不同光照强度对兴安落叶松几种主要防御蛋白活力的影响

林木组成抗性对抵御害虫危害发挥着重要作用。为了研究环境因子对其组成抗虫性的影响,以兴安落叶松幼苗为试验材料,通过搭建遮阳棚设置3个光照强度(自然光照作为对照、50%和25%自然光照强度),模拟森林幼苗生长的林缘、林窗和林下3种不同的光环境,分析不同光照强度对其针叶内与植物抗虫性有关的几种主要防御蛋白活力的影响。研究结果表明,不同光照强度对针叶内主要防御蛋白活力有显著影响(P<0.05)。50%和25%光照强度下,POD、SOD、PAL、PPO和CI的活性显著高于自然光照下的(P<0.05),POD和CI的活性在50%光照强度下最高,SOD、PAL和PPO的活性在25%光照强度下最高;自然光照条件下CAT的活性显著高于50%和25%光照强度下的(P<0.05);遮荫处理对TI的活性有显著影响(P<0.05),但在不同月份中波动较大,规律性不明显。相同的光照强度条件下,主要防御蛋白活力在3个月中也有显著变化(P<0.05)。7月和8月份保护性酶POD和CAT的活性显著高于6月(P<0.05);防御性酶PAL、PPO以及蛋白酶抑制剂CI的活性在6月份最高。综合以上研究结果,光照可影响兴安落叶松针叶中几种主要防御蛋白活力,这也说明在较荫蔽的光照环境下,兴安落叶松有较强的抗性。其中SOD、CAT、PAL、PPO和POD是植物次生物质生成过程中的关键酶,其活性的改变在一定程度上表征着植物防御体系在变化。研究环境因子与植物防御之间的关系具有重要的理论和实际应用价值。     

基于CENTURY模型模拟火烧对大兴安岭兴安落叶松林碳动态的影响

火作为森林生态系统重要的自然干扰因子之一,对森林的碳动态有着不可忽视的影响.本研究使用CENTURY模型模拟了大兴安岭呼中林区兴安落叶松林的碳收支对不同强度火烧的响应.结果表明:在不同强度火烧后,土壤总碳库呈先升后降再逐渐恢复的变化趋势,而林分生物碳库则先降后升,其中,林分细小组分碳库的恢复速度明显快于大组分,各碳库的波动程度随火烧强度的增大而增大.森林植被的净初级生产力(NPP)和土壤异养呼吸在火后均先降后升,但NPP的恢复快于土壤异养呼吸,二者的动态变化改变了林分的碳源/汇作用.轻微火烧后,兴安落叶松林仍表现为弱碳汇,并很快恢复到火前水平;其他强度的火烧使兴安落叶松林在短期内(9～12年)表现为碳源,随后逐渐转为碳汇.较低强度的林火不仅可以促进落叶松林的更新、减少死可燃物,也不会对林分的碳汇功能造成太大影响;高强度的严重林火对土壤和林木碳库造成严重损失,延缓森林的恢复,并可使林分表现为较长时间的碳源.     

Estimation of fine root production, mortality and turnover with Minirhizotron in Larix gmelinii and Fraxinus mandshurica plantations

Fine root turnover is a major pathway for car-bon and nutrient cycling in forest ecosystems. However, to estimate fine root turnover, it is important to first understand the fine root dynamic processes associated with soil resource availability and climate factors. The objectives of this study were: (1) to examine patterns of fine root production and mortality in different seasons and soil depths in the Larix gmelinii and Fraxinus man-dshurica plantations, (2) to analyze the correlation of fine root production and mortality with environmental factors such as air temperature, precipitation, soil temperature and available nitrogen, and (3) to estimate fine root turn-over. We installed 36 Minirhizotron tubes in six mono-specific plots of each species in September 2003 in the Mao'ershan Experimental Forest Station. Minirhizotron sampling was conducted every two weeks from April 2004 to April 2005. We calculated the average fine root length, annual fine root length production and mortality using image data of Minirhizotrons, and estimated fine root turnover using three approaches. Results show that the average growth rate and mortality rate in L. melinii were markedly smaller than in F. mandshurica, and were high-est in the surface soil and lowest at the bottom among all the four soil layers. The annual fine root production and mortality in F. mandshurica were significantly higher than in L. gmelinii. The fine root production in spring and summer accounted for 41.7% and 39.7% of the total annual production in F. mandshurica and 24.0% and 51.2% in L. gmelinii. The majority of fine root mortality occurred in spring and summer for F. mandshurica and in summer and autumn for L. gmelinii. The turnover rate was 3.1 a-1 for L. gmelinii and 2.7 a-1 for F. mandshurica. Multiple regression analysis indicates that climate and soil resource factors together could explain 80% of the varia-tions of the fine root seasonal growth and 95% of the seasonal mortality. In conclusion, fine root production and mortality in L. gmelinii and F. mandshurica have dif-ferent patterns in different seasons and at different soil depths. Air temperature, precipitation, soil temperature and soil available nitrogen integratively control the dynamics of fine root production, mortality and turnover in both species.     

芦芽山华北落叶松林不同龄级立木的点格局分析

华北落叶松林是芦芽山自然保护区的重要林型。对其建群种华北落叶松不同龄级个体的分布格局及其相互关系进行了研究。植物种群在群落中的分布格局与空间尺度有着密切关系,这里采用能够分析各种尺度下格局的分析方法——点格局分析法,其是以种群个体空间分布的坐标点图为基础。结果表明,芦芽山华北落叶松不同龄级密度差异较大,高龄级密度较大;目前华北落叶松是稳定型种群,但从长远看．,仍需人工协助更新;华北落叶松5个龄级集群分布特征比较明显,且随着龄级的增加,集群特征有更明显的趋势;各个龄级个体之间在各种尺度下都有比较显著的正关联,3～5龄级个体关联更为显著;点格局分析法能够分析各种尺度下的种群格局和种间关系,所描述的结果更符合实际,尤其是对群落结构的描述。     

太白红杉种群结构与环境的关系

对太白山不同生境出现的 5种太白红杉种群的高度、径级和生物量结构进行了较为系统的对比研究。结果表明 :(1)不同生境的太白红杉种群 ,生长发育明显不同。但经年龄拟合和方差分析证明 ,该地区不同太白红杉种群在演替上应属同时发生 (P<0 .0 5 )。 (2 )不同太白红杉各种群在高度和胸径上有极显著差异 (P<0 .0 1) ,生长于中海拔地域的太白红杉种群平均高和胸径显著高于低海拔和森林线地带的种群 ;随着海拔升高 ,种群生物量结构中根系所占比例呈现高→低→高的趋势 ;主干和枝叶呈现低→高→低的趋势。(3)对种群表现结构形成有重要影响的 10个环境因子的主成分分析表明 ,乔木层郁闭度、土壤厚度、土壤p H、土壤含水率、年平均降雨量、人为干扰是影响种群结构形成的最重要因素。 (4)对太白红杉种群应以就地保护为主 ,低海拔地区的群落应适当间伐乔木层非目的树种 ,中高海拔地区应以保护原有生境为主 ,适当间伐灌木层树种 ,为太白红杉更新创造良好条件。     

太白红杉顶芽与分枝格局的适应性分析

野外调查发现太白红杉 (L arix chinensis)枝条顶芽死亡比例较高 ,顶芽死亡对分枝格局产生较大影响 ,可形成 3种分枝类型 : 型、 型和 型。对 3种分枝类型枝条的芽数量、计盒维数以及植冠不同部位的分枝类型比例、顶芽死亡比例、主侧枝平均枝长和主侧枝总数量分别进行了统计分析。结果显示 ,芽数量 : 型 (115 .3) < 型 (15 4 .8) < 型 (2 0 9.9) ;计盒维数 : 型(1.30 5 ) < 型 (1.4 0 0 ) < 型 (1.5 37) ;顶芽死亡比例由树冠上层至下层逐渐提高 ,而冠层东南西北 4个方向的顶芽死亡比例无显著差异 ;主侧枝平均枝长由树冠上层至下层逐渐增加 ,而主侧枝总数量则逐渐降低 ;由于风、光照、坡度和坡向的影响 ,冠层4个方向间的主侧枝平均枝长和总数量均存在显著差异 ; 型分枝使植冠半径扩大 , 型分枝快速扩展植冠的横向空间 , 型分枝在扩展空间的基础上并实现对空间的有效占据。研究表明太白红杉枝条中一定比例的顶芽死亡增加了分枝形态的多样性 ,表现出顶芽和分枝格局的环境适应性 ,有利于提高树冠的空间占据能力     

太白红杉种群邻体范围与邻体竞争强度的研究

采用逐步扩大范围的方法探讨了不同径级基株所受的邻体竞争强度 平均竞争强度和总竞争强度 与影响范围的关系 ,结果发现 : 1 邻体的平均竞争强度随影响范围的增加而降低 ,在一定的范围内下降较快 ,而超出该范围后下降的幅度变小 ,可以此为依据来确定邻体范围 ; 2 不同径级的基株 ,邻体范围有一定的差异 ; 3 邻体总的竞争强度和影响范围的关系服从对数函数关系 CI=Aln C+B .结果表明采用逐步扩大范围的方法能有效地确定邻体范围 ,提出了确定邻体范围的新方法     

太白红杉生殖年龄及其影响因素分析

研究了太白红杉的平均生殖年龄、最高生殖年龄和最小生殖年龄以及与环境之间的关系。结果表明太白红杉的平均生殖年龄为78．59a,最小生殖年龄为26a,最大生殖年龄为208a;其中南坡太白山最小生殖年龄26a、最高生殖年龄153a、平均生殖年龄72．97a;北坡最小生殖年龄29a、最高生殖年龄208a、平均生殖年龄92a。海拔和年降水与平均生殖年龄呈正相关,坡度与最高生殖年龄呈正相关,最高生殖年龄与最小生殖年龄呈正相关,表明提早生殖会减少太白红杉的生殖寿命。     

濒危植物太白红杉种群年龄结构及其时间序列预测分析

为了阐明太白红杉(Larix potaninii var.chinensis)种群的年龄结构和未来发展趋势,合理保护现有资源,在太白山地区调查了 29个样地(10 m×10m),对处于不同生境的 5个种群的年龄结构、静态生命表和时间序列预测进行了分析。种群年龄结构分析表明,各种群个体数量主要集中于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ龄级(个体数量比重占68.64％),幼、老龄个体数量较少。受所处生境条件影响,不同种群年龄结构特点不同:海拔较低的种群(B)由于水热条件适宜,林内有林窗出现,幼龄级个体数相对丰富;而其他种群由于幼龄个体严重缺乏,衰退趋势明显。太白红杉不同种群生命表和存活曲线的分析表明,尽管所处的生境差异较大,但存活曲线基本属于Deevey Ⅲ型,种群偏离典型存活曲线的程度与幼苗缺乏程度有关,一般V-Ⅸ龄级死亡率较高。时间序列分析表明,在未来20、60、100和200年中,各太白红杉种群均会呈现老龄级株数先增加后减少的趋势,种群稳定性维持困难。太白红杉种群年龄结构和动态趋势与银杉(Cathaya argyrophylla)等其他濒危植物比较,导致种群衰退的原因相似:在郁闭的林下种子萌芽和幼苗生长困难。应该利用太白红杉喜光、耐旱和中老年个体产种量丰富的特性,对现有太白红杉林分实行就地保护,合理抚育管理。低海拔地区,应适当间伐非目的树种     

菌丝桥在日本落叶松幼苗间磷传递和植株生长中的作用

 应用四室隔网系统研究了菌丝桥在日本落叶松(Larix kaempferi)幼苗间传递磷的作用。结果表明,供体接种卷缘桩菇(Paxillus involutus)和彩色豆马勃（Pisolithus tinctorius）后,其外延菌丝可以穿过隔离层侵染受体落叶松,在供体和受体落叶松间形成了菌丝桥。供体植株接种菌根真菌后生物量明显增加,但是对受体植株没有显著的影响。菌根真菌侵染的供体和受体植株的根、地上部吸磷量均分别显著高于对照,而且供体植株根、地上部吸磷量增加的程度明显高于受体。被卷缘桩菇和彩色豆马勃侵染的受体植株体内32P的放射性强度分别是对照的10倍和6倍,两者形成菌丝桥后传递到受体植株的32P分别为供体植株体内32P的1.10%和0.22%。供体植株吸收的32P可以通过菌丝桥传递给受体,但是绝对数量十分有限,对受体植株磷营养没有产生显著的影响,但P. involutus和P. tinctorius侵染受体植株后,促进了受体落叶松对磷的吸收,这是菌丝桥形成后,真菌帮助受体植株吸收磷引起的。