泌桐高速公路生态护坡不同草灌混播10a后的植被群落特征

稳定的边坡群落是公路边坡生态防护的目标,为探究高速公路生态护坡工程10 a演替后群落特征,该研究以泌桐高速公路为依托,布设自然恢复、单一狗牙根播种和5个不同播种密度的草灌混播生态防护措施,分析不同恢复方式对边坡群落组成、生活型和物种多样性的影响。结果表明:(1)调查样方内共有52种植物,分属于17科49属。禾本科、菊科和豆科植物共26属29种,占种总数的55.77%,表明这三大科植物在边坡群落演替过程中起着重要作用。(2) 10 a演替后不同恢复方式下群落中多年生植物比例高于一年生草本植物。(3)在草灌混播样地中,群落物种多样性指数随着播种密度的增加呈先增加后降低的单峰变化趋势,在播种密度为每平方米500株时达到最大。(4)草灌混播的生态恢复效果优于纯草本种植和自然恢复方式。(5)播种密度对草灌混播群落类型,地上生物量和物种多样性指数没有显著影响。从植物的生长效果及成本方面考虑,初播密度每平方米为500~600株的草灌混播可构建较为稳定的边坡植物群落,实现最佳的边坡恢复效果,可应用于类似区域边坡生态恢复工程。     

栓皮栎根系解剖结构、水力特性及碳、氮含量研究

为阐明栓皮栎根系随径级的变化规律,探究其细根的合理划分标准。以1年生栓皮栎幼苗为研究对象,将其根系分为1、1～2、2～3、3～4 mm四个径级,分别制作石蜡切片观察解剖结构,比较木质部水力特性,测定碳氮含量及其比值,并采用主成分法对根系进行分类。结果表明:(1)随着径级增加,栓皮栎根系周皮、韧皮部和形成层组织厚度增加而占径比降低,木质部直径及其占径比均增加。(2)直径2 mm以上的栓皮栎根系木质部平均最大和最小导管直径、根比导水率和栓塞脆弱性指数增加显著; 而导管密度显著下降,导管面积与木质部面积之比变化不显著。(3)直径2 mm以上栓皮栎根系碳含量表现出显著增加,随着径级增加,根系氮含量下降、碳氮比升高。(4)主成分分析表明,13项根系结构和元素含量指标降维后,前2个主分量方差贡献率达62%,PCA双序轴显示栓皮栎根系可划分为2 mm以下的吸收根群和2 mm以上的运输根群。综上认为,以2 mm作为栓皮栎细根划分的标准兼顾了形态和功能的特点,更具有准确性。     

八仙山不同类型松栎林群落主要特征分析

为探究八仙山保护区不同类型森林群落的更新潜力、多样性程度以及稳定性水平,阐明三者间的关系,该文以保护区内油松林、蒙古栎林和油松-栓皮栎混交林(松栎混交林) 3种不同类型天然次生林为对象,调查建群种径级结构和更新潜力,计算不同层次群落多样性,测定M. Godron稳定性,并采用主成分法建立评价模型。结果表明:(1)油松种群径级结构近似正态分布,处于成熟期,但幼苗较少;栓皮栎、蒙古栎以及阔叶杂木的幼苗、幼树较多,更新潜力较大。(2)松栎混交林的乔木层多样性较高,而灌木层多样性最低,油松林的草本层多样性最低;松栎混交林群落总体物种丰富度最低而均匀度最高。(3) M. Godron稳定性表明,蒙古栎林距离稳定点较近,而油松林偏离较远。(4) PCA双序图表明,M. Godron稳定性与种群更新潜力、Alatalo均匀度呈较强正相关,综合排序依次为松栎混交林、蒙古栎林和油松林。综上结果表明,建群种更新潜力和物种均匀度对群落稳定性影响较大,林地管理应注重对幼苗幼树的保护。     

秦岭北坡不同生境栓皮栎实生苗生长及其影响因素

栓皮栎(Quercus variabilis)是中国暖温带和亚热带林区的主要建群种,也是重要的栲胶、软木资源树种。为了阐明栓皮栎在不同生境条件下的种子成苗、实生苗生长及其与环境因素的关系,采用典型样地调查的方法,对秦岭北坡栓皮栎林3种生境中(林窗、林缘、林下)的栓皮栎种子库中种子数量、实生苗的存活数量、生长情况及生物量分配进行了研究,对影响实生苗生长发育的环境因素进行了相关分析。结果表明:林下、林窗和林缘的种子库中种子数量差异显著(P0.05),3种生境中能够萌发形成1a苗的种子数量少,种子能否萌发明显受枯枝落叶层厚度、光照强度和空气湿度的影响;栓皮栎种群有充足的苗库,其中较大年龄实生苗数量是种群能否持续更新的关键,林下、林窗和林缘中8a苗分别占该年龄实生苗总量的22.53%、45.60%和31.87%,林窗中较大年龄实生苗的数量比林下和林缘多,林窗为栓皮栎实生苗的定居提供了有利条件;栓皮栎实生苗的生长与光照强度和空气温度显著正相关,与土壤含水量显著负相关,林窗中实生苗的生长状况和生物量积累均优于林缘、林下。林窗对栓皮栎种群更新有利。在今后的栓皮栎林的经营过程中,可以适当间伐,增加林窗数量,为种群可持续发育提供有利条件。     

不同分布区栓皮栎实生苗更新及其影响因子

分别在栓皮栎分布的边缘区黄土高原、半干旱核心区秦岭北坡以及湿润核心区秦岭南坡设置8块固定样地,调查了栓皮栎实生苗的年龄结构、生长状况、干质量累积与分配,并采用通径分析对影响实生苗更新的因子进行分析.结果表明:各分布区栓皮栎实生苗密度均随苗龄的增长而减小,且1～8年生实生苗密度均为秦岭南坡＞秦岭北坡＞黄土高原;各分布区相邻苗龄间的转化率差异显著,在黄土高原,7年生向8年生的转化率最低,为(30.2±2.9)％,在秦岭北坡和南坡,4年生向5年生的转化率最低,分别为(53.9±3.7)％和(50.0±2.1)％.随苗龄增长,各分布区实生苗的高度和干质量积累呈增加趋势,且秦岭南坡＞秦岭北坡＞黄土高原;主根长/株高逐渐下降,根幅/冠幅、根茎比则先升高后降低,三者均是黄土高原最高,秦岭南坡最低.温度、光照、林分郁闭度和灌层盖度是影响栓皮栎实生苗更新的直接因子,其中温度和光照起促进作用,郁闭度和灌层盖度起阻碍作用;而土壤速效氮含量和草本层盖度是重要的间接因子,分别起正向和负向作用.     

不同能源柳无性系对NaCl胁迫的生理响应

为了探索不同能源柳无性系的耐盐潜力,在盆栽条件下,对1年生能源柳无性系2、4、C、E扦插苗设置NaCl盐分梯度,使其土壤含盐量保持在0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%,并以乡土旱柳为对照,胁迫45d后,对5个无性系的气体交换参数、保护酶活性和有机渗透调节物质进行测定。研究发现:(1)在低浓度盐胁迫下(土壤含盐量0 0.4%),导致各能源柳光合速率降低的是气孔因素;在高浓度盐胁迫下(土壤含盐量大于0.4%),导致各能源柳无性系光合速率下降的主要是非气孔因素。(2)随着土壤盐浓度的增加,各能源柳无性系的过氧化氢酶(CAT)活性逐渐减小,过氧化物酶(POD)活性先增加后减小,而超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现增加的趋势,并且4个能源柳无性系在盐胁迫条件下保护酶活性强于旱柳。(3)在土壤含盐量小于0.6%时,4个能源柳无性系的可溶性蛋白含量始终大于旱柳;在整个胁迫过程中,能源柳C的脯氨酸含量始终大于旱柳。(4)与旱柳相比,4个能源柳无性系在土壤含盐量0 0.4%的土壤中都能良好生长,其中能源柳C的耐盐潜力更大,可在土壤含盐量为0.6%的土壤中正常生长。这说明,4个能源柳无性系均可在天津轻、中度盐渍化地区栽培。     

等渗的盐分和水分胁迫对杠柳种子萌发的影响

通过等渗的NaCl和PEG溶液模拟盐分和水分胁迫,设置渗透梯度,在控制条件下对杠柳种子的萌发过程中总萌发率、幼苗鲜重、胚根生长、种子活力、发芽值等指标系统研究,对种子萌发率与渗透势之间关系进行回归分析,主要结果包括：（1）杠柳种子萌发过程中总萌发率、幼苗鲜重、活力指数和发芽值四项指标均随NaCl和PEG溶液的渗透势降低逐渐下降,综合研究活力指数和发芽值表明渗透势≥-0.5 MPa和≤-1.4 MPa时,PEG对种子萌发抑制作用大于NaCl,其他情况相反;（2）杠柳种子逐日萌发率和胚根日变化研究表明,与NaCl相比,PEG推迟杠柳种子萌发,并且对胚根增长抑制作用较大;（3）建立盐分和水分胁迫条件下种子萌发率与渗透势回归方程,发现杠柳种子在PEG胁迫下的萌发临界值和极限值为-1.0和-1.4 MPa,在NaCl胁迫下是-0.9和-1.3 MPa,解除胁迫条件,不同处理的杠柳种子复水萌发率均达到100%。说明杠柳具有良好的耐盐抗旱的特性。     

干旱胁迫对栓皮栎幼苗细根的生长与生理生化指标的影响

为了揭示栓皮栎幼苗对干旱环境的适应能力,采用盆栽实验方法,设置对照、轻度、中度和重度干旱处理,研究了栓皮栎(Quercus variabilis Bl.)幼苗小细根(0.0D≤0.5mm)和大细根(0.5D≤2mm)的生长及生理生化指标对长期持续干旱胁迫的响应。结果显示:胁迫处理120d后,与对照相比,轻度胁迫促进细根数量、长度、表面积、体积和干物质量的增加,而中度和重度胁迫抑制细根生长;干旱胁迫下小细根数量和长度大于大细根,而大细根表面积、体积和干物质量显著大于小细根。干旱导致细根相对含水率、活力下降(P0.001),丙二醛(MDA)含量增加(P0.001);大细根相对含水率和活力高于小细根,但小细根中MDA含量显著高于大细根。与对照相比,轻度胁迫可以积累更多渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白),并保持更高的抗氧化酶活性(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX));中度胁迫则导致POD和APX活性的降低;而重度胁迫抑制了可溶性蛋白的积累和CAT、POD、APX活性的增加;与大细根相比,小细根渗透调节物质和抗氧化酶活性显著减少。当干旱强度超过中度胁迫时,栓皮栎幼苗细根生长和生理生化适应性降低;小细根对干旱环境的变化更敏感,寿命更短。实验中,即使在重度胁迫下也未发生根系严重脱水和幼苗死亡的现象,表明栓皮栎幼苗有较强的干旱忍受能力,适合在半干旱区植被恢复重建与造林工程中应用。