黄土高原半干旱区侧柏人工林群落物种多样性研究

以晋西吕梁山黄土高原半干旱区侧柏人工林为研究对象,对林内植物种类进行野外调查结果表明,侧柏林下共有维管束植物39种,隶属于16科33属.利用Shannon-wiener指数、Evenness指数和Richness指数,对不同林分密度级侧柏人工林群落物种多样性进行分析,探讨黄土高原半干旱区侧柏人工林林分密度与群落物种多样性的关系.结果为:①林分密度的变化对于乔木层和灌木层物种数量影响不大,当密度为2 250株·hm-2时,草本层物种丰富度达到最大值.②林分密度对灌木层和草本层的多样性指数变化有一定的影响.当林分密度为1 375株·hm-2和2 250株·hm-2时,乔木层、灌木层和草本层的物种多样性指数较大,群落相对稳定.③除密度为3 000株·hm-2的林分外,其余4个林分密度的乔木层、灌木层和草本层的均匀度指数变化趋势同丰富度指数和多样性指数基本一致.④研究区的侧柏人工林造林密度选择2 250株·hm-2或1 375株·hm-2比较适宜.     

石灰岩山地坡位对侧柏光合蒸腾特性的影响

为分析困难山地不同坡位侧柏光合和蒸腾作用等生理特性的差异,利用Li-6400便携式光合仪对石灰岩山地4种坡位侧柏的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、光合有效辐射(rPAR)、空气相对湿度(Hr)、气温(Ta)等指标进行测定.结果表明:不同坡位侧柏净光合速率最大值均出现在8:00,底坡和中坡侧柏在中午都出现午休现象;坡位越高,侧柏日均净光合速率越低.各样地侧柏蒸腾速率日变化均呈双峰曲线,日均蒸腾速率由大到小依次为顶坡＞平地＞中坡＞底坡.底坡侧柏气孔导度在中午时值最小,且日均水分利用效率最高.相关性分析表明,研究区侧柏光合蒸腾作用的主要影响因子是气孔导度、光合有效辐射和空气相对湿度,底坡是最适合侧柏生长的位置.     

Effects of light radiation intensity on photosynthetic characteristics and water use efficiency of Platycladus orientalis and Pinus tabulaeformis seedlings

In order to offer a scientific basis for cultivation and management of forests, effects of light radiation intensity on photosynthetic characteristics and water use efficiency of Platycladus orientalis and Pinus tabulaeformis were studied under different soil moisture contents. By adopting artificial control methods to soil moisture, and under simulated photosynthetic radiation (SPR), the net photosynthetic rate (P _N), transpiration rate (T _r), water use efficiency (WUE) and intercellular CO₂ concentration (C _i) of Platycladus orientalis and Pinus tabulaeformis in the semi-arid region of the Loess Plateau, were studied. Results are as follows: within the photon range of 0–2,200 μmol/(m²·s), P _N, T _r and WUE were enhanced with an increase in SPR in both species. P _N and WUE of Platycladus orientalis and Pinus tabulaeformis, however, declined with continued increase in SPR. P _N, T _r, WUE and light saturation point (LSP) of Platycladus orientalis were higher than those of Pinus tabulaeformis, while light compensation point (LCP) of Platycladus orientalis was lower than that of Pinus tabulaeformis at the same soil moisture content. The efficiency of light energy utilization of Platycladus orientalis was higher than that of Pinus tabulaeformis; P _N, T _r and C _i of Platycladus orientalis and Pinus tabulaeformis were enhanced by increasing soil moisture content, whereas WUE declined. At soil moistures of 7.90%, 13.00% and 19.99%, LSP of Platycladus orientalis was 1,275, 1,450 and 1,675 μmol/(m²·s) respectively, and LCP was 42, 25 and 13 μmol/(m²·s) respectively, with corresponding maximal net CO₂ photosynthetic rates (P _max) of 3.04, 4.06 and 5.53 μmol/(m²·s). At soil moistures of 7.83%, 13.04% and 20.15%, the LSP of Pinus tabulaeformis was 1,100, 1,325 and 1,500 μmol/(m²·s) respectively, and LCP was 60, 30 and 23 μmol/(m²·s), with P _max of 1.08, 3.35 and 4.36 μmol/(m²·s) respectively. __________ Translated from Science of Soil and Water Conservation, 2006, 4(3): 108–113 [译自: 中国水土保持科学]     

黄土丘陵区杠柳叶片气体交换过程对土壤水分的响应

在半干旱黄土丘陵区,采用CIRAS-2型光合作用系统,在不同土壤水分条件下,对2年生杠柳的净光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率、气孔导度和胞间CO2浓度等叶片气体交换参数的日变化进行了研究.结果表明:土壤水分的变化会影响到杠柳光合速率、蒸腾速率和水分利用效率的日变化过程.相对含水量为31.6%～84.9%时,杠柳可以维持较高光合生产力和较高的叶片水分利用效率,杠柳维持正常生理和生长过程所需的最低相对含水量为21.7%.据此认为:杠柳对土壤水分的适应范围较广,适宜栽植在黄土丘陵区水分较少的阳坡、陡坡.     

渭南市渭北黄土高原沟壑区侧柏造林试验

在渭南市渭北黄土高原沟壑区进行了侧柏不同苗木类型、不同苗龄的造林效果对比试验研究,试验结果表明:在黄土高原干旱沟壑区造林宜选用定植培育1a、苗高0.8~1.0m的侧柏容器苗,较裸根苗可提高成活率37.3个百分点;选用定植培育2a、苗高1.8~2.0m的侧柏苗,要带直径和高度不小于20cm的土球,较不带土球苗提高成活率40个百分点;栽后截除苗木顶梢和茎干枝叶的一部分,较不截可提高栽植成活率26.8个百分点。     

水分胁迫对白榆气体交换特性的影响

以阜新矿区白榆(Ulmus pumila)为研究对象,采用盆栽控水法人工模拟水分胁迫,研究不同水分胁迫下白榆叶片的气体交换特性,结果表明:白榆上下部叶片净光合速率Pn和蒸腾速率Tr均随水分胁迫加强而降低,并且水分胁迫愈严重,降低幅度愈大,而水分利用效率则随干旱程度的增加逐渐增大。     

黄土高原沟壑区油松侧柏与沙棘混交的人工林的水文影响

采用国家标准森林分析方法进行了沙棘与油松、侧柏人工混交林的水文影响研究,结果表明:混交林内年均降水量较林外减少了20.1%;林内月降水量的季节变化以夏、秋、春、冬依次递减;年均气温比纯林内低0.1℃,相对湿度高4.5%;乔木层年均截留量较纯林提高了56.6%,灌木层提高了395.7%;年均地表径流量105.8 L,径流摸数为10.58 m3·km-2·a-1,纯林分别为1 349.05 L和134.9 m3·km-2·a-1,土壤侵蚀模数为0.65 t·hm-2·a-1,纯林为9.2 t·hm-2·a-1;枯枝落叶层现存量增加了200%;平均容水量为自身质量的3.1倍;土壤密度和土粒密度分别减少了6.3%和17.7%,含水量、孔隙度和通气度分别提高了6.1 %、13.9%、20.3%.不同土层土壤密度和土粒密度由上到下逐渐增大,孔隙度和通气度表层较高,向下逐渐减少;底层、中层和表层土壤非毛管孔隙度分别提高了113.3%、38.6%和32.6%;最大持水量、最小持水量、毛管持水量分别较纯林平均高11.0%、9.8%、10.5%,较荒地高36.0%、16.0%、25.6%;储水量和0～40 cm储水量分别较纯林和荒地提高了12.4%、22.7%,排水能力也较强.     

水分和热胁迫处理对4种针叶树苗木气体交换和水分利用效率的影响

以杉木、马尾松、花旗松和北美乔柏为研究对象 ,研究了水分和热胁迫对生长期间苗木的气体交换、瞬间水分利用效率和稳定碳同位素组成 (δ1 3C值 )等生理生态指标的影响 ,结果如下 :(1 )水分胁迫使杉木、马尾松、花旗松和北美乔柏 4个树种的净光合速率显著下降。但热胁迫只影响杉木和北美乔柏的净光合速率 ,对马尾松的净光合速率影响不大。 (2 )对针叶气孔导度的研究发现 ,水分和热胁迫均对马尾松苗木针叶气孔导度有显著影响 ,但对杉木和北美乔柏苗木针叶的气孔导度只有轻微影响。 (3)水分和热胁迫处理对马尾松苗木的瞬间水分利用效率有显著影响 ,但对杉木和北美乔柏的瞬间水分利用效率无显著影响。 (4 )水分胁迫处理对杉木、马尾松、花旗松和北美乔柏 4个树种的稳定碳同位素组成 (δ1 3C值 )均有显著影响 ,随着水分胁迫程度的加深 ,4个树种苗木针叶的δ1 3C值增大 (负值绝对值变小 ) ,说明其永久水分利用效率更高。 (5 )热胁迫对杉木和北美乔柏苗木针叶的δ1 3C值有显著影响 ,且在热胁迫下 ,两树种苗木针叶的δ1 3C值减小 (负值绝对值增大 ) ,即永久水分利用效率下降。但热胁迫对马尾松和花旗松苗木的δ1 3C值没有显著影响     

多重复干旱循环对北美短叶松和黑云杉苗木气体交换及水分利用效率的影响

本文研究了多重复干旱循环对１年生北美短叶松（ＰｉｎｕｓｂａｎｋｓｉａｎａＬａｍｂ．）和黑云杉（Ｐｉｃｅａｍａｒｉａｎａ［Ｍｉｌ］Ｂ．Ｓ．Ｄ．）苗木的气体交换速率及水分利用效率的影响。结果表面，多重干旱循环对它们的气体交换（Ｃｓ，Ｐｎ，Ｔｒ）有显著影响（Ｐ＜０．５），而对其水分利用效率（ＷＵＥ）影响不大（Ｐ＞０．１）。尽管北美短叶松的气孔对轻度干旱胁迫不如黑云杉敏感，但是它对中度及严重干旱胁迫的敏感程度却高于黑云杉。在轻度及中度干旱胁迫下，北美短叶松的光合作用主要受非气孔因素的影响，而黑云杉则主要受气孔因素的影响。解除干旱胁迫后，黑云杉的气孔敏感性、光合能力及水分利用效率的恢复都要比北美短叶松更快．我们认为，延迟脱水是北美短叶松的主要耐旱机理，而忍耐脱水则是黑云杉重要的耐旱途径。轻度的干旱胁迫锻炼可以帮助北美短叶松在更严重的干旱胁迫下保持固有而较强的耐旱能力。然而，通过多重复干旱循环锻炼后黑云杉在改善耐旱能力的强度方面则大于北美短叶松     

黄土丘陵区铁杆蒿光合特性

铁杆蒿(Artemisia sacrorum)是菊科(Compositae)蒿属(Artemisia)半灌木状草本,主根木质,生长于我国西北部陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆和西南部的西藏等省区海拔1 500～4 900 m的山坡、半荒漠草原、滩地,而且在局部地区为植物群落优势种的主要伴生种(林有润,1991).铁杆蒿群落是半干旱黄土丘陵沟壑区一种较稳定的地带性植被,也是黄土高原生态脆弱带植被恢复中需要重点研究的天然植物群落之一(王国梁等,2002).     

8种园林树种光合作用特征与水分利用效率比较

以光合蒸腾测定系统测定了夏季生长期内 8种 2-3年生园林树种叶片气体交换特征参数的日变化。结果如下:(1)净光合速率 (Pn)、气孔导度 (gs)、蒸腾速率 (E)、水分利用效率 (WUE)日变化明显,且存在明显的种间差异。 (2)净光合速率日均值 (μmol·m-2 ·s-1)依次为鸡冠刺桐 (11.2) 水翁(9.7)、印度紫檀 (8.6)、柳叶垂榕 (8.5) 假苹婆 (6.3) 水瓜栗 (5.8)、南洋樱花 (5.6) 中国无忧树(3.4),前 4个树种固定CO2 的能力高于其它树种。 (3)蒸腾速率 (mmol·m-2 ·s-1)日均值分别是鸡冠刺桐 (3.4 0) 柳叶垂榕 (2.79) 水翁 (2.5 5) 假苹婆 (2.32)、水瓜栗 (2.32) 中国无忧树 (2.2 5)、印度紫檀 (2.2 5) 南洋樱花 (1.5 7),前 3个树种比其它树种消耗更多的水分。 (4)印度紫檀、水翁、南洋樱花和鸡冠刺桐具有较高的水分利用效率,分别是 3.97、3.73、3.6 8、3.4 8和 3.84 μmolCO2 ·mmol-1OH2O,而柳叶垂榕、假苹婆、水瓜栗、中国无忧树的水分利用效率相对较低,分别为 3.0 3、2.79、2.6 4和2.5 μmolCO2 ·mmol-1OH2O,表明消耗等量的水分前 4个树种比其它 4个树种能够固定更多数量的CO2,即能够更有效地利用土壤水分。这些信息有助于解释不同树种在生长速度、生物生     

紫荆叶片夏季水分利用效率的日变化

紫荆叶片净光合速率日进程曲线为“双峰”形，光合效率午间明显降低，主要由非气孔限制引起。蒸腾速率和气孔导度的日变化为“单峰”形，午间最高。水分利用效率早晚较高、午间较低。净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率与一些环境因子的相关性都达到0．01显著水平。利用多元逐步回归方法分别得到了净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率与环境因子的最优方程。     

云南松光合特性日进程及与叶面微气象因子的相关性分析

云南松(Pinus yunnanensis Franch.)是常绿针叶乔木,云南的重要乡土树种.在云南的亚热带高原,从南到北,从东到西,海拔700～3200m都有大面积分布,其森林面积约占云南森林面积的70%[1],是云贵高原荒山造林的先锋树种,不仅具有较强的水土保持、水源涵养、改善环境,同时提供大量的建筑用材和林副产品,在生态经济建设中发挥了重大作用[2].有关云南松形态特征、分子遗传、良种选育、木材利用等多方面的研究取得了一些成果[3-8],对其光合生理生态特性方面研究较少.光合作用是植物一切生理活动的基础,其大小不仅与自身遗传特性有关,而且受众多环境因子的影响[9].     

马尾松光合生理特性及资源利用效率研究进展

马尾松是我国南方生态恢复与重建的先锋树种,具有耐干旱、耐贫瘠及速生丰产等优点,其人工林在我国森林资源总量中占举足轻重的位置,但纯林的养分循环差,易导致生产力低下;而研究马尾松光合生理特性及资源利用效率可以为马尾松人工林生产力的提高提供坚实的理论基础。文中综述马尾松光合生理特性及资源利用效率的研究进展,分析逆境胁迫对其光合生理特性及资源利用效率的影响,包括水分胁迫、热胁迫、酸雨胁迫、低磷胁迫及铝胁迫等。在全球变化背景下,研究马尾松光合生理特性与资源利用效率及其对逆境胁迫的响应,对于制定马尾松的管理与保护策略、挖掘其抗性潜力具有重要意义,可为马尾松林分生产力的提升及纯林改良策略的制定提供理论参考。     

北京西山春季侧柏游憩林内挥发物成分及其日变化规律

The research adopts open sampling method and TCT-GC/MS (Thermodesorption Cold Trap-Gas Chromatography/Mass Spectrometery) apparatus to collect and analyze the volatile organic compounds(VOCs) of Platycladus orientalis forest, with the intention of researching the compounds and diurnal variation of VOCs of P. orientalis forest in natural state in Beijing Western Hills in spring. The results are as follows: (1) There are 160 kinds (11 categories) of volatile organic compounds, containing Alkyl Hydrocarbon, Ketone, Alcohol, Acid, Aldehyde, Alkene, Ester, Aromatic hydrocarbon, Ether, Hydroxybenzene and Amide. The content of Alkyl Hydrocarbon, Ketone, Acid and Aldehyde occupy a greater percentage among all compounds. (2) The diurnal variation curve of total volatile organic compounds (TVOC) is characterized as "one peak at 11:00(36.44%) and one vale at 3:00(12.76%)". Generally, the concentration at daytime is higher than that of night, and higher in morning than in afternoon, with the maximum at noon. (3) The change of Alkyl Hydrocarbon concentration is greater in the morning and about midday, less in the afternoon and night. The diurnal variation curve of Ketone concentration appears as "three peaks and three vales". 1:00, 5:00—7:00 and 11:00 are peak time, 3:00, 9:00 and 17:00 are vale time. As to Acid, its concentration appears two obvious phases: the higher phase is from 9:00 to 17:00, with the maximum at 11:00, and the lower phase is from 19:00 to 7:00, with the minimum at 5:00. Concerning Aldehyde concentration, 17:00 and 19:00 are the higher phases and also has obvious difference with other time, while the lower phrase has no obvious difference with each other. (4) Alkene is the most important compound to human health. Its concentration appears as "one peak" at 15:00, which has obvious difference with other time. Totally, its content at daytime is higher than that at night, and higher in afternoon than in morning.     

2种保水剂对北京南口风沙区侧柏成活及生长的影响

以北京南口风沙区人工种植的侧柏苗为研究对象,对造林时施用2种保水剂及其剂量的处理与不同浇水量的对照处理进行了比较,结果表明:在造林初期,施用保水剂可使成活率达90%以上,与浇水量高1倍的对照相差无几,施用2种保水剂后第2年春季土壤含水量比对照提高了84.7～119.4 g·kg-1,2种对照处理的保存率比保水剂处理的降低了7.78～25.56个百分点,从而降低了浇水和苗木补植所带来的成本;同时保水剂的施用也显著地提高了侧柏的初期生长量.研究中所选定的不同保水剂及其剂量对侧柏苗生长的影响差异并不显著.     

植物水分利用效率的研究进展

阐述了水分利用效率概念和测定方法的发展、水分利用效率的时间和空间变化规律、不同生活型植物的水分利用效率与水分利用效率的外在和内在影响因子、水分利用效率的遗传背景分析、水分利用效率和抗旱性关系及提高水分利用效率的措施，最后分析了今后水分利用效率的研究趋势。     

元宝枫等3个树种枝干水容特征

对元宝枫、油松、侧柏等3个树种枝条和树干水容特征进行了研究.结果表明:3个树种枝条水容值的日变化均表现为自6:00开始先行递减,12:00或14:00后缓慢回升,直至18:00上升至一定数值,其季节变化为雨季大于旱季;3个树种树干水容值的日变化也表现为先降后升,但其季节变化为雨季小于旱季;树干水容要大于枝条水容,而且上部枝干水容的日变化较中下部的变化明显.树体枝干水容特征能很好地反映林木与环境水分的关系,对蒸腾耗水具有一定的调节作用.     

黄土高原3种乡土灌木的水分利用与抗旱适应性

人工模拟不同强度干旱胁迫,研究黄土丘陵区常见灌木杠柳、丁香和连翘的2年生苗木的生长、耗水及抗旱生理生化特性。结果表明:连翘耗水量与生长速度显著高于杠柳和丁香,为高耗水快速生长树种,丁香为低耗水树种;在3种土壤水分条件下,3树种的耗水和快速生长期均集中在6—8月,与黄土丘陵区雨热期相吻合;水分亏缺处理下,杠柳和连翘根冠比显著增大,丁香根冠比表现为75%田间最大持水量>40%田间最大持水量>55%田间最大持水量;丁香的水分利用效率显著高于杠柳和连翘;选择11个有显著性差异的生理生化指标,用主成分分析对3树种进行综合评价,结果表明杠柳抗旱性最强,其次为丁香,连翘最弱,且3树种抗旱机制不同。     

蒟蒻薯净光合速率与蒸腾速率日变化

在晴天条件下,研究了蒟蒻薯(Tacca chantrieri)生长期的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率。结果表明,蒟蒻薯净光合速率日变化呈双峰曲线,光合"午休"现象明显;气孔导度的降低会引起蒸腾速率的降低;蒸腾速率日变化也呈双峰曲线,平均蒸腾速率为0.186mmol.m-2.s-1,平均水分利用率为12.071μmol CO2/mmol H2O。