氮肥对水曲柳和落叶松细根寿命的影响

采用微根管技术研究了氮肥对水曲柳和落叶松细根生长、衰老和死亡的影响,探讨两树种细根寿命与氮有效性之间的相关关系.结果表明：林地施氮肥后,两树种细根数量都呈减少趋势,细根总体直径增加,分枝程度降低;氮肥使水曲柳细根存活率提高,细根中位值寿命延长105 d,而落叶松细根存活率对氮肥反应不敏感;施氮肥对细根寿命的延长效应主要体现在直径较小的一级根、表层（0～15 cm)根系和春夏季新生的细根,表明氮肥对高生理活性的细根
影响较强.     

部分落叶松属植物核型研究

对落叶松属的兴安落叶松、长白落叶松、日本落叶松、华北落叶松、欧洲落叶松、美洲落叶松等6个种和日本落叶松×长白落叶松杂种进行了核型分析,所有材料的染色体数目均为2n=2x=24,2A核型。所有种的核型有着共同的构型,即二型核型。根据核型特征,可将以上各种分为三组:兴安落叶松、长白落叶松、日本落叶松为第一组,核型公式为2n=12m+10sm+2st;欧洲落叶松、美洲落叶松为第二组,核型公式为2n=12m+12sm;华北落叶松虽然具有与第二组相同的核型公式,但核型的对称性与其有一定差距,因此单独构成第三组。日本落叶松×长白落叶松杂种的核型数据和两个亲本的十分接近,表明这两个种杂交后染色体可能未发生明显的结构变异。作者认为长白落叶松和兴安落叶松的核型特征比较接近,从细胞学的角度作者支持长白落叶松作为兴安落叶松变种的观点。     

华北落叶松夜间树干液流特征及生长季补水格局

在宁夏六盘山北侧半干旱区的叠叠沟小流域,采用热扩散探针法在2011年生长季监测了华北落叶松(Larix principisrupprechtii)人工林的树干液流速率,分析了夜间树干液流和补水量的变化特征及与气象、土壤水分等环境因子的关系.结果表明:树干液流速率日变化表现为典型的单峰宽峰曲线,且整个生长季均存在微弱的夜间液流,一般表现为逐渐减小,特别是在晴天,且晴天的变幅显著大于雨天.除生长季中期雨天夜间液流平均速率显著高于晴天,生长季初期及末期雨天与晴天的差异并不显著.生长季内,夜间树干补水总量为11.03 mm,占总蒸腾量的7.22％;5月份的树干补水量最大(4.19mm),其他月份的树干补水量明显减小,在0.9-1.7mm的范围波动.但不同月份间的补水贡献率存在明显差异,表现为生长季末期(9、10月)＞初期(5月)＞中期(6-8月).相关分析表明,日补水量与各气象因子关系不大,仅与降水量显著正相关(P＜0.05),与土壤含水率、日间蒸腾量、日蒸腾总量极显著正相关(P＜0.01).夜间补水的月蒸腾贡献率与月均土壤含水率、月均气温、月均日间蒸腾量、月总蒸腾量等显著相关(P＜0.05);而夜间补水的日蒸腾贡献率与日最高气温、日均气温、日间蒸腾量、日均饱和水汽压差、日总蒸腾量、日均太阳辐射强度、日最低气温、日均空气相对湿度、日降水量、土壤含水率等极显著相关(P＜0.01),经逐步回归分析建立了日补水量蒸腾贡献率与环境因子的多元线性模型.     

实验条件下华北落叶松和白杄苗期生长策略的差异比较

以华北落叶松和白杄为研究对象,通过人工控制条件下的幼苗栽培实验,设置光照、基质水分和基质氮素3个环境因子的多个水平,分析了华北落叶松和白杄苗期生长对3个环境因子变化的响应,对两个树种苗期生长策略的差异进行了综合比较分析。研究结果表明,华北落叶松的苗期生长对光照条件的变化有显著响应,而对基质水分和氮素水平变化的响应不显著,一定程度的遮荫有利于幼苗生长,该树种虽为阳性树种,但苗期具有一定耐阴性。白杄的苗期生长与华北落叶松相比较为缓慢,对光照条件的变化不敏感,但对水分条件的变化有显著响应,阴湿环境不利于白杄幼苗的生长,一定程度的干旱反而可能促进幼苗的生长,基质氮素含量过高可能还会对幼苗生长带来抑制作用。华北落叶松和白杄苗期生长对环境条件异质性的不同响应模式,必将影响两者的种间关系及其在群落中的共存机制,影响群落的动态趋势和过程。     

3种落叶松幼苗对CO_2升高的光合生理响应

采用Li-6400便携式光合作用测定系统研究CO2升高对长白落叶松(Larix olgensisHerry.),日本落叶松(Larix kaempferiCarr.)和兴安落叶松(LarixgmeliniRupr.)当年生和1年生幼苗的光合特性的影响。结果表明:CO2升高使3种落叶松光饱和光合速率(Pmax)和呼吸速率均有不同程度的增加,其中,长白落叶松当年生和1年生幼苗Pmax分别比对照提高了91%和83%,日本落叶松当年生和1年生幼苗Pmax分别比对照提高了71%和94%,而兴安落叶松当年生和1年生幼苗Pmax分别比对照提高了32%和106%。除兴安落叶松外,CO2升高使所有落叶松当年生幼苗的光补偿点(LCP)下降,说明当年生幼苗对CO2浓度升高的反应更敏感。CO2升高使日本落叶松当年生和1年生幼苗光饱和点(LSP)都升高,反映了其光合作用提高的潜力较大。CO2升高条件下,除1年生兴安落叶松外,其他处理的落叶松最大量子效率(AQYmax)均增加。比较分析表明,在未来大气CO2浓度升高条件下,日本落叶松的生长潜能可能最大,具有较强的生态优势,长白落叶松次之,兴安落叶松最小。     

东北地区两种主要造林树种生态系统固碳潜力

自从1980年,我国开展了一系列举世瞩目的造林工程,增加了森林面积3亿hm2。造林后生态系统有机碳库的微小变化都显著影响大气碳库,对全球碳素循环和平衡起着重要的作用。研究了退耕还林不同年限长白落叶松林的植被、凋落物和土壤碳库的变化规律,并且选择可比性较强的退耕还红松林、退耕还草和红松原始林作为参照,分析总结了退耕还林对生态系统储碳能力和碳循环的影响。结果表明,退耕还林后生态系统的植被、凋落物碳储量随退耕还林年限增加而增加:从退耕3a到33a,植被和凋落物碳储量分别从4.134、0Mg/hm2增加到74.11、11.31Mg/hm2。土壤碳储量则是先降低再增加:在还林初期的12a里,土壤碳密度降低到最小量75.87Mg/hm2,随后逐渐恢复和积累,21a后,土壤碳密度恢复到农田的水平84.28Mg/hm2,随后土壤碳密度出现净积累。在长白山地区,退耕3、12、22a和33a长白落叶松、33a红松生态系统的碳储量分别是81.778、114.488、130.004、187.255Mg/hm2和178.580Mg/hm2。长白落叶松的固碳能力随林龄而增加,两种主要造林树种(长白落叶松和红松)的生态系统的固碳潜力没有显著差异。长期来看(如250a),生态系统碳库存的能力非常大(269.57Mg/hm2)。这种状况表明,在长白山地区退耕还林后,生态系统长期来看是一个可观的碳汇。     

兴安落叶松游离氨基酸的动态变化与损伤因子的关系

为研究不同损伤因子及其不同损伤程度对落叶松游离氨基酸组分及其含量的影响,用剪叶和落叶松毛虫(Dendrolimussuperans)取食损伤兴安落叶松(Larixgmelinii)幼苗,使用HPLC柱前AccQ.Tag衍生法测定针叶内游离氨基酸的组成及含量的变化。结果表明,松针中含有17种游离氨基酸,以苯丙氨酸含量最高,损伤15d后,剪叶4枝比对照增加36.6%,虫害4枝增加的百分率达到98.3%。剪叶4枝15d后及虫害4枝5d后,损伤25%与50%之间氨基酸总含量差异显著(P0.05),且昆虫取食4枝25%、50%、75%后松针内游离氨基酸总含量的变化趋势与剪叶处理后总氨基酸含量的变化一致,均在处理10d后呈现较高的含量,虽虫害后的氨基酸总含量高于剪叶损伤后的总含量,但二者之间差异不显著。剪叶4枝、8枝、12枝3个损伤程度后针叶内的游离氨基酸含量无显著差异,说明剪叶4枝即能超过落叶松的耐受阈值,达到防御诱导效应。两种处理下多种游离氨基酸的含量均有下降,其中8种氨基酸含量存在显著差异(P0.05),即丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、脯氨酸、半胱氨酸、赖氨酸和苯丙氨酸。表明人工模拟剪叶的损伤方式与虫害都可诱导松树氨基酸组分及含量的变化,而间接影响害虫的生长发育。     

东灵山华北落叶松人工林的分布格局及环境解释

应用TWINSPAN、CCA和物种多样性分析,从植物群落、植物种与环境的生态关系等方面研究了东灵山华北落叶松人工林的植被分布格局,并给予合理的环境解释。TWINSPAN分类将华北落叶松人工林分为4个类型,分类结果在CCA二维排序图上得到了较好的验证。样方与物种的CCA排序较好地揭示了该区华北落叶松人工林的分布格局与环境梯度的关系：坡位、坡度、土壤厚度和海拔是影响该区华北落叶松人工林的主导因子。结合物种多样性分析,结果表明东灵山绝大多数华北落叶松人工林生长良好,并根据华北落叶松喜凉湿习性,建议在该区自然分布海拔以下造林时,应优先选择阴坡和半阴坡的中、下位坡。     

太白红杉（Larix chinensis）混交林径级结构与竞争的关系

混交林的径级结构和竞争关系的研究可在一定程度上预测群落的动态变化趋势。探讨了太白山太白红杉(Larix chinensis)混交林的径级结构和竞争关系,并对该区域森林的动态变化趋势进行了预测。结果表明:①在混交林内,太白红杉幼苗数量较少,更新差,种群径级结构呈衰退型;而巴山冷杉(Abiesfargesii)幼苗数量较多,更新良好,种群径级结构为增长型。②太白红杉种内竞争强度大于种间竞争强度,巴山冷杉种内竞争强度小于种间竞争强度。在混交区域,巴山冷杉处于群落的优势地位,而太白红杉处于劣势地位,应加强对太白红杉的保护,合理抚育管理太白红杉幼苗。     

Root system development of Larix gmelinii trees affected by micro-scale conditions of permafrost soils in central Siberia

Spatial distributions of root systems of Larix gmelinii (Rupr.) Rupr. trees were examined in two stands in central Siberia: an even-aged stand (ca. 100 yrs-old) and a mature, uneven-aged (240–280 yrs-old) stand. Five larch trees of different sizes were sampled by excavating coarse roots (diameter > 5 mm) in each stand. Dimensions and ages of all first-order lateral roots were measured. Micro-scale conditions of soil temperature and soil water suction (each 10 cm deep) were also examined in relation to earth hummock topography (mound vs. trough) and/or ground floor vegetation types (moss vs. lichens). All larch trees developed superficial root systems, consisting of the aborted short tap root (10–40 cm in soil depth) and some well-spread lateral roots (n= 4-13). The root network of each tree was asymmetric, and its rooting area reached about four times the crown projection area. Lateral roots generally expanded into the upper soil layers of the mounds where summer soil temperature was 1–6°C higher than inside nearby troughs. Chronological analysis indicated that lateral root expansion started successively from lower to upper parts of each aborted tap root, and some lateral roots occurred simultaneously at several decades after tree establishment. The process of root system development was likely to be primarily linked with post-fire dynamics of rhizosphere environment of the permafrost soils.