粤北马尾松人工林坡向效应分析

马尾松 Pinus massoniana 是粤北主要造林树种之一,研究以韶关地区 20 a 生马尾松人工林为 研究对象,重点研究坡向对其人工林生长的影响,并探讨其可行的调整经营措施。结果表明,南坡马尾 松的胸径和树高均显著高于北坡,坡顶胸径与北坡近似,树高大于北坡,且径高比最高;北坡的冠幅、 冠长和冠体积均高于南坡和坡顶,反映马尾松喜光特性。南坡单株材积高于北坡和坡顶,坡顶中小径级 个体 (DBH 10~25 cm) 比例高于南坡和北坡,但大径级个体 (DBH 25~30 cm) 比例明显下降,大径级个体 单株材积和比例对林分蓄积影响最大,蓄积以南坡最高,其次为北坡,坡顶最低。根据不同径级单株材 积和蓄积的坡向间差异及形成原因分析,探讨了不同坡向马尾松间伐强度、改造树种选择和培育模式, 对于促进马尾松人工纯林的林分改造和森林质量精准提升具有指导作用。     

马尾松子代生长杂种优势与亲本配合力、遗传距离的相关性

【目的】开展马尾松子代生长杂种优势与亲本配合力、遗传距离的相关性研究,以根据子代的预测结果对马尾松杂交育种亲本进行科学选配。【方法】利用设置在浙江省淳安县姥山林场的2份马尾松第3代6×6半双列杂交材料,分析子代生长性状的杂种优势和亲本配合力,并利用SSR标记分析杂交亲本间的遗传距离,探究子代生长性状杂种优势与亲本一般配合力(GCA)、特殊配合力(SCA)、遗传距离(GD)的相关关系。【结果】2份马尾松试验材料树高、胸径和材积指数的表型值与杂种优势在不同杂交组合间差异较大,除半双列Ⅱ胸径一般配合力(GCA)外,其余生长性状配合力在杂交组合间的差异均达到显著或极显著水平。除半双列Ⅱ的胸径外,其余马尾松生长性状均是以加性基因效应控制为主。各生长性状家系遗传力(h_f~2)水平较高,为0.884~0.966,受较强的遗传控制。2份试验材料中12个亲本的Nei’s基因多样度指数和Shannon信息多样性指数分别为0.301 2和0.467 8,遗传多样性处于中等水平,不同亲本间GD为0.142 1~0.351 6。相关性分析发现,多数马尾松子代生长性状表型值及其杂种优势与GCA、SCA、GD(≤0.351 6)呈较显著的正相关关系。亲本GCA中,亲本一般配合力之和(GCA_(P1+P2))对子代表型值和杂种优势的预测能力最强,父本一般配合力(GCA_(P2))次之,而母本一般配合力(GCAP1)预测能力最差。亲本GCA_(P1+P2)、SCA、GD中,GCA_(P1+P2)对马尾松子代生长性状表型值的预测能力最强,SCA对马尾松子代生长性状杂种优势的预测能力最强,而GD对子代生长性状表型值和杂种优势的预测能力普遍弱于GCA_(P1+P2)和SCA。回归分析发现,2份试验材料中,除半双列Ⅱ的GCA_(P1+P2)外,其余GCA_(P1+P2)、SCA、GD(≤0.351 6)与子代材积指数的杂种优势均呈较显著的线性相关。【结论】GCA_(P1+P2)、SCA以及较低水平的GD与马尾松子代生长性状表型值和杂种优势的相关性较高,可以利用亲本配合力和一定水平的遗传距离对马尾松子代生长性状表型值和杂种优势进行有效预测,进而提高马尾松亲本选配效率及杂种优势的有效利用率。     

兴安落叶松天然林树干呼吸及其对温度敏感性的变化特征

树干呼吸是林木生命活动和碳释放的途径之一,研究树干呼吸对于森林生态系统管理有重要意义。利用LI-6400便携式光合作用测定仪对大兴安岭地区不同径阶兴安落叶松天然林树干呼吸速率和温度变化进行了测定。结果表明：(1)不同径阶树干温度日变化呈单峰型曲线,峰值出现在12∶00—16∶00,最低值出现在0∶00—6∶00,随着径阶增大树干温度日变化减小。(2)各径阶树干呼吸速率日变化最大值出现在14∶00—16∶00,最小值出现在4∶00—6∶00;在6—9月生长季中,峰值出现在7月,最小值出现在9月。(3)当温度升高到一定程度时,在一定程度上抑制了树干呼吸对树干温度的敏感性,不同径阶兴安落叶松树干呼吸对树干温度的Q₁₀值范围为1.79～3.97。生长季兴安落叶松树干呼吸时间变化主要受到树干温度的影响。     

外源IAA对马尾松幼苗茎干次生生长的影响

【目的】对2年生马尾松幼苗进行不同浓度IAA喷施处理,结合生理生化、形态解剖结构及转录组水平变化等综合分析,揭示外源IAA对马尾松苗期茎干次生生长的影响机制,为阐明马尾松苗期茎干次生生长的分子调控机制奠定基础,可以为培育速生高产的马尾松新品系提供一定的理论参考。【方法】对2年生马尾松幼苗进行不同浓度IAA(0、1、50、100 mg·L-1)喷施处理,处理160天后进行生长指标、解剖结构、生理生化指标的测定;通过高通量转录组测序鉴定差异表达基因,对差异表达基因进行GO和KEGG功能分析。【结果】IAA处理对2年生马尾松的地径、细胞生长(木质部、韧皮部厚度以及木质部细胞层数)、木材主要成分(木质素、纤维素及半纤维素含量)及内源激素含量(生长素、赤霉素及油菜素内酯)具有显著的促进作用(P0.05);通过Illumina测序技术对对照组和IAA处理的6个cDNA文库进行测序,最终得到IAA处理后差异表达基因778个(包括482个上调表达基因和296个下调表达基因),GO分析表明这些差异基因主要富集于细胞成分、分子功能和生物过程中共计22个类别,KEGG分析表明它们参与了64种不同的途径,并筛选出与马尾松次生生长相关的差异表达基因(BRL1、GASA6、CAD和CESA2等)。【结论】IAA处理能够改变内源激素含量,促进细胞分裂,增加木质素、纤维素和半纤维素积累,从而促进马尾松茎干的次生生长。     

排水造林对温带小兴安岭沼泽湿地碳源/汇的影响

【目的】从生态系统尺度揭示排水造林干扰对温带沼泽湿地碳源/汇功能的影响规律及其影响机制,以期为湿地碳汇管理提供科学依据。【方法】选取小兴安岭沼泽湿地排水造林后不同时期(10,30年)形成的人工兴安落叶松林及天然草丛沼泽为研究对象,采用静态箱-气相色谱法、碳/氮分析仪测定法与相对生长方程法,同步测定10,30年生人工兴安落叶松林及相应立地上天然草丛沼泽的土壤呼吸(CO_2、CH_4)碳排放量、植被净初级生产力与年净固碳量,并依据生态系统净碳收支平衡揭示排水造林对温带沼泽湿地碳源/汇的影响规律。【结果】排水造林改变了草丛沼泽CH_4排放的季节变化趋势,由单峰排放型转化为排放与吸收交替型,并使CH_4源/汇功能发生了转化,由草丛沼泽CH_4强排放源(年通量1.780 mg·m~(-2)h~(-1))转化为人工林CH_4弱吸收汇(年通量-0.006 mg·m~(-2)h~(-1));排水造林对草丛沼泽土壤CO_2排放年通量(168.07~220.43 mg·m~(-2)h~(-1))并无显著影响,10,30年生人工兴安落叶松林土壤CO_2排放年通量分别较草丛沼泽降低12.8%(P0.05)和提高14.3%(P0.05);排水造林改变了草丛沼泽CH_4和CO_2排放主控因子,即其CH_4主控因子由30~40 cm土壤温度转化为与土壤温度不相关,草丛沼泽土壤CO_2主控因子为气温及0~30 cm土壤温度,10和30年生人工林排水垄转化为气温及0~40 cm土层土壤温度、而排水渠转化为气温及地表温度(30年生人工林)或与气温及土壤温度均不相关(10年生人工林);10年生人工林植被净初级生产力和年净固碳量(10.51和4.68 t·hm~(-2)a~(-1))显著低于草丛沼泽(15.44和6.74 t·hm~(-2)a~(-1))31.9%和30.6%(P0.05),而30年生人工林植被净初级生产力和年净固碳量(14.40和6.39 t·hm~(-2)a~(-1))却与草丛沼泽相近(-6.7%和-5.2%,P0.05);10年生人工林碳汇(0.72 t·hm~(-2)a~(-1))显著低于草丛沼泽(2.08 t·hm~(-2)a~(-1))65.4%(P0.05),30年生人工林碳汇(1.20 t·hm~(-2)a~(-1))仍低于草丛沼泽但差异性不显著(-42.3%,P0.05)。【结论】10年生兴安落叶松人工林显著降低小兴安岭草丛沼泽湿地碳汇功能近2/3,其碳汇功能恢复至少需要30年以上时间,故应避免对温带沼泽湿地进行排水造林。     

马尾松格木幼林混交效果研究

【目的】通过分析不同混交模式下马尾松及格木生长量差异,探讨马尾松与格木混交的适宜模式,为马尾松格木混交林的营建提供理论基础。【方法】以广西凭祥5年生马尾松和格木人工林为研究对象,分析不同混交模式及混交比例马尾松和格木的胸径、树高、冠幅及材积的差异,探寻马尾松格木混交合理的混交模式和混交比例。【结果】1)不同混交模式马尾松胸径、树高、冠幅和材积均差异显著。处理a和CK3林分平均胸径最大,均为5.9 cm,CK3林分平均树高、上下冠幅和左右冠幅最大,分别为4.9、2.4和2.7 m。CK3的单株材积最大为0.0082 m3,处理c林分平均胸径、平均树高和单株材积均最小,分别为5.0 cm、4.1 m和0.0051 m3,同时上下冠幅和左右冠幅最小,分别为2.0 m和2.1 m。2)不同混交模式格木胸径、树高、冠幅和材积均差异显著。CK2林分平均胸径最大为5.1 cm,最小为处理c的4.1 cm。处理a和CK1林分平均树高最高,均为4.8 m,处理c树高最低为4.0 m。处理a、处理b和CK2上下冠幅最大,均为2.4 m,处理c上下冠幅最小为2.0 m,CK1左右冠幅最大为2.8 m,处理c左右冠幅最小为2.1 m。CK2格木单株材积最大为0.0058 m3,处理c单株材积最小为0.0035 m3。3)不同的混交模式和混交比例不影响径级数量的分布规律,各处理及对照中马尾松和格木的径级均呈正态分布。【结论】马尾松与格木幼林4种混交模式在胸径、树高、冠幅和材积均存在显著差异,马尾松与格木(75丛·hm^-2)各项生长指标相对较优,其次为马尾松+格木(4:1)行状混交,生长表现最差为马尾松+格木(210丛·hm^-2)。综合考虑,以培育马尾松大径材为经营目标,早期应选择马尾松与格木(75丛·hm^-2)模式进行混交。     

环剥对毛白杨树干表面CO2通量及其温度敏感性的影响

【目的】探明光合产物供应状况对树干表面CO2通量及其温度敏感性的影响机制。【方法】以10年生毛白杨人工林为研究对象,采用随机区组试验设计,通过环剥改变林木的光合产物供应状况,连续监测环剥点上部(AG)和下部(BG)的树干表面CO2通量(Es)和树干温度(Tstem)并拟合其温度敏感性(Q10),同时测定AG和BG非结构性碳水化合物含量的动态变化,比较生长季和非生长季的Es及其Q10对底物变化的不同响应。【结果】1)相比于对照树木(NG),环剥处理30天后,环剥导致生长季AG的Es升高57%和BG的Es降低43%,但在非生长季NG、AG和BG的Es差异不明显。2)环剥降低生长季AG和BG的可溶性糖浓度29%和15%,而非生长季环剥导致AG和BG的可溶性糖浓度分别降低15%和增加10%。3)不同季节Es和Tstem均存在较好的指数函数关系,但环剥会降低AG和BG的Tstem对Es变化解释率。4)环剥提高生长季和非生长季AG的温度敏感性(Q10)和树干基础呼吸速率(R15),但却同时降低BG的Q10和R15。【结论】环剥阻断了光合产物的输入,从而改变树体环剥点上、下部的可溶性糖含量,最终导致环剥点上部的树干表面CO2通量及其温度敏感性上升,而环剥点下部的树干表面CO2通量及其温度敏感性下降。毛白杨树干表面CO2通量及其温度敏感性对环剥的响应在不同季节(生长季和非生长季)存在明显差异。     

不同家系马尾松对持续干旱的响应及抗旱性

【目的】了解持续干旱对不同家系马尾松幼苗生长和生理特征的影响,初步揭示马尾松的抗旱机制及抗旱遗传效应,比较不同家系的抗旱能力,为马尾松抗旱优良家系选育提供理论依据。【方法】以3个来自广西和贵州的2年生马尾松家系(GX01、GX02和GZ01)幼苗为试验材料,采用随机区组设计,温室土培盆栽模拟干旱环境,研究持续干旱胁迫对马尾松幼苗生长、渗透调节和抗氧化系统的影响。【结果】随干旱胁迫程度的加重,3个家系马尾松的SOD活性均呈先升后降趋势,各家系在胁迫0~10天存在显著差异(P0.05);POD活性亦呈先升后降趋势,但家系间差异不显著(P0.05);MDA含量变化中GX01呈先升后降趋势,GX02和GZ01呈先降后升趋势,各家系在胁迫5~20天以及第30天存在显著差异(P0.05);脯氨酸含量变化中GZ01呈持续上升趋势,GX02和GX01呈先升后降又再升高的趋势,各家系在胁迫20~30天存在显著差异(P0.05)。连续干旱限制马尾松苗期的生长,3个家系马尾松的苗高和地径的生长以及干物质积累均受到抑制,家系间的苗高生长、地径生长、干物质积累等均存在显著差异(P0.05);连续干旱导致GX01和GX02的根冠比显著高于对照,GZ01亦高于对照,但差异不显著。隶属函数分析得出3个马尾松家系幼苗抗旱性GX01GX02GZ01;灰色关联分析发现,根冠比、苗高与抗旱性关联度最大,其次为MDA和脯氨酸含量,可作为评价抗旱性的主要指标。【结论】马尾松幼苗在轻度干旱胁迫下通过增加保护酶活性抵御干旱;在中、重度干旱胁迫下通过增加渗透调节物质抵御干旱逆境伤害;极重度干旱胁迫下,保护酶活性显著下降,MDA含量显著上升,膜质过氧化伤害严重。干旱胁迫下,马尾松幼苗通过增加地下部分生长、减少地上部分生长以适应干旱逆境。马尾松抗旱性受遗传因素控制,不同家系间抗旱性的差异可能与其不同地理环境长期驯化所形成的遗传差异有关。     

11年生云南松人工林的林木器官生物量及含水率分布规律分析

在宜良禄丰村林场尖山林区,以11年生1m×2m×5m非均匀密度造林的云南松人工林为对象,调查其胸径、树高等生长指标,测定林木各器官和圆盘生物量,探讨其林分结构、林木器官生物量和含水量分布规律。结果表明,11年生云南松人工林林分平均胸径为9.9cm,8cm、10cm和12cm径阶的林木占总株数的82.1%,不同径阶株数频率及其胸高断面积比呈正态分布,各径阶平均单株胸高断面积两两间呈现极显著的差异(P0.01)。树干、侧枝、针叶和球果的生物量分别占全株的62.8%、22.8%、14.1%和0.2%,树干、侧枝和针叶的含水率相近,约达生物量鲜重的60%。树干从地径至梢头,每2m区分段的生物量两两间随树高增高呈现极显著的降低(P0.01),其断面高的含水量随树干增高逐渐增大。11年生云南松人工林的林木进入速生期,尖削度较大,应开展修枝等抚育。     

亚热带常绿落叶阔叶混交林优势种川陕鹅耳枥和多脉青冈的空间格局

【目的】分析湖北七姊妹山6 hm~2亚热带常绿落叶阔叶混交次生林动态监测样地中优势物种的空间分布格局,阐明群落恢复过程中物种共存机制,为森林生态系统恢复和多样性保护提供理论依据。【方法】通过空间点格局分析法,将川陕鹅耳枥和多脉青冈按胸径(DBH)划分4个径级:幼树(1 cm≤DBH 2.5 cm)、小树(2.5 cm≤DBH 5 cm)、中树(5 cm≤DBH 10 cm)和成年树(DBH≥10 cm),分析2个优势种不同径级的个体数量、空间分布、种内及种间相关性。【结果】在4个径级段上,川陕鹅耳枥个体数量基本相同,多脉青冈为倒"J"型分布,但2个物种各径级内的个体均具有相似的生境偏好;川陕鹅耳枥与多脉青冈各径级个体主要表现为聚集分布,随着径级增加聚集程度逐渐减弱;随空间尺度增大,川陕鹅耳枥中树对幼树种内相关性表现出由显著正相关(P0.05)向无显著相关性的递减趋势,成年树对幼树表现出由无明显相关性向显著负相关性(P0.05)递减的趋势,小树对幼树、中树对小树、成年树对中树、成年树对小树均表现出显著(P0.05)正相关;多脉青冈各径级个体间均表现为显著正相关性(P0.05),且随着空间尺度的增大而减弱;不同径级的川陕鹅耳枥对多脉青冈各径级个体均表现为显著正相关性(P0.05),并随着空间尺度的增大而减弱;随空间尺度增大,较大径级(中树和成年树)的多脉青冈个体对川陕鹅耳枥幼树和小树表现出由无明显相关性向显著负相关(P0.05)的变化趋势,并且径级差距越大,负相关性越强。【结论】湖北七姊妹山亚热带常绿落叶阔叶混交林次生林中优势种(川陕鹅耳枥与多脉青冈)具有相似的生境偏好,演替后期种(多脉青冈)对前期种(川陕鹅耳枥)具有显著的抑制作用,而前期种促进后期种的定居与生长。随着群落恢复,次生林样地将逐步成为后期种占优势的森林群落。本研究结果通过展现物种间关联性的变化也表明,物种关联性的变化过程驱动森林群落构建过程。     

含地域和起源因子的马尾松立木生物量与材积方程系统

【目的】建立含地域和起源因子的相容性立木生物量与材积方程系统,为准确估计森林生物量提供依据。【方法】以我国南方主要针叶树种马尾松为研究对象,基于301和104株样木的实测地上生物量、树干材积和地下生物量数据,综合利用哑变量建模方法和误差变量联立方程组方法,建立集地上生物量、树干材积和地下生物量为一体、确保与生物量转换因子和根茎比等变量相容的一元和二元方程系统,并分析立木生物量和材积估计是否受地域和起源的影响。【结果】所建立的马尾松一元和二元相容性立木生物量方程与材积方程,确定系数(R~2)均在0.92以上,其中地上生物量方程的平均预估误差在4%以内,地下生物量方程的平均预估误差在8%以内。对马尾松地上生物量和树干材积的估计,二元模型均显著优于一元模型,其F统计量远大于临界值;但对地下生物量的估计,二元模型反而不如一元模型效果好。不论是一元模型还是二元模型,地域和起源对马尾松地上生物量估计均无显著影响,地上生物量模型具有很好的通用性,同时也进一步印证了曾伟生等(2012)提出的通用性地上生物量模型M=0.3ρD~(7/3)的广泛适用性。对马尾松地下生物量的估计,不同地域的模型存在显著差异;相同直径的林木,总体1地域范围内(长江流域东南部)的地下生物量要大于总体2(长江流域中西部)。对马尾松树干材积的估计,二元模型不受地域和起源影响,但一元模型受起源影响;相同直径的林木,人工林的材积估计值大于天然林。【结论】将哑变量引入误差变量联立方程组,可同时解决多个变量之间的相容性及地上生物量和地下生物量样本单元数不相等时如何联合建模的问题,是切实可行的生物量建模方法;研究所建立的马尾松立木生物量方程、材积方程及其相容的生物量转换因子和根茎比方程,达到相关技术规定预估精度要求,可推广应用。     

区域尺度杉木林和马尾松林土壤特征

【目的】分析树种、起源和龄组对森林土壤性质的影响,从土壤物理结构和土壤养分等方面探讨区域尺度上杉木林和马尾松林的土壤特征,为森林可持续经营和立地质量精准评价提供理论依据。【方法】基于广东省全国森林资源清查土壤调查数据,采用方差分析、相关性分析、主成分分析等多元统计方法相结合,探究杉木林和马尾松林土壤因子在不同起源和不同龄组间的差异性及相关性。【结果】广东省马尾松林与杉木林不同树种之间森林土壤性质在有机质、全氮、全磷、碱解氮等9个指标差异显著,同一树种在天然林和人工林两种不同起源之间差异不显著,同一树种在幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林不同龄组之间差异不显著。土壤各因子之间相关性较强,全氮、碱解氮、有效磷等土壤因子与平均胸径和平均树高之间呈显著正相关,树木生长对土壤养分具有促进作用。马尾松林土壤综合得分:不同起源为天然林人工林;不同龄组为成熟林中龄林幼龄林近熟林。杉木林土壤综合得分:不同起源为人工林天然林,不同龄组为幼龄林近熟林中龄林成熟林。【结论】杉木和马尾松不同树种之间差异显著,不同起源之间差异不显著,不同龄组之间差异不显著。马尾松人工林和杉木天然林的土壤质量较好,在不同龄组中马尾松近熟林和杉木成熟林土壤质量最好。所以,要根据不同树种、不同起源和不同龄组适地适树地进行森林可持续经营。     

外源柠檬酸对铝胁迫下马尾松生理特性的影响

【目的】研究受铝毒的马尾松幼苗施加外源柠檬酸后的一系列生长及生理特性变化,确定柠檬酸最佳缓解浓度,揭示柠檬酸缓解马尾松铝毒的生理机制,为土壤酸化地区马尾松的生长提供理论依据。【方法】以2种不同家系马尾松幼苗(耐铝型FJ5、铝敏感型GD20)为试验材料,采用水培法研究不同浓度柠檬酸对铝胁迫下马尾松幼苗株高增量、根系形态及其针叶中抗氧化酶[过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)]活性、活性氧(H_2O_2和O_2~(-·))、渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸)和丙二醛含量的影响,并运用主成分分析法探讨外源柠檬酸缓解马尾松铝毒过程中起主导作用的生理指标。【结果】铝胁迫下2种家系马尾松幼苗根系总长、表面积、体积、直径及株高增量均降低,针叶内抗氧化酶活性增强,H_2O_2、O_2~(-·)、MDA和渗透调节物质含量均有所升高。经柠檬酸处理后,2种家系马尾松根系总长、表面积、体积、直径及株高增量均有所增加,其针叶内抗氧化酶活性增强,H_2O_2、O_2~(-·)、MDA和渗透调节物质含量均相应减少,且GD20变化幅度大于FJ5。主成分分析得出第一主成分中各指标贡献率大小为MDAH_2O_2脯氨酸GR。【结论】活性铝对马尾松幼苗生长产生一定的毒害作用;外源柠檬酸能有效缓解马尾松的铝毒作用,且对铝敏感型马尾松的缓解效果好于耐铝型。柠檬酸缓解铝毒的效果因浓度不同而存在差异,0.02 mmol·L-1的柠檬酸解毒效果最佳,当浓度大于0.08 mmol·L-1时,缓解效果受到抑制。MDA和H_2O_2可能是外源柠檬酸缓解铝毒作用的关键指标。     

重庆地区马尾松人工林不同间伐强度试验

为探明不同间伐强度对重庆地区马尾松人工林生长的影响,在重庆市綦江区北部林场选择马尾松人工纯林(18年生)开展抚育间伐试验,分别设置弱度间伐(间伐株数占总株数的15%,保留密度1410株·hm~(-2))、中度间伐(间伐株数占总株数的30%,保留密度1155株·hm~(-2))、较强度间伐(间伐株数占总株数的45%,保留密度900株·hm~(-2))、不间伐(保留密度1650株·hm~(-2))等4种间伐强度。间伐3 a后调查结果表明,抚育间伐能显著提高马尾松人工林林分胸径的生长,林分平均胸径的生长量在一定范围内随间伐强度的增大而明显提高;不同间伐强度对马尾松林分平均树高生长的影响无显著差异;单位面积林分蓄积量大小依次为:间伐强度30%>间伐强度15%>对照组>间伐强度45%。说明间伐强度30%已达到了最佳的林分质量和收获量,是该区域马尾松人工林最优的抚育间伐强度,而1155株·hm~(-2)是较合理的伐后密度。     

不同产脂量马尾松无性系木质部树脂道结构差异

【目的】研究不同产脂量马尾松无性系嫩枝、未创伤与创伤树干木质部树脂道结构的差异,为高产脂量无性系的早期选择提供理论依据。【方法】以6个不同产脂量马尾松无性系为材料,采用石蜡切片技术,研究和比较其嫩茎、树干木质部树脂道结构和创伤后树脂道结构的差异性,并分析嫩茎、创伤与未创伤树脂道结构的相关性。【结果】在当年生嫩茎中,高、低产脂量马尾松无性系之间单位面积内树脂道总面积、单个树脂道平均面积差异显著,高产脂量无性系单位面积内轴向树脂道总面积和单个轴向树脂道平均面积分别为63 433μm~2·mm~(-2)和4832μm~2,为低产脂量的2.69和3.03倍,同时高产脂量无性系单位面积内径向树脂道总面积和单个径向树脂道平均面积分别为42 105μm~2·mm~(-2)和3 858μm~2,为低产脂量的3.19和3.44倍,但高、低产脂量无性系单位面积树脂道数目差异不显著;未受创伤树干木质部中,高、低产脂量马尾松无性系之间的差异性与嫩茎中的相似,高产脂量无性系单位面积内轴向树脂道总面积和单个轴向树脂道平均面积分别为96 229μm~2·mm~(-2)和17 656μm~2,比低产脂量的高12.15%和14.54%,同时高、低产脂量无性系单位面积树脂道数目差异也不显著;受到创伤树干木质部中,高产脂量无性系的单位面积内树脂道总面积和单位面积内树脂道数目分别为118 635μm~2·mm~(-2)和7.8个,比低产脂量的分别高23.96%和27.87%,而创伤后高、低产脂量无性系之间单个树脂道平均面积差异不显著。未受到创伤时,树脂道主要集中于晚材或早晚材过渡区域中,高产脂量无性系晚材宽度平均值为312μm,比低产脂量的高15.56%。受创伤影响,早材中出现诱导型树脂道,使木质部中单位面积内树脂道总面积和数目均增加,但高产脂量无性系中增幅比低产脂量的高,使高产脂量无性系在受到损伤时能够分泌并输送较多的松脂。嫩茎的单位面积树脂道总面积与未创伤树干木质部、损伤后树干木质部的相关性均达到显著程度,相关系数分别为0.533和0.444。【结论】高、低产脂量马尾松无性系解剖结构中单位面积内树脂道总面积差异均显著,由嫩茎的解剖特征可以推测不同产脂量无性系树干木质部树脂道的差异性,使高产脂量马尾松无性系的早期选择成为可能。     

马尾松间伐的密度效应

利用20年生马尾松间伐密度试验林的10年观测资料,分析不同间伐保存密度对林分生长和经济效益的影响。结果表明:不同间伐保存密度(1200,2000,2800和3400株·hm-2)对林分生长、林分结构及材种规格均有显著影响,其中林分胸径、单株材积、冠幅、冠高比随密度增大而减小,高径比、自然稀疏强度随密度增大而增大,密度对树高生长无显著影响;不同密度的林分蓄积量与出材量随林龄增长而差异变小;随着密度增大,小径阶株数率及小径材出材量所占的比例增大,而大径阶株数率与大径材出材量减少。综合效益核算、材种出材量及马尾松人工林生长规律,马尾松人工林进入中龄林期后培育纤维材与中小径材保存密度控制在B～D(约2000～3400株·hm-2)并在15～17年生时采伐效益较好,培育大、中径材林分保存在A～B(约1200～2000株·hm-2)间的密度效益较好。     

沙地樟子松边材液流速率的方位差异特征

【目的】针对树干边材液流速率(Js)在树干不同方位间的差异及其对估算个体蒸腾量时的影响,本研究兼顾精度与节约成本的估算单株平均液流速率的方法,为单株蒸腾量的估算提供可靠方法和依据。【方法】利用热扩散技术(TDP)在科尔沁沙地樟子松整个生长季期间树干4个垂直方位的Js进行了监测,并对降水、土壤水分等进行了连续、同步的监测。【结果】沙地樟子松大树树干边材相对液流速率(液流速率除以该方位观测期间的最大值,Js/max)具有显著的方位差异(P 0. 01),其中以南侧边材的Js/max最高。各方位间Js/max值的相对大小具有个体间差异。土壤水分亏缺能引起各方位Js/max的同步显著降低(P 0. 05)。通过对不同方位整树平均液流速率(4个垂直方位的平均值)代表性的比较,确定以树干北侧Js值估算樟子松整树平均液流速率的简化模型(slope=1. 015,R2=0. 99,P 0. 01)。经独立样本的检验,模型精度为0. 99。【结论】沙地樟子松不同方位液流速率具有显著差异,且方位间的相对大小存在个体间差异。各方位液流速率间具有高度相关性。以北侧1个方位液流速率的测定就能较可靠地估算科尔沁沙地樟子松大树的平均液流速率。     

马尾松两种林型土壤养分特征及其与凋落物质量的关系

【目的】研究土壤养分和地被层凋落物养分含量的差异,为马尾松人工林营林措施及地力维持提供科学依据。【方法】以鼎湖山两种典型林型(马尾松纯林和马尾松-黧蒴混交林)为研究对象,对比分析0~60 cm土层的土壤养分含量及地被层凋落物养分含量的差异,探索凋落物质量如何影响土壤养分。【结果】1)林型对土壤有机质、全氮和硫酸根含量有显著影响(P<0.05),对土壤全磷、交换性K+、Ca2+和Mg2+有极显著影响(P<0.01),混交林土壤养分含量(除硝态氮含量和交换性H+含量以外)均高于纯林。2)相同林型不同土层间土壤养分含量差异极显著(P<0.01),其中,土壤有机质和全氮含量随土层的加深而递减,且主要聚集在0~10 cm土层,表聚效应十分明显。3)纯林凋落物有机碳、全氮、C/N和全磷等含量高于混交林;相同林型不同分解层凋落物有机碳、全钙和全镁含量有显著差异(P<0.05),均表现为未分解层>半分解层>腐殖质层。4)土壤养分与地被层凋落物质量的RDA分析表明,0~10 cm土层土壤养分与腐殖质层有机碳呈极显著负相关(P<0.01),与腐殖质层C/N呈显著负相关(P<0.05);在10~20 cm土层,土壤养分与腐殖质层有机碳呈极显著负相关(P<0.05)。【结论】纯林的土壤养分低于混交林的主要原因是纯林凋落物具有较高的C/N和有机碳含量。     

不同林分类型林下套种草珊瑚生长比较

以16年生、25年生杉木人工林及22年生马尾松人工林林下套种的草珊瑚为研究对象,探讨不同林分类型、不同坡位对套种的草珊瑚生长量的影响。结果表明,不同林分类型套种的草珊瑚地径和当年抽高均表现为下坡位>中坡位>上坡位;同一林分类型下,不同坡位间草珊瑚地径生长量差异不显著,而当年抽高差异达极显著水平;16年生杉木人工林最有利于草珊瑚地径的生长,其次为25年生杉木人工林;16年生的杉木人工林最有利于草珊瑚的高生长,其次为22年生马尾松人工林。     

甘肃南部不同密度云杉人工幼林的林分结构特征及土壤理化性质

【目的】研究甘肃南部不同密度云杉人工幼龄林的径级结构、树高结构、空间分布和土壤理化特征,探讨林分最佳留存密度,以期为人工云杉林的营建与可持续经营提供科学依据。【方法】采用固定样地调查、角尺度研究及分层取样分析的方法,设置7种不同林分密度(850,1 060,1 350,1 550,1 750,2 300和3 000株·hm~(-2))人工云杉幼龄林(林龄30～40年)样地28块,测定径级结构、树高结构、冠幅、角尺度等林分结构以及土壤密度、土壤饱和持水量、田间持水量、毛管持水量、总孔隙度、毛管孔隙度、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾等土壤理化性质,计算各指标的平均值、标准差,并进行各指标间的差异性检验。【结果】林分的平均胸径和冠幅随林分密度增大而减小,平均树高则随林分密度的增大先增大后减小;不同密度林分径级结构和高度结构均呈现正态分布的单峰曲线,峰值径级随着密度增大而逐渐减小,胸径处于12～24 cm树木的频度较高而DBH24 cm和DBH12 cm的树木很少;采用角尺度研究林分空间分布格局,林分角尺度值随着林分密度增大而逐渐减小,林分密度≤1 550株·hm~(-2)时为随机分布,林分密度1 550株·hm~(-2)时为均匀分布;林分密度是影响云杉人工林土壤理化性质(尤其是土壤有机质含量和总孔隙度)的关键因子;中密度(1 550株·hm~(-2 ))时土壤养分含量总体较高,土壤密度最小,表层(0～20 cm)土壤饱和持水量、毛管持水量、田间持水量和总孔隙度都最大,土壤理化特性均优于过密或过疏的林分。【结论】林分密度与林分结构特征以及土壤理化性质密切相关,中等密度(1 550株·hm~(-2))利于保持较好的林分结构特征和土壤理化性质,是甘肃南部云杉人工幼龄林分的最佳留存密度。