连续施肥对毛竹林生长特征及生物量空间构型的影响

以福建省永安市天宝岩国家级自然保护区不同施肥时间的毛竹Phyllostachys pubescens林为研究对象,对不施肥(林分Ⅰ)、施肥5a(林分Ⅱ)、施肥13a(林分Ⅲ)毛竹林的生长特征和生物量分配格局进行了研究.结果表明:施肥显著提高毛竹林分的生物量,3种林分生物量的排列顺序为林分Ⅱ＞林分Ⅲ＞林分Ⅰ,分别为101347 8,91376 0和60.697 0 t·hm-2.长时间施肥林分竹秆生物量与总生物量的比例有下降趋势,而枝、叶、根、蔸所占比例有上升的趋势.竹材主要的经济组分为竹秆,竹秆所占生物量比例下降,可能降低施肥的经济增益.灌木层生物量的排列顺序为林分Ⅲ＞林分Ⅰ＞林分Ⅱ,分别为1 643.37,1 543.70和389.35 kg·hm-2,其中灌木枝和叶生物量与灌木层生物量比例的排列顺序为林分Ⅲ＞林分Ⅰ＞林分Ⅱ,根生物量所占比例的排列顺序为林分Ⅱ＞林分Ⅰ＞林分Ⅲ,长期施肥可以增加枝、叶生物量比例,降低根的生物量比例.草本层叶生物量比例随着施肥时间的延长而降低,草根生物量所占比例呈升高趋势.林分林分Ⅰ,林分Ⅱ和林分Ⅲ的凋落物现存量分别为3.79,4.07和6.64 t·hm-2,施肥可以增加林分凋落物量,可能和施肥提高了毛竹林生产力有关.     

不同结构落叶松天然林生物量及生产力特征

分析了不同结构落叶松Larix gmelinii天然中龄林的生物量和生产力特征,建立了单株总生物量和干、枝、叶生物量模型。结果表明：①草类＋落叶松林和杜香Ledum palustre＋落叶松林生产力、总生物量及其枝和叶生物量比例均为前者高。总生物量中树干生物量比例为后者高。密度为1 000~3 000株.hm-2,草类＋落叶松林和杜香＋落叶松林生物量及生产力最高分别达55.82 t.hm-2,0.99 t.hm-2.a-1和50.36 t.hm-2,0.83 t.hm-2.a-1。干、枝、叶生物量比例最低分别为79.6%,14.6%,4.8%和83.4%,8.8%,3.6%。②随密度增加,草类＋落叶松林生产力、总生物量及其枝、叶生物量比例均增加,而干生物量比例减小。③随树种组成中落叶松成数的增加,林分生产力、总生物量及其干生物量比例呈增加趋势,而枝、叶生物量比例减小。表5参19     

施肥对毛竹林分结构的影响

毛竹是我国南方重要的森林资源,具有极高的经济价值,在增加林业碳汇储备应对全球气候变暖方面具有巨大的潜力。该文以明溪县毛竹纯林为研究对象,采用标准地调查分析法,研究施肥对毛竹林分结构的影响,以期为毛竹科学经营提供科学依据。结果表明:施肥对毛竹林分立竹度、胸径、枝下高、新竹数量等均有显著影响,施肥是提高毛竹林分生产力的重要措施。     

毛竹林地上生物量与胸径的分形关系

竹林是中国亚热带地区的特殊林分,具有巨大的生物量和碳储量,在区域生态系统中占有重要的地位。以毛竹Phyllostachys edulis为例,利用分形理论研究了毛竹地上生物量与胸径的分形关系。研究结果表明:毛竹地上生物量与胸径存在分形特征,在生物量空间分布和累积上符合自相似特性,分形维数越大,生物量空间增加越快,且按指数函数规律增长,空间增长率为1.047 9;在年龄动态方面,分形维数定量描述了不同度数毛竹生物量在空间上动态平衡关系,1度、2度和3度毛竹地上生物量在空间分布和累积上没有差异,基本上遵循分形维数为1.93的规律,接近按2维数方式的变化。图3表1参19     

坡向坡位对毛竹林生物量与碳储量的影响

 利用双因素方差分析法研究坡向、坡位对毛竹Phyllostachy edulis林生物量与碳储量的影响。结果表明：①坡向、坡位对毛竹生物量、竹林生态系统碳储量及其空间分配均有一定程度的影响,坡位影响比坡向更显著。具体地,坡向对植被碳储量影响显著（P＜0.05）,对土壤碳储量和生态系统碳储量影响较显著（P＜0.10）,坡位对植被碳储量影响极显著（P＜0.01）,对土壤碳储量和生态系统碳储量影响显著（P＜0.05）,但两者交互作用不显著;②不同水平上的指标均值分析显示,毛竹林生态系统碳储量阳坡大于阴坡、中下坡大于上坡。其中阳坡下坡的林分密度（3 817株·hm^－2）和林分生物量（48.705 t·hm^－2）均值最大,阳坡中坡的土壤有机质质量分数（22.500 g·kg^－1）,土壤碳储量（107.273 t·hm^－2）和生态系统碳储量（156.111 t·hm^－2）均值最大,平均胸径和土壤容重均值变化不明显;③在毛竹林生态系统碳储量组成方面,18个样地生态系统碳储量均值为（101.352 ± 14.980） t·hm^－2（变异系数为14.78%）,其中植被占20.24%,土壤占79.76%。图3表4参19     

浙江省松阳县公益林乔木层生物量影响因素分析

[目的]研究森林生物量的影响因素,探讨森林群落生产力的形成机制。[方法]以浙江省松阳县公益林为研究对象,采用结构方程模型方法,分析了物种丰富度、结构多样性及其与环境因子之间的耦合效应对乔木层生物量的影响。[结果]乔木层个体数、物种丰富度和结构多样性显著提高乔木层生物量,其中结构多样性的正向影响程度最大。结构多样性与环境因子无关,而地形和土壤因子及其相互作用显著影响乔木层个体数和物种丰富度。[结论]揭示了乔木层结构多样性、乔木层个体数和物种丰富度与环境耦合效应显著影响乔木层生物量,合理的林分结构调整和林地环境改善是提高森林群落生产力的有效途径。     

新造毛竹林林分结构年际演替规律及影响因子

结合竹类植物在浙西红壤丘陵的规模化应用,采用固定样地长期连续观测的调查方法研究新造毛竹Phyllostachys pubescens林林分结构演替规律及影响因子.研究表明,新造毛竹林立竹度和立竹胸径是林分结构年际变化的主导因子,立竹枝下高是从属因子;造林后第1～5年竹林地下鞭系主要分布于10～20 cm土壤区段,随着造林年限的延长,20～30 cm土层区间为主要分布区;鞭径随造林年限逐年增粗,第4年趋于稳定.平均鞭节长相对稳定;活侧芽数与总鞭长和平均鞭节长极显著相关,随造林年限总体呈线性增加趋势;立地类型、造林模式、抚育措施、母竹质量和初植密度是竹林林分结构状况的主要影响因子.建议在发展毛竹资源时采用混交造林模式并增加初植密度.图2表6参11     

基于结构方程模型的林分生长与影响因子耦合关系分析

为探讨林分生长与影响因素的关系,以阿什河流域天然次生杂木林为例,构建了立地条件-林分结构-树木多样性-林分生长的结构方程模型。结果表明:对三大硬阔(水曲柳、黄波萝和胡桃楸)蓄积量影响最大的因素是立地条件,总影响系数为0.541,直接路径系数为0.597;其次为林分结构,总影响系数为0.402,直接路径系数为0.451;树木多样性对三大硬阔蓄积量存在负影响,直接路径系数为-0.190,无间接影响。对全林分蓄积量影响最大的因素是林分结构,总影响系数为0.776,直接路径系数是0.720;其次为立地条件,总影响系数为0.394,直接路径系数为0.153;树木多样性、三大硬阔蓄积量对全林分蓄积量的总影响系数和间接影响系数分别为0.111、0.060 和-0.011、0。立地条件和林分结构对三大硬阔蓄积量有正影响,但其对树木多样性的正影响,可间接负影响到三大硬阔蓄积量。立地条件对全林分生长有正影响,这种影响更多地是通过改善林分结构与树木多样性而间接形成的。林分结构对全林分生长有正影响,树木多样性对三大硬阔蓄积量有负影响,这种负影响对全林分生长的间接作用较小。      

毛竹林空间结构与更替动态的关系

以浙江天目山国家级自然保护区内的毛竹Phyllostachys edulis林为研究对象,根据2010,2012和2014年各大年毛竹林标准地数据,选择最近邻竹株数、角尺度、大小比和竞争指数等4个空间结构指数做主成分分析,分析毛竹林空间结构与更替动态的关系。结果表明:各空间结构因子对新竹生长影响重要性排序为最近邻竹株数>大小比数>竞争指数>角尺度,对毛竹死亡影响重要性排序为最近邻竹株数>大小比数>竞争指数>角尺度;新竹更容易在最近邻竹株数 < 4株或最近邻竹株数>7株的区域内发笋生长,老竹更容易在最近邻竹株数>7株的区域死亡;毛竹活竹、新竹和死竹均呈现聚集分布,三者在角尺度上无显著差异（P>0.05）;毛竹林整体处于中庸状态,新竹主要处于亚优势状态,而死竹主要处于劣势状态,三者在大小比数上存在极显著差异（P < 0.01）;就平均竞争指数而言,死竹平均竞争指数最大,新竹最小。说明竹子生长状况对毛竹更替有重要影响。     

岩溶区林分生长与影响因子的关系

  目的  通过研究南水北调源头渠首岩溶区不同林分生长及其影响的主导因子,为科学指导岩溶区植被恢复、林地管理与林分改造提供依据。  方法  以南水北调水源地中线渠首所在地淅川县岩溶区为研究对象,基于结构方程模型构建乔木层生物量与基岩裸露度、土壤厚度、树种多样性以及林分密度的模型,进行关系耦合。  结果  基岩裸露度与林分密度为正相关关系(P＜0.01),与树种多样性为极显著正相关关系(P＜0.01),与建群种生物量为极显著负相关关系(P＜0.01)。基岩裸露度对林分密度的直接影响系数为0.198,对树种多样性的直接影响系数为0.519,对建群种生物量的总影响系数、直接影响系数及间接影响系数分别为?0.659、?0.722和0.063,对林分生物量的间接影响系数为?0.604。土壤厚度与建群种生物量呈显著正相关关系(P＜0.05),与树种多样性、林分密度与建群种生物量为正相关关系。土壤厚度对建群种生物量的直接影响系数为0.258,对林分总生物量的间接影响系数为0.262;树种多样性对建群种的直接影响系数为0.084,对林分总生物量的总影响系数、直接影响系数及间接影响系数分别为0.211、0.126和0.085;林分密度对建群种的直接影响系数为0.096,对林分总生物量的间接影响系数为0.098。建群种生物量与林分总生物量为显著正相关关系(P＜0.01),建群种生物量对林分总生物量的总影响系数为1.014。  结论  基岩裸露度、土壤厚度、树种多样性及林分密度与建群种生物量、林分总生物量之间存在着复杂的关系,在岩溶区降低基岩裸露度、增加土壤厚度(即提升立地条件)能够改善林分结构增加建群种和全林分的生物量。生物量与立地条件、树种多样性和林分密度呈正相关,提升立地条件、抚育改变林分结构能够促进个体生长,增加生物量的积累,改善岩溶区的生态环境。图1表3参34     

毛竹实生苗不同代分蘖茎秆的解剖结构比较

研究毛竹实生苗不同代分蘖苗不同部位茎秆的解剖结构,试图更全面地了解竹类植物茎秆解剖结构的变化规律,丰富竹类植物茎秆解剖结构。结果表明,各代分蘖苗的表皮微形态并无明显差别;秆中、下部组织比量以及秆基本形态指标（秆壁厚、直径、筒腔径、筒壁腔比）的变化随分蘖代数有明显规律性,且在同一分蘖苗不同部位秆中,也有明显规律性;秆内层和外层维管束差异较大,秆内层维管束有明显变化规律,秆外层变化规律不明显。表明竹类植物幼态和成熟态中维管束形态不完全一致;髓环细胞功能可能与贮藏有关,且其石化程度可能与竹类植物年龄有关;另外某些分蘖苗秆上部结构与节部解剖结构相近。     

基于无人机可见光影像的毛竹林郁闭度估测方法

【目的】由于毛竹Phyllostachys edulis的生长特点和经营特点,使得毛竹林郁闭度在毛竹林经营中尤为重要,只有保持适宜毛竹生长的郁闭度,才能提高毛竹生产力。研究无人机可见光影像的毛竹林郁闭度估测方法,可实现实时快速获取毛竹林的郁闭度。【方法】以普通旋翼无人机可见光毛竹林影像为研究对象,基于像元的阈值分类、像元的监督分类、多尺度分割的阈值分类、多尺度分割的监督分类等4种方法,选取不同钩梢和郁闭度的样地36个,利用现有软件和MATLAB编程,对各样地的毛竹林竹冠区域进行快速提取,进而估算林分郁闭度,对比目视解译的郁闭度真值计算各方法的估算精度,利用单因素方差分析比较4种方法在不同钩梢和不同郁闭度下估算郁闭度的表现。【结果】基于像元的阈值分类、基于像元的监督分类、基于多尺度分割的阈值分类、基于多尺度分割的监督分类等4种方法的郁闭度估算总体精度依次为91.81%、92.96%、93.47%、98.86%,郁闭度估测值绝对误差依次为0.038、0.030、0.024、0.004。钩梢和郁闭度等对提取结果没有显著影响。【结论】基于多尺度分割的监督分类方法总体精度最高,估算绝对误差最小,...     

安徽毛竹林生产力与土壤养分关系分析

采用常规的样地调查法,对安徽6个主产地的毛竹林土壤养分与生产力关系进行调查分析。结果表明,不同产地毛竹林生长及其生产力水平差异明显,林分平均密度为2 298～3 496株.hm-2,平均胸径9.0～10.8 cm,平均立竹度0.21～0.34,林分生物量54.7～94.6 t.hm-2;土壤容重多数在1.20 g.cm-3以上,有机质含量25.6～40.2 g.kg-1,全氮1.62～4.56 g.kg-1,全磷0.61～0.92 g.kg-1,有效氮56.5～78.8 mg·kg-1。相关分析显示毛竹林生物量与土壤有机质、全氮、全磷和全钾呈显著正相关,立竹度与土壤有机质、土壤全磷和全钾呈显著正相关。改善土壤物理性、提高土壤肥力特别是有机质含量是促进毛竹林优质丰产的重要措施。     

浙江省近自然毛竹林空间结构特征

  目的  研究浙江省不同地区毛竹Phyllostachys edulis林空间结构特征及其差异性。  方法  以浙江省不同地区近自然生长的毛竹林为研究对象,共设置54个样地,采用聚集指数、竞争指数和年龄隔离度3个空间结构指数。  结果  浙江省不同地区毛竹林竞争指数为2.88~8.81,其中余姚地区最大,庆元地区最小;年龄隔离度为0.30~0.84,其中黄岩地区最大,武义地区最小;聚集指数为0.73~1.24,其中宁海地区最大,余姚地区最小。浙江省不同地区毛竹林年龄隔离度和聚集指数没有显著差异,而不同地区间竞争指数存在显著差异（P < 0.05）。  结论  浙江省毛竹林空间分布格局以聚集分布为主。空间结构指数存在一定的区域变化趋势,从北到南竞争指数逐渐减小。     

毛竹林分可视化研究

毛竹Phyllostachys edulis林是一种具有较高经济效益和生态效益的特殊森林类型,科学经营管理毛竹林不仅能有效地保护生态环境,而且对发挥毛竹林的经济效益具有十分重要的现实意义。如何提高毛竹林经营管理的技术水平一直是经营者关注的焦点。采用集成OnyxTREE BAMBOO,3ds Max和ArcGIS等种软件,重点将前者的三维建模功能和后者的三维显示功能相结合,实现毛竹林分的三维可视化,旨在为毛竹林科学经营管理提供新的技术方法。选择浙江省天目山国家级自然保护区内的毛竹林为研究对象,建立100 m × 100 m固定标准地,用全站仪测定每株毛竹的基部三维坐标（x,y,z）,调查毛竹的胸径、竹高、枝下高和冠幅等因子。根据调查数据,基于OnyxTREE BAMBOO和3ds Max软件,对不同生长状态的毛竹进行三维建模,再导入ArcGIS,在ArcScene中与数字高程模型（DEM）叠加,最终实现毛竹林分的三维可视化。研究取得较好的可视化效果,观察者既可以俯瞰整片竹林,掌握竹林整体状况,也可以深入竹林内部,直观了解毛竹的具体生长状态,如毛竹的死活、弯直、折断、倒伏等,以及地表的起伏状况。单击任一株毛竹,还可以很方便地查看其相关信息包括毛竹的竹高、胸径、冠幅、枝下高、坐标等。此外,借助ArcScene的漫游功能,可以实现竹林内部实时漫游观察,可以设定漫游路径,实现固定路径漫游,以及将漫游动画保存为视频格式进行输出。研究探索出了一套完整的毛竹林可视化技术方法,此方法可操作性强,应用于毛竹林可视化经营管理,不仅可以真实反映毛竹林分的当前生长状况,还可以直观展现竹林采伐或自然干扰后的林分状况,为进一步研究毛竹林动态变化的可视化奠定了基础。     

毛竹Ph-TElncRNA1的鉴定及对靶基因的调控

【目的】旨在探究毛竹Phyllostachys edulis Ph-TElncRNA1及靶基因的表达模式,初步分析lncRNA的功能。【方法】基于高温、低温、紫外、高盐胁迫处理毛竹实生苗全转录组测序数据,筛选在胁迫下差异表达的lncRNA。通过CNCI、Pfam、CPC2、PLEK等4个软件对lncRNA的编码特性进行分析,用LncRNATar软件鉴定lncRNA的靶基因,通过实时荧光定量PCR分析lncRNA和靶基因在紫外胁迫下和叶片着色过程中的表达模式。【结果】筛选到1个在紫外胁迫下差异表达的lncRNA,此lncRNA来源于LARD转座子序列(large retrotransposons derivatives),命名为PhTElncRNA1 (Phyllostachys edulis transposable element derived lncRNA1)。Ph-TElncRNA1是一个典型的非编码RNA,全长为342 bp,其中,185个碱基来源于外显子,157个碱基来源于内含子。Ph-TElncRNA1的靶基因为psbA,编码photosystemⅡprotein D1。...     

封育年限对毛竹林凋落物和土壤持水效能的影响

  目的  探讨自然封育对毛竹Phllostachys edulis林凋落物和土壤持水效能的影响,为评价不同类型毛竹林水源涵养功能提供科学依据。  方法  以空间代替时间的方法,以浙江省杭州市余杭区不同封育年限(10、20、30 a)和常规经营(对照)的毛竹林为对象,研究不同封育年限对毛竹林凋落物层和土壤层持水性能的影响。  结果  自然封育提高了毛竹林凋落物的持水能力,与对照相比,毛竹林凋落物储量、最大持水量、有效拦蓄量分别增加了85.7%~300.7%,92.0%~402.8%,87.7%~377.6%(P＜0.05)。自然封育后毛竹林土壤的非毛管孔隙度显著增大(P＜0.05),表层(0~30 cm)土壤容重显著降低(P＜0.05),毛竹林土壤非毛管持水量显著增加(P＜0.05);自然封育20 a后表层(0~30 cm)土壤最大持水量比常规经营显著提高了18.1%~33.2%(P＜0.05)。  结论  自然封育能显著提高凋落物的持水能力和表层土壤的持水效能,且随着封育年限的延长水源涵养功能增强。图4表4参25     

闽西北不同类型毛竹林生物量分布格局

以福建省天宝岩自然保护区的毛竹纯林(Ⅰ)、竹阔混交林(Ⅱ)和竹针混交林(Ⅲ)为研究对象,对其生物量分布格局进行研究。结果表明,不同类型毛竹林生物量和生产力不同,林分Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的生物量分别为143 418.06、135 469.53和131 782.78 kg.hm-2,生产力分别为59 786.55、54 921.44和38 418.68 kg.hm-2.a-1,毛竹林纯林化经营可以提高竹林的生产力。经营方式对毛竹林不同器官间生物量分配也有重要的影响,毛竹纯林竹秆质量分数明显高于混交林的质量分数,竹根质量分数低于混交林的质量分数。毛竹主要经济组分为竹秆,纯林较高的竹秆质量分数,保证了毛竹林较高的经济效益。不同类型毛竹林株数和生物量的径级分布特征不同,毛竹纯林和竹阔混交林>49%的毛竹胸径分布在10.5~12.5 cm,生物量占整个林分的54.25%和53.71%,而竹针混交林54.90%的毛竹分布在9.5~11.5 cm,生物量占林分的54.34%,竹阔混交毛竹林具有较高的生物量和生产力,竹阔混交经营可能是一种较好的经营模式。     

不同介质对毛竹润胀效果的影响

以毛竹Phyllostachys edulis为研究对象,采用不同浓度无水碳酸钠（Na₂CO₃）,氢氧化钠（NaOH）,氯化锌（ZnCl₂）水溶液（结合硝酸蒸煮）及去离子水对毛竹材进行润胀处理,以体积、面积变化率作为润胀效果的影响指标,观察毛竹宏观、微观构造的变化,探究在不同水溶液中毛竹材的润胀效果。结果表明:氢氧化钠水溶液与碳酸钠水溶液对毛竹的润胀效果较好;润胀效果随水溶液浓度的变化而变化,氢氧化钠水溶液浓度越低,润胀效果越好,而碳酸钠水溶液则相反,其中0.5 mol·L-1氢氧化钠水溶液和1.0 mol·L-1碳酸钠水溶液对毛竹的润胀效果最佳,体积增大率分别为9.69%和10.57%;直接使用氯化锌水溶液对毛竹进行润胀,润胀效果较差,但低浓度硝酸水溶液预处理可提高氯化锌水溶液对毛竹的润胀效果,其中500 g·L-1氯化锌水溶液浸泡后（100 g·L-1硝酸水溶液预处理）体积增大率为7.98%。同时,通过对润胀前后毛竹横切面不同区域面积的计算,显示在润胀过程中,纤维鞘区域面积变化幅度明显大于薄壁细胞区域面积变化幅度,说明毛竹润胀后体积变化的因素主要来源于纤维鞘分布面积的变化。