中国桉树人工林生物量估算系数及影响要素

【目的】分析中国桉树人工林生物量3个估算系数与林分结构特征、气候因子及地形因子的关系,确定生物量估算系数的主要影响因素,以期为区域尺度准确估算桉树人工林生物量提供科学依据。【方法】收集、整理、筛选中国桉树人工林的相关文献数据,分析桉树人工林生物量3个常见估算系数(生物量转换与扩展系数BCEF、生物量扩展系数BEF和根茎比R)与林分结构特征(林龄、平均胸径、平均树高、林分密度、林分蓄积量)、气候因子(年均气温、年均降水量)和地形因子(海拔)间的关系。【结果】桉树人工林BCEF、BEF和R的平均值分别为0. 658 Mg·m~(-3)、1. 251和0. 190,其对应范围值分别为0. 46～0. 76 Mg·m~(-3)、1. 05～1. 35和0. 04～0. 36; BCEF随平均胸径(r~2=0. 306)增大而先减后增,随平均树高(r~2=0. 366)和林分密度(r~2=0. 430)及林分蓄积量(r~2=0. 405)增大均呈逐渐减小并渐趋稳定的趋势; BEF随林龄(r~2=0. 765)和平均树高(r~2=0. 734)及林分蓄积量(r~2=0. 578)增大均呈逐渐减小并渐趋稳定的趋势,随平均胸径(r~2=0. 644)增大呈先减后增的趋势; R随林龄(r~2=0. 665)、平均树高(r~2=0. 338)、林分密度(r~2=0. 275)和林分蓄积量(r~2=0. 403)增大均呈逐渐减小并渐趋稳定的趋势; BCEF随年均气温(r~2=0. 193)和降水量(r~2=0. 200)增大均呈先减后增的趋势,遵循二次多项式关系; BEF和R随年均气温和降水量的变化未表现出明显的函数关系; 3个生物量估算系数均随海拔升高表现出增大趋势,关系式的拟合精度分别为0. 455、0. 501和0. 314。【结论】林分密度与BCEF的拟合优度较高,林龄与BEF和R的拟合优度较高,林分密度和林龄是生物量估算系数的主要影响因素。地形因子对3个生物量估算系数的影响仅次于林分密度和林龄。气候因子仅对BCEF产生一定影响。在估算区域桉树人工林生物量时应考虑林分结构特征及地形因子引起的生物量估算系数差异。     

水分胁迫对板栗幼苗叶片活性氧代谢的影响

采用盆栽控水试验测定了板栗幼苗叶片的生理生化指标,结果表明:在土壤水分胁迫下,随胁迫强度的增加,板栗叶片相对含水量和可溶性蛋白含量呈逐渐减小趋势;总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量呈下降趋势,但下降幅度不同;活性氧保护酶SOD、POD、CAT随胁迫程度的增强呈先降后增再降低的变化趋势,而ASP基本呈降低的变化趋势;O-·2产生速率呈先增再降后增加的变化趋势,而H2O2含量呈先增后降的变化趋势,其中中度胁迫时含量最大;MDA含量与质膜相对透性均随胁迫程度的增强而增大;SOD、CAT、ASP等保护酶可以作为板栗幼苗抗旱力强弱的评价指标.     

不同林龄尾巨桉林地土壤有机碳储量变化差异

为桉树人工林的土壤质量评价提供科学依据,研究了不同林龄(1a、2a、3a、5a、7a)尾巨桉林地0~60cm土壤和枯落物的碳含量及碳储量,测算了不同林龄桉树林地叶面积指数,乔木层、灌木层、草本层和枯落物层生物量。结果表明：土壤有机碳含量随土层深度增加而呈降低趋势,不同林龄0~20 cm土层有机碳含量差异显著,不同林龄相同土层之间土壤有机碳储量差异不显著;枯落物碳储量差异显著,大小顺序为：5 a (4.83 t·hm-2)>7 a (3.89 t·hm-2)>3 a (2.66 t·hm-2)>2 a (2.43 t·hm-2)>1 a (1.56 t·hm-2);0~60 cm土层土壤碳储量与叶面积指数呈负相关关系,与林龄、乔木层生物量、灌木层生物量、草本层生物量、枯落物层生物量之间呈正相关性,但相关性都不显著。     

3种整地方式下尾巨桉林分生物量动态及其与土壤水分的关系

对3种整地方式下的尾巨桉林分生长和林地土壤水分进行了监测,通过分析各林地的林分单株平均生物量及林地土壤水分的变化,探讨二者的相互关系,以期为合理评估整地对尾巨桉林分生长和水分利用效率的影响提供科学依据。研究结果表明：随着林龄的增长,3种整地方式下尾巨桉林分单株总生物量和各器官生物量均呈增加趋势,其树干和树根所占比例逐渐增加,而树枝和树叶所占比例呈减小趋势。在幼龄期(16个月之前),全垦条件下的尾巨桉林分生长量最大,18个月后带垦的林分生长量最大;3种整地方式下的尾巨桉林地土壤水分的季节变化格局相似,与天然降水分布基本保持一致。3种整地方式中穴垦尾巨桉林地土壤有较高含水率且显著大于全垦和带垦的(P<0.05),全垦与带垦之间差异不显著;3种整地方式下尾巨桉林分单株平均生物量与耗水量之间均呈显著正相关,利用3块林分单株平均生长量及对应时间的耗水量得到了尾巨桉林分单株生长量与林分耗水量的拟合方程。     

镉胁迫对尾巨桉幼苗生长和生理特性的影响

以尾巨桉(DH_32-29)幼苗为试验材料，以植株的生长指标(苗高、地径、叶面积)、生物量、根冠比、氮平衡指数(NBI)、叶绿素相对含量(SPAD 值)、丙二醛(MDA)含量和叶绿素荧光参数为指标，通过盆栽试验设置8个10~140 mg·kg^-1浓度镉(Cd)盐溶液处理，研究了不同浓度 Cd 胁迫处理下尾巨桉幼苗的形态和生理特性变化规律。结果显示：低浓度(10 mg·kg^-1)Cd 处理对尾巨桉幼苗的形态和生理特性无明显影响。当 Cd 浓度大于20 mg·kg^-1，随着 Cd浓度的逐渐增大，其对尾巨桉幼苗的伤害程度也逐渐增加，主要表现为：植株生长缓慢、生物量减小、叶绿素相对含量和叶绿素荧光参数(Fv/Fm、φPSⅡ、NP、NBI)均下降，qP 无明显变化， MDA 含量升高。Cd 浓度大于60 mg·kg^-1以上时，尾巨桉幼苗生长出现一定程度上的损伤症状和生长停滞现象。结果表明低浓度(≤20 mg·kg^-1)Cd处理下尾巨桉幼苗能正常生长，随着浓度的增大，Cd 处理对尾巨桉的形态和生理特性造成显著影响。同时结合部分桉树适生区土壤 Cd 含量调查及相关研究结果认为，尾巨桉具有一定修复 Cd 污染区土壤的潜力。     

不同生长阶段尾巨桉人工林土壤-微生物化学计量特征

  目的  研究幼龄林、成熟林和过熟林阶段尾巨桉Eucalyptus urophylla × E. grandis人工林土壤化学性质及土壤微生物化学计量特征,以丰富桉树林生态系统生态化学计量学领域的基础研究。  方法  以雷州半岛3个处于不同生长阶段的尾巨桉人工林为研究对象,测定0~20、20~40和40~60 cm土层土壤化学性质及土壤微生物碳、氮、磷质量分数,分析土壤及微生物化学计量关系特征。  结果  尾巨桉人工林土壤有机碳、全氮、全磷和土壤微生物碳、氮、磷质量分数均值均以过熟林最高,分别为20.15、1.47、0.88 g·kg?1和583.09、55.20、28.03 mg·kg?1,不同生长阶段差异性特征并不一致。土壤有机碳、全氮、全磷和土壤微生物碳、氮、磷质量分数的垂直变化呈现“表层聚集性”特征,不同生长阶段的土层间差异性元素类别表现不一。成熟林土壤碳氮比(C_soil/N_soil)和碳磷比(C_soil/P_soil)均值分别为10.52和19.25,显著低于幼龄林和过熟林(P＜0.05);过熟林氮磷比(N_soil/P_soil)均值为1.67,显著低于幼龄林和成熟林(P＜0.05)。过熟林土壤微生物碳磷比(C_mic/P_mic)、氮磷比(N_mic/P_mic)均值分别为21.25、2.00,均显著低于其他2个阶段(P＜0.05)。不同生长阶段土壤微生物碳与土壤有机碳比值(C_mic/C_soil)无显著差异,土壤微生物氮与土壤全氮比(N_mic/N_soil)和土壤微生物磷与土壤全磷比(P_mic/P_soil)均为过熟林显著低于其他阶段(P＜0.05)。冗余分析表明:幼龄林、成熟林和过熟林土壤微生物的首要影响因子分别为C_soil、C_soil/P_soil和N_soil。  结论  尾巨桉人工林土壤微生物生物量在过熟林阶段最高,土壤微生物生物量与土壤化学性质关系密切,林分不同生长阶段土壤微生物受土壤影响的指标和程度具有差异性,生长后期应注重养分有效性对土壤微生物生长繁殖的影响。图4表2参54     

不同种桉树人工林土壤呼吸速率时空动态及其影响要素

为研究不同种桉树Eucalyptus人工林土壤呼吸速率时空变异特征及其影响要素,估算桉树人工林土壤碳排放通量,测定2016年3月-2017年2月时段内5个不同种桉树林及1个湿加松Pinus elliottii×caribaea林土壤呼吸速率,分析桉树人工林土壤呼吸速率时空变化及其与影响要素的相关关系。结果表明:6个林分土壤呼吸速率时间变化明显,均呈单峰曲线格局;土壤呼吸速率与表层土壤温度符合指数模型,与平均体积含水率符合二次多项式模型（P < 0.001）,土壤呼吸速率时间变化受土壤温度和体积含水率共同驱动,温、湿度双因素模型可以解释土壤呼吸速率44.8%~83.9%的变异。土壤呼吸速率的空间变异主要受表层土壤容重、叶面积指数、总孔隙度和非毛管孔隙度的影响,相关性均为极显著（P < 0.01）;土壤表面二氧化碳累积通量还受到土壤表层有机碳密度影响,相关性显著（P < 0.05）。尾叶桉E. urophylla林和托里桉E. torelliana林的土壤呼吸速率年均值及土壤表面碳排放年累积通量均显著大于其他林分（P < 0.05）,两者之间差异不显著。     

雷州半岛尾巨桉旱季径向生长特征及其影响因素分析

【目的】量化认识旱季尾巨桉的径向生长动态及其影响因素,为提高桉树林的木材产量及其科学经营提供数据支持及理论指导。【方法】应用DC3型径向变化记录仪对5.5年生尾巨桉旱季径向生长进行连续监测,同步观测林内外各环境因子,分析旱季径向变化与各个因子之间的相关关系。【结果】受树干水分平衡因素的影响,旱季晴天尾巨桉的树干径向日变化呈现出规律的周期性波动,其日最大值出现在9:00—10:00,而最小值出现在16:00—18:00;雨天树干呈持续膨胀后保持不变,最大值较晴天晚约2h。旱季尾巨桉树干径向累积增长为波动性上升过程,可分为相对稳定期、快速增长期及失水收缩期3个阶段。在整个旱季内,各个时期径向生长的主导影响因子不同,其中土壤含水量、土壤温度和大气温度是影响尾巨桉旱季径向生长的主要因素。【结论】土壤水分和温度是影响尾巨桉旱季径向生长的主要因素,若旱季能够通过采取提高土壤温度和土壤含水量(灌溉等)等有效的经营措施,将对尾巨桉树干的径向生长起到促进作用。     

雷州半岛尾巨桉人工林树干液流对台风天气的响应

[目的]为正确认识台风对桉树人工林蒸腾耗水的影响。[方法]采用热扩散茎流计对尾巨桉树干液流在台风前后进行连续监测,分析其对台风天气的响应,并同步测定林分气象条件,分析台风过程中树干液流与气象因子之间的相关性。[结果]表明:台风当天,树干液流密度与台风登陆前后(单峰)不同,呈不规律多峰型曲线,树干日均液流密度(2.89 mL·h~(-1)·cm~(-2))较台风前减少53%,夜间液流波动较大;日间最大峰值(7.76 mL·h~(-1)·cm~(-2))出现在下午,峰值较台风前降低55%,树干液流日通量极显著小于台风登陆前后;台风登陆前树干液流密度峰值(17.4 mL·h~(-1)·cm~(-2))及平均液流密度(6.15 mL·h~(-1)·cm~(-2))分别是台风登陆过后的1.24倍和1.14倍,台风后树干液流日通量较台风前均有所下降;台风当天,影响液流的主要气象因子为风速、大气温度、空气湿度、水汽压亏缺和降雨量,液流与风速的相关系数较台风前增大52%,与降雨量的相关系数是台风前的2.6倍,与其他因子的相关系数较台风前均下降了50%左右,而台风登陆前后之间的主要影响因子差异不大。[结论]台风当天的日均液流密度、白天的平均液流密度和日通量均极显著小于台风前后,而夜间液流显著大于台风前后;台风前后的日均液流密度差异不显著,夜间液流台风前显著大于台风后;台风过程中风速成为影响液流的关键因子,与太阳辐射相关性不显著,其他影响因子与台风前后相同,但相关系数除风速和降雨量外均显著下降。     

尾巨桉叶片脂肪酸的提取及GC-MS成分比较

采用索氏提取和超声波提取两种方法进行尾巨桉(DH32-29)叶片脂肪酸的提取,并利用GC-MS技术分析脂肪酸成分.结果表明:两种提取法均检出尾巨桉叶片含6种脂肪酸,其中4种饱和脂肪酸,分别为十四酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸;2种多不饱和脂肪酸,为亚油酸和α-亚麻酸;各成分含量均以α-亚麻酸、棕榈酸、亚油酸为主;索氏法提取粗脂肪酸的提取率(7.64％)高于超声波法(6.12％);索氏法提取的多不饱和脂肪酸成分占提取粗脂总量的21.30％,主要为亚油酸(20.67％)和α-亚麻酸(0.63％).