辽东栎林内不同小生境下幼树植冠构型分析

以黄土高原黄龙山林区辽东栎林内3个小生境（林下、林隙、林缘）下辽东栎天然更新幼树为研究对象,采用典型抽样法对辽东栎幼树侧枝、叶片和树冠的空间分布状况以及生物量分配状况进行调查分析,探讨微生境与幼树植冠构型特征的关系,明确辽东栎幼树对不同小生境的适应策略,为栎林经营和林分结构优化提供理论依据。结果显示：（1）3种生境下辽东栎幼树构型发生了可塑性变化,林下幼树树冠层次比较单一,林隙与林缘的幼树树冠层次更加丰富。（2）由林下至林缘,幼树的树高、枝下高呈逐渐减小的趋势,而地径变化趋势与之相反;幼树的冠幅、树冠面积、树冠率呈先增加后减小的趋势,并且林下与林隙、林缘的差异显著;幼树的总体分枝率、逐步分枝率、枝径比呈先增加后减小的趋势。（3）3种生境下,幼树的一级枝的枝长、直径与倾角随着树高的增加而呈减小的趋势,但3种生境的差异不显著;林下一级枝主要分布在冠层中上部,而林隙与林缘一级枝主要分布在冠层中下、中上部。（4）由林下至林缘幼树叶长、叶宽、单叶面积和比叶面积逐渐降低,而单株叶数、叶总面积、叶面积指数呈先增大后减小趋势;与其他2种生境相比林下叶片分布趋于冠层上部。（5）幼树地上部分生物量中林下主干生物量占83%,枝和叶生物量只占17%;而林隙与林缘虽然各部位生物量有所差异但比例基本一致,其中主干占66%左右,枝和叶生物量占34%左右。研究表明,林隙生境下幼树的构型优于林缘和林下生境,在今后栎林的经营中,可以通过适当间伐来增加林隙数量,为森林更新和结构的优化提供有利条件。     

不同光环境下木荷幼苗树冠结构的可塑性响应

从冠形、侧枝和叶片在树冠中的空间分布等方面对天然更新木荷（Schima superba Gardn．et Champ．）幼苗的树冠结构进行了研究,认为木荷幼苗的树冠对光照条件的变化有显著的可塑性响应。随着光照水平的提高,幼苗树冠由阔、松散型向相对紧密、窄冠型发展,表明木荷幼苗对不同光照环境有较强的适应能力。木荷幼苗在强光环境下产生短枝,在适度荫庇条件下侧枝和主枝同时向上方和侧方伸长生长;在强度遮阴条件下,侧枝发生强烈的伸长生长并发生强烈的分枝行为,同时在不同自然环境条件下幼苗的叶片密度由全光、林隙到林冠下逐渐提高。随着光照水平的减弱,1级侧枝密度逐渐降低,分枝（2级侧枝和3级侧枝）强度却逐渐增大,且侧枝在树冠上的分布有向匕集中的趋势。     

不同光环境下桂花幼苗的构型差异

通过对不同光照条件下桂花幼苗的冠形、分枝率、叶片在树冠中的空间分布等特征进行研究,结果表明桂花幼苗构型发生了明显的可塑性适应:其树冠对光照条件的变化有显著的可塑性响应。在林隙中的幼苗受光的间歇性影响,总体分枝率明显小于全光、林冠下的幼苗分枝率。全光的幼苗叶片集中于二级枝,叶片长度和叶片面积相对较小,对光照利用充分;而林隙中的幼苗叶片集中于一级枝,避免处于植冠内侧受到遮蔽,表现出较大的叶片长度和叶面积;林冠下的叶片较均匀分布在一、二级枝上,叶片总数量较少,枝条高生长较全光下明显。幼苗在总体分枝格局中表现出独自的特点,即强光环境下产生短枝和高分枝率,在适度庇荫条件下产生长枝及低分枝率,在强度庇荫条件下以较长枝和较高分枝率来同时满足高生长和横向生长的需求。     

张广才岭西坡次生林不同生境胡桃楸幼树根系构型及细根特征

采用全根挖掘法对张广才岭西坡次生林林缘、林隙、林冠3种生境下5～6年生胡桃楸幼树根系构型及细根功能进行研究,分析根系拓扑指数、平均连接长度、根系分支前后横截面积比,以及细根化学成分,探索胡桃楸幼树根系构型对生境变化的响应。结果表明: 林缘下胡桃楸根系趋向于叉状分支(拓扑指数TI=0.68),林冠下则偏向于鲱鱼骨形分支(TI=0.79),林隙居于两者之间(TI=0.72)。林缘、林隙和林冠下根系平均连接长度差异不显著,根系分支前后横截面积比分别为1.06、1.04、1.07,不受根系直径变化的影响,符合Leonardo da Vinci法则。从林缘、林隙到林冠下,不同生境下同一根序细根的比根长、比表面积逐渐增大,N含量先降低再升高,而C含量和C/N则先升高再降低。从林缘、林隙到林冠下,胡桃楸根系通过减少次级分支和根系间的重叠,使其由叉状分支趋向于鲱鱼骨形分支,并通过增大比根长、比表面积和改变C、N含量应对环境的变化,提高根系对养分的吸收效率。     

秦岭北坡不同生境栓皮栎种子雨和土壤种子库动态

为了阐明栓皮栎种子雨和种子库动态,以秦岭北坡林下、林窗、林缘3种生境栓皮栎天然林为对象,采用离地和地面收集种子的方法,连续定位观测了栓皮栎种子雨、种子库的数量、质量动态,以及幼苗发育过程.结果表明:栓皮栎种子雨从8月中旬开始,9月中旬到10月上旬达到高峰期,11月上旬结束;3种生境种子雨降落历程、发生时间和组成不同;林下种子雨强度最大,为(39.55±5.56)粒·m-2,林窗种子雨降落时间最早,持续时间最长,种子活力最高,而林缘成熟种子占其种子雨的比例最大,达58.7％.从种子雨降落结束到翌年8月,土壤种子库总储量均以林下最大,林缘最小;各生境的土壤种子库中成熟、未成熟、被啃食种子数量和种子活力均随时间变化呈递减趋势,而霉烂种子数量则相反.各生境的土壤种子库中的种子均主要集中在枯落物层,其次为0～2 cm土层,2～5 cm土层中只有极少量种子存在.3种生境中栓皮栎幼苗的密度差异显著,林窗幼苗最多,林缘次之,林下最少.说明林窗更适合栓皮栎种子的萌发和幼苗生长.在栓皮栎林的经营中,通过适当间伐、增加林窗数量,可以促进栓皮栎林的天然更新.     

天然次生林三种不同生境刺五加丁香苷和总黄酮含量的研究

采用高效液相和分光光度的方法对天然次生林林内、林隙和林缘三种不同生境下刺五加(Acanthopanax senticosus)主要次生代谢产物丁香苷和总黄酮的含量差异进行了研究。结果表明:不同生境条件下,刺五加不同部位丁香苷的含量不同。生境的变化对枝中丁香苷的含量影响最大,林内生境枝中丁香苷的含量最低,林隙生境较高,林缘生境最高。而茎基部丁香苷的含量规律为林内生境最高,林隙生境次之,林缘生境最低。三种不同生境中根和根茎丁香苷含量的变化没有明显的规律性。刺五加全株均含有黄酮类物质,其中叶和花中黄酮的含量较高。其总黄酮含量受环境的影响较大,在林内生境,刺五加叶、花和果中总黄酮的含量最低,林隙生境有所提高,而林缘生境中含量最高。叶片总黄酮含量与叶面积指数呈负相关,叶面积指数越大,叶片中总黄酮的含量越低。对于刺五加的枝、茎干、根和根茎而言, 1~3年枝总黄酮在各个生境之间没有显著的差异;而茎干中总黄酮的含量表现为林内生境显著的高于林隙生境和林缘生境,后两者没有明显的差异;与茎干不同,林内生境根和根茎中总黄酮的含量最低,林隙和林缘的较高。     

不同密度旱柳的树冠构型与光截获

植物可以通过调整树冠构型和光截获来增强自身的光合效率和竞争力。在甘肃省张掖市黑河干流边缘的洪泛平原湿地选取I(25–36 Ind.·plot–1)、II(37–48 Ind.·plot–1)和III(49–60 Ind.·plot–1)3个密度梯度,研究了不同密度旱柳(Salix matsudana)的冠层厚度、冠层面积和冠层光截获,以及它们的相互关系。结果表明:随旱柳种群密度增加,土壤水分逐渐增加、土壤电导率和水分利用率逐渐减小,旱柳枝长度与冠层厚度呈逐渐增大的趋势,光合有效辐射、分枝数、分枝角度与冠层面积呈逐渐减小的趋势,叶面积指数和光截获、净光合速率和蒸腾速率在中密度样地最大;旱柳的光截获与冠层厚度和冠层面积在低密度样地分别呈极显著正相关和负相关关系,在高密度样地呈显著正相关和负相关关系(p0.05),在中密度样地均呈极显著正相关关系(p0.01)。旱柳在低密度选择减小光截获与冠层厚度而增大冠层面积的水平空间拓展模式,在高密度倾向于垂直空间拓展模式,反映了植物树冠构型在不同生境中的表型可塑性变化。     

林冠环境对润楠幼苗构型和生物量分配的影响

植物幼苗早期适应对策对种群的更新具有决定性的作用。润楠(Machilus nanmu)是国家Ⅱ级保护植物,是重庆缙云山常绿阔叶林优势乔木树种之一。研究润楠幼苗的适应对策对于维持种群更新和保护常绿阔叶林生物多样性具有重要意义。本研究采集了重庆缙云山常绿阔叶林中不同林冠环境(林窗/林下)下不同年龄阶段(阶段1: 1～3年;阶段2: 4～6年;阶段3: 7～9年)的润楠幼苗,从构型和生物量分配角度研究其早期适应对策的时间动态及其对异质生境的响应。结果表明: 林窗中润楠幼苗的茎构型各指标(除枝倾角)和叶倾角在阶段2和阶段3显著大于林下,根构型各指标(除根直径)和叶面积在阶段1和阶段2显著大于林下;而林窗中润楠幼苗的比叶面积在3个阶段均显著小于林下。不同林冠环境和年龄阶段的生物量分配均以叶为主,但林窗中润楠幼苗从阶段2开始增加了茎的生物量分配,减少了根的生物量分配,林下润楠幼苗根的生物量分配则无显著变化。润楠幼苗各器官的协调性随生境条件不同产生适应性进化,即林窗中润楠幼苗的根与叶之间显著相关,且此相关关系随年龄增大由正到负;林下润楠幼苗的根和茎呈显著正相关,根和叶之间无显著相关。不同林冠环境下润楠幼苗枝干重与枝长的标准化主轴回归(SMA)方程斜率仅在阶段3差异显著,而叶、根生物量与构型间的SMA方程斜率的差异均不显著;大部分生物量与构型间的SMA方程截距在阶段2差异显著。     

秦岭北坡不同生境栓皮栎实生苗生长及其影响因素

栓皮栎(Quercus variabilis)是中国暖温带和亚热带林区的主要建群种,也是重要的栲胶、软木资源树种。为了阐明栓皮栎在不同生境条件下的种子成苗、实生苗生长及其与环境因素的关系,采用典型样地调查的方法,对秦岭北坡栓皮栎林3种生境中(林窗、林缘、林下)的栓皮栎种子库中种子数量、实生苗的存活数量、生长情况及生物量分配进行了研究,对影响实生苗生长发育的环境因素进行了相关分析。结果表明:林下、林窗和林缘的种子库中种子数量差异显著(P0.05),3种生境中能够萌发形成1a苗的种子数量少,种子能否萌发明显受枯枝落叶层厚度、光照强度和空气湿度的影响;栓皮栎种群有充足的苗库,其中较大年龄实生苗数量是种群能否持续更新的关键,林下、林窗和林缘中8a苗分别占该年龄实生苗总量的22.53%、45.60%和31.87%,林窗中较大年龄实生苗的数量比林下和林缘多,林窗为栓皮栎实生苗的定居提供了有利条件;栓皮栎实生苗的生长与光照强度和空气温度显著正相关,与土壤含水量显著负相关,林窗中实生苗的生长状况和生物量积累均优于林缘、林下。林窗对栓皮栎种群更新有利。在今后的栓皮栎林的经营过程中,可以适当间伐,增加林窗数量,为种群可持续发育提供有利条件。     

亚高山暗针叶林不同林冠环境下华西箭竹的克隆可塑性

以亚高山暗针叶林3种林冠环境中以及暗针叶林林缘的华西箭竹（Fargesia nitida）为对象,对其无性系数量特征、无性系根茎特征、分株生物量以及分株形态特征进行了对比研究。结果表明：（1）林冠环境的差异导致了不同种群的基株密度和每基株分株数的显著差异,但林冠环境差异不影响分株密度。林冠郁闭度愈大,每基株分株数愈少,分株分布愈均匀。（2）不同林冠环境间。分株生物量、分株构件生物量和分株构件的生物量分配百分率均有显著差异。开敞的林冠环境有利于华西箭竹的生长和生物量积累。（3）随着林冠郁闭度的增加,华西箭竹通过增大分枝角度、叶生物量分配百分率、比叶面积和叶面积率以提高光能利用效率,有效适应弱光环境。（4）隔离者长度、隔离者直径和分枝强度在林缘和林窗环境中要显著大于林内环境;同级隔离者分枝角度随林冠郁闭度的增加而最大,其值在林下显著大于林窗和林缘,而异级隔离者分枝角度的变化则正好相反。研究表明,华西箭竹种群在不同的林冠环境中发生了明显的可塑性变化,这些可塑性变化是种群对林冠郁闭度差异的适应性反应的结果,有利于增强种群对环境中有限光资源的利用。     

秦岭南坡林窗大小对栓皮栎实生苗构型的影响

以秦岭南坡栓皮栎天然次生林间伐后形成的不同大小林窗实生苗为材料,采用典型抽样法调查林窗大小对栓皮栎实生苗枝系构型、叶片特征及其垂直分布的影响.结果表明: 林窗大小显著影响了栓皮栎实生苗的地径、树冠面积,林窗大小与地径呈显著正相关,与树冠面积呈显著负相关;林窗大小对实生苗苗高、冠长、树冠率均无显著影响;实生苗总体分枝率、逐步分枝率、枝径比均表现为大林窗>中林窗>小林窗>林下,不同林窗大小实生苗一级枝在垂直方向上主要分布于干的中、上部,直径较大的一级枝主要分布在中下部,一级枝倾角均随苗高的增高呈先增加后降低的趋势;随着林窗面积的增大,实生苗的叶长、叶宽和单叶面积逐渐〖JP2〗下降,平均单株叶数、相对高度上的总叶数增加,叶长宽比在不同大小林窗下均保持稳定,相对叶数均在干的中上部分布较多,叶面积指数与相对叶总数的变化一致;中林窗实生苗地径与大林窗无显著差异,但苗高较高,利于栓皮栎种群更新及培育优质干材.在栓皮栎林经营管理过程中,需确定合适的间伐强度增加中林窗数量,促进栓皮栎实生苗更新以及培育优质干材.     

香果树实生苗的光合特性及其与环境因子的关系

为确定香果树实生苗的适生环境并为其自然更新提出有针对性策略,研究了不同生境(冠下、冠缘、林窗和林缘)中2年生香果树实生苗的净光合速率、水分利用效率、叶绿素含量、苗高、基径、生物量等的变化及其与生态因子之间的关系.结果表明: 4种生境中的光合有效辐射最大值为50～1380 μmol·m^-2·s^-1,冠下和冠缘中香果树实生苗的净光合速率日变化呈单峰型,而林窗和林缘实生苗的净光合速率日变化呈双峰型;香果树实生苗为耐阴植物,但耐阴能力较弱,其功能叶的光饱和点、补偿点和暗呼吸在4种生境中大小顺序为: 林缘>林窗>冠缘>冠下,表观量子效率的变化规律与之相反;林窗和冠缘2种生境中香果树实生苗的适应能力较强,叶片的蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率和净光合速率较高;林窗中香果树实生苗叶片的叶绿素含量较低,但实生苗的生长速度最快,生物量最大;香果树实生苗的净光合速率与光合有效辐射和气孔导度呈显著正相关.对于冠下生境,需降低林冠层密度,增加透光率,以利于香果树实生苗的光合作用;对于林缘生境,则需要增加植被盖度,降低光照强度,以利于其快速生长.     

不同郁闭度对野外回归的梓叶槭幼树形态和生理特征的影响

濒危植物野外回归是扩大极小种群野生植物种群的有效途径。适宜的回归生境是物种生长的必要条件, 研究植物的生理生态特征对不同野外回归生境的适应性, 是科学评价濒危物种种群回归生境适宜性的关键指标。本文以野外回归的极小种群野生植物梓叶槭(Acer catalpifolium)为研究对象, 探讨了无遮荫、林缘、林隙以及林下(郁闭度由小到大) 4种不同光照条件对梓叶槭幼树的形态特征、光合特征、类黄酮指数及叶绿素含量等的影响。结果表明: (1)随着郁闭度的增大, 梓叶槭幼树的基径、冠幅以及新生枝条数量产生差异, 均呈现先增大后减小的趋势; (2)在林缘生境中, 梓叶槭幼树的单叶面积及单叶质量均最大, 比叶面积随着郁闭度的增大而增大; (3)随着郁闭度的增大, 梓叶槭叶片胞间CO₂浓度、蒸腾速率及气孔导度均呈现先减小后增大的趋势, 叶绿素含量呈现上升趋势, 类黄酮指数则呈现先增大后减小的趋势。综上可知, 林缘适宜的光照条件更适合梓叶槭野外回归。这一结果可为梓叶槭以及其他极小种群野生植物的回归生境适宜性的探索研究提供借鉴。     

Spatial variation in sapwood area to leaf area ratio and specific leaf area within a crown of silver birch

Spatial variation in sapwood area to leaf area ratio (Huber value, HV) and specific leaf area (SLA) was examined in branches of closed-canopy trees of silver birch (Betula pendula Roth). HV increased basipetally within a crown and decreased with increasing branch order, but exhibited no significant radial trend along a primary branch. HV was primarily determined by branch position in a crown and branch diameter at the sampling point, being independent of the size of the tree and branch. Greater HV in the lower-crown branches is considered a means to mitigate differences in hydraulic transport capacity between the branches located in different canopy layers. Beside branch position and sampling location on a branch, SLA depended significantly on several other variables characterising tree and branch size. SLA increased basipetally within a crown and along a primary branch, but exhibited no significant trend with branch orders. Because height caused leaf area (A_L) to diminish more rapidly than leaf dry weight, A_L primarily determined the vertical variation in SLA.     

High densities of leaf‐tiers in open habitats are explained by host plant architecture

1. Crown architecture remains one of the least studied plant traits that influence plant–herbivore interactions. The hypotheses that dense crown architecture of mountain birches from open habitats favours leaf‐tying caterpillars through bottom‐up and/or top‐down effects associated with high leaf connectivity were tested. 2. Population densities of leaf‐tying herbivores in open (industrial barren and seashore) habitats were three times as high as in the shaded (forest) habitats. An experimental increase in leaf density by branch binding did not affect foliar consumption by free‐living herbivores but increased consumption by leaf‐tiers. 3. The specific leaf weight was lower in shaded habitats and in bound branches, but branch binding did not influence either the foliar concentrations of carbon and nitrogen or the pupal weight of the most abundant leaf‐tier, Carpatolechia proximella Hbn. (Lepidoptera: Gelechiidae). 4. Caterpillars of C. proximella build several shelters during their lifetime and spend a considerable amount of time outside the shelter, where they excrete most of their faeces. In bound branches, caterpillars built new shelters more frequently than in control branches, and consumed less foliar biomass per shelter. 5. Mortality from parasitoids in bound branches was half that in the control, presumably because the complex environment disrupted parasitoid searching behaviour and/or because of lower damage to leaves from which the shelters were built. 6. It is concluded that the crown architecture associated with high leaf connectivity decreases mortality risks from natural enemies both outside and inside the shelter. Compact and dense crowns of host plants may at least partly explain high population densities of leaf‐tiers in open habitats.     

不同生境下濒危植物膝柄木幼树的生态适应性

膝柄木是我国极度濒危植物,也是广西滨海过渡带天然植被的重要组成树种.为了解光因子对膝柄木天然更新的限制影响,该文对林缘、林窗、林下三种不同光照生境下膝柄木幼树的生理和生长指标的年际变化特征进行了研究.结果表明:(1)光合有效辐射不足影响了膝柄木幼树的生长.林下幼树的地径、株高和叶面积增长量显著降低,而生长于光照充足林缘...     

八仙山不同类型松栎林群落主要特征分析

为探究八仙山保护区不同类型森林群落的更新潜力、多样性程度以及稳定性水平,阐明三者间的关系,该文以保护区内油松林、蒙古栎林和油松-栓皮栎混交林(松栎混交林) 3种不同类型天然次生林为对象,调查建群种径级结构和更新潜力,计算不同层次群落多样性,测定M. Godron稳定性,并采用主成分法建立评价模型。结果表明:(1)油松种群径级结构近似正态分布,处于成熟期,但幼苗较少;栓皮栎、蒙古栎以及阔叶杂木的幼苗、幼树较多,更新潜力较大。(2)松栎混交林的乔木层多样性较高,而灌木层多样性最低,油松林的草本层多样性最低;松栎混交林群落总体物种丰富度最低而均匀度最高。(3) M. Godron稳定性表明,蒙古栎林距离稳定点较近,而油松林偏离较远。(4) PCA双序图表明,M. Godron稳定性与种群更新潜力、Alatalo均匀度呈较强正相关,综合排序依次为松栎混交林、蒙古栎林和油松林。综上结果表明,建群种更新潜力和物种均匀度对群落稳定性影响较大,林地管理应注重对幼苗幼树的保护。