不同种源杉木树轮α纤维素δ13C对年气候因子的响应

[目的]通过对不同地理种源杉木α纤维素中的稳定碳同位素(δ^13C)与气候因子的相关性分析,筛选出影响杉木树轮δ^13C的主导气候因子,解释不同种源差异性响应,为种源层面上区域杉木的培育提供理论参考。[方法]以广西柳州的杉木试验林场的30个种源为研究材料,提取并测量α纤维素中δ^13C,利用相关分析和逐步回归分析方法,对杉木树轮δ^13C与当年、前1年、前2年的降水、平均温度、最低气温、最高气温、平均相对湿度、最小相对湿度、日照时数及湿润度指数进行分析。[结果]不同种源杉木(1987-2013)树轮δ^13C值的变幅为-20.997‰^-25.910‰,表现出较强的一阶自相关,相关系数为0.181~0.866。大部分种源杉木树轮的δ^13C与平均温度、最高气温、最低气温呈显著正相关(p<0.05),与日照时数呈不显著正相关,与平均相对湿度、最小相对湿度呈极显著负相关(p<0.01),而与降水及湿润度指数的相关性不统一。逐步回归分析结果发现,30个杉木种源中有26个种源与当年最小相对湿度呈线性关系。[结论]最小相对湿度是影响不同种源杉木树轮α纤维素中δ^13C的主导气候因子,而对降水的依赖性很小。杉木不同种源树轮δ^13C对气候因子的响应存在明显的滞后效应。研究有效的填补了种源层面上树轮稳定碳同位素对气候响应研究的不足,也为杉木培育及经营管理提供了参考。     

碳稳定同位素技术在林木遗传改良中的应用

在植物水分利用特征研究领域，以δ^13C值和△值为分析指标的稳定同位素技术以其快速、简便的特点已逐渐被人们所接受。测定林木的δ^13C值来鉴定林木水分利用效率应用于遗传育种和节水生理方面的研究是目前的一个主要研究方向；植物碳稳定同位素，虽然是由遗传控制的，但环境效应仍然存在，光照和水分的可利用性是控制植物叶片δ^13C值的主要环境因子，影响上述2个因子的其他环境因素则会对δ^13C值产生间接影响，研究环境对δ^13C值的影响对于我们了解不同树种的水分利用特点，并根据生境选择合适的树种具有指导意义。与在作物上应用相比，碳稳定同位素技术在林木上应用还处在探索时期，进一步加强对碳稳定同位素技术的应用研究，对于提高育种效率和水平具有重要意义。     

“I-214杨”心材、边材木质素的红外光谱、质子和碳-13核磁共振波谱特征研究

对从杨树心、边材提取的磨木木质素进行了元素分析和红外光谱（FTIR）质子和碳－13核磁共振波谱（^1H,^13C NMR)等化学特征研究。研究结果表明：杨树心、边材木质素的经验式分别为C9H7．16O2．38（OCH3）1．99和C9H8．61O2．73（OCH3）1．33。心材木质素甲氧基含量28．16％,比边材高8．73％。两种木质素均具有典型阔叶材的特征,化学结构类型基本一致,碳骨架结构基本相同,但化学官能团和键型的组成上存在差异。     

C化学位移特点研究

由诺卜醇和丙酸酐合成了丙酸诺卜酯，用MS，IR，^1HNMR及^13CNMR分析进行了结构表征，利用^13C化学位移分析出其构象是：C-1-C-2-C-3-C-4-C-5部分处于同一平面，整个6，6-二甲基双环[3.1.1]庚-2-烯部分呈“Y”形。丙酸诺卜酯可以看成是阿朴蒎烯在C-2发生取代的衍生物，取代基对^13C化学位移的影响主要集中在C-2，C-1和C-3，对其它碳原子的影响比较小。     

C NMR分析

以侧链α位带^13C同位素标记的柏松醇葡萄糖苷作为起始物，在实验室中模拟木质素生物合成过程人工合成脱氢聚合物（DHP），得到带^13C标记的DHP。用高分辨率固体^13CNMR和红外光谱对DHP进行了分析。红外分析结果显示：该实验条件下用松柏醇葡萄糖苷的合成的DHP同天然银杏木材的磨木木质素（MWL）在组成和结构上有较好的相似性，613CNMR证明了β－O－4、β－β、β－5和松柏醇结构为DHP的主要结构，另有少量香兰素结构和α－位亚甲基结构。     

7种滨藜的解剖结构及C4光合特征

对从北美洲引进的7种滨藜3年生叶片的解剖结构观察、δ^13 C值测定及光合特征分析表明：7种滨藜均具有花环结构，其叶肉细胞呈栅栏状，与维管束鞘细胞相连；在干旱沙漠环境（甘肃民勤）和相对湿润条件下（河南原阳）生长，δ^13 C值均在-13‰～-16‰之间；植物生长季节，7种滨藜的光饱和点为1603～2185μmol·m^-2 s^-1，表观量子效率0．0495～0．0718 mol CO2·mol^-1 photons。证明引进的7种滨藜均为C4植物，其光合作用途径没有随地理位置的变化而改变。     

柔枝松稳定碳同位素的研究

δ13 C值可用于评价植物的水分利用效率。通过对柔枝松(Pinus flexilis James.)稳定性碳同位素比值(δ13 C)的研究。结果表明,柔枝松种子的δ13 C值最大,其次为根,茎、小枝和叶子的值较小,柔枝松不同种源1年生叶、枝和根的δ13 C值均随着干旱胁迫程度的加剧而增加。种源Rsi和Rl的δ13 C值较其他种源大,永久水分利用效率较其他种源高。在干旱胁迫过程中,柔枝松6个种源δ13 C值的变化较小,短期的干旱胁迫对2年生苗木的稳定性碳同位素比值影响不明显。     

杨树稳定碳同位素分辨率与水分利用效率和生长的关系

测定7个1.5年生杨树无性系的功能叶、当年生枝和树干的Δ13C,并转换成WUE,同时用气体交换法测定这些无性系的瞬时WUE.结果表明:杨树叶、枝、干的Δ13C依次显著降低,对应的不同时间尺度的WUE则依次显著增大;用气体交换法和叶Δ13C评价7个参试无性系的结果基本一致,用当年生枝Δ13C与用树干Δ13C的评价结果基本一致,但用气体交换法、叶Δ13C的评价结果与用枝Δ13C、干Δ13C的评价结果差异很大;枝Δ13C和干Δ13C与树高、胸径间有显著正线性相关,而叶Δ13C与生长的相关性不明显.枝、干Δ13C不仅可作为评价不同杨树无性系整株水平长期水分利用效率的良好指标,而且还有可能被用于预测和评价良好水分条件下杨树的生长潜力.     

催化α-蒎烯聚合

制备了中孔A1系和Zr系分子筛，用H2SO4和H3BO3处理中孔分子筛(MCM-41)分别得到强酸性SO4^2-／A1-MCM-41、SO4^2-／Zr-MCM-41、BO3^3-／A1-MCM-41及BO3^3-／Zr-MCM-41中孔分子筛催化剂。XRD、FT-IR及Hammet，指示剂测试结果表明：这些中孔分子筛具有一定的长程有序性，结晶较好；强酸基团已进入MCM-41骨架内部，并与骨架原子形成了化学健，从而产生强酸中心；H0值小于-12.76，具有超强酸性。以它们为载体，负载A1C13制成复合催化剂，催化α-蒎烯聚合，考察了载体种类、负载量及溶剂极性对α-蒎烯聚合的影响。     

稳定碳同位素在森林植物水分利用效率研究中的应用

介绍了植物水分利用效率与稳定碳同位素的相关性,以及影响植物碳同位素丰度值δ13C的主要因子,重点分析几种重要环境因子对林木δ13C的影响,表明降雨量、土壤水分状况、温度、光照和CO₂浓度等因素都会在不同程度上影响植物叶片气孔导度和CO₂的固定,导致植物δ13C发生变化;并从森林抚育间伐措施对δ13C的影响,水分胁迫条件下δ13C的变化,以及δ13C的替代测定方法等方面提出了研究展望。     

氮沉降对森林碳汇功能影响的研究进展

氮沉降增加对森林碳汇功能的大小和稳定性具有重要影响。文中介绍了森林碳汇对氮沉降增加响应的研究进展,概述了同位素技术在该研究领域的应用前景,指出在沉降增加条件下森林光合产物分配和土壤碳周转速率变化将是未来森林碳循环研究的热点。     

Research Advances in Effect of Nitrogen Deposition on Forest Carbon Sequestration

Nitrogen deposition imposes important impact on the function and the stability of forest carbon sequestration.This paper reviewed the research advances in the increasing response of forest carbon sequestration to nitiogen deposition, described the application prospects of stable carbon isotope technique in the research field.And finally this paper pointed out that,on the condition that nitrogen deposition rises,on the allocation of forest photosynthetic products and the change in soil carbon turnover rate are the two hotspots in the future carbon cycling research.     

杉木人工林土壤碳库动态研究现状及展望

土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统中最大的有机碳库,在全球碳循环中发挥着重要的作用。因此,土壤有机碳动态是生态系统碳循环研究中的关键。杉木人工林是我国亚热带主要的人工林,综述了杉木经营过程中土壤有机质动态变化研究现状,以及采伐、整地、炼山等人类活动对土壤有机碳库影响等相关研究。     

森林生态系统碳循环研究的模型方法

森林生态系统碳循环是陆地碳循环研究中的重要内容,碳循环模型已成为研究森林碳循环的必要方法.其中气候变化、大气CO2 浓度上升及CH4的生成导致森林生态系统在结构、功能、组成和分布等方面的变化及其反馈关系对森林生态系统碳循环的影响是模型模拟的关键问题.碳循环模型可用经验模型、机理模型和混合模型的建模方法.目前森林生态系统碳循环模型的发展趋势为:综合生物地理模型和生物地球化学模型的特点建立区域动态碳循环模型;从单一碳循环模拟向碳、氮、磷等多种元素循环相耦合的模拟;碳循环模型与遥感、GIS 技术结合,模拟大尺度的碳循环过程;CH4生成及对森林碳循环的影响方面的研究.     

对森林碳汇及试点的思考

森林是地球碳循环重要的汇和库,随着气候变化框架公约谈判的深入,开辟了碳汇产权化、森林生态功能有形化、生态服务有偿化的新思路。本文分析了开展碳汇项目研究的迫切性及其对林业在思路、资金、管理等方面的意义,提出了开展试点的建议和意见。     

碳汇监测与计量技术在广东红树林生态系统的应用研究

分布于热带、亚热带海岸潮间带的红树林具备很强的碳汇能力,在湿地碳循环中占据重要地位。开展红树林湿地碳汇计量与监测有助于深入了解海岸湿地生态系统碳动态,客观评价红树林在区域碳平衡的作用,为恢复红树林生态系统、建设低碳社会提供科学依据。本文首次探讨了广东省红树林碳汇计量与监测技术路线和研究方法,并对存在问题进行讨论,对开展广东省林业碳汇工作具有较好的理论及实践价值。     

森林生态系统碳储量研究方法综述

森林生态系统作为地球上陆地碳的主要储存库,在全球碳循环中发挥着重要作用。随着《京都议定书》生效和哥本哈根联合国气候变化会议的召开,森林固碳功能越来越受到重视。精确估算森林生态系统的碳储量,已成为森林生态系统碳循环的热点问题之一。研究在查阅文献的基础上,对森林生态系统碳储量主要研究方法：生物量清单法、微气象学法、蓄积量法、生物量回归模型、模型法和遥感估算法进行了评述,提出了该领域研究中存在的问题,指出了今后的研究方向。     

Carbon pools and fluxes in small temperate forest landscapes: Variability and implications for sampling design

Assessing forest carbon storage and cycling over large areas is a growing challenge that is complicated by the inherent heterogeneity of forest systems. Field measurements must be conducted and analyzed appropriately to generate precise estimates at scales large enough for mapping or comparison with remote sensing data. In this study we examined spatial variability in three small temperate forest landscapes. Our objectives were (1) to quantify the magnitude and scale of variability in stand structure, carbon pools and carbon fluxes and (2) to assess how this variability influences both optimal sampling strategy and required sampling intensity. Stand structure was consistently less variable than carbon pools or fluxes, suggesting that measuring carbon dynamics may require more intense sampling than traditional forestry inventories. Likewise, the magnitude of variability differed substantially among response variables, implying that sampling efficiency can be enhanced by adopting a flexible sampling strategy that is optimized for each carbon pool. Our results indicate that plots dispersed across the study area are generally more effective than clustered plots for characterizing carbon dynamics.     

Carbon storage and nitrogen cycling in silvopastoral systems on a sodic in northwestern India

Tree-based land-use systems could sequester carbon in soil and vegetation and improve nutrient cycling within the systems. The present investigation was aimed at analyzing the role of tree and grass species on biomass productivity, carbon sequestration and nitrogen cycling in silvopastoral systems in a highly sodic soil. The silvopastoral systems (located at Saraswati Reserved Forest, Kurukshetra, 29°4prime; to 30°15prime; N and 75°15prime; to 77°16prime; E) consisted of about six-year-old-tree species of Acacia nilotica, Dalbergia sissoo and Prosopis juliflora in the mainplots of a split-plot experiment with two species of grasses, Desmostachya bipinnata and Sporobolus marginatus, in the subplots. The total carbon storage in the trees + grass systems was 1.18 to 18.55 Mg C ha⁻¹ and carbon input in net primary production varied between 0.98 to 6.50 Mg C ha⁻¹ yr⁻¹. Carbon flux in net primary productivity increased significantly due to integration of Prosopis and Dalbergia with grasses. Compared to 'grass-only' systems, soil organic matter, biological productivity and carbon storage were greater in the silvopastoral systems. Of the total nitrogen uptake by the plants, 4 to 21 per cent was retained in the perennial tree components. Nitrogen cycling in the soil-plant system was found to be efficient. Thus, It is suggested that the silvopastoral systems, integrating trees and grasses hold promise as a strategy for improving highly sodic soils. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

森林生态系统碳储量及碳通量遥感监测研究进展

在全球CO₂浓度持续增加导致气候变暖的背景下,森林生态系统碳储量及碳通量遥感大尺度监测成为关注热点。文中深入分析了当前国内外卫星遥感观测技术对森林碳循环评估的2种途径:1）基于遥感手段估算森林生物量并推算森林碳储量,通过碳储量变化确定森林生态系统的CO₂通量。归纳各类森林生物量遥感估算方法的原理及优缺点,系统评述各类方法在大区域森林碳储量估算中存在的不确定性。2）基于CO₂温室气体观测卫星遥感数据,定量监测森林生态系统与大气CO₂通量,基于交换的CO₂通量推算森林碳储量变化。归纳遥感手段观测森林生态系统与大气CO₂通量的主要数据、方法及优缺点,系统评述各类数据及方法在森林CO₂通量时空变化特征监测、森林碳储量估算等方面取得的进展,重点分析专用CO₂浓度监测卫星数据,尤其是我国自主碳卫星数据在CO₂柱浓度反演算法研究以及不同数据源之间的对比、验证和同化研究等方面取得的进展,总结专用温室气体遥感观测数据在森林碳储量及碳通量监测方面的优势。提出利用遥感手段进行森林生态系统碳循环定量监测的研究展望。