克拉玛依人工杨树(Populus)林碳汇功能研究

近年来,我国人工林面积不断增加,人工林在我国陆地森林生态系统碳收支中的作用越来越大。以克拉玛依人工杨树林和荒漠灌木林为研究对象,通过样地调查,对生物量及碳储量、碳密度、碳汇功能等进行了估算。通过实测数据及模型分析,得出以下基本结论:1该人工杨树林单位面积生物量平均为51.30 t·hm-2;碳密度平均为24.59 t·hm-2,碳储量为73 715.41 t,说明其发挥着一定的碳汇作用。2与荒漠环境下灌木林对比结果表明,克拉玛依人工杨树林单位面积生物量增加了50.56 t·hm-2,碳密度增加了24.26 t·hm-2,碳储量增加了72 726.14 t,表明在干旱区荒漠环境下通过造林来增加区域陆地植被碳汇,进而达到碳减排的目的是可行的。     

荒漠环境下规模化人工林生物量解析估算

分别采用维量分析法和"全体收获法",对克拉玛依人工杨树林乔木层生物量及地下植被层和地上凋落物层生物量进行分析。结果表明:1乔木层各器官生物量分配排序为:树干(60.79%)树根(14.27%)树枝(9.84%)树皮(8.96%)树叶(6.14%);2径级在6~12 cm的乔木生物量占到61.78%;3单沟单植8 m×0.75 m和单沟单植4.5 m×2 m造林模式是该区域的较好选择;4在相同种植模式下,人工林内新疆杨比俄罗斯杨更具有优势;5乔木层、林下植被层和凋落物层的平均生物量分别为45.285 t·hm-2、1.753 t·hm-2和4.171 t·hm-2。     

新疆天然林生态系统服务功能价值评估

依据林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008),以新疆44个林场生态系统为研究对象,从涵养水源、固碳释氧、保育土壤、积累营养物质、净化大气和生物多样性保护6个方面对天然林保护工程实施两期中产生的生态服务功能及其价值进行定量评估。结果表明:1)2001年、2010年和2015年生态服务功能价值分别为350.39×108元、737.83×108元和887.99×108元,且6类服务功能项价值量大小排序整体表现为涵养水源固碳释氧生物多样性保护净化大气保育土壤积累营养物质;2)2000-2015年新疆天保工程各区域生态服务功能价值量大小排序为阿尔泰山国有林管理局天山东部国有林管理局天山西部国有林管理局地州所属林场及其他;3)全疆44个林场在天保工程实施期间价值量基本上均呈增长趋势,其中2000-2010年价值量年增长率3.84%~43.71%,2010-2015年价值量年增长率1.83%~13.94%;4)所有林区在2000年、2010年、2015年的总单位面积价值量分别为2.66×104元/hm~2、2.83×104元/hm~2、3.79×104元/hm~2。新疆天然林保护工程的实施,展现出了巨大的生态效益价值潜力,可为后续工程实施提供理论参考和支持。     

MixSIAR和IsoSource模型对比分析天山北坡不同灌木的夏季水分来源

本研究旨在为量化植物水分来源选取模型时提供一定参考。结合氢氧稳定同位素技术量化植物水分来源的常用方法主要有MixSIAR模型和IsoSource模型,不同模型的量化结果各不相同,存在差异,择优选取模型对减少结果的不确定性具有重要意义。本文以天山北坡山前灌木带两种优势树种黑果栒子（Cotoneaster melanocarpus）和异果小檗（Berberis heteropoda）为研究对象,分别于2019年和2021年7—9月测定了植物木质部水和潜在环境水源的稳定氢氧同位素组成,运用MixSIAR和IsoSource模型分别量化植物水分来源,对比分析两种模型的计算结果,根据均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）和参数R对模型量化结果进行评价。结果表明：（1）两种模型对植物主要潜在水源的量化结果存在差异,造成差异的原因与两种模型的计算原理不同有关。（2）两模型量化得到植物主要潜在水源一致的前提下,IsoSource模型量化的结果数值大于MixSIAR模型。（3）通过RMSE与参数R的结果均表明本研究中IsoSource模型对植物水源量化结果的准确性高于Mix...     

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。     

新疆科克苏湿地自然保护区维管束植物区系

科克苏湿地自然保护区共有维管束植物65科259属551种,与西北其它荒漠地区相比,植物种类非常丰富.该区维管束植物科的组成以寡种科和区域性单种科为主,占总科数的66.2%,菊科、禾本科等较大科仅占总科数的15.4%,但所含物种数达到63%,在本区植物种的组成中占据重要地位;属的组成以小型属和区域性单种属占优,占植物总属数的94.6%.植物生活型以地下芽植物占绝对优势,达到40.1%,其次为一年生植物,为35.8%,这种组成比例与科克苏湿地的环境条件有着密切的关系.所有种子植物分属于11个分布区类型,以北温带、地中海与西亚、中亚和旧世界温带成分占明显优势,反映出该区植物分布的北温带性质,同时与地中海、西亚和中亚植物区系关系极为密切.     

天山北坡中段草地、林地积雪消融过程的定量化分析

依托天山森林生态系统定位站,选择典型区域设置林地、草地固定观测小区,在积雪消融期对林地和草地积雪特性(雪深、雪密度、液态含水率、雪温)、产流量、侵蚀量以及常规气象指标进行定量化观测,对比分析林地和草地的积雪消融过程。结果表明:积雪消融期林地树冠对降雪的截留量约为56.8%,草地平均积雪深度是林地2.5倍;因树冠截留雪受重力作用下降使融雪产流后期林地积雪深度下降速率大于草地;林地融雪产流的时间比草地早,产流期林地和草地积雪层密度、液态含水率的变化规律相似,"峰值"均在积雪中间层,但林地积雪的平均雪密度和平均液态含水率分别为0.48 g/cm^3,0.61%,均大于草地0.29 g/cm^3,0.52%;林地雪温的"峰值"在积雪表层,而草地在积雪底层,林地平均雪温为-0.032℃,低于草地0.046℃;且雪液态含水率和积雪层温度呈正相关(r=0.611,p<0.05);草地径流小区的产流量和对地表的侵蚀量分别是林地的2,6倍;林地、草地对地表的侵蚀量占总径流量百分比分别为0.21%,0.71%;林地在融雪产流过程中对地表的冲刷作用小于草地,体现了森林的固土作用。研究结果为小尺度探讨积雪消融过程提供理论依据和数据基础。     

干旱区荒漠梭梭柽柳蒸腾耗水对比分析

[目的]在克拉玛依造林碳汇基地外围,对比分析梭梭和柽柳蒸腾耗水的差异性.[方法]使用包裹式茎流计(Flow4)对梭梭(Haloxylon persicum)和柽柳(Tamarix elongata)枝液流动态进行了监测.对液流速率和枝直径进行相关性分析和回归分析.[结果]梭梭和柽柳枝液流速率同枝直径达到显著相关,可分别使用幂函数和指数函数进行拟合.在1.0～3.0 cm的枝直径范围内,柽柳的液流速率大于梭梭,液流速率均随枝直径的增大呈减小,液流速率的差异在减小.[结论]在1.0～3.0 em的径级范围内梭梭抗旱能力强于柽柳,随着植株的生长梭梭和柽柳抗旱能力增强,柽柳抗旱能力同梭梭的差距逐渐变小.     

天山雪岭云杉生物量分配格局及异速生长模型

  目的  雪岭云杉Picea schrenkiana是新疆山区重要树种。了解雪岭云杉地上地下生物量分配及碳储量,对新疆森林资源调查具有一定意义。  方法  采用整株收获法分析30株雪岭云杉地上地下生物量分配格局,利用胸径(D)、树高(H)和胸径-树高(D2H、D3/H和DbHc)作为变量建立树干、树枝、树叶、树根、地上及整株生物量异速生长模型。  结果  雪岭云杉树干、树枝、树叶及树根生物量存在显著性差异(P＜0.01)。整株生物量为12.04～2 014.34 kg·株?1,地上和地下生物量分别为10.16～1 475.17和1.88～539.18 kg·株?1,树干、树枝、树叶及树根生物量占整株生物量的56.86%、13.03%、5.96%和24.15%,根冠比为0.08～0.55。植株水平上,建立基于胸径及树高变量的各器官生物量模型,其中树根生物量的最优生物量模型为W＝a(D2H)b,其他器官生物量模型均为W=aDbHc。影响云杉生物量的主要环境因素重要性排序依次为坡位、坡度、海拔及土壤厚度。  结论  基于胸径-树高因素的异速生长模型可以较好地实现雪岭云杉各器官生物量的拟合,可对其生物量及碳储量进行有效估算。图4表3参30     

天山中部9种乔灌木可燃物含水率及脂肪含量分析

在新疆天山中部典型林区内,选择乔木树种天山云杉、山柳、山杨、天山花楸和灌木树种方枝柏、宽刺蔷薇、山楂、黑果小檗、忍冬等标准木各3～5株,分别取其鲜枝、叶、皮、枯落物,测定其自然含水率及脂肪含量,分析了可燃物载量与林分因子之间的关系.结果表明:(1)山柳的可燃物含水率最高,方枝柏的可燃物含水率最低,其含水率的大小依次是天山山柳＞山杨＞天山云杉＞忍冬＞山楂＞宽刺蔷薇＞黑果小檗＞天山花楸＞方枝柏;(2)天山花楸、方枝柏、天山云杉的脂肪抽提物含量相对较高,山柳、山杨的可燃物脂肪抽提物含量较低,其抽提物的大小依次是方枝柏＞天山花楸＞天山云杉＞山楂＞黑果小檗＞忍冬＞宽刺蔷薇＞山杨＞天山山柳;(3)可燃物载量受到林分因子的影响,森林火灾类型与可燃物载量的关系十分密切.总的来说,方枝柏和天山花楸的易燃性较强,山柳和山杨的易燃性较差,可燃物载量越大越容易引起火灾,这为今后在新疆天山中部林区森林火险预报、减少森林资源的损失,提高林火管理水平等方面提供重要依据,对天山中部林区森林可燃物管理和火灾预防扑救工作具有一定指导意义.