密度对四季竹叶片C、N、P化学计量和养分重吸收特征的影响

以四季竹纯林为对象,研究了4种密度(D1:24600～29800株·hm-2;D2:37500～42600株·hm-2;D3:46500～52800株·hm-2;D4:76500～85500株·hm-2)下1～3年生立竹的成熟叶和凋萎叶的C、N、P化学计量特征及养分重吸收规律.结果表明:随竹林密度的增大,成熟叶C、N、P含量和凋萎叶C、P含量总体下降,凋萎叶N含量先升高后降低,D4密度时成熟叶C含量急剧下降;叶片C/N和C/P呈升高趋势,N/P先升高后降低.D3、D4密度的叶片N、P养分利用效率显著高于D1、D2密度;叶片N、P重吸收率分别呈先降后升和持续升高的趋势.D1～D3密度的成熟叶N/P为16.24～19.37,四季竹生长受P的限制,促进叶片建成,种群生长旺盛.D4密度的成熟叶N/P为13.42～15.74,N限制作用增强,叶片凋萎脱落,种群生长受到抑制.四季竹通过调节叶片的C、N、P含量及其化学计量比,提高了N、P利用效率及重吸收能力,以适应高密度下环境资源的激烈竞争.在本试验条件下,D3密度是四季竹适宜的经营密度.     

大气CO2与O3浓度升高对毛竹叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响

以盆栽一年生毛竹为材料,利用开顶式气室模拟大气O3和CO2浓度升高情景,分析毛竹叶片细胞膜脂过氧化、抗氧化酶(SOD、CAT、POD和APX)活性和渗透调节物质(可溶性糖和可溶性蛋白)含量的响应规律,为气候变化背景下的竹林适应性管理提供理论支撑.结果表明:(1)短期(30 d)高浓度O3(92～106 nL-L-1)胁迫能刺激毛竹叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量显著提高,清除活性氧能力增强,并未出现细胞膜脂过氧化现象,即毛竹对短期高浓度O3具有较强的适应性;但长期(90 d)O3胁迫条件下,毛竹叶片抗氧化酶活性显著降低,叶片细胞膜脂过氧化程度加剧,膜结构破坏,发生严重的氧化伤害.(2)短期高浓度CO2(685～730 μmol·mol-1)处理总体上对毛竹叶片细胞膜脂过氧化和抗氧化酶系统活性影响并不明显;而长期高浓度CO2处理能一定程度上增强毛竹的抗氧化能力和渗透调节功能,减轻氧化损伤,体现了对毛竹的保护效应.(3)高浓度O3和CO2复合作用下,相对于单一高浓度O3胁迫,毛竹叶片能够维持较高的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,有效地调节活性氧产生与清除间的平衡,细胞膜脂过氧化程度变化不明显,说明高浓度CO2可在一定程度上缓解高浓度O3对毛竹所造成的生理伤害.     

密度对四季竹地上生物量分配格局及异速增长模式的制约性调节

为了给四季竹(Oligostachyum lubricum)高效培育的林分结构建立提供理论依据,对立竹胸径基本一致的4种立竹密度(24600 ～ 29800株·hm-2,D1;37500 ～ 42600株·hm-2,D2;46500 ～ 52800株·hm-2,D3;76500～ 85500株·hm-2,D4)四季竹纯林进行了1～3 a立竹地上生物量积累、分配与异速生长模式的研究.结果表明:四季竹立竹构件生物量分配比例秆＞叶＞枝.随着立竹年龄增大,不同密度的四季竹林立竹秆、枝、叶生物量和地上生物量及叶/枝、叶/秆、枝/秆构件生物量比总体上均呈增大趋势,且2 a、3 a立竹显著高于1 a立竹,枝、叶生物量分配比例呈升高趋势,而秆生物量分配比例呈下降趋势.随着立竹密度增大,1～3a立竹地上生物量、构件生物量总体上呈“∧”型变化,D1～D3密度时逐渐升高,D4密度时显著下降,各年龄立竹枝、叶生物量分配比例降低,而秆生物量比例增大,叶/枝、叶/秆、枝/秆生物量比总体上1 a立竹呈倒“N”型变化,2 a、3 a立竹呈下降趋势.叶-枝构件生物量符合近等速增长模式,异速生长指数随密度的增大而小幅度下降,叶-秆、枝-秆构件生物量符合简单异速增长模式,异速生长指数随密度的增大分别呈升高、先升高后降低的变化趋势.研究表明,当超出一定密度时(D2密度以上),四季竹立竹生物量分配更趋向于支撑构件(秆),以促进立竹纵向生长来获取更多的光资源;46500～ 52800株·hm-2是试验四季竹林立竹生物量高效积累和有效分配的密度.     

毛竹和四季竹对臭氧胁迫的耐受力差异

为了解竹子对大气O3浓度升高的生理响应规律及耐受O3胁迫能力的种间差异性,为气候变化背景下的竹林培育应对策略提供理论依据,运用开顶式同化箱(OTCs)开展了5个O3浓度梯度(过滤大气CF、环境大气NF、50、100和150 nl·L-1)对毛竹(Phyllostachys edulis)和四季竹(Oligostachyum lubricum)叶片光合色素、可溶性蛋白、脂质过氧化和抗氧化系统的影响研究.结果表明:处理90d后,随着O3浓度的升高,毛竹和四季竹叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)含量均呈下降趋势,但毛竹的降幅大于四季竹.MDA含量、POD活性呈升高趋势,毛竹的升幅大于四季竹.SOD活性毛竹呈下降趋势,而四季竹表现出先升高后降低的规律.可溶性蛋白含量毛竹和四季竹分别呈升高、降低趋势;与CF相比,低O3浓度处理(≤50 nl·L-l)并未对毛竹和四季竹造成明显伤害,而高O3浓度处理(≥100 nl·L-1)下毛竹和四季竹叶片光合色素含量和SOD活性极显著降低,MDA含量和POD活性极显著提高,导致毛竹和四季竹叶片光合色素合成受阻,叶片老化加快,膜脂过氧化程度加剧,膜结构和抗氧化系统功能遭到破坏;主成分分析表明,四季竹对O3胁迫的耐受能力明显强于毛竹.     

牡竹属三竹种的秆形质量与材性比较

对牡竹属(Dendrocalamus) 3个竹笋品质佳的竹种［勃氏甜龙竹(D. brandisii)、马来麻竹(D. asper)、花吊丝竹(D. minor var. amoenus)］的竹材形态质量及材性进行比较研究。结果表明:种间的立竹枝下高、相对全高的差异显著或极显著,勃氏甜龙竹相对枝下高最小,立竹胸径、全高、枝下高、尖削度值、壁厚率均为最大;竹秆含水率随立竹年龄增大而下降,3年生立竹的竹秆含水率为花吊丝竹>勃氏甜龙竹>马来麻竹,种间差异极显著;相对材积为勃氏甜龙竹(1771.35 cm³ cm^-1)>马来麻竹(1166.66 cm³ cm^-1)>花吊丝竹(659.78 cm³ cm^-1),种间差异极显著;竹材密度随立竹年龄增大而提高,3年立竹的竹材密度为花吊丝竹(0.914 g cm^-3)>勃氏甜龙竹(0.812 g cm^-3)>马来麻竹(0.749 g cm^-3),种间差异显著。因此,勃氏甜龙竹、马来麻竹可作为优良的笋材兼用竹种,而花吊丝竹宜作为笋用、观赏竹种推广应用。     

林地覆盖经营对雷竹叶片非结构性碳水化合物与氮、磷关系的影响

为揭示雷竹生理生态对林地覆盖经营的响应与适应机制,测定了不同覆盖经营年限(CK、1、3和6年)雷竹林1~3年生立竹叶片可溶性糖、淀粉、氮(N)和磷(P)含量,分析了覆盖经营对雷竹林叶片非结构性碳水化合物(NSC)与N、P含量及其化学计量关系的影响.结果表明： 覆盖经营1年雷竹林叶片NSC及可溶性糖含量较CK显著升高,N/P显著降低,N限制作用增强;覆盖经营3年雷竹林叶片可溶性糖含量较CK显著降低,淀粉含量显著升高,而NSC含量变化不明显,单位质量N、P的NSC含量最高;覆盖经营6年雷竹林叶片NSC、可溶性糖含量较CK显著降低,淀粉含量和N/P显著升高,P限制作用增强.短期覆盖(≤3年)经营雷竹林叶片NSC含量与N、P含量呈显著正相关,与N/P呈显著负相关;长期覆盖(6年)经营雷竹林叶片淀粉含量与N、P含量呈显著负相关,与N/P呈显著正相关.研究表明,短期覆盖(≤3年)经营雷竹林叶片N/P的降低可促使叶片淀粉分解和可溶性糖积累,明显增强雷竹生长活性,而长期覆盖(6年)经营雷竹林叶片N/P升高则促进叶片淀粉积累,雷竹生长由N限制转变为P限制,立竹生长活性明显降低,引起雷竹林退化.因此建议雷竹林连续覆盖经营不宜超过3年.      

臭氧浓度升高对毛竹叶片光合色素和抗性生理的影响

为了解毛竹对温室气体浓度升高的生理响应,探索竹子应对气候变化的经营策略,运用开顶式同化箱(OTCs)开展了5个O₃浓度梯度(过滤大气CF、环境大气NF、50nl·L^-1、100nl·L^-1、150nl·L^-1对毛竹(Phyllostachys edulis)叶片光合色素、可溶性蛋白、脂质过氧化和抗氧化系统的影响研究。结果表明:随O₃浓度升高,毛竹叶片Chl和Car含量呈下降趋势,可溶性蛋白、MDA和O₂^-含量呈升高趋势。与CF相比,100nl·L^-1和150nl·L^-1O₃,浓度处理毛竹叶片光合色素含量极显著降低,叶片可溶性蛋白、MDA和O₂^-含量极显著升高;随O₃浓度升高,SOD活性呈降低趋势,100nl·L^-1和150nl·L^-1O₃浓度处理较CF极显著下降。POD活性呈升高趋势,100nl·L^-1和150nl·L^-1O₃浓度处理较CF极显著提高;长时间高O₃浓度(100nl·L^-1及以上)胁迫条件下,会导致毛竹叶片光合色素降解或合成受阻,叶片老化加快,膜脂过氧化程度加剧,膜结构和抗氧化系统功能遭到破坏,影响毛竹的正常生长。     

CO2浓度升高对三种地被类观赏竹生理特性的影响

运用开顶式气室(OTCs)模拟大气CO₂浓度升高(500、700 μmol·mol^-1)情景,以环境背景大气为对照,研究CO₂浓度升高对3种地被类观赏竹(美丽箬竹、黄条金刚竹和白缟椎谷笹竹)叶片的膜脂过氧化和抗氧化系统的影响及其种间差异.结果表明: 试验进行103 d后,500 μmol·mol^-1CO₂浓度下,3种地被类观赏竹的叶片超氧阴离子含量、丙二醛(MDA)含量、相对电导率和可溶性糖含量总体上没有发生明显的变化,但叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性有一定程度的改变;700 μmol·mol^-1 CO₂浓度下,3个竹种的叶片MDA含量和相对电导率没有发生明显变化,但对叶片超氧阴离子含量、可溶性糖含量和SOD、POD、CAT、APX活性的影响较为明显.不同竹种对CO₂浓度升高环境的适应能力为美丽箬竹＞黄条金刚竹＞白缟椎谷笹竹.     

高浓度CO2和O3对四季竹叶片膜脂过氧化及抗氧化系统的影响

以2年生四季竹为试材,利用开顶式气室(OTCs)熏蒸法模拟大气CO2和O3浓度升高情景,研究了高浓度CO2(700 μmol·mol-1)和高浓度O3(100 nmol·mol-1)及其复合作用对四季竹叶片膜脂过氧化、抗氧化酶及渗透调节物质的影响.结果表明:高浓度O3处理30 d,四季竹叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量提高,清除活性氧能力增强,并未出现明显的膜脂过氧化,四季竹能耐受短期的O3胁迫.高浓度O3处理90 d,四季竹叶片抗氧化酶活性显著降低,膜脂过氧化程度加剧,膜结构破坏,发生严重的氧化损伤;高浓度CO2处理30 d,四季竹叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量提高,能维持活性氧平衡,存在一定的生理适应期.而高浓度CO2处理90 d,四季竹叶片抗氧化酶活性和活性氧含量降低,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高,有利于四季竹生长;高浓度O3和CO2复合作用下,相对于单因素高浓度O3处理,四季竹叶片能够维持较高的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,有效地调节活性氧产生与清除的平衡,膜脂过氧化不明显,说明高浓度CO2一定程度上可缓解高浓度O3对四季竹所造成的生理伤害.     

气候变化对华北冬小麦生育期和灌溉需水量的影响

利用华北4个气象站点1981—2010年冬小麦的生育期数据和气象资料,研究了华北平原典型区域冬小麦在气候变化条件下的生育期及各生育阶段灌溉需水量。结果表明:(1)过去30a来,华北地区冬小麦播种期和出苗期均有推迟趋势,且高纬度站点的变化趋势明显,其他生育期则呈提前趋势,而冬小麦全生育期表现为缩短;(2)华北冬小麦灌溉需水量在空间上从北到南、自东向西逐渐递减趋势;在时间上,东西部地区灌溉需水量变化趋势相反,东部地区呈逐渐增加趋势,而西部地区呈减小趋势;(3)冬小麦生育阶段的灌溉需水量变化不相同,播种—出苗、拔节—抽穗和抽穗—乳熟期灌溉需水量表现为减少趋势,而出苗—拔节和乳熟—成熟期则表现为增加趋势。就冬小麦整个生育期而言,华北西部地区灌溉需水量(北京密云站和石家庄栾城站)有减少趋势,分别减少6.72mm/10a和8.3mm/10a;而华北东部地区(天津宝坻站和邢台南宫站)的趋势正好相反,分别增加2.6mm/10a和7.08mm/10a。6个生育阶段灌溉需水量的年际波动程度依次为:播种—出苗期乳熟—成熟期抽穗—乳熟期拔节—抽穗期出苗—拔节期播种—成熟期;(4)气象要素对灌溉需水量的影响较复杂,其中灌溉需水量同有效降水量、相对湿度呈负相关,且相关关系极显著,与生育期长度存在微负相关关系,与日照时数、平均温度和风速呈显著正相关。同时,影响各生育阶段灌溉需水量的气象要素也存在差异,主要包括有效降水量、相对湿度和风速等。