天目山柳杉的茎干液流特征

利用Envis网络生态监测系统,对天目山柳杉Cryptomeria fonunei古树的茎千液流特征及环境因子的动态变化进行了监测,并对柳杉古树茎干液流速率的日变化、月变化进行分析。结果表明：柳杉古树茎干液流速率的日变化呈单峰或多峰曲线,并有明显的昼夜变化规律,茎干液流随环境因子的变化而波动。冬季的平均茎干液流速率在11月份最大,为56．7mL·min^-1,比2月份高22．9mL·min^-1。晴天茎干液流变化幅度较大,雨天茎干液流变化幅度较小。柳杉古树的茎干液流速率与环境因子之间经关联度分析得出：茎干液流速率与光合有效辐射关系最为密切．其次为气温和空气相对湿度。图5表1参26     

天目山柳杉树干液流动态及其与环境因子的关系

以浙江临安天目山森林生态定位观测站160年生柳杉古树为研究对象,于2007年12月—2008年11月,采用热扩散技术对柳杉树干液流进行连续监测,同步测定相关环境因子,研究了树干液流速率的日变化、季节变化及其与各环境因子的关系。结果表明:晴天和阴天,柳杉树干液流速率日变化均呈现为单峰曲线,最大值一般出现在13:30—15:00,而雨天则无明显的日变化规律;冬、春、夏、秋季柳杉日液流量分别为(44.92±3.76)kg/d、(62.86±3.86)kg/d、(56.59±3.85)kg/d、(53.47±3.55)kg/d;在不同月份,柳杉月液流量存在差异,1月份最小为1 064.30 kg,5月份最大为2 122.62 kg,全年柳杉树干液流总量为19 853.19 kg。回归分析表明,树干液流与环境因子的关系随不同的研究尺度而不同,影响瞬时液流速率的环境因子主要是空气温度和10 cm深处的土壤温度,影响日液流量的环境因子主要是光合有效辐射,影响月液流量的环境因子主要为空气温度和光合有效辐射。     

天目山柳杉古树的树干液流速率时空变化

应用热扩散式边材液流计,研究了天目山柳杉Cryptomeria fortunei树干液流速率时空变化、蒸腾耗水量及其与环境因子的关系,揭示了柳杉水分生理的内在机制。结果表明：柳杉树干液流速率的日变化呈单峰曲线．春季于6：20左右启动,12：30左右达到峰值,18：50左右开始迅速下降。夏季于7：00左右启动,13：20左右达到峰值．19：40左右开始迅速下降。春季液流启动比夏季早,达到高峰和迅速下降时间均比夏季提前。春季液流峰值、日均液流速率和液流量均显著大于夏季,且胸径越大的柳杉液流速率越大：在柳杉不同方位上．春季柳杉南向液流速率最大,为平均值的187．3％,西向最小仅为平均值的15．4％。夏季东向液流速率最大,为平均值的226．2％．北向最小为平均值的33．1％。同一季节不同测点的液流速率目变化有明显差异．但具有较好的一致性．不同季节液流变化节律表现不同;在柳杉垂直高度上,柳杉春季日均液流速率大小排序为中位（61．71g．min-1）〉上位（48．36g．min-1）〉下位（35．10g·min-1）,夏季则为上位（20．65g·min-1）〉下位（14．81g·min-1）〉中位（10．43g·min-1）,不同高度的树干液流速率差异明显,且上位液流的波动节律明显早于中位和下位．上位液流峰值出现的时间比下位要早。图5表3参30     

环境变化对树干液流的影响

探讨了环境变化对树干液流的影响及其响应机制,为树干液流及变化的环境条件下植物水分利用的研究提供依据。     

环境因子对树干液流的影响

分析了水分、盐分、水蒸汽压、温度、太阳辐射,土壤养分等环境因子对树干液流的影响,探讨了树干液流对环境因子变化的响应机制。     

不同胸径日本柳杉树干液流及其蒸腾耗水差异

利用热扩散式探针法对庐山自然保护区内不同胸径大小的日本柳杉在2016年7月树干液流情况进行连续监测,并同期监测样地区域的气象因子（降雨、气温、湿度、太阳辐射等）,揭示不同胸径日本柳杉的液流变化规律和蒸腾耗水特征以及对主要气象因子改变的响应情况。结果表明：液流呈现明显昼夜变化规律,其日变化呈多峰曲线型,平均每日峰的次数晴天约3.5次,雾天3次;在典型晴天,液流每日平均起始时间为6：45,总持续时间15 h,首次峰值出现时间约为11：45,峰值总持续时间4.25 h,雾天,液流每日平均起始时间为7：30,总持续时间11.5 h,首次峰值出现时间约为10：45,峰值总持续时间4.5 h,且液流峰值出现时间、下降时间、结束时间、最大峰值出现时间雾天均要早于晴天;不同胸径树干液流的日变化规律有差异,总体来看,随着树干胸径的增加,液流日波动次数增加,各样树的液流首次到达峰值和峰值结束的时间分布不同,液流最大峰值随着胸径的增加而增大;晴天液流日均值与胸径的大小存在良好线性正相关关系,而雾天的线性相关拟合一般,太阳辐射和大气水汽压亏缺（VPD）是树干液流的主要影响因素,树干液流对太阳辐射和VPD均以幂函数形式呈正相关关系,液流变化对于太阳辐射变化存在45～135 min的时滞效应,但是其峰值持续时间比太阳辐射峰值持续时间少1 h;在典型晴天,胸径越大树木日总蒸腾量越大,蒸腾量与胸径以幂函数的形式呈现正相关关系,在雾天,蒸腾量与胸径之间的正相关性不如晴天。     

江西千烟洲杉木生长季树干液流特征及影响因子

运用Granier热扩散法对杉木Cunninghamia lanceolata树干液流速率进行测定,并结合自动气象站同步连续监测太阳辐射、空气温度、空气相对湿度等气象因子,为杉木人工林的可持续经营和林地水资源的有效管理提供理论依据。结果表明:1晴天液流为典型的单峰曲线,呈明显的季节变化规律,表现为开始启动、到达峰值和保持较大速率的时间不同。雨天液流速率明显低于同时期晴天液流水平,且液流变化节律因降雨时段不同存在差异。2不同月份杉木平均液流速率大小关系依次为:7月(0.001 012 cm·s-1)6月(0.000 999 cm·s-1)8月(0.000 941 cm·s-1)9月(0.000 930 cm·s-1)5月(0.000 731 cm·s-1)4月(0.000 628 cm·s-1)10月(0.000 494 cm·s-1)。3生长季液流速率对平均净辐射的响应存在逆时针方向1 h的时滞,对空气温度、空气相对湿度、水汽压亏缺的响应存在顺时针方向2 h的时滞。液流速率与平均净辐射、空气温度、水汽压亏缺呈显著正相关(P0.05),与空气相对湿度呈显著负相关(P0.05),气象因子对液流速率的影响程度存在季节差异。在考虑时滞效应的情况下,建立各月液流速率与气象因子的多元线性回归方程,经F值检验,均达到极显著水平(P0.01),决定系数R2为0.95左右。     

生长季红松树干液流密度的特征

利用热扩散探头测定系统监测不同径级红松样木生长季的树干液流,并初步分析和对比了不同样木液流密度的特征及变化趋势。晴天,红松树干液流日变化的表现可形成比较规则的单峰曲线;阴天,受温度、太阳辐射等环境因子的影响,红松树干液流则有较大的波动,并且液流密度的峰值相对较低;雨天,液流密度减到最低值。各径级样木液流密度的日变化比较一致,白天随着气温升高和植物蒸腾拉力的增大,液流密度增加,最大值一般出现在12:00左右,13:00以后持续降低,至凌晨左右减至最低,但为0的时候甚少,一般夜间都有液流存在,只是液流密度值较小。大径级样木液流密度平均值在6、7、8月份分别为6.01、3.12、2.54g·cm-2·h-1;中径级样木液流密度平均值在6、7、8月份分别为4.1、2.10、1.95g·cm-2·h-1;小径级样木液流密度平均值在6、7、8月份分别为1.89、1.13、0.90g·cm-2·h-1。大径级样木液流密度峰值在6、7、8月份分别为26.74、15.5、13.7g·cm-2·h-1;中径级样木液流密度峰值在6、7、8月份分别为17.51、10.12、11.58g·cm-2·h-1;小径级样木液流密度峰值在6、7、8月份分别为11.06、4.86、5.99g·cm-2·h-1。     

生长季白桦树干液流密度的特征

应用热扩散技术测定了帽儿山不同径级白桦样木生长季的树干液流,并初步分析和对比了优势木、中等木和被压木树干液流密度的特征及季节变化趋势。结果表明,白桦树干液流密度变化具有明显的昼夜节律性,一般呈单峰曲线;白桦优势木液流密度明显大于中等木和被压木,中等木和被压木液流密度值非常接近;不同天气条件下液流密度日变化规律大不相同,阴雨天液流密度值较小且变化曲线十分不规则,波动性较大,甚至出现多峰曲线。生长季,优势木、中等木和被压木日液流通量最大值均出现在6月初至7月中旬,分别为2623.97、1744.50、1689.82L.m-2.d-1;优势木日液流通量最小值出现在7月下旬至8月初,中等木和被压木日液流通量最小值均出现在生长季末期。随季节的推移,生长季各月份液流密度均值基本逐渐减小,白桦优势木6、7月份液流密度平均值较大,8月份和9月份液流密度均值较接近,10月份明显减小;中等木液流密度平均值7月份最大,6、8、9月份液流密度均值较接近,10月份液流密度波动微弱;被压木最大值出现在6月份,7、8、9月份液流密度月均值变化不大。     

树干液流监测系统的研制

树干液流速率是判断根系水分吸收和蒸腾作用强弱的关键指标,被普遍应用于树木蒸腾耗水研究,常用的植物液流仪普遍是价格高昂、采样数据类型单一的进口设备,因此亟待研发集多因素于一体的树干液流监测系统。基于树干液流及气象和土壤因子建立树干液流监测系统,其采用基于热扩散技术的TDP液流计监测枝干液流,采用多类型传感器实现气象和土壤因素数据的收集,系统平台采用PHP+HTML+MySQL作为开发语言和设计工具。与对照植物液流仪对比,二者电压差、液流速率相关系数分别为0.834 3、0.876 5。选取环境因子对全天、日间、黑夜时段的白玉兰液流速率进行相关性分析,发现不同时段环境因子对液流速率的影响程度不同。此外,建立液流速率与环境因子的多元线性回归模型,其中全天时段的回归模型拟合程度较好,R²为0.674。该系统具有性价比高、监测指标多、各指标数据可视化等特点,可用于研究林木液流速率和环境因子的时空变化规律。     

天目山柳杉瘿瘤病发生规律的研究

在调查天目山地区柳杉瘿瘤病发生情况的基础上,通过分析该病发生的不同影响因子和病原菌孢子的产生、释放、传播和侵染过程,确定柳杉瘿瘤病为寄主主导性病害,病害的发生危害受树体的生长势、树龄、立地条件等多种因素影响,海拔高度在1000m和100年生以上的柳杉感病指数出现最大值;病原茵孢子传播受气温、降水等气候因子影响,孢子的释放飞散高峰期在6月上旬至7月上旬。图2袁4参15     

天目山不同海拔高度柳杉瘿瘤病对柳杉健康的影响

柳杉Cryptomeria fortunei是浙江天目山国家级自然保护区主要的景观树种。目前,瘿瘤病成为引起柳杉衰退一种非常严重的病害。在调查了天目山不同海拔高度柳杉瘿瘤病害的基础上,测定了对照柳杉和有瘤柳杉的各项生理生态指标。结果显示,随着海拔的升高,天目山柳杉的树龄逐渐增大,瘿瘤病对柳杉相对叶绿素含量（SPAD值）和叶片相对含水率的影响度逐渐增大,对光合参数以及蒸腾速率的影响则呈减小的趋势;随着海拔的升高,对照柳杉的各项生理参数逐渐减小。这在一定程度上说明了柳杉自身的老龄化也是影响天目山柳杉健康进而导致种群衰退的一个重要原因。图2表3参18     

输营养液对天目山柳杉的影响

为了防止柳杉瘿瘤病的蔓延对天目山柳杉Cryptomeriafortunei健康的影响,采取了多种防治措施,其中之一就是输营养液。通过对柳杉新梢生长量、相对叶绿素含量、叶绿素荧光参数的测定以及对柳杉瘿瘤分布格局的调查,研究了输营养液对天目山柳杉的影响。结果表明：在3月到10月期间,输营养液柳杉的新梢相对生长量比对照的大5．7％;在8月输营养液柳杉的相对叶绿素含量值比对照的大3．7％,10月两者均迅速降低;8月输过营养液柳杉的光系统Ⅱ光量子效率（Fv／Fm）值是对照柳杉的1．29倍;目前试验柳杉枝的瘿瘤以直径1～3cm的中瘿瘤最多,直径〈1cm和直径〉6cm的瘿瘤分布很少。输营养液在一定程度能改善天目山柳杉健康状况。     

天目山柳杉群落结构及其更新类型

运用系统的群落学调查方法对天目山分布于海拔1100m处的柳杉Cryptomeria fortunei群落进行调查,分析其种类组成和群落结构特征,并对柳杉的种群结构和分布格局进行了探讨.调查结果表明:柳杉群落种类组成丰富,柳杉优势明显,为单优势种群落类型.柳杉种群呈典型的集群分布,并随个体的增大,由集群分布向随机分布发展的趋势,为间歇型(sporadictype)的种群结构.通过对天目山柳杉的起源及其更新类型的探讨表明:天目山柳杉林属天然林与人工林共存状态,并可通过幼苗库进行天然更新,但具有机会性和波动性,需林窗和林内倒木等条件.图3表2参25     

天目山国家级自然保护区柳杉群落空气负离子浓度日变化特征

研究距离景区饭店不同的柳杉Cryptomeria fortunei群落空气负离子浓度及其与环境因子的关系。选择初夏和盛夏晴天,同步测定2种柳杉群落内空气负离子浓度及其环境因子。结果表明：①一里亭柳杉群落的空气负离子浓度明显高于竹祥山庄,在测定日出现2～3个峰值;②一里亭柳杉群落空气清洁度优于竹祥山庄柳杉群落;③初夏测定日,风速对一里亭柳杉群落空气负离子浓度的影响顺序上升至第3位,而可吸入颗粒物对竹祥山庄柳杉群落空气负离子浓度的影响顺序上升至第3位;盛夏测定日,光量子是影响一里亭和竹祥山庄柳杉群落空气负离子浓度的主要因子。     

秋季大叶女贞树干液流径向变化特征

于2009年9~11月采用热扩散法对大叶女贞树干液流速率径向变化规律进行系统研究。结果表明,秋季大叶女贞树干不同深度液流速率沿边材从外到内呈＂低-高-低＂变化,不同深度液流速率日变化趋势基本相同,20 mm处液流速率最大,30 mm处次之,10 mm处最小;南侧树干液流速率和变化幅度均大于北侧;3种典型天气条件下,大叶女贞树干液流日变化趋势差异显著;太阳辐射、空气温度和相对湿度是影响树干液流的主要气象因子。     

天目山老龄柳杉林土壤种子库状态与更新

采用典型样线法对浙江天目山老龄柳杉Cryptomeria fortunei林的土壤种子库状态及更新特征展开研究,以此解译柳杉种子库的基本特征,为柳杉株天然更新机制研究奠定基础。结果表明：天目山老龄柳杉林土壤种子库属于短暂性土壤种子库,而且产生的种子活力低下,发育不完善的种子占60％～70％,霉烂种子占30％～40％。种子活力低下,枯落物层过厚,缺乏光照及化感作用等因素导致林下幼苗更新存在障碍,需进行人为更新才能实现其可持续生长。