模拟降水减少对帽儿山地区兴安落叶松径向生长的影响

以2004年在小兴安岭帽儿山地区栽植的兴安落叶松(Larix gmelinii)为研究对象,在2012年,经过100%减雨、50%减雨、冬季除雪和对照4种处理,在控雨的前期(6月)和后期(8月)用微生长锥取样利用石蜡切片方法测量扩大细胞的径向长度和数量。在10月末用生长锥取样,打磨后测量成熟管胞的径向长度和数量,进而分析降水减少对兴安落叶松径向生长的影响。结果表明:在帽儿山地区,生长季温度与兴安落叶松径向生长显著正相关,降水在生长季后期为负相关。大树芯成熟管胞测定表明,3块样地综合而言,除雪组成熟管胞数量最多,其次是对照组,50%减雨组和100%减雨组成熟管胞数量最少;管胞径向长度在各个处理组之间差异不显著。但是,在3块样地中,成熟管胞数量和径向长度在相同处理间测定结果有差别,样地1的100%减雨组、50%减雨组、除雪组和对照组中成熟管胞数量随土壤湿度增加而增加,径向管胞长度差异不明显;样地2的除雪组中成熟管胞径向长度显著小于其他3个实验组,而50%减雨组、100%减雨组和对照组的成熟管胞径向长度和数量均差异不显著;样地3中4个实验组的成熟管胞数量均差异不显著,成熟管胞径向长度100%减雨组略小于其他3个实验组,这与样地3遮阴较大、土壤湿度较高有关。石蜡切片的形成层扩大细胞分析表明:在减雨处理的初期(6月份),样地3在扩大细胞的数量上,随着不同处理间土壤湿度的减小而减少。在减雨处理的后期(8月份),样地1扩大细胞的数量随着不同处理间土壤湿度的减小而减少。研究结果表明降水减少会对兴安落叶松径向生长产生影响,其影响程度取决于微环境条件的差异,且不同时期降水减少的影响也有差异。     

张广才岭北部三大硬阔树木生长-气候关系的时空变异

树木年轮在时空尺度上的比较可以更好地反映环境变化对树木生长的影响,在认识气候变化对森林生态系统的影响上具有重要意义。采用树木年代学方法分析了张广才岭北部地区阔叶红松林中主要阔叶树种-水曲柳(Fraxinus mandshurica)、黄菠萝(Phellodendron amurense)和胡桃楸(Juglans mandshurica)径向生长与气候关系的时空变异。结果表明,在同一地点树种间气候响应差异明显,胡桃楸受降水和最低温度共同作用,而黄菠萝和水曲柳则主要受最低温度限制,这表明树木生长与气候因子的关系具有一定的物种特异性。随着温度和降水格局的改变,三大硬阔年轮与气候关系在空间水平上存在差异,方正和西大圈样点的胡桃楸与6—8月最低温度呈显著正相关(P0.05),而凤凰山样点与5、6月最低温度和降水呈正相关(P0.05);黄菠萝和水曲柳径向生长随着降水空间格局的变化,其生长季末期相关性程度逐渐减弱。1980年后张广才岭北部出现气温显著升高,在升温前三大硬阔的生长趋势相对一致,而在升温后黄菠萝和水曲柳树轮宽度随温度升高呈上升趋势,但胡桃楸却出现随温度升高而生长下降的"分异现象"。如果未来增温趋势持续发生或者加重,可以推断在张广才岭北部胡桃楸可能受干旱胁迫加剧,其可能出现生长衰退,但增温可能更有利于黄菠萝和水曲柳的生长。     

基于最大熵模型的中药材木贼麻黄潜在适生区

木贼麻黄(Ephedra equisetina)具有重要的药用和经济价值,在水土保持、生态平衡、荒漠化防治等方面也发挥重要作用,被列为国家二级保护植物。全球气候变化和人类活动严重威胁到木贼麻黄资源保护与利用,因而预测其潜在适生区空间变化具有重要意义。基于最大熵(MaxEnt)模型和ArcGIS软件,结合201条木贼麻黄在中国的有效分布记录和21个环境变量,预测在自然环境影响及人类活动干扰下中药材木贼麻黄适生区分布,并将木贼麻黄高适生区与土地利用类型进行叠加分析。结果表明:(1)模型添加人类活动因子后曲线下面积(AUC)值由0.919升至0.948,预测结果精度提高,而添加人类活动因子使木贼麻黄适生区面积严重减少,部分适生区等级退化,其分布愈破碎化稀疏零散;(2)木贼麻黄适生区多集中分布于新疆、甘肃、宁夏、陕西和山西地区,未来时期两种情景下木贼麻黄适生区都出现不同程度的扩张,RCP2.6-2050年相对当前时期高适生区面积增加最多;(3)参与建模的环境因子中贡献度较高的酸碱度(pH)、海拔(Altitude)和年平均温度(Bio1)对木贼麻黄地理分布有关键影响;(4)未来时期下木贼麻黄高适生区的几何质心出现不同程度向东迁移的现象,多分布于甘肃省境内;(5)木贼麻黄高适生区部分土地已经被开发利用,剩余未利用的土地分布于新疆、甘肃、内蒙古和宁夏地区,可在这些地区因地制宜发展木贼麻黄种植业。为木贼麻黄的就地、迁地保护、优先保护区以及人工种植选地提供理论依据,这对木贼麻黄资源保护与利用具有重要的现实意义。