抚育间伐对大兴安岭天然用材林冠层结构及光环境特征的影响1）

以大兴安岭天然用材林为研究对象,利用冠层分析仪对不同抚育间伐后的冠层结构及光学特性进行测定,分析冠层结构各项指标参数之间的相关性、抚育间伐后冠层结构及光环境特征的变化情况,并运用主成分分析法对间伐后冠层结构变化进行了综合评价。结果表明：大兴安岭天然用材林主要冠层指标林隙分数、开度、叶面积指数、总定点因子和冠下总光合有效辐射通量之间有显著相关性（ P＜0．01）,并且这些指标的相关性不受间伐强度的影响;随着间伐强度的增加,叶面积指数呈现先增加后减小的趋势,其余冠层指标林隙分数、开度、直接定点因子、总定点因子和冠下直接光合有效辐射通量及冠下总光合有效辐射通量均呈现先减小后增大的趋势;中等间伐强度能极大改善冠层结构和光分布的合理性,间伐强度为19％时抚育效果最佳。     

毛竹快速生长期光合蒸腾日变化特征

毛竹Phyllostachys edulis新竹会在极短时间内完成其整个成竹生长,这个过程被称为快速生长期。为揭示毛竹新竹在快速生长期间从竹笋成长为幼竹这一过程中不同竹龄母竹对新竹的营养传输流向以及自然状态下毛竹气体交换参数的日变化特征,利用Li-6400XT光合仪,分别对3年生和5年生毛竹在快速生长期间叶片的气体交换参数进行测定。结果表明:①快速生长前期,3年生毛竹的光饱和点（LSP）高于5年生毛竹,而在中期和后期5年生毛竹的LSP高于3年生毛竹;②3年生毛竹的净光合速率（P_n）在不同生长时期之间差异不显著（P > 0.05）,5年生毛竹的净光合速率在快速生长前期显著低于中期和后期（P < 0.05）。净光合速率与竹龄（P < 0.01,r=0.132）和生长时期（P < 0.01,r=0.164）的相关性极显著;③蒸腾速率（T_r）与净光合速率极显著相关（P < 0.01,r=0.688）,与生长时期极显著相关（P < 0.01,r=0.201）,而与竹龄的相关性则不显著（P > 0.05）;④水分利用效率（E_WUE）总体表现为上午高于下午（P < 0.01）,快速生长中期显著高于前期和后期（P < 0.01）,5年生毛竹高于3年生毛竹（P < 0.05）。研究表明:成竹通过竹鞭向新竹输送养分和水分的这个过程在快速生长中期最为剧烈。5年生毛竹是对新竹的营养传输的源头,也是新竹快速生长最主要的养分来源。     

由光谱反射率估算玉米植冠的APAR

在玉米生长期中,作了11次野外地物反射光谱的测试,测量了玉米植冠的叶面积指数。引用玉米植冠叶面积指数和它截取光合有效辐射系数(APAR)之间的理论公式和经验公式,用实测的玉米植冠的叶面积指数,计算出它吸收光合有效辐射系数,再分别求出玉米植冠的 RVI、ND、PVI、GN 光谱指数和玉米植冠吸收光合有效辐射系数间的抛物线回归方程。得出的结论是,在20个回归方程中,利用 GN 光谱指数,并使用回归方程 APAR=0.2792+6.187GN-13.38GN~2来估算玉米植冠吸收光合有效辐射系数 APAR 是最可靠的。     

抚育间伐对大兴安岭天然用材林冠层结构及光环境特征的影响

以大兴安岭天然用材林为研究对象,利用冠层分析仪对不同抚育间伐后的冠层结构及光学特性进行测定,分析冠层结构各项指标参数之间的相关性、抚育间伐后冠层结构及光环境特征的变化情况,并运用主成分分析法对间伐后冠层结构变化进行了综合评价。结果表明:大兴安岭天然用材林主要冠层指标林隙分数、开度、叶面积指数、总定点因子和冠下总光合有效辐射通量之间有显著相关性(P0.01),并且这些指标的相关性不受间伐强度的影响;随着间伐强度的增加,叶面积指数呈现先增加后减小的趋势,其余冠层指标林隙分数、开度、直接定点因子、总定点因子和冠下直接光合有效辐射通量及冠下总光合有效辐射通量均呈现先减小后增大的趋势;中等间伐强度能极大改善冠层结构和光分布的合理性,间伐强度为19%时抚育效果最佳。     

由光谱反射率估算玉米植冠的APAR

在玉米生长期中，作了１１次野外地物反射光谱的测试，测量了玉米植冠的叶面积指数。引用玉米植冠叶面积指数和它截取光合有效辐射系数（ＡＰＡＲ）之间的理论公式和经验公式，用实测的玉米植冠的叶面积指数，计算出它吸收光合有效辐射系数，再分别求出玉米植冠的ＰＶＩ，ＮＤ，ＰＶＩ，ＧＮ光谱指数和玉米植冠吸收光合有较辐射系数间的抛物线回归方程。得出的结论是，在２０个回归方程中，利用ＧＮ光谱指数，并使用回归方程ＡＰＡＰ     

水稻叶面积指数与产量关系研究进展

叶片作为水稻器官建成的物质基础,与水稻群体中光环境的优劣和光能利用率的高低关系密切。而叶面积指数(LAI)的大小直接与水稻最终产量相关,且水稻冠层中光合有效辐射吸收系数与叶面积指数相关性极显著。文章综述了水稻在生长的各个阶段叶面积指数和产量之间的关系,同时通过优化品种、改善栽培措施等手段增加水稻最适叶面积指数,提高水稻产量,以期为高产水稻适宜叶面积指数的预测及合理冠层结构的调控提供理论依据。     

毛竹笋的快速生长对母竹的影响

为了探讨竹笋快速高生长与母竹之间的养分输导关系,揭示毛竹快速生长内在规律,试验测定了竹笋快速生长期内不同竹龄器官(叶、枝、秆、蔸根)的主要养分质量分数、冠层(上层、中层和下层)水势、地上器官(叶、枝、秆)的生物量,与同样地同期小年期母竹测得值做比较。结果表明:在竹笋快速生长期,氮元素在母竹叶片中先下降后上升,而蔸根中则先略有升高然后趋于稳定;在叶中,钾元素随竹笋快速生长而迅速升高,而在蔸根中始终保持稳定状态;磷在叶片和蔸根的质量分数均较低。同小年期相比,氮元素在叶、枝、秆、蔸根中的质量分数均较低;磷元素在叶、蔸根的质量分数较低,而在枝、秆中其质量分数要高;钾元素在叶、秆、蔸根中的质量分数高,但在枝中低。在竹笋的快速生长期,各竹龄叶的水势变化总体呈"V"型曲线,从3月中旬到5月中旬,水势有变小趋势,随后有所回升。同小年期相比,林冠各层的水势均大于同期的小年期;在竹笋快速生长期,母竹地上各器官生物量占比相对稳定。同小年期相比,光合器官竹叶生物量占地上器官生物量的7.05%,增加了31.90%。因此,竹笋的快速生长对母竹产生了影响,在快速生长期,母竹通过营养元素的迁移、地上生物量格局的分配,为竹笋的快速生长提供了可能。     

日光温室黄瓜冠层中太阳辐射分布规律测定分析

为研究日光温室内黄瓜冠层中太阳辐射分布规律,观测了黄瓜冠层内的太阳辐射分布情况,分析其与叶面积系数的相关性。结果表明,晴天温室南面黄瓜冠层中太阳辐射最强,北面和中间较弱,阴天差异较小。太阳辐射在冠层内垂直分布随高度减小而衰减,均呈"S"型变化趋势。其中光合有效辐射(PAR)衰减幅度最大,地面PAR仅为冠层顶部的6.1%,散射辐射衰减程度最小,地面散射辐射为冠层顶部的32.3%。太阳辐射透过率在不同高度随叶面积系数的增加而减小,表现为指数关系:Rt=Ae-B×LAI。无论晴、阴天光合有效辐射的消光系数较其他辐射消光系数大,散射辐射最小。     

冠层分析仪在苹果树冠结构光学特性方面的研究

冠层结构光学特性研究在森林和农田生态领域应用较多,而在果树上涉及很少。运用WinsCano-py2004a冠层分析仪对陕西渭北8个县110棵苹果树的冠层结构光学特性进行了测定。结果表明,渭北地区苹果树冠层的特征指标中,间隙指数、开度、叶面积指数与冠层光合有效辐射通量和定点因子有显著相关性,并且不同树体间差别很大,表明间隙指数、开度、叶面积指数等对于果树冠层的光截获能力影响较大,而平均叶角和聚集因子等指标与冠层光合有效辐射通量和定点因子无明显相关性且不同树体间相差不大,表明叶分配角和平均叶角等对于冠层光截获无明显影响;初步认为Wins Canopy2004a冠层分析仪可用在苹果树冠层结构分析方面,合理进行苹果树冠结构及光学特性的评价。     

库尔勒香梨冠层光合有效辐射研究初探

为了解两种树形库尔勒香梨树冠内的光合有效辐射日变化、三维分布特征和叶面积指数大小,利用HOBOware自动气象站和SUNSCAN冠层分析系统进行测定分析。结果表明：两种树形不同方位之间的光合有效辐射日变化趋势具有较大差异,总体趋势是“低-高-低”的单峰变化曲线,不同树形辐射值表现出不稳定的上下浮动;光合有效辐射的三维分布大致呈现两种趋势,疏散分层形辐射值由树冠外围向树干内膛呈现递减趋势,由冠层下部到冠层上部递增,其冠层上部辐射值波动较大,而冠层下部则维持较低稳定水平：开心形的辐射值由冠层外围向冠层内膛递增,由树冠上层向树冠下层递减。疏散分层形的叶面积指数在不同方向上的均值显著大于开心形,同种树形在不同时期的叶面积指数均值比较认为,衰老期叶面积指数均值明显高于盛果期。     

毛竹林叶面积指数和郁闭度空间分布协同克里格估算

在地面调查的基础上,利用协同克里格插值法对研究区内毛竹Phyllostachys edulis林叶面积指数(LAI,leaf area index)和冠层郁闭度(CC,canopy closure)2个冠层参数进行空间分布估算研究,并与普通克里格插值法进行了比较。研究结果表明:①球状模型可以用来反映LAI和CC的空间变异,且两者具有强烈的空间自相关特征。②协同克里格插值得到的LAI预测值与实测值之间的决定系数R2为0.635 1,而CC的决定系数R2为0.428 5;与普通克里格法相比,基于协同克里格法的LAI和CC预测精度均得到改善,其中LAI预测精度提高了1.94%,均方根误差减少2.00%,平均标准误差减少0.18%,而CC预测精度提高了4.82%,均方根误差减少1.90%,平均标准误差减少1.30%。③安吉县毛竹林LAI和CC都具有从西南到东北逐渐递减空间分布格局,在一定程度上反映了安吉县不同区域毛竹林经营水平的差异。     

4种竹子竹叶黄酮质量分数及抗氧化活性的季节变化

以毛竹Phyllostachys edulis, 雷竹Phyllostachys violascens, 石竹Phyllostachys nuda和高节竹Phyllostachys prominens等4种竹子为研究对象, 用硝酸铝-亚硝酸钠比色法测定黄酮质量分数, 并采用DPPH·(1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼)法和ABTS+·[2, 2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐]法测定竹叶黄酮的抗氧化活性, 以考察竹叶黄酮质量分数和抗氧化活性随季节和竹种的变化规律。结果表明:春季毛竹的竹叶黄酮质量分数最高(2.12%±0.15%)(P<0.05), 夏季、秋季和冬季4种竹子间无显著性差异(P>0.05);石竹的竹叶黄酮质量分数四季变化不显著(P>0.05), 毛竹夏季的竹叶黄酮质量分数(2.36%±0.60%)高于冬季(1.52%±0.04%)(P<0.05), 雷竹(2.40%±0.17%)和高节竹(2.07%±0.13%)的竹叶黄酮质量分数以夏季最高。4种竹子的竹叶黄酮对DPPH·的清除能力都表现在夏季较强, 四季的各竹种竹叶黄酮对DPPH·的清除能力以毛竹较强。4种竹子的竹叶黄酮对ABTS+·的清除能力都表现在春季和秋季较强, 四季各竹种间差异性不大(P>0.05)。     

毛竹快速生长期光合固碳特征及其与影响因素的关系

为了研究毛竹Phyllostachys edulis快速生长期光合固碳特征及其与主要生态因子的关系,利用Li?鄄6400光合仪测定不同年龄（Ⅰ度竹、Ⅱ度竹、Ⅲ度竹）的毛竹在其快速生长不同时期（前期、中期、后期）的光响应曲线及生态因子（光照强度、气温、大气相对湿度、大气二氧化碳摩尔分数、胞间二氧化碳摩尔分数、气孔导度）。结果表明:①毛竹在快速生长的不同时期、不同竹龄叶片的光合固碳能力的变化特征归纳为:快速生长前期是老竹高于新竹（Ⅱ度竹最高,Ⅲ度竹次之,Ⅰ度竹最低）;而快速生长的中期和后期则为新竹高于老竹（Ⅰ度竹最高,Ⅱ度竹次之,Ⅲ度竹最低）。②在快速生长的不同时期,不同竹龄叶片的光合固碳能力的动态变化规律差异显著（P＜0.05）,新竹（Ⅰ度竹）的光合固碳能力在其快速生长期逐渐升高,而老竹（Ⅱ度竹和Ⅲ度竹）的光合固碳能力则都是中期最低,前期和后期较高,同时Ⅱ度竹均高于Ⅲ度竹。③毛竹在快速生长期,对毛竹叶片光合固碳能力的影响因子由大到小依次为:胞间二氧化碳摩尔分数＞气孔导度＞光照强度＞大气二氧化碳摩尔分数＞气温＞大气相对湿度。经相关性分析得出,光照强度、气温、大气相对湿度、气孔导度与净光合速率（Pn）呈正相关,大气二氧化碳摩尔分数和胞间二氧化碳摩尔分数与净光合速率呈负相关。图3表1参18     

毛竹林下多花黄精种群生长和生物量分配的立竹密度效应

 为优化出毛竹Phyllostachys edulis-多花黄精Polygonatum cyrtonema复合经营的立竹密度,以立地条件基本相似的3种立竹密度D₁（1 500～2 500株·hm^－2）,D₂（2 500～3 500株·hm^－2）,D₃（3 500～4 500株·hm^－2）的陡坡地粗放经营毛竹林为对象,调查分析了不同立竹密度毛竹林下多花黄精种群生长状况和生物量积累与分配规律。结果表明：毛竹林立竹密度对多花黄精地径、叶片叶绿素值和各构件生物量分配比例影响不明显,而对多花黄精种群密度、株高、各构件生物量和总生物量积累有一定的影响,均随着立竹密度的增大而减小。不同立竹密度毛竹林下的多花黄精生物量分配格局均为地下块茎＞根、叶、地上茎,地下块茎生物量分配比例占70%以上,显著大于生物量分配比例差异不明显的其他器官（P＜0.05）。立竹密度是影响毛竹林下多花黄精种群生长的重要因素,在试验毛竹林立地条件和经营水平情况下,毛竹?鄄多花黄精复合经营适宜的立竹密度为1 500～2 500株·hm^-2。图1表6参22     

低温胁迫下毛竹叶片色素质量分数与反射光谱的相关性

为了探讨低温处理后毛竹Phyllostachys edulis叶片反射光谱特性与色素质量分数的相互关系,筛选出能够准确监测低温胁迫下毛竹伤害程度的光谱参数。测定了低温处理后毛竹叶片色素质量分数与反射光谱的变化参数,分析叶片光谱反射率、微分光谱及特征参数与色素质量分数的相关性。结果表明:随着温度的降低,叶绿素a和类胡萝卜素质量分数呈下降趋势(P<0.01)。反射光谱参数光谱反射指数、改良红边比、色素比值指数、归一化植被指数、红边归一化指数、改良类胡萝卜素指数和光化学反射指数等均随着温度的降低而降低(P<0.01);红边面积随着胁迫加深不断减小,红边位置向短波方向移动。在绿光区和红光区,叶绿素a和类胡萝卜素质量分数与光谱反射率及微分光谱显著相关(P<0.05),且与大部分光谱参数达到极显著相关(P<0.01),说明反射光谱特征及其参数可用来估算叶片色素质量分数。图4表5参40     

旱作水稻冠层光合有效辐射和叶面积指数与产量的相关性分析

[目的]为了了解旱作水稻(Oryza sativa L.)冠层光合有效辐射(PAR)、叶面积指数(LAI)与其产量的相关性关系。[方法]利用SUNSCAN冠层分析仪,对正在进行产量比较试验的旱作水稻新品系的冠层PAR、LAI分别进行测量,并测定各品系的产量。[结果]当水田种植条件下冠层PAR处于223.53～262.23μmol/(m2.s),旱田种植条件下PAR处于119.62～185.74μmol/(m2.s)时,各品系产量均较高;PAR偏低的品系产量较低,但PAR太高的品系产量反而降低。对于大部分试验品系,随着LAI的不断提高,产量也在逐步提高。[结论]旱作水稻高产需要其冠层PAR处于一定的范围内,PAR太高或太低都不易达到高产的目标。LAI与产量呈正相关关系。     

原产地与引种地厚壁毛竹竹材成分质量分数比较

对原产地和引种地厚壁毛竹Phyllostachys edulis‘Pachyloen’竹材的9种化学成分和12种营养元素进行了测定与分析.结果表明:原产地竹材的冷水抽出物、热水抽出物、10.0 g·kg-1氢氧化钠抽出物、苯醇抽出物、木质素、纤维素、戊聚糖、灰分、二氧化硅质量分数分别为0.055 3,0.064 6,0.298 2,0.027 7,0.290 0,0.395 6,0.260 3,0.015 7,0.001 5 g·g-1.引种地竹材中热水抽出物、木质素、纤维素、戊聚糖、灰分、二氧化硅质量分数略高于原产地.原产地竹材营养元素按质量分数高低排列为钾(6.41 g·kg-1)＞氮(3.03 g·kg-1)＞磷(0.43 g·kg-1)＞锰、硫(0.39 g·kg-1)＞铁(161.52 mg·kg-1)＞钙(132.99 mg· kg--1)＞锰(82.43 mg· kg-1)＞铝(17.31 mg·kg 1)＞锌(10.47 mg· kg-1)＞铜(5.58 mg·kg-1)＞硼(0.52 mg· kg-1),但引种地竹材硫(0.34 g·kg-1)＞锰(0.25 g·kg-1)＞钙(186.23g·kg-1)＞铁(112.23 g·kg-1).引种地与原产地间的竹材营养元素存在显著性差异(P＜0.05),但化学成分差异未达到检验显著性水平.     

水稻冠层光截获与叶面积和产量的关系

【目的】旨在解析水稻(Oryza sativa L.)冠层光合有效辐射(PAR)截获量及其分布与叶面积和产量的关系。【方法】以2个不同株型水稻品种为材料,设置高、中、低3个施氮水平,构建不同的群体冠层结构,于拔节至成熟期系统测定水稻冠层PAR截获量及其分布、以及叶面积和产量。【结果】水稻群体向上累积叶面积指数的垂直分布呈S型曲线,符合Logistic方程(R20.99);抽穗期、抽穗后17d和成熟期的冠层最大叶面积密度分别出现在0.53、0.56和0.60的相对冠层高度左右;随生育进程的推进,冠层上中部的相对叶面积密度呈递增趋势,而冠层下部的相对叶面积密度呈递减趋势。PAR截获率(FIPAR)与向下累积叶面积指数之间的关系可用方程FIPAR=α×(1-e-K×LAI)来定量描述(R20.86);消光系数K随生育进程的推进而递减,其日变化表现为早晚较高、中午较低。冠层PAR截获量(AIPAR)随生育进程的推进呈多峰分布,最高峰出现在移栽后58-70d,即孕穗至抽穗期,且随施氮量的增加而增大;在典型晴天下,冠层PAR截获量的日变化呈单峰分布,最大值出现在11:00-13:00。【结论】水稻群体叶面积的垂直分布影响冠层光截获;水稻产量与PAR利用率呈正相关,而PAR转化率随PAR截获量的增加呈先增大后减小的趋势,因此维持一定的漏光损失量对水稻高产有利。     

毛竹气体交换特征

为了探讨毛竹Phyllostachys pubescens叶片光合作用的时空动态变化规律。运用Li-6400便携式光合作用测定仪测定了毛竹叶片的气体交换日变化及林冠不同层次叶片对光照强度的响应。结果表明：①毛竹叶片的净光合速率日变化规律表现为不是特别明显的双峰型曲线,但具有“光合午休”现象,上午的峰值明显大于下午的峰值;②蒌腾速率的日变化规律呈单峰曲线,而水分利用效率日变化规律呈双峰型曲线,且与净光合速率的日变化趋势相似：③毛竹林冠上、下层次叶片的净光合速率日变化规律一致,但在相同的光照强度下,上层的净光合速率高于下层,毛竹林冠上层的叶片较下层的叶片具有更强的适应强光的能力。     

毛竹催化热解动力学研究

利用热重技术在不同升温速率和氮气气氛下对毛竹Phyllostachys edulis的氯化亚铜催化热解失重行为进行了研究。结果显示：毛竹主要热解温度区间为200．0～379．0℃,当温度为328．5℃时达到最大热解速率17．18％·Min-1;添加氯化亚铜后,毛竹的热解温度降低,热解速率增大,热解所需时间缩短。还通过Flynn-wall-Ozawa法求解了毛竹热解的动力学参数,纯毛竹的热解平均活化能为213．21kJ·mol-1,平均指前因子约为1017;氯化亚铜的加入使指前因子增大了10倍,其值约为1018,平均活化能变化不明显。图6表3参12