天山云杉球果大小性状的地理变异规律

选择新疆境内天山山脉从西到东处于不同经度位置(81°05'-93°41.5'E,约12个经度范围)5个地点(昭苏、巩留、乌苏、乌鲁木齐和哈密)的天山云杉林进行垂直样带取样测定,分析天山云杉球果大小性状(长、宽及长宽比)随海拔梯度与经度的地理变化规律,以期为天山云杉种群保护、优良种源选育及其合理利用提供依据.结果表明:同一经度位置不同海拔范围内天山云杉球果大小性状发生不同的变化.天山云杉的球果长和球果长宽比随着海拔的增加总体上呈现逐渐减小的趋势,而球果宽则总体上随海拔梯度变化不显著.各经度位置天山云杉球果宽较球果长的性状稳定性高.天山云杉球果性状随海拔、经度和坡度的变化而发生变异,球果长的变异主要受海拔和坡度的影响,球果宽的变异则主要受经度的影响,而海拔、经度、坡度对球果长宽比都有显著影响.     

西天山国家级自然保护区天山云杉林分结构与物种多样性

以西天山国家级自然保护区天山云杉林为研究对象,基于2008年5—8月天山云杉林生物多样性大样地调查数据以及2014年7—8月监测数据,计算不同样地面积大小林分结构参数和物种多样性指数变化规律。结果表明:林分结构参数和物种多样性指数在小尺度上变化较大,当样地面积大于等于80m×80m时变化趋于稳定;林分空间分布为随机分布,生长竞争处于中庸状态,树种组成为天山云杉占绝对优势,极少量混生其他树种;天山云杉林木个体生长差异不明显,样地内少有天山云杉幼树幼苗,枯立木倒木较多,属衰退型种群,急需进行森林抚育和人工促进天然更新。     

青海云杉林生物量及地上径向密度随海拔的变化特征

以祁连山乔木建群种青海云杉(Picea crassifolia)为研究对象,通过野外调查取样和室内试验分析,研究了青海云杉林分因子、生物量及地上径向密度沿海拔梯度的变化特征,为探索祁连山水源涵养功能提供科学依据。结果表明:树高随着海拔的升高呈现先增加后减小的趋势,2 800 m处树高最大,2 900 m处树高最小,平均胸径随着海拔的升高呈现递增的趋势,3 100 m处胸径最大,2 700 m处胸径最小;林分密度随着海拔的升高呈现递减趋势,2 700 m处林分密度最大,3 100 m处林分密度最小。各海拔区段树高和平均胸径差异不显著,各海拔区段林分密度差异显著。青海云杉地上生物量随着海拔的升高呈现先减小再增大的趋势,海拔2 900 m的青海云杉地上生物量最少,地下生物量随着海拔的升高先减小再增大,变化幅度较为平缓,海拔3 100 m地下生物量最大。地上径向密度随着海拔的升高呈现先减小后增大的变化趋势,海拔3 100 m地上径向密度最大,海拔2 800 m地上径向密度最小;海拔3 100 m是青海云杉的最佳生长海拔区段,最能反应森林水源涵养能力的强弱。     

不同海拔天山云杉木材纤维长度和宽度的研究

对新疆主叶树种天山云杉木材进行了不同海拔高度上纤维长宽和纤维宽度的显微测试和分析。结果表明：海拔高度对纤维长宽和宽度有影响，以高海拔（2750m处）纤维平均长度较长，晚材纤维长宽比较大，其值分别为2732μm和122．4。     

祁连山排露沟流域不同海拔梯度青海云杉林生长特征

选择祁连山西水林区排露沟流域(北坡)中山带海拔2 900~3 300 m分布的青海云杉林为研究对象,以海拔2 900 m为基点,沿海拔梯度每升高100 m等高线设置3个调查样地,共设置了15个调查样地,研究了不同海拔梯度下的青海云杉生长发育与气候土壤因子的关系,研究结果表明:随海拔梯度的增加,青海云杉胸径和树高大小先减小后增加而后又逐渐减小,在海拔3 200 m以上,青海云杉生长受到环境胁迫;林木冠幅大小随海拔梯度的增加而增加,郁闭度大小则随海拔梯度的增加先是逐渐缓慢增大而后迅速减小;在海拔梯度逐渐增加的基础上,非更新苗密度不断减小,而更新苗密度先是减小后增加而后又逐渐减小,在海拔3 200 m以上青海云杉更新苗受到环境胁迫作用亦明显。     

祁连山不同海拔梯度青海云杉树高和生物量变化规律的研究

通过野外样地调查和试验,以祁连山典型林分的建群树种青海云杉作为研究对象,研究了青海云杉树高、地上生物量和地下生物量沿海拔梯度的变化规律。结果表明:海拔从低到高,青海云杉树高总体上呈单峰型曲线变化,但总体变化幅度较小,最大值分布在海拔3 200m处,为12.4m;最小值分布在海拔3 300m处,其值为7.3m。地上生物量和地下生物量海拔梯度总体上呈单峰型曲线变化,最大值出现在海拔3 200 m处,分别为3.34t·hm-2和0.92t·hm-2。     

不同地域天山云杉林分结构及森林经营措施研究

天山云杉(Picea schrenkiana var.tianschanica)是新疆天山山地森林的优势树种,是亚洲中部山地的特有种,在我国仅见于新疆。天山云杉林在新疆水源涵养、水土保持、气候调节等方面都起着至关重要的作用。研究天山云杉在天山东部、中部以及西部不同地域林分结构变化规律,对科学合理经营天山云杉林具有重要的指导意义。本文于2011年7月对天山东部的木垒林场、天山中部的新疆农业大学实习林场、天山西部的西天山国家级自然保护区3个不同地域上的天山云杉林分结构进行了调查,样地面积均为1hm2(100m×100m),应用负指数分布函数分别模拟天山云杉林直径分布结构并进行q检验,模拟结果为天山东部N=188.973 9e-0.0705D,q=1.33;天山中部N=63.952 5e-0.0300D,q=1.13;天山西部N=15.993 7e-0.0182D,q=1.08。研究结果表明天山东部小树密度较高,天山西部大树密度较高,依据q值法则和天山云杉树高结构和年龄结构特征分析,对生长在天山东部、中部、西部不同经度的天山云杉林应采用不同的森林经营措施,以便持续最大地实现天山云杉林森林多功能之目标。     

天山云杉林林冠干扰前后植物多样性及其与环境的关系

林冠干扰后，林窗内因小环境的改变使得植被作出相应的反应。1999年对天山云杉林林窗内和林内的植被进行的调查结果表明：在本研究范围内的天山云杉林中，经过林冠干扰后，植被受一定的影响。林冠空隙内丰富度指数均大于林内；36．7％的林冠空隙内个体生态优势度小于林内；76．7％的林内的均匀度指数大于林冠空隙内；66．7％的林冠空隙Shannon个体多样性指数大于林内。林冠干扰前后，各环境因子和植物多样性之间有一定的相关关系。影响林冠空隙内各多样性指数的因子包括海拔、有效N、有机质、全K、全P和总盐，有效N、有机质、全K、全P和总盐对均匀度指数有显著性影响；而影响林内各多样性指数的因子包括坡向、坡位、坡度、光照强度、有效N、全K、全P和总盐，但仅有坡向、坡度、光照强度对生态优势度指数有显著性影响。     

基于无人机影像的天山云杉林伐后更新地林分密度估测研究

【目的】林分密度是影响森林生态系统结构和功能的主要因素,是森林资源调查的一项重要指标,对林木生长发育有着十分重要的影响。基于无人机影像,以实现提取不同郁闭度的林分密度,旨在为天然林保护工程实施后山区森林资源更新恢复评价提供技术支撑。【方法】以新疆农业大学实习林场伐后更新的天然林为研究对象,以天山云杉Picea schrenkiana var.tianshanica纯林为主,基于无人机影像,利用面向对象多尺度分割方法提取了低、中、高3种不同郁闭度林分的天山云杉冠幅信息,进而估算林分密度,提出了采用平均冠幅法估测高郁闭度林分冠层遮挡区域林木株数的方法。【结果】采用面向对象方法对新疆农业大学实习林场伐后更新的天山云杉树冠边缘信息提取精度较高,提取的林分密度与实测结果相近。其中低、中郁闭度林分中林分密度提取精度分别为0.9868和0.9333,高郁闭度林分中林分密度提取精度相对较低,为0.7657。【结论】总体来看,该方法用于研究区天山云杉林伐后更新地林分密度估测是可行的,采用树冠平均冠幅法能够快速准确地提取伐后更新造林地的林分密度。     

祁连山排露沟流域中山带青海云杉林生长与海拔梯度上环境因子的关系

选择分布在祁连山排露沟流域中山带（海拔2900～3300 m）分布的青海云杉林为研究对象,研究了其生长与海拔梯度上环境因子的关系。研究结果表明：（1）青海云杉胸径和树高大小从郁闭林2900 m 到高山林线3300 m 处的变化规律表明,青海云杉生长在海拔3200 m 以上受到环境胁迫作用明显;青海云杉更新苗和非更新苗密度在海拔梯度上的变化规律也证实了这一点;（2）随海拔梯度的增加,青海云杉林地年降水量递增率平均值为19.94 mm/100 m;年均气温递减率大小为-0.67℃/100 m,青海云杉生长最低气温为-1.72℃;热量条件在一定程度上抑制了海拔3200 m 以上青海云杉的生长;（3）土壤剖面年均温度沿海拔高度的增加不断减小,而土壤含水量不断增加;土壤有机质、全氮和有效氮含量随海拔梯度的增加其含量也不断增加;土壤全磷、有效磷、全钾和有效钾含量随海拔梯度的增加没有明显的变化规律;不同海拔土壤酸碱性呈碱性;青海云杉林地有机质和全氮含量丰富,但是随海拔梯度增加土壤温度降低使得有效养分供应不足;（4）方差分析表明,海拔梯度影响下的环境因子对不同海拔青海云杉生长的影响大小顺序为：土壤化学性质（10.261）＞气象因子（7.900）＞土壤物理性质（2.535）,林地土壤化学性质是影响林木生长的最关键因子。上述研究结果有望为祁连山森林培育和保护管理提供理论参考和数据支持,也为干旱、半干旱区亚高寒山地森林植被对环境变化响应机制提供理论依据。     

天山中部天然林分中不同龄级天山云杉光合特性

采用LI-6400便携式光合测定系统对天山中部天山生态站天然林分中4个龄级(即Ⅰ(0～20年)、Ⅱ(20～40年)、Ⅲ(40～60年)及Ⅳ≥60年以上)天山云杉林木不同叶龄叶片的光合速率进行测定,分析在自然环境条件下天山云杉的基本光合特性.结果表明:在自然林分中,不同龄级不同叶龄天山云杉的光补偿点在10～25μmol.m-2s-1之间,光饱和点在870-1 220μmol·m-2s-1之间;不同龄级不同叶龄天山云杉阳生叶的净光合速率日变化为单峰型曲线,分别在10:00-13:00时段内达到最大光合速率;相同叶龄不同龄级天山云杉的净光合速率大小顺序为Ⅲ龄级＞Ⅳ龄级＞Ⅱ龄级＞Ⅰ龄级;阴生叶的净光合速率日变化除Ⅰ龄级为单峰曲线外,其他3个龄级的为双峰曲线;最大净光合速率值随着林木龄级的增加,表现出先增加后有所降低的趋势,Ⅲ龄级的最大净光合速率值最大;相同年龄不同叶龄的净光合速率值基本上为当年生叶＞1年生叶＞2年生叶.阳生叶的净光合速率与环境因子中的光照强度、温度、室中CO2浓度、空气相对湿度具有极显著的相关性,而阴生叶只与光照强度呈极显著的正相关性,与空气相对湿度成极显著的负相关.     

天山云杉体细胞胚的成熟及萌发条件

【目的】建立天山云杉体细胞胚成熟及萌发阶段的适宜培养条件,为该树种的体细胞胚大规模繁殖和工厂化生产提供基础。【方法】以天山云杉成熟合子胚为外植体所诱导形成的胚性愈伤组织为材料,通过14个株系、4种成熟培养基、接种量(100、150、200mg的新鲜胚性愈伤组织)、ABA浓度(1.9、3.8、7.6、19、38μmol·L^-1)等体细胞胚成熟培养条件,以及对不同起源(体细胞胚、合子胚和种子)的幼苗形态特征的比较,筛选出最优的天山云杉体细胞胚成熟与萌发条件。采用SPSS18.0等统计软件对体细胞胚进行统计分析。【结果】1)天山云杉14个株系诱导体细胞胚的结果表明,不同株系在同一成熟培养基上诱导体细胞胚的数量存在差异;其中4个株系及其接种量对体细胞胚形成数量影响的结果表明,不同株系及其接种量诱导体细胞胚的数量也存在差异,当接种量为100mg时,T36株系的体细胞胚诱导数量最高,为3470±546个,显著高于其他接种量和株系(P<0.05)。2)在4种不同成熟培养基上,均形成了成熟的体细胞胚,在1/2BLG+30g·L^-1麦芽糖培养基上形成的体细胞胚数量高于其他培养基,分别为2044个(T6株系)和2282个(T36株系),且与其他培养基差异显著(P<0.05)。3)不同ABA浓度对天山云杉体细胞胚诱导数量的影响无显著性差异(P>0.05),在ABA浓度为1.9~38μmol·L^-1时,其体细胞胚平均诱导数量为2850~2913个,其中以7.6μmol·L^-1ABA的浓度处理效果较好,平均获得2913个正常体细胞胚,高于其他处理。4)将不同起源(体细胞胚、合子胚和成熟种子)萌发的小植株进行对比,结果表明,体细胞胚和合子胚幼苗发育阶段基本一致,但合子胚的幼苗比体细胞胚的幼苗约大1倍,但二者间差异不显著(P>0.05);体细胞胚与合子胚子叶的平均数量一致,二者无显著差异(P>0.05),多数幼苗子叶数量为7~8个。【结论】天山云杉体细胞胚成熟阶段的适宜培养条件为胚性愈伤组织接种量100mg,1/2BLG培养基添加7.6μmol·L^-1的ABA及75%PEG4000、30g·L^-1麦芽糖,并添加750mg·L^-1的L-谷氨酰胺或50mg·L^-1L-天冬酰胺。不同株系在诱导体细胞胚的数量上存在差异。体细胞胚再生植株与合子胚植株在形态上相似。研究结果可为天山云杉体细胞胚的大规模繁殖和工厂化生产提供基础。     

西藏色季拉山西坡种子植物多样性垂直分布

调查色季拉山西坡不同海拔梯度的植被,分析种子植物物种多样性的垂直分布格局及其原因。结果表明:色季拉山西坡共有植物288种,分属58科163属;从低海拔到高海拔植被依次为针叶林(3000～3200m)、暗针叶林(3300～4200m)、疏林及灌丛(4300～4400m)、高山草甸(4500～4800m);科数、属数、种数、灌木物种丰富度和草本物种丰富度随海拔梯度变化均呈双峰曲线,但乔木物种丰富度呈单峰曲线;Shannon-Wiener指数及Simpson指数均在海拔3300m处最大,β多样性指数在海拔3500m处最大,3个多样性指数均在海拔3700m处最低;种数/属数及属数/科数随海拔升高呈双峰曲线,种数/科数则随海拔升高而增大;立木株数随海拔的升高而降低,胸高断面积及最大胸径在海拔3900m处最高,最大树高则出现在海拔3600m处;物种丰富度与海拔及坡向具有显著的相关性(P<0.05),并可用不同的回归方程较好地描述,而与坡度、坡位及郁闭度无显著相关性(P>0.05)。     

新疆西天山云杉林生物量的动态监测

选取新疆西天山为监测区,建立云杉林生物量遥感模型.基于遥感和地面调查数据提取西天山不同年龄阶段云杉林信息,对西天山云杉林生物量进行计算分析,对比分析1986、1996及2007年3期森林生物量监测数据,对西天山云杉林生物量的时空分布变化进行评价分析.研究表明:20年间西天山云杉林总体单位面积生物量为142.73 t·hm-2,全林区云杉林生物量的动态变化呈现出前期(1986--1996年)减少、后期(1996--2007年)增加、总体略有下降的特点.1986年西天山云杉林的单位面积生物量最高为143.165 t·hm-2,1996年下降到141.875t·hm-2,2007年又恢复到143.15 t·hm-2.1986--2007年20年间,西天山云杉林面积减少了1.9%,生物总量减少了1.92%.1986--1996年间,西天山云杉林面积减少了2.88%,生物总量减少了3.77%.国家天然林保护工程实施后,西天山林区的天然森林资源得以恢复,1996--2007年西天山云杉林面积增加了1%,生物总量增加了1.91%.就不同区域云杉林生物量动态变化而言,喀什河流域云杉林总体单位面积生物量最高,随后依次为巩乃斯河流域、特克斯河流域及其他流域.     

嫩江云杉扦插繁殖技术

通过露天网棚对分别来自于嫩江云杉和红皮云杉的嫩枝进行了扦插繁殖,试验结果表明：嫩江云杉可以通过扦插方式进行无性繁殖,其平均生根率为27．9％,插穗平均不定根数为6．2条;就插穗平均不定根数而言,嫩江云杉与红皮云杉无显著差异。但是,来自于40—59a生嫩江云杉树下的子代幼树的插稳的扦插生根率与红皮云杉相比较,达到显著水平,具有较高的扦插生根率;而60-99a生的嫩江云杉N-T的幼树的插穗的扦插生根率与红皮云杉相比较,无显著差异,表现出明显的年龄效应,即随着母树年龄的提高,其扦插生根率随之降低。     

温度对不同海拔梯度急尖长苞冷杉种子发芽的影响

共设＜5℃、5～10℃、10～15℃、15～20℃、20～25℃5个区段温度,研究不同温度对色季拉山不同海拔（3800～4400 m）急尖长苞冷杉种子发芽能力的影响,结果表明：色季拉山急尖长苞冷杉种子的平均千粒重为7.78 g,与其它冷杉属的种子比较,其种子千粒重较小,但有较低海拔（4000 m以下）种子千粒重较大而较高海拔（4000 m以上）种子千粒重较小的趋势;急尖长苞冷杉种子的适宜发芽温度为15～20℃,低于5℃无法发芽;不同海拔急尖长苞冷杉的种子发芽能力不同,以海拔3900 m的急尖长苞冷杉种子发芽率最高,为50％,从海拔3900 m开始,其种子发芽能力随着海拔的升高而逐渐降低。