝴蝶兰MYB转录因子调控植物生长发育和逆境胁迫响应的分子机理提供一定的数据基础。     

闽北闽粤栲天然林主要树种幼树器官碳氮磷化学计量特征分析

[目的]选取4种主要优势树种幼树为研究对象,分析其不同器官中C、N、P的生态化学计量特征,为闽粤栲天然林的更新与保护提供理论参考。[方法]应用碳氮分析仪与HNO3-HCl O4消煮法分别测定幼树的干、根、枝、叶中的C、N、P含量的质量分数,在不同器官C、N、P含量差异分析的基础上,通过化学计量比变化的对比分析研究幼树不同器官的C、N、P化学计量特征。[结果]闽北闽粤栲天然林主要优势树种幼树叶片中各元素的含量均高于其他器官,而根与干中的营养元素含量较低;不同器官的C∶P远高于C∶N与N∶P,其中,N∶P最小且因树种不同而有所变化,不同器官的C、N、P含量及化学计量特征均差异极显著。[结论]闽北闽粤栲天然林主要优势树种不同器官对C、N、P的选择与吸收存在差异,其叶片C含量最高且高于全球尺度和全国尺度,但N、P含量较低;幼树不同器官的C∶N、C∶P高于平均水平,而N∶P16;闽粤栲天然林主要优势树种幼树对养分的利用效率与生长速率均较低,幼树的生长更新主要受N、P元素含量的影响,并可能受到P元素缺失的制约。