Measuring seasonal dynamics of leaf area index in a mixed conifer-broadleaved forest with direct and indirect methods

利用光学仪器法能够快速、高效地测定森林生态系统的叶面积指数(leaf area index, LAI)。然而, 评估该方法测定针阔混交林LAI季节动态准确性的研究较少。该研究基于凋落物法测定了小兴安岭地区阔叶红松(Pinus koraiensis)林LAI的季节动态, 其结果可代表真实的LAI。参考真实的LAI, 对半球摄影法(digital hemispherical photography, DHP)和LAI-2000植物冠层分析仪测定的有效叶面积指数(effective LAI, L_e)进行了评估。首先对DHP测定LAI过程中采用的不合理曝光模式(自动曝光)进行了系统校正。同时, 测定了光学仪器法估测LAI的主要影响因素(包括木质比例(woody-to-total area ratio, α)、集聚指数(clumping index, Ω_E)和针簇比(needle-to-shoot area ratio, γ_E))的季节变化。结果表明: 3种不同方法测定的LAI均表现为单峰型的季节变化, 8月初达到峰值。从5月至11月, DHP测定的L_e比真实的LAI低估50%-59%, 平均低估55%; 而LAI-2000植物冠层分析仪测定的L_e比真实的LAI低估19%-35%, 平均低估27%。DHP测定的L_e 经过自动曝光, α、Ω_E和γ_E校正后, 精度明显提高, 但仍比真实的LAI低估6%-15%, 平均低估9%; 相对而言, LAI-2000植物冠层分析仪测定的L_e经过α、Ω_E和γ_E校正后, 精度明显提高, 各时期与真实的LAI的差异均小于9%。研究结果表明, 考虑木质部和集聚效应对光学仪器法的影响后, DHP和LAI-2000植物冠层分析仪均能相对准确地测定针阔混交林LAI的季节动态, 其中, DHP的测定精度高于85%, 而LAI-2000植物冠层分析仪的测定精度高于91%。     

弱光下水分胁迫对不同产地披针叶茴香幼苗生理特性的影响

选用4个不同产地披针叶茴香(Illicium lanceolatum)(浙江临安(LA)、浙江开化(KH)、江西武宁(WN)和福建南平(NP))1年生盆栽幼苗为试验材料,设置3个光照处理(Ⅰ:25μmol·m-2·s-1;Ⅱ:50μmol·m-2·s-1;Ⅲ:75μmol·m-2·s-1)和2个水分处理(正常供水(CK)和自然干旱2d),探讨弱光环境下短期干旱对披针叶茴香幼苗生理特性及适应性的影响。结果表明:两种水分处理下,披针叶茴香幼苗抗氧化酶活性和渗透调节物质含量对弱光的敏感性存在明显差异。在光处理Ⅱ和Ⅲ条件下,WN产地幼苗经2d水分胁迫后,过氧化氢酶(CAT)活性比正常水分条件明显增加,过氧化物酶(POD)活性在光处理Ⅲ下比正常水分条件的显著增加,各光处理下超氧化物歧化酶(SOD)活性比正常水分的显著下降,丙二醛(MDA)含量相反。水分胁迫后,各光处理下LA产地幼苗的SOD和POD酶活性低于正常水分条件的,可溶性蛋白和MDA含量均较正常水分处理的增加。与正常水分条件相比,水分胁迫后的KH产地幼苗SOD、POD和CAT酶活性在光处理Ⅰ下均显著增加,可溶性蛋白和MDA含量有所下降。NP产地幼苗各光处理的酶活性均表现出水分胁迫后的比正常水分下的有所提高。可知,短期水分胁迫对提高KH、WN和NP产地幼苗对弱光环境的适应性具有显著促进作用。研究揭示短期水分胁迫可通过增加抗氧化酶活性和渗透调节物质含量来提高幼苗对弱光的适应性。     

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...     

伏牛山南坡3种针叶树径向生长对气候变化的响应

伏牛山地处暖温带北亚热带过渡区，多种植物交汇分布且对气候变化较为敏感，但对于不同针叶树生长对气候变化响应的异同还不完全清楚。本研究以伏牛山南坡油松、华山松和马尾松为对象，分别建立3种针叶树的胸高断面积增量(BAI)指数年表，分析其生长趋势和对气候变化的响应规律。结果表明：油松、华山松和马尾松的径向生长有相似的变化趋势；不同BAI指数年表间较大的Gleichlufigkeit指数也表明，3种针叶树的生长变化有较强的相似性。Pearson相关分析表明，3种针叶树的径向生长对气候的响应存在一定的相似性，均与上一年12月和当年6月降水量呈显著正相关，与当年6月气温和9月降水量呈显著负相关。3种针叶树的生长对气候变化的响应还存在一定的差异性，其中，马尾松的生长与当年3月气温呈显著负相关，与当年3月降水量呈显著正相关，而华山松和马尾松的生长与当年8月平均最高温呈显著负相关。滑动相关分析表明，3种针叶树的生长与气候因子响应关系的稳定性也具有一定的相似性，3种针叶树的生长与上一年12月降水量的正相关关系均逐渐增强，而与当年9月降水量的负相关关系均逐渐增强。马尾松对气候因子的敏感性和稳定性相对较强，全球...     

雪被去除减缓岷江冷杉凋落叶易分解碳释放

气候变化已经并将持续改变寒冷生物区季节性雪被厚度和覆盖时间,雪被厚度的减少可能影响高山森林凋落物分解,尤其是其早期分解过程中易分解碳的释放。该文研究了川西高山森林雪被去除处理后优势树种岷江冷杉(Abiesfargesii var.faxoniana)凋落叶总有机碳、热水/冷水可溶性有机碳、非结构性碳(可溶性糖、淀粉)在冬季(雪被形成期、覆盖期、融化期)和生长季(初期、中期、后期)的释放规律。结果表明:(1)经过一年的分解,对照和雪被去除处理的凋落叶质量残留量分别为76.4%和86.2%,总有机碳残留量分别为60.5%和74.8%。(2)经过一个冬季分解后,雪被去除处理降低了凋落叶热水溶性有机碳和可溶性糖的释放,而增加了总有机碳、可溶性有机碳、非结构性碳和淀粉的富集。(3)经过生长季分解后,雪被去除处理降低了凋落叶易分解碳释放,其中总有机碳、热水溶性有机碳、可溶性有机碳、非结构性碳、可溶性糖和淀粉的释放分别降低了36.3%、0.8%、43.7%、28.3%、21.7%和33.7%。偏最小二乘法分析表明,岷江冷杉凋落叶易分解碳释放受土壤冻融循环次数、脲酶活性、土壤温度和可溶性有机碳含量影响...