不同生境下刺五加种群构件生物量结构与生长规律

从构件水平对针阔混交林、蒙古栎林和次生杂木林3个生境的刺五加种群各功能构件的生物量结构及生物量比率与年龄之间的关系进行了定量分析. 结果表明,刺五加种群的个体生长和各构件生物量动态与环境条件关系密切.不同环境条件下,刺五加种群各功能构件生物量平均值具有相同的规律：茎构件>根茎构件>叶构件.3个生境中刺五加整体种群水平具有一定的相似性.在郁闭度为40%的蒙古栎林中,刺五加种群个体生物量和各构件生物量较针阔混交林和次生杂木林中大.不同生境下刺五加种群分株生物量的差异蕴涵着重要的生长调节和物质分配策略.在分株较小的幼龄个体以及郁闭度较大而不利于分株生长的次生杂木林中,分株优先建造叶器官,以保证充分的物质生产. 3个生境刺五加种群的叶、茎与分株的相对增重均具有相同的幂函数异速生长规律.     

不同生境朝鲜淫羊藿生长与光合特征

选择朝鲜淫羊藿野外生存的林缘、林窗和林下3种生境,研究朝鲜淫羊藿形态特征、光合特征、叶绿素含量、生物量积累及分配对不同光环境的响应。结果表明,朝鲜淫羊藿株高、茎径、总叶面积等形态指标随光照强度减弱明显减小,各生境间差异显著。随光照强度降低,朝鲜淫羊藿的净光合速率、水分利用效率、气孔限制值、叶绿素a/b降低,而胞间CO2浓度、光能利用效率、叶绿素b和总叶绿素含量增加。各器官生物量积累随光照强度减弱而降低,各生境间差异极显著,其中,林缘地上生物量是林窗的1.6倍,林下的3.1倍。生物量分配方面,叶生物量比、叶面积比率、比叶面积随光照强度减弱而增加,根状茎生物量比和根冠比降低,林缘、林窗与林下差异极显著;林下、林缘、林窗朝鲜淫羊藿地上部分生物量比分别为0.733、0.659、0.664,林下朝鲜淫羊藿与林缘、林窗存在不同的光利用策略和生存策略。朝鲜淫羊藿作为极易遭受利用和生境破坏威胁的物种,宜在适度荫闭的林缘和疏林下开展野生抚育或仿生态栽培。     

天然更新红松苗针叶光合和解剖特性对不同郁闭环境的响应

本研究以帽儿山实验林场老山人工林实验站郁闭度为0.2～0.3、0.4～0.6和0.7～0.9的天然次生林下5年生红松苗为对象，以全光环境(CK)下红松苗为对照，研究其针叶光合特性以及解剖结构对郁闭度变化的响应，探讨林下红松苗生长发育与林分光环境之间的关系，揭示红松苗耐荫性特征。结果表明：红松苗高和地径均随着郁闭度的增大而呈下降趋势，比叶面积随郁闭度的增大而显著增加，不同郁闭度下红松苗总生物量由大到小排序为：郁闭度0.4～0.6>CK>郁闭度0.7～0.9>郁闭度0.2～0.3。针叶光合有效辐射与红松的叶生物量、茎生物量、根生物量呈显著正相关。红松苗的净光合速率、蒸腾速率和胞间CO₂浓度均随着郁闭度的增大呈逐渐下降的趋势，气孔导度随郁闭度的增大呈上升趋势，且净光合速率、叶绿素a/b与光合有效辐射呈显著正相关。红松苗的气孔密度随着郁闭度的增大呈逐渐下降的趋势，郁闭度为0.4～0.6时，红松苗的针叶横截面积、叶肉组织面积、木质部面积、韧皮部面积均显著高于其他处理。红松苗在郁闭度0.4～0.6下光合作用较强，针叶解剖结构中各参数数值较高，红松苗能在此生境...     

不同类型城市森林对土壤肥力的影响

以东北林业大学城市林业示范研究基地中9种人工林(兴安落叶松林、樟子松林、黑皮油松林、黄波罗林、胡桃楸林、水曲柳林、白桦林、蒙古栎林、针阔混交林)及附近的农耕地和撂荒地土壤为研究对象,通过对林地土壤不同层次pH值、有机质及主要养分含量的测定分析,研究了不同林型对土壤肥力的影响.结果表明：阔叶林(除蒙古栎林)的土壤趋于中性,针阔混交林、兴安落叶松林、樟子松林和黑皮油松林的土壤呈微酸性,蒙古栎林的土壤呈酸性;随土壤深度增加,土壤有机质、水解氮、速效钾、有效磷、全氮、全磷含量均呈下降趋势.不同林地土壤同一层次化学指标整体差异显著(P＜0.05).土壤肥力优劣为：水曲柳林>黄波罗林>针阔混交林>胡桃楸林>白桦林>撂荒地>农耕地>樟子松林>兴安落叶松林>蒙古栎林>黑皮油松林,说明阔叶林(除蒙古栎林)和针阔混交林中的土壤肥力增加,而针叶林的土壤肥力趋于下降.     

基于年轮分析的不同恢复途径下森林乔木层生物量和蓄积量的动态变化

基于树木年轮学与标准地调查法, 研究了川西亚高山林区3种恢复森林类型生物量、蓄积量及生产力动态变化特征, 旨在尝试年轮学在森林生长过程反演中的运用, 并探索不同恢复模式下森林生物量和蓄积量的动态变化。结果表明, 不同恢复类型发育至20年以后, 均进入生长加速期, 平均胸径间差异逐渐显著, 人工云杉(Picea asperata)林胸径增长最快, 明显高于天然恢复的次生桦木(Betula spp.)林和次生针阔混交林。在恢复过程中, 次生针阔混交林一直保持最高的林分平均地上生物量与林分蓄积量, 其地上平均生物量一直显著高于人工云杉林(p < 0.05), 在20年以后显著高于次生桦木林(p < 0.05)。与人工云杉林相比, 次生桦木林在25年前具有相对较高的生物量, 而在25年之后则低于人工云杉林。在0-20年桦木林林分蓄积量略高于云杉林, 而20年以后, 云杉林蓄积量则超过桦木林。不同恢复类型的生产力大小对比显示, 30年之前, 次生针阔混交林>次生桦木林>人工云杉林, 30年之后, 针阔混交林生产力仍然最高, 而人工云杉林则超过次生桦木林。川西林区次生针阔混交林恢复模式在生物量和蓄积量积累方面均具有显著优势。     

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。     

长白山林区核桃楸种群数量动态变化的研究

运用种群年龄结构、存活曲线统计和Leslie模型对长白山核桃楸种群在水胡林、针阔混交林、核桃楸占优杂木林和杂木林4种不同群落类型中种群数量动态变化进行了研究和预测。结果表明,核桃楸种群表现出衰退型的年龄结构特点,幼苗和幼树比例较小,种群在幼年期死亡率较高,反映出核桃楸种群15~20龄在个体经历了比较强烈的环境筛作用;Leslie模型预测显示,核桃楸幼苗数量和种群总数量在今后35年基本呈下降趋势,除在核桃楸占优的林分中种群维持增长外,在其它3中森林类型都表现出衰退趋势。因此,促进核桃楸的天然更新、加强幼苗幼树的抚育工作对长白山地区核桃楸种群的发展至关重要。     

长白山林区核桃楸种群数量动态变化的研究

运用种群年龄结构、存活曲线统计和Leslie模型对长白山核桃楸种群在水胡林、针阔混交林、核桃楸占优杂木林和杂木林4种不同群落类型中种群数量动态变化进行了研究和预测。结果表明,核桃楸种群表现出衰退型的年龄结构特点,幼苗和幼树比例较小,种群在幼年期死亡率较高,反映出核桃楸种群15～20龄在个体经历了比较强烈的环境筛作用;Leslie模型预测显示,核桃楸幼苗数量和种群总数量在今后35年基本呈下降趋势,除在核桃楸占优的林分中种群维持增长外,在其它3中森林类型都表现出衰退趋势。因此,促进核桃楸的天然更新、加强幼苗幼树的抚育工作对长白山地区核桃楸种群的发展至关重要。     

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.     

浙江天童地区常绿阔叶林退化对土壤养分库和碳库的影响

为了解常绿阔叶林退化对土壤碳库和养分库的影响,采用空间代替时间的研究方法,以常绿阔叶林顶级群落为参照,选择了次生常绿阔叶幼年林、次生针阔混交林、次生针叶林、灌丛和灌草丛代表不同的退化类型,分别对其土壤氮磷养分库、碳库进行了调查和分析。结果表明：土壤氮库贮量从大到小依次为,成熟常绿阔叶林、次生常绿阔叶幼年林、灌丛、次生针叶林、灌草丛和次生针阔混交林;土壤总磷含量也是在成熟林最高,次生针阔混交林和次生针叶林的总磷含量显著高于次生常绿阔叶幼年林和灌丛;土壤有机碳含量从高到低依次为：成熟常绿阔叶林,次生针叶林、次生常绿阔叶幼年林、灌丛、灌草丛和次生针阔混交林;土壤铵态氮在成熟林、灌丛和灌草丛的库容量最大,其次分别为次生幼年常绿阔叶林、次生针阔混交林,最小的为次生针叶林;硝态氮则在灌草丛的库容量最大,其次分别为次生针叶林、次生针阔混交林和成熟林针叶林,最小的为次生常绿阔叶幼年林和灌丛。统计显示,常绿阔叶林退化不仅导致土壤有机碳库含量的显著下降,也使得土壤氮磷养分库含量显著下降。可以认为,砍伐导致的大量生物量输出和森林管理措施的影响,植物种类组成的改变,土壤物理性质的改变以及养分和有机碳的主要生物化学转化环节发生改变是导致此类变化的主要因素,常绿阔叶林顶极群落土壤是该地区土壤的最大养分库和碳库。     

种植密度对新疆高产棉花群体光合作用、冠层结构及产量形成的影响

 在新疆气候生态条件下,研究了种植密度对棉花（Gossypium hirsutum）群体光合作用、冠层结构和产量形成的影响,探讨了新疆棉花高产的生理机理及进一步提高产量的途径。结果表明：群体光合速率在盛铃期以前随密度增加明显增强,盛铃期以后,低密度6万株·hm-2的群体光合速率仍为最低,高密度30万株·hm-2群体光合速率迅速下降,中密度18万株·hm-2则保持较高水平。叶面积指数的变化与群体光合速率的变化相似,其峰值出现在盛铃期。冠层结构各指标的变化表现为,随密度增加平均叶簇倾角变大,株型变紧凑,但密度过大,群体散射辐射与直射辐射透过系数小,冠层结构不良,造成生育后期群体光合速率较快下降。增加密度能增加单位面积总铃数,但密度过高削弱了棉株个体发育,生育后期群体光合速率下降早,造成单铃重降低。群体总光合物质累积与群体光合速率在各生育时期呈显著正相关,籽棉产量与群体光合速率仅在盛铃期和吐絮期呈显著正相关;生产上要实现棉花高产及超高产,应使棉花生育前期群体光合速率稳定上升,至盛铃期达到高峰值,吐絮期群体光合速率保持较高水平     

栲树冠层光合生理特性的空间异质性

森林冠层在能量传输、光合有效辐射和微气象等方面的差异可导致冠层光合生产力空间分布的变化.叶片光合生理特性在空间上的差异对精确估算森林冠层的初级生产力十分重要.本文以亚热带常绿阔叶林优势种---栲树(Castanopsis fargesii)为对象,研究叶片光合生理特性在冠层空间上的变化.结果表明:1)在垂直方向上,冠层北向叶的饱和光合速率(Amax)、光饱和点(LSP)和CO2羧化效率(CCE)均表现为上部>中部>底部,且依次平均降低19.4%、18.1%和37.1%;光补偿点(LCP)、光下暗呼吸(Rd)以及冠层南向叶的饱和光合速率、光饱和点和CO2羧化效率均表现为上部>底部>中部,上部比中部和底部高出12.3%~71.4%;表观量子效率(AQY)表现为底部>上部>中部,底部分别是顶部和中部叶的1.2和1.3倍;2)在水平方向上,冠层上部和底部南向叶的饱和光合速率、光饱和点和CO2羧化效率比北向叶高0.9%~31.5%;冠层中部北向叶的饱和光合速率等6个参数比南向叶高9.6%~63.2%.因此,在冠层水平上模拟和估算植物生产力时,必须考虑冠层光合生理特性的空间差异.     

刺五加丁香苷和总黄酮含量及其季节动态

本文研究了刺五加（Acanthopanax senticosus）丁香苷和总黄酮含量的季节变化。结果表明,丁香苷主要存在于茎干系统,其中在枝中的含量最高,平均含量可达2．94％。从季节动态来看,刺五加地上部分枝和茎中丁香苷的含量呈明显的季节变化,即春秋季含量较高,夏季含量较低;地下部分根和根茎中丁香苷含量的季节变化不明显。刺五加全株均含有总黄酮,刺五加地上部分总黄酮的含量呈明显的季节变化,其叶片总黄酮在5月中下旬林分郁闭之前含量最高,平均含量可达3．8％;茎干中总黄酮春季较高,夏季降低,而到晚秋时含量最高,其中枝中总黄酮平均含量可达3．75％。地下部分总黄酮含量的季节变化不十分明显。本文对丁香苷和总黄酮季节变化的原因进行了分析。     

天童国家森林公园常绿阔叶林不同演替阶段群落光环境特征比较

常绿阔叶林是我国中亚热带东部典型植被类型,根据野外踏查和固定样地调查发现,天童国家森林公园内发育着常绿阔叶林一个完整的演替系列,包含着6个不同演替阶段。应用W inScanopy For C anopy A na lys is软件对研究区内不同演替阶段群落冠层进行分析,得到不同群落冠层和林下的光环境特征指标:PPFD(光合光量子通量密度)和相关的冠层结构形态学指标G ap fraction(空隙度)、LA I(叶面积指数)、M LA(平均叶倾角),通过对这些指标的分析比较,得到的基本规律大致是林冠层的光合有效光量子通量密度随演替逐渐降低,林冠下面的光合有效光量子通量密度随着群落演替的进展变化更为明显。马尾松林的林冠空隙度明显高于其他阶段的群落,总的趋势是随群落演替的进展而降低。叶面积指数随演替的进展而呈增加趋势。平均叶倾角随演替的进展先增大而后减小。这些结果反映了常绿阔叶林不同演替阶段群落由于不同树种树冠形态学结构的差异和微环境的不同,形成了特定群落内的特定光环境。     

刺五加丁香苷和总黄酮含量及其季节动态

本文研究了刺五加(Acanthopanax senticosus)丁香苷和总黄酮含量的季节变化。结果表明, 丁香苷主要存在于茎干系统, 其中在枝中的含量最高, 平均含量可达2.94%。从季节动态来看, 刺五加地上部分枝和茎中丁香苷的含量呈明显的季节变化, 即春秋季含量较高, 夏季含量较低; 地下部分根和根茎中丁香苷含量的季节变化不明显。刺五加全株均含有总黄酮, 刺五加地上部分总黄酮的含量呈明显的季节变化, 其叶片总黄酮在5月中下旬林分郁闭之前含量最高, 平均含量可达3.8%; 茎干中总黄酮春季较高, 夏季降低, 而到晚秋时含量最高, 其中枝中总黄酮平均含量可达3.75%。地下部分总黄酮含量的季节变化不十分明显。本文对丁香苷和总黄酮季节变化的原因进行了分析。     

伏牛山自然保护区森林冠层结构对林下植被特征的影响

在伏牛山自然保护区典型地段设立样方,测定了森林生态系统内几种典型群落类型的冠层结构、光环境特征,调查了林下植被的特征,分析了它们之间的相互关系.结果显示:各群落的冠层结构和光环境有一定的差异,单因素方差分析表明,部分群落间的差异性达到显著水平;各群落灌木层物种丰富度、多样性和均匀度均高于草本层,而优势度正相反;线性拟合的结果表明,草本层的物种丰富度、多样性与冠下光合量子通量密度间呈极显著负相关,优势度与冠下光合量子通量密度间呈显著正相关,灌木层各参数与冠层结构特征间相关性不显著.研究表明,冠层结构的变化对草本层(包括更新幼苗)的影响显著高于灌木层.林隙/林窗或林中空地的出现可能对草本物种或其他阳性及先锋物种具有促进作用,而对优势种幼苗的萌发和定植产生负效应.推测在典型的落叶阔叶林生态系统演替进程中,林下光照强度可能不是最主要的限制因素,优势种种子的扩散、萌发和定植限制可能更重要.     

Carbon dioxide exchange and canopy conductance of two coniferous forests under various sky conditions

Sky conditions play an important role in the Earth’s climate system and CO₂ uptake by plants. We used eddy covariance and meteorological data, including global and diffuse photosynthetic photon flux density (PPFD), recorded over the 2008 and 2009 growing season at two Sitka spruce [Picea sitchensis (Bong.) Carr.] forest sites in northern Britain, in order to establish relationships between physiological properties under diverse sky conditions, i.e. (1) sunny, (2) cloudy, and (3) overcast, and several canopy activity-related properties. These properties are: (1) response to PPFD, (2) photosynthetic light use efficiency, and (3) canopy stomatal conductance. We found that Sitka spruce forests utilise PPFD in a more efficient way when solar radiation is dominated by diffuse radiation. Furthermore, our results show that diffuse radiation enhances canopy stomatal conductance, an effect which may be the result of both blue light enrichment within the canopy and the reduction in vapour pressure deficit during cloudy and overcast weather. Diffuse radiation does not only influence short-term (hourly, daily, monthly) canopy activity but also long-term forest growth.     

辽东栎冠层光合生理特性的空间异质性

冠层作为林木与环境因子相互作用最为直接的部分,研究冠层光合作用是分析森林生产力的基础。以北京东灵山辽东栎为对象,利用Li-6400便携式光合仪测定了不同冠层不同方向部位叶片的光合速率和光响应曲线,研究了叶片光合生理特性在冠层空间上的变化。结果表明：在不同冠层和不同方向上,饱和光合速率、光补偿点、光下暗呼吸和表观量子效率均存在差异,随着冠层下降以及从南至北,大多数光合生理特性指标表现出递减趋势。进一步的通径分析结果得出,光强、水气压亏缺、温度是影响不同层次光合速率的主要因子。冠层光合特性的空间异质性研究,对于在冠层水平上揭示植物固碳能力和估算植物生产力具有很重要的意义。