亚热带典型树种对模拟酸雨胁迫的高光谱响应

对亚热带地区6种典型树种幼苗在不同模拟酸雨梯度下的光谱响应特征进行了研究。结果表明,针叶树种和阔叶树种对酸雨敏感性具有明显差异。针叶树种马尾松、杉木和香榧对酸雨敏感性高于阔叶树种刨花楠、香樟和杨梅。针叶树种内部,马尾松和杉木叶绿素含量随酸雨浓度变化的幅度明显高于香榧;而阔叶树种内部,刨花楠、香樟和杨梅三者之间无显著差别。马尾松、香樟和香榧不能承受长时间高浓度酸雨胁迫,叶绿素含量呈先增加后减少趋势,杉木则先减少后增加,杨梅能承受长时间高浓度酸雨胁迫,pH值2.5处理下叶绿素含量高于pH值5.6处理。刨花楠4期试验中叶绿素含量变化无明显规律。各受试植物光谱反射率红边位置与其叶绿素含量变化规律基本一致。针叶树种马尾松和香榧主要表现为"蓝移",杉木则先"蓝移"后"红移",表现出对高浓度酸雨长时间的抗性;阔叶树种香樟先"红移"后"蓝移",对高浓度模拟酸雨表现出先促进后抑制现象,杨梅光谱反射率一阶导数曲线比较平缓,无明显"红移"和"蓝移"现象,刨花楠则"红移"和"蓝移"交替出现,与其叶绿素含量变化相一致,对酸雨敏感性不明显。     

UV-B辐射胁迫下杨梅幼苗的高光谱响应

设置UV-B滤光减弱、UV-B辐射增强和自然光(对照)3组模拟大田试验,比较了不同UV-B辐射处理下,亚热带典型木本植物杨梅幼苗的叶绿素含量、光谱反射率及光谱特征参数,研究UV-B辐射变化对亚热带森林树种的影响.结果表明:增强UV-B辐射可降低杨梅幼苗的叶绿素含量,而降低辐射则会显著促进叶绿素的增加,并且这种胁迫反应于光谱反射率中.3种不同梯度UV-B辐射作用下,可见光部分光谱反射率间的差异主要集中在绿光反射峰及红边附近,同时红边所在波长位置“红移”.UV-B辐射对杨梅的胁迫在时间上具有积累性.用反高斯模型参数R0、λ0、λp、Rs、6指示杨梅受UV-B胁迫,以Rs最显著.不同UV-B辐射水平下植物叶片光谱反射率上的差异,可通过较窄波段光谱反射率或特定波长光谱反射率所构建的植被指数加以有效区分.     

酸雨对三峡库区4种植物幼苗光合生理及根际土壤的影响北大核心CSCD

近年来酸雨的酸性和频率越来越高,酸雨类型逐渐由硫酸型向硫酸-硝酸混合型及硝酸型转变。该研究以两年生马尾松、杉木、青冈和毛竹幼苗为试验材料,通过4个月的盆栽实验对幼苗进行硫酸型(SAR)、硝酸型(NAR)和混合型(MAR)酸雨及其各自3个酸雨浓度(pH 2.5、pH 3.5、pH 4.5)的处理,并以pH 5.7的蒸馏水为对照组,对植物的净光合速率、叶绿素含量、树种株高变化量以及植物根际土壤pH值和交换性盐基离子含量进行测定,以探究植物幼苗对模拟酸雨的敏感性及抗性特征,为酸雨受灾区的植被建设和抗酸树种的培育提供参考数据。结果表明:(1)不同浓度及类型酸雨在一定程度上能够抑制植物的净光合速率、阻碍叶绿素的合成,即酸雨浓度越高,植物净光合速率越低,叶绿素含量越少。(2)低浓度酸雨能够促进植物株高的增长,但随着酸雨浓度的增大,植物株高增长量受到严重抑制,且马尾松和青冈的表现最为明显。(3)植物根际土壤在低浓度酸雨胁迫下能够有效释放出盐基离子中和酸根离子从而降低酸雨的毒害,但随着酸雨浓度的增大,盐基离子含量不断衰减,土壤pH值逐渐减小。(4)杉木、马尾松、毛竹、青冈的平均隶属度值在不同酸雨类型作用下的表现不尽相同,总体上杉木对硫酸型和混合型酸雨的抗性最强,而毛竹能耐受硝酸型及混合型酸雨,青冈相比其他3种树种对酸雨的抗性最弱。研究发现,马尾松对硝酸型酸雨最敏感,且受胁迫的pH阈值为2.5~3.5,但对硫酸型酸雨表现出明显的抗性;杉木对3种类型酸雨的抗性较其他3种树种要强,毛竹抵抗硝酸型酸雨能力强于其他2种酸雨,而青冈对硝酸型酸雨的抵抗力强于其他2种酸雨且是抗酸能力最弱的树种,毛竹、杉木及青冈受酸雨胁迫的pH阈值为3.5~4.5;4种植物对酸雨的综合抵抗能力表现为杉木>毛竹>马尾松>青冈。     

亚热带典型常绿阔叶树种叶片叶绿素含量与其高光谱特征间的关系

叶绿素在植物的生理生态过程中非常重要.利用高光谱数据,揭示光谱反射率上特征光谱与叶绿素含量间的关系将有助于理解叶绿素光谱反射特征的规律.选取了6种亚热带常绿阔叶树种,抽取一定数量的叶片样品,分别测量了叶片的光谱反射率及其叶绿素含量,并建立了光谱反射率曲线上的红边位置附近的光谱反射率和叶绿素总量间的回归模型.结果显示:对所研究的树种而言,红边位置处一窄波长范围内的平均光谱反射率与叶绿素总量间的相关性普遍较高,回归效果显著.从高光谱遥感的角度结合植物的生理生态特点分析了其机理.建立的有关红边位置处的光谱反射率与叶绿素总量间的回归模型普遍具有较高的拟合度,其应用前景较好.     

基于光谱变化特征的小麦叶片不同功能期监测研究

为了探讨小麦叶片不同功能期光谱变化特征与叶绿素含量之间的关系,以4个小麦杂交组合基因型为试验材料,对不同生长发育期的旗叶进行光谱和叶绿素测量,并采用线性外推法计算其红边位置.结果表明：在近红外区（750 nm～850 nm）和可见光区（500 nm～600 nm）处,从抽穗期到扬花期小麦旗叶光谱反射率呈现上升趋势,到灌浆期开始下降.其叶绿素含量也是先上升,进入灌浆期后开始下降.建立旗叶4个不同功能期4月25日、5月1日、5月6日和5月11日叶绿素含量与其红边位置线性回归模型,其R2分别为0.5893、0.8842、0.9379和0.7258,均达极显著水平,表明此模型可用于叶片叶绿素含量无损监测.     

模拟酸雨对小黑麦种子萌发及幼苗生理特性的影响

以小黑麦品种中饲237为材料。在不同pH值的模拟酸雨条件下对种子萌发及幼苗生理特性进行了研究。分别测定了发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和种子脱氢酶含量、幼苗鲜重、幼苗叶片叶绿素含量、叶片电导率等指标。结果表明,种子的各项发芽指标及种子脱氢酶含量、幼苗鲜重、叶绿素含量等随酸雨pH值减小整体呈降低趋势,叶片电导率则随酸雨pH值减小而有增加趋势。     

不同氮素水平下超高产夏玉米冠层的高光谱特征

为明确超高产夏玉米冠层高光谱特性,对不同生育期、不同氮肥处理下普通玉米与超高产夏玉米冠层高光谱特性进行了比较;对超高产夏玉米冠层高光谱反射率及其衍生的植被指数与干物质积累、叶绿素含量间的相关性进行了分析。结果表明,不同生育期,超高产夏玉米近红外波段的高光谱反射率均大于普通玉米,且在生育后期变化缓慢。开花期与灌浆期之间,出现"红边平台"现象,生育后期红边位置"蓝移"变化量显著小于普通玉米。随着施氮量的增加,超高产夏玉米冠层高光谱反射率及红边位置变化不大,而红边幅值与红边面积呈逐步增大趋势。在相关性分析中,由950、760、810、870nm构成的各类植被指数及红边幅值、红边面积与超高产夏玉米干物质积累量间的相关性最好,红边位置λred可用于估算叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素的含量。不同氮肥下,超高产夏玉米冠层高光谱特征与普通玉米相比具有较大差异,研究结果能为超高产夏玉米生理特性的研究提供支持。     

不同灌溉量夏玉米叶绿素含量的高光谱特征及其反演

植物叶绿素含量直接影响其光合作用，并与植物的光谱特征密切相关。以夏玉米为研究对象，采用人工控水方法研究了夏玉米七叶期不同灌溉量下冠层叶绿素含量特征及其与光谱特征之间的关系。结果表明：灌溉量越少，夏玉米叶片叶绿素含量越低，冠层光谱反射率越高，绿峰位置"红移"，而红边位置"蓝移"。叶绿素含量与光谱特征参数、植被光谱指数之间存在极显著相关关系，据此建立了冠层叶绿素含量高光谱估算模型，且基于植被指数模型较基于单一光谱特征参数模型模拟效果更好。研究结果可为夏玉米叶绿素含量的快速无损测定以及夏玉米干旱监测提供依据。     

酸雨胁迫条件下紫花苜蓿种子萌发和幼苗生理特性的变化

以紫花苜蓿种子皇冠（Phabulous）为材料,研究不同pH值的模拟酸雨对皇冠（Phabulous）种子萌发及幼苗生理特性的影响。分别测定了发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和种子脱氢酶含量、幼苗鲜重、幼苗干重、幼苗叶绿素含量、叶片导电率等指标。结果表明,种子的各项发芽指标及幼苗鲜重、脱氢酶活力、叶绿素含量等随酸雨pH值减小整体呈降低趋势,叶片浸泡液电导率则随酸雨pH值减小而呈增大趋势。     

模拟酸雨胁迫对青冈幼苗光合特性和叶绿素荧光参数的影响

选择亚热带常绿阔叶林优势树种青冈幼苗为研究对象,设置3个酸雨处理：pH 2.5、pH 4.0、pH 5.6(CK),研究不同强度的模拟酸雨对青冈幼苗光合特性、叶绿素荧光参数和叶绿素含量的影响.结果表明：经过2年酸雨处理,青冈的净光合速率随着酸雨强度的增加而显著上升.pH 2.5、pH 4.0处理的酸雨增大了青冈的气孔导度和蒸腾速率,且对pH 2.5处理的影响更为显著.胞间CO₂浓度的大小顺序是pH 2.5>pH 5.6>pH 4.0.pH 2.5、pH 4.0处理青冈的最大净光合速率、光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率显著高于对照,表观量子效率对酸雨胁迫不敏感.pH 2.5、pH 4.0处理青冈的PSⅡ原初光能转化效率和PSⅡ的潜在活性显著高于对照.青冈的叶绿素相对含量大小顺序是pH 2.5>pH 5.6>pH 4.0,且pH 2.5与pH 4.0之间有显著差异.说明青冈幼苗的光合参数、叶绿素荧光参数指标在pH 2.5和pH 4.0的酸雨处理下有所增加,且在pH 2.5强度下增加更为明显.     

狗脊和里白植株浸出液化感作用的研究

蕨类植物狗脊和里白是浙江天童国家森林公园常绿阔叶林下草本层中的优势种类,在群落中具有较强的竞争能力和对某些植物的排斥作用。狗脊和里白植株浸出液对木荷、石栎、马尾松、青椆、苦槠、茅栗、檫木、油茶、被木、连蕊茶等10种供试植物的种子发芽、幼芽伸长生长和幼苗生长有不同程度的影响：狗脊浸出液对木荷、石栎、青椆、苦槠、棍木、连蕊茶的种子发芽无显著的影响,对茅栗、檫木、油茶的种子发芽和幼苗生长具有显著的抑制作用,对马尾松的种子发芽虽有抑制作用,但随着幼苗的生长进程而减弱至消失,对木荷的幼苗生长则略有促进作用。里白浸出液对大多数供试植物的种子发芽和幼苗生长均有抑制作用。这两种蕨类浸出液中的主要作用物质是烯醇类物质。     

广义模型及分类回归树在物种分布模拟中的应用与比较

比较3个应用较广的模拟物种地理分布模型:广义线性模型(GLM)、广义加法模型(GAM)与分类回归树(CART)对中国树种地理分布模拟的优劣,以提出更为合适的模拟物种地理分布模型,并用于预测气候变化对物种地理分布的影响。3个模型对中国15种树种地理分布的模拟研究表明:除对油松、辽东栎分布的模拟精度稍差外,对其余树种分布的模拟精度均较高,其中以GAM模型最好。结合地理信息系统(GIS),比较分析了这3个模型对青冈、木荷、红松和油松4种树种的地理分布模拟效果,结果亦表明:这3个模型均能很好模拟青冈和木荷的地理分布,而GLM模型对红松分布的模拟结果不太理想,3个模型对油松分布的模拟结果均不甚理想,其中以GLM模型最差。基于3个模型对未来气候变化下青冈与蒙古栎地理分布的预测表明:GLM模型与GAM模型对青冈分布的预测结果较为接近,青冈在未来气候变化情景下向西和向北扩展,而CART模型预测青冈在未来气候变化情景下除有向西、向北扩展趋势外,广东和广西南部的青冈分布区将消失;3个模型均预测蒙古栎在未来气候变化情景下向西扩展,扩展面积的大小为:模型的模拟面积>模型>模型。     

中亚热带森林群落不同演替阶段优势种凋落物分解试验

选择我国亚热带森林群落3个主要演替阶段的7个优势种（其中马尾松代表演替初期优势种,木荷和香樟代表演替中期优势种,甜槠、小叶青冈栎、青冈和乐昌含笑代表演替后期优势种）的凋落物,采用网袋法进行分解试验. 结果表明:马尾松凋落物分解得最慢,年分解速率为0.51;木荷和香樟居中,分别为0.55和0.61;小叶青冈栎和乐昌含笑分解得最快,分别为0.89和1.12.沿着植被顺向演替的梯度,凋落物分解速度呈现加快的趋势. 分解速率同凋落物的初始P、N和木质素含量及木质素/N比值呈极显著相关(P<0.01),同C/N比值有显著相关关系(P<0.05).凋落物的P、N和木质素含量及木质素/N比值是预测凋落物分解快慢的良好指标.     

天童国家森林公园废弃采石场植被自然恢复早期阶段的种群动态及生物量的研究

对天童国家森林公园废弃采石场植被自然恢复早期阶段的种群动态及生物量研究表明,采石废弃地植被自然恢复早期阶段的群落种类组成非常简单,只有木荷、马尾松两个种;两种群的密度动态趋势为先升后降,最大密度分别出现在３ 龄、４ 龄;马尾松地上部分生长速度明显高于木荷;群落中马尾松总生物量是木荷的１２ 倍多,木荷分配到叶和根中的生物量比例高于马尾松,而马尾松分配到茎中的比例高于木荷．这说明在采石迹地早期演替阶段马尾松以快速生长方式在竞争中处于优势地位．对采石迹地和砍伐迹地演替早期阶段的群落特性进行了比较,并对植被有效恢复进行了讨论     

古田山国家级自然保护区甜槠林优势种群生态位

采用样方法进行不同资源位群落调查,利用生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠公式测试了古田山国家自然保护区甜槠林14个优势种群[甜槠(Castanopsis eyrei)、木荷(Schima superba)、马银花(Rhododendron ovatum)、檵木(Loropetalum chinensis)、麂角杜鹃(Rhododendron latoucheae)、虎皮楠(Daphniphyllum macropodum)、马尾松(Pinus massoniana)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)、乌饭树(Vaccinium bracteatum)、石栎(Lithocarpus glaber)、赤楠(Syzygium buxifolium)、石楠(Photinia serrulata)、栲树(Castanopsis fargesii)、钩栗(Castanopsis tibetana)]的生态位.结果表明:甜槠和木荷的生态位宽度较大,其Bi、Ba分别为0.8703、0.8528和0.8446、0.7824;而石楠、栲树和钩栗的生态位宽度较小,其Bi、Ba分别为0.2956、0.1359,0.2953、0.1356和0.2684、0.1064.生态位宽度较大的物种之间的生态相似性比例较大,如甜槠与木荷、甜槠与马银花、木荷与马银花的生态相似性比例分别为0.7630、0.7252和0.6452;对生境需求有较大相似性的生态位宽度不同的物种其生态位相似比例也会较高,如木荷与马尾松生态位相似比为0.6866.生态位宽度较大的树种间生态位重叠较大,如甜槠、木荷、马银花等.甜槠林中生态位重叠值大于0.1的有39对,仅占21.4%,生态位重叠值不大,表明甜槠林中因利用相同的资源位而产生的种间竞争并不激烈,是一个稳定的森林群落.     

竞争对马尾松和木荷觅取异质分布养分行为的影响

为了研究邻株竞争对马尾松(Pinus massoniana)和木荷(Schima superba)觅取异质分布养分机理和行为的影响, 我们设计单植、双株纯栽和两株混植3种栽植方式, 构建了同质和异质养分环境开展盆栽实验。结果表明: 单植时, 马尾松和木荷苗木生长对斑块养分反应敏感, 与同质养分环境相比, 两树种在异质养分环境中具有苗高生长量大、干物质积累量高、根系在富养斑块中大量增生, 根系N、P含量和吸收效率高等特点。在异质养分环境中, 木荷与马尾松邻株竞争时的生长表现优于双株纯栽模式而与单植处理相近, 根系形态可塑性和生理可塑性在其觅取斑块养分中的作用显著增强; 与木荷邻株竞争时, 马尾松苗高生长也表现出较单植和双株纯栽模式一定的优势, 这与其根系的广布性、觅养精确性和反应敏感度变化较小及富养斑块中根系P素含量和吸收效率较高等有关。相反, 同种邻株竞争则使得异质养分环境中马尾松和木荷的根系广布性减小, 反应敏感度减弱, 富养斑块中根系N、P含量降低, 苗高生长量和干物质积累量减小。与马尾松相比, 同种邻株竞争对异质养分环境中木荷生长的负向影响更为强烈。建议在生产中采用混交造林的方式促进马尾松和木荷生长。若要营造人工纯林, 可通过适当降低初植密度或及时调控林分密度促进林木生长。     

不同光强下生长的亚热带树苗的光合-光响应特性的比较

鼎湖山亚热带森林中的优势树种马尾松、荷木、黧蒴和黄果厚壳桂的幼苗,盆栽于100%、40%和16%的自然光下生长1年.利用氧电极离体测定叶片的光合-光响应曲线,结果表明不同树种及同一树种不同生长光强处理之间差异明显.比较最大净光合速率(Amax)、光补偿点、光饱和点、光抑制点及光能利用效率(QUE)等的变化可见,黄果厚壳桂为耐阴植物,对高光强的光合适应潜力为有限,100%的自然光明显抑制其最大同化力;其余3种植物均为喜光植物,其中马尾松的光合作用对遮阴的适应能力较差,而荷木和黧蒴则相对较强.本文还对植物的光合生理特性与其演替状态的联系作了初步探讨.     

长苞铁杉林林隙主要树种生态位初步研究

以林隙前、中、后期3个发育阶段的各个林隙为一维资源位状态,利用Shannon-wiener指数、Levins指数及生态位重叠公式,计算林隙不同发育阶段主要树种生态位特征。结果表明,前期生态位宽度从大到小的顺序为:长苞铁杉、米槠、木荷、甜槠、深山含笑、香桂、青冈、猴头杜鹃、山矾、细叶青冈;中期的为:米槠、木荷、长苞铁杉、香桂、深山含笑、山矾、甜槠、猴头杜鹃、青冈、细叶青冈;后期的为:米槠、木荷、长苞铁杉、青冈、山矾、香桂、深山含笑、细叶青冈、甜槠、猴头杜鹃;林隙发育的不同时期主要树种生态位重叠值均较大,但随着林隙的不断发育,主要树种间生态位重叠值有减小的趋势;长苞铁杉在林隙发育的不同阶段与生态位宽度较大的物种有较小的生态位重叠值,而与生态位宽度较小的物种有较大的生态位重叠值。     

重庆酸雨区人工木荷林对土壤化学性质的影响

 在属于酸雨区的重庆市铁山坪林场,选择在马尾松（Pinus massoniana）纯林火烧迹地上人工营造的木荷（Schima superba）纯林,采用钻取 土芯法调查木荷对土壤化学性质的影响,并与毗邻的同时造林但未遭受火烧的马尾松纯林比较。结果表明,木荷纯林0～20和20～60 cm土层的 pH值分别为3.61和3.77,盐基饱和度分别为4.68％和7.92％,而马尾松纯林的pH值分别为3.78和3.88,盐基饱和度分别为9.25%和16.32%。与马 尾松纯林相比,木荷纯林土壤的交换性盐基离子（K⁺ 、Na⁺ 、Ca ²⁺和Mg ²⁺ ）和全磷含量普遍低,而酸性阳离子Al ³⁺ 、Fe ³⁺和H⁺含量明显偏高 （p<0.05）。结果说明,并非木荷作为阔叶林对酸化土壤的改良作用就好于作为针叶林的马尾松,木荷纯林导致了土壤酸化加剧,养分非常缺 乏。因此,在酸雨区土壤酸化条件下,如果采用木荷营造防火林带或者进行马尾松纯林改造时,不宜集中大片营造木荷纯林,以避免对土壤环 境产生不利影响。     

鼎湖山森林群落不同演替阶段优势种叶生态解剖特征研究

对南亚热带鼎湖山森林群落不同演替阶段8种优势树种进行了叶生态解剖学研究。观察的叶片解剖特征有：叶腹角质膜厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶背角质膜厚度及叶总厚度等。马尾松（Pinus massoniana)在针叶林群落和针阔叶混交林群落生境中,针阔叶混交林中叶片厚度变小,主脉管胞、树脂道平均直径变小。从针阔叶混交林演替阶段到季风常绿阔叶林演替阶段,锥栗（Castanopsis chinensis)叶片厚度、海绵组织厚度增加,栅栏组织厚度、P／S值（栅栏组织与海绵组织厚度比）减少;荷木（Schima superba)和黄果厚桂（Cryptocarya concinna)叶片厚度、栅栏组织厚度、叶腹及叶背角质膜厚度差异显著;从针阔叶混交林演替阶段到季风常绿阔叶林演替阶段,锥栗、荷木、黄果厚寺叶片厚度和栅栏组织厚度等差异均显著。不同生境下林内气温、相对湿度、光合有效辐射等小气候特征是叶片结构特征差异的主要影响因子,叶片结构差异反映了叶片结构在一定程度上对生境的适应。