四季竹对不同浓度NaCl胁迫的生理响应

以夏秋季优良笋用竹种四季竹盆栽苗为材料,研究了土壤中1‰~6‰浓度NaCl(干重)处理对四季竹叶片脱落率、离子渗漏率、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量的变化特征,以探讨四季竹的抗盐机理。结果表明:(1)随NaCl浓度的增大和处理时间的延长,四季竹叶片脱落率逐渐增加;四季竹在1‰~2‰NaCl浓度下的土壤中生长良好,在3‰~5‰浓度下随处理浓度的增大伤害逐渐加重,但这种伤害是可逆的,6‰是四季竹的半致死盐浓度。(2)叶片离子渗漏率随NaCl浓度的增大而显著增大,在6‰浓度处理下随处理时间的延长近直线升高,在3‰~5‰浓度下先升高后降低,而在1‰~2‰浓度处理下变化平缓且与同期对照无显著差异;叶片MDA含量随NaCl浓度的增大而增加,随处理时间的延长先增加后降低。(3)四季竹叶片SOD和POD活性在胁迫3~15 d均出现先下降后上升的过程,其有一定的锻炼适应性;叶片脯氨酸含量随NaCl处理浓度的增大而增加,其随处理时间的延长在1‰~2‰浓度处理下变化平缓,在3‰~6‰浓度处理下显著增加后减小;各浓度处理的可溶性蛋白含量随处理时间的延长先增加后减小,但均高于对照。研究发现,四季竹是较耐盐竹种,其可以通过调控自身保护酶活性和渗透调节物质含量来有效缓解盐胁迫伤害,从而表现出一定的耐盐能力。     

土壤氮磷对四季竹叶片氮磷化学计量特征和叶绿素含量的影响

植物器官化学计量特征可以把环境和器官功能性状联系起来, 从而为探索环境作用于植物器官功能的内在机制及器官功能的调控提供可能。通过土壤氮(N)、磷(P)添加设置土壤不同全N和全P浓度的盆栽实验, 分析了土壤和四季竹(Oligostachyum lubricum)叶片N、P化学计量特征及叶片叶绿素含量间的关系。实验设置的土壤不同全N和全P浓度包括对照(全N: 421.76 mg·kg^-1, 全P: 37.35 mg·kg^-1, 1N1P)、全N和全P浓度分别是对照相应浓度的2倍和2倍(2N2P)、2倍和3倍(2N3P)、2倍和4倍(2N4P)、3倍和2倍(3N2P)、3倍和3倍(3N3P)、3倍和4倍(3N4P)、4倍和2倍(4N2P)、4倍和3倍(4N3P)、4倍和4倍(4N4P)共10个处理。结果表明: 土壤N含量分别与叶片N含量和叶片N : P呈极显著正相关, 而土壤P含量与叶片P含量及叶片N : P均无显著性相关。叶片N : P随土壤N : P的增大而增大, 但其增加速率小于土壤N : P的增加速率。相同土壤N : P (11.29)条件下, 生长在2N2P处理和3N3P处理土壤中的立竹叶片N : P无显著差异, 但均显著高于对照(1N1P)并显著低于4N4P处理。土壤不同全N浓度对叶片N : P的影响与相应浓度N和P处理对叶片N : P的影响具有相同的规律。叶片N : P是影响叶片叶绿素含量的主要因素。分析发现: 土壤全N较土壤全P对四季竹叶片N、P化学计量特征具有更大的影响, 并且在土壤全N供应充足时四季竹叶片存在对N的奢侈吸收。N、P添加前土壤N是影响四季竹生长的主要限制元素。     

盐胁迫对四季竹细胞膜透性和矿质离子吸收、运输和分配的影响

采用盆栽控制试验,研究了土壤不同NaCl浓度(0(CK)、1‰、2‰、3‰、4‰、5‰和6‰)处理45 d对四季竹叶片脱落率和细胞膜透性以及立竹器官K+、Na+、Ca2+和Cl-等矿质离子的吸收、运输和分配的影响.结果表明,1‰～2‰NaCl处理对四季竹叶片脱落率和离子渗漏率无显著影响,3‰～6‰ NaCl处理显著提高了叶片脱落率和离子渗漏率,四季竹的盐胁迫伤害随土壤盐浓度的增大而加剧.随着Na+、Cl-在四季竹立竹各器官中的显著增加,竹根、竹秆、竹枝K+含量逐渐下降,Ca2+含量变化较小,并且K+、Ca2+在竹根、竹秆中的向上选择性运输能力逐渐减弱.由于竹叶在低浓度(1‰～2‰)和高浓度(3‰～6‰)盐胁迫下分别对Ca2+和K+具有较高的选择性吸收能力,随盐浓度的增大,竹叶K+含量迅速升高,Ca2+含量先升高后下降,这对维持竹叶的营养平衡和正常生长具有重要意义.3‰～6‰NaCl处理时,Na+、Cl-在竹叶中的浓度显著高于立竹其他器官,不仅降低了竹叶的渗透势,有利于水分的向上运输,而且四季竹还可以通过叶片脱落的方式降低体内的盐分含量,减轻盐离子毒害.     

尾巨桉液流特征分析

目前尾巨桉( Eucalyptus urophylla × E. grandis)在南部大面积种植,尤其是在广西,其水分利用效率对森林可持续发展和水资源管理的影响越来越受到关注,因此了解其水分利用特征具有一定的意义。该文通过Granier热扩散探针法(TDP)对广西黄冕国有林场4~5年生尾巨桉人工林液流密度(SFD)的年变化规律、不同个体变化及其与环境因子的关系进行了研究。结果表明：尾巨桉年平均日液流密度为830.1 L.m-2.d-1;从尾巨桉日液流密度的年变化来看,最大值不超过2000 L.m-2.d-1,与相似研究比较,该研究得到的结果偏低。不同直径尾巨桉SFD具有相似的变化趋势,胸径相近其液流密度也大致相同,但胸径相差很大时,其液流密度相差也大,相差最大可达1300 L.m-2.d-1,这主要与不同生长状况的植物根系从土壤吸收水分能力不同有关。相关研究表明光合有效辐射和水汽压亏缺是树木冠层蒸腾的主要动力,该研究也发现树干液流密度与水汽压亏缺( VPD)、光合有效辐射( PAR)在年变化上有很好的同步性,主要表现出夏秋季节较高、春冬季节较低的现象。 SFD与PAR的关系比较显著,与VPD、空气温度( AT)、土壤温度( ST)有一定的关系,但与空气相对湿度( RH)和土壤湿度( SM)没有呈现规律。环境因子和植物生物学特征是树干液流密度主要的影响因素,进一步探讨尾巨桉如何响应这些因子的变化显得尤为重要。     

四季竹立竹表型可塑性的林分密度效应

为了给优良的观赏和夏秋笋用竹种四季竹的丰产林分密度建立提供理论依据,开展了四季竹纯林4种林分密度(17500～27500株·hm-2,D1;37500～42500株·hm-2,D2;55000～62500株·hm-2,D3;72500～82500株·hm-2,D4)的分株构件因子调查,并对立竹主要形态特征因子进行了主成分分析。结果表明:随着林分密度的增大,四季竹立竹胸径和相同胸径下的节间长分别呈"∧"和"∨"形变化,极值分别出现在D3和D2密度。相同胸径下的立竹冠幅和枝盘数均呈"∨"形变化,并且最小值都出现在D2密度;立竹枝长和残枝率均呈倒"N"形变化,枝长最大值和残枝率的最小值均出现在D3密度。林分叶面积指数呈"∧"形变化,最大值出现在D3密度;立竹单叶面积与林分密度呈显著正相关。相同胸径下的立竹全高、胸高壁厚、枝下高和枝夹角、单叶质量、比叶面积在不同林分密度间无显著差异。经主成分分析,立竹表型形态与秆形构件关系最为密切,其次为枝条构件,最后是叶片构件。经通径分析,各林分密度立竹表型综合得分大小顺序为:D3D4D2D1。在试验林立竹胸径条件下,D3是四季竹无性系生理整合成本和效益的密度阀值,是分株形态良好建成的适宜林分密度。     

十万大山地区典型次生阔叶林土壤微生物数量及酶活性的季节动态

为了评价广西十万大山南麓次生阔叶林土壤质量的变化,该研究以广西十万大山南麓典型季雨林中的次生阔叶林土壤为对象,采用实地调查与实验分析相结合的方法,对其土壤微生物数量和土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶的季节动态规律进行研究。结果表明:土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶在垂直分布上均表现为0~10 cm土层高于10~20、20~30 cm土层,差异显著(P0.05);随季节性水热状况的变化,各种土壤酶活性有明显的季节性变化,其中0~10、10~20和20~30 cm土层中过氧化氢酶活性呈双峰模式,高峰出现在春季和秋季;土壤脲酶、酸性磷酸酶活性均呈单峰模式,高峰均出现在夏季;而蔗糖酶活性呈现秋季夏季春季冬季趋势。土壤细菌、放线菌和真菌含量均随着土壤深度的增加而减小,差异显著(P0.05);细菌、放线菌和真菌数量的季节变化大小顺序呈夏季秋季春季冬季的变化趋势。相对于旱季,在十万大山南麓地区,典型次生阔叶林土壤微生物数量及酶活性季节性变化对高温多降水的雨季响应更明显。     

液流径向变化对尾巨桉单株日蒸腾量估算的影响

采用Granier热扩散方法(TDP)测定了尾巨桉2个径向深度(0～2和2～4 cm)的液流速率,探讨液流径向变化对树木蒸腾估算产生的影响、不同个体大小的估算误差以及估算误差与光合有效辐射(PAR)和水汽压亏缺(VPD)的关系.结果表明: 尾巨桉的日蒸腾量在单点径向深度0～2 cm条件下估算值最大,两点综合估算值次之,单点径向深度2～4 cm最小,单点径向0～2 cm和径向2～4 cm所得的日蒸腾量分别较两点综合估算值高估了32.9%和低估了58.7%;用单点径向0～2 cm估算蒸腾量时所产生的误差随胸径的递减而减少,胸径为17.7、12.9和9.8 cm的树木产生的估算误差分别为51.7%、33.0%、18.0%,而单点径向2～4 cm所产生的估算误差则没有明显的径级差异;PAR和VPD都与单点径向0～2 cm估算误差有较好的正相关性,相比较VPD而言,PAR与单点径向0～2 cm估算误差的相关性更好.相比传统的仅用单一深度液流速率估算单株蒸腾耗水量的方法,两点估算方法一定程度上提高了日蒸腾量计算的精度,为尾巨桉人工林森林耗水量估算提供了可靠依据.     

四季竹对大气臭氧胁迫的光合生理响应

为了给全球变化背景下的竹林经营应对策略提供理论依据,运用开顶式同化箱(OTCs)模拟4个大气O₃浓度,分别为环境背景大气(40～45 nl·L^-1)、降低1/2(22～25 nl·L^-1)、倍增1倍(92～106 nl·L^-1)和倍增2倍(142～160 nl·L^-1),研究分析四季竹(Oligostachyum lubricum(Wen) King f)对大气O₃胁迫的光合生理响应规律.结果表明:随着大气O₃浓度的升高,四季竹叶片光合色素含量呈降低趋势,倍增1倍处理的大气O₃浓度是显著变化的节点;大气O₃浓度变化对四季竹Pn日变化影响复杂,环境背景大气、倍增2倍处理呈"单峰"曲线,而降低1/2、倍增1倍处理呈"双峰"曲线.对Tr日变化无明显影响,各处理均呈"单峰"曲线;大气O₃浓度较环境背景大气升高或降低,四季竹的光合生理响应都表现为伤害效应.当大气O₃浓度倍增1倍及以上,对四季竹会造成严重的伤害,表现为叶片光合色素降解或合成受阻,水分利用效率降低,光合作用能力明显下降.大气O₃胁迫对四季竹光合作用的影响表现为非气孔因素限制.     

桂北岩溶区与非岩溶区植物叶片含水率高光谱反演

叶片水分状况是反映植被生理状况的重要指标,构建高普适性的植物叶片含水率高光谱反演模型对准确评价岩溶和非岩溶植被生态功能具有重要意义。该文以我国西南典型区域内岩溶区与非岩溶区共17种植物694个样品为研究对象,同步测量叶片含水率和反射光谱,采用单波段、差值型、比值型、归一化型等四类光谱指数模型,对反射光谱及一阶导数光谱进行全波段搜索分析。结果表明:光谱指数D2048-D1733的建模与验证结果均最好,为岩溶植物叶片含水率的最佳估计光谱指数;对于非岩溶植物,光谱指数D_(2356)/D_(1885)和(D_(2356)-D_(1885))/(D_(2356)+D_(1885))建模与验证结果均相差很小,均可作为叶片含水率最佳估计模型。该研究结果还表明叶片绒毛对岩溶植物叶片含水率反演光谱指数构建影响不大。总体上,新构建的最优光谱指数对岩溶区与非岩溶区植物叶片含水率的拟合效果优于传统指数,具有较好的普适性,可为精准评估桂北地区植被水分状态提供科学依据。     

四季竹生态自适应的立竹秆形结构特征

植株结构是植物对环境响应的基础,是植物生态自适应的机制之一。为探究四季竹的生态自适应性,对四季竹立竹秆形结构因子进行了调查和分析。结果表明:四季竹立竹胸径与立竹全高、立竹枝下高、立竹胸高壁厚,立竹全高与立竹胸高壁厚、立竹枝下高均呈极显著正相关,立竹节间长与立竹全高呈显著正相关,其它结构因子间相关性不显著。立竹全高、立竹枝下高与立竹胸径间均具有极显著的二次函数关系,分别为TH=-171.849+69.96D-0.194D2和BH=47.306+7.433D-0.115D2,立竹胸高壁厚与立竹胸径呈极显著的线性函数关系,WT=-0.1447+0.2453D。在试验四季竹林中立竹相对全高、相对枝下高和相对胸高壁厚的平均值均比较稳定,分别为30.27、9.36和0.24。立竹秆形结构特征在一定程度上可以解释四季竹的生态自适应性。