杉木与楠木叶凋落物混合分解及其养分动态

采用网袋法研究了杉木和楠木叶凋落物以不同比例的混合分解及其养分动态,结果表明：杉木与楠木叶凋落物混合处理的分解速率和K释放率基本上均大于单独的纯杉木和纯楠木,而N和P释放率则介于单独的纯杉木和纯楠木之间;杉楠混合分解可加快了混合中杉木叶凋落物的分解速率和N、K两元素的释放率,并且随楠木叶比例的增加,促进作用越明显;混合分解对混合处理的分解速率和K元素释放有明显的促进作用,而对N、P元素的释放影响不明显。     

1.5代杉木种子园不同无性系生长和结实性状的评价

为进一步优化1.5代杉木种子园的质量,通过对福建漳平杉木种子园内21个杉木无性系生长和球果特征的调查,分析不同无性系生长和结实性状的差异及其相互关系,采用层次分析法对不同无性系的生长性状和结实性状进行综合评价。结果表明:1.5代杉木种子园不同无性系之间的生长和结实性状存在明显差异;不同无性系的结实量、球果体积、球果鲜重与其种子产量显著相关,生长性状与结实量、结实量与种子发芽率的相关性不显著。根据不同无性系生长性状和结实性状的综合评价结果,有6个无性系具有生长快且结实量高的特性,可作为重建1.5代杉木种子园的材料。     

不同杉木无性系磷素特性的比较

通过土培试验,进行磷素胁迫条件下不同杉木(Cunninghamia lanceolata)无性系磷素特性的比较研究。结果表明:在磷胁迫条件下不同杉木无性系的干物质积累、磷素吸收效率和磷素利用效率均存在显著差异。随着磷胁迫的加剧,不同杉木无性系的干物质积累量和磷素吸收效率下降,而磷素利用效率增强。总体而言,8、9、24、37号无性系的干物质积累量受胁迫影响最小,23号无性系受胁迫影响最大。其中8号无性系的磷素吸收和利用效率均较高,24、37号无性系的磷素吸收效率较高,而9号无性系的磷素利用效率较高,23号无性系的磷素吸收和利用效率均较低。 在磷胁迫条件下,杉木无性系可通过提高磷素吸收效率和利用效率途径来提高杉木对环境磷素的利用。     

光质对杉木种子萌发及幼苗生长的影响

光是影响森林早期天然更新(种子萌发和幼苗生长)的重要因子之一.但光质对杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook)早期更新的影响尚不清楚.为探讨光质对杉木种子萌发及幼苗生长的影响机制,以杉木种子为研究对象,通过设置8h白光(W)、8h红光(R)、6h红光-2 h远红光(R-FR)、4h红光-2 h远红光-2 h红光(R-FR-R)、黑暗(D,对照)5种不同光质处理,观察种子萌发及幼苗生长特征.结果表明,不同光质处理对杉木种子萌发影响显著,D和R-FR-R处理促进杉木种子萌发,R处理抑制种子萌发.最后一次照光选择红光处理(R和R-FR-R)能够显著促进杉木幼苗根和子叶的伸长,促进生物量积累以及增加叶生物量分配比例,但抑制茎的伸长,远红光处理则促进茎的生长.杉木种子为光不敏感种子,黑暗处理下萌发率最高,且远红光间断处理能够相对促进其萌发,说明杉木种子可以较好地适应异质光环境.     

垂直方向磷素竞争对杉木根系生长及生物量分配的影响

针对自然环境中有效磷养分主要分布于土壤表层而容易导致植物根系激烈竞争的问题,选择同一杉木(Cunninghamia lanceolata)无性系幼苗为研究对象,采用水平方向空间狭小而垂直方向空间大的室内盆栽模拟装置,以单株种植为对照,构建双株种植的竞争处理,通过设置3个供磷水平:不供磷处理(0 mg/kg KH_2PO_4)、低磷处理(6 mg/kg KH_2PO_4)和正常供磷处理(12 mg/kg KH_2PO_4),采用破坏性试验方式收获,分别在试验的前期(50 d)、中期(100 d)和后期(150 d)测定不同处理条件下杉木幼苗根系生物量与根系形态的变化,研究邻株杉木根系在垂直方向上对有限磷素资源的竞争策略。结果表明:竞争处理和供磷水平对杉木幼苗根系长度、平均直径等形态指标的影响存在交互作用(P0.05),对杉木幼苗生物量分配、比根长等指标的影响均不存在明显的交互作用(P0.05)。竞争处理中杉木根系形态增量均明显高于非竞争处理的单株幼苗,且随着胁迫时间的增加,根系形态增量均呈现显著的上升趋势,其中在胁迫中期和后期的增量明显高于前期,且邻株竞争处理明显提高了杉木的比根长,提升了根系觅磷的能力;随着供磷水平的提高,根表面积和根体积增量大体上呈现先上升后下降的趋势。与非竞争处理相比,竞争条件下杉木地上部生物积累量差异不明显,而根系生物量、根冠比均低于非竞争处理的单株幼苗。     

杉木拟赤杨混交林林分生产力及生态效应研究

 本文从林分结构、生物量、群落特征、生产力、培肥土壤、涵养水源及林内小气候等方面对不同混交模式的杉木拟赤杨混交林及其纯林进行的研究结果表明：杉木拟赤杨是具有较高生产力和协调种间关系能力的针阔混交树种。7年生3:1带状混交林蓄积量和生物量分别比杉木纯林提高7.24％和18.22％,同时混交林还表现出比杉木纯林更好的培肥土壤、涵养水源、改善林内小气候等生态功能。应用AHP法进行不同混交模式的综合选择结果表明：3:1杉木拟赤杨带状混交模式是值得南方林区大力推广的杉阔混交模式。     

植物高效利用磷机制的研究进展

缺磷是限制目前农林业产量的一个重要因子,传统的农林业生产主要通过施肥和土壤改良来满足植物对磷的需求,近年来人们开始发掘磷高效利用植物来替代传统方法提高磷的利用效率。本文综述了国内外有关植物高效利用磷的形态学、生理学及遗传学作用机制,植物高效利用磷的机制主要包括：(1)磷高效利用植物能通过根系形态变化(包括根伸长、根轴变细、根毛数量和密度增大、侧根幼根数量增加及形成排根等)和根冠问的物质分配改变等形态学机制来适应磷胁迫;(2)在缺磷环境下磷高效利用植物能通过根系分泌物增加、菌根侵染、根系吸收动力学特征变化及植物磷素内循环加强等生理学机制来适应磷胁迫;(3)在磷亏缺的长期选择压力下,植物可通过某些“沉默”基因的诱导表达或DNA序列的特定形成相对稳定的磷营养遗传性状,由此通过遗传学机制来增加对土壤难溶态性磷的利用,使植物表现出较高的磷素利用效率。     

大兴安岭塔河地区雷击火发生驱动因子综合分析

森林火灾是一个全球性问题,对森林资源和温室气体排放有重要影响,并严重影响人们生命财产安全。林火主要分为人为火(人为活动引起)和雷击火(雷电引起)两大类。在我国北方针叶林带,雷击火主要集中在黑龙江大兴安岭和内蒙古呼伦贝尔盟地区。大兴安岭塔河地区位于我国北方针叶林带,是森林火灾的重灾区。其中雷击火所占比例大约1/3以上。目前针对当地雷击火与影响因子的研究主要集中于气象因子,非气象因子(森林可燃物和地形特征)的研究受数据条件和技术手段限制研究报道较少。研究数据包含三部分,林火数据,气象数据和地理植被数据。林火数据包含1974—2009年间林火发生经纬度坐标,时间和面积等。气象数据主要包括每日尺度的最低气温,最高气温,平均风速,平均相对湿度等因子。根据加拿大火险天气指标系统计算出了出了细小可燃物湿度码(FFMC),干燥可燃物湿度码(DMC)和干旱码(DC)也没用于本研究。此外,基于1∶10万塔河地区数字化林相图提取了海拔、坡度、坡向、森林类型、优势树种、龄级等因子用于决策因子分析。研究数据分析过程主要应用Arc GIS10.0中的空间分析工具和SPSS19.0的逻辑斯蒂回归模型完成。研究结果显示"日最低气温","最大风速"和"最小相对湿度"3个气象因子及火险天气指标系统(FWI)中细小可燃物湿度码(FFMC)干旱码(DC)与雷击火发生概率显著相关(P0.05),模型整体拟合水平R2(CoxSnell)=0.326。在非气象因子与雷击火发生的逻辑斯蒂模型检验中,"地被物盖度"和"龄级"均在P=0.05水平上与雷击火发生显著相关,其模型的整体拟合水平R2(CoxSnell)为0.15。研究结论表明在分析雷击火发生的决策因子时,应该综合考虑气象、可燃物和林分因素。     

蔗糖添加对杉木低磷胁迫响应和蔗糖代谢的影响

为了揭示低磷胁迫下蔗糖对杉木低磷胁迫响应和蔗糖代谢的影响,选用两种不同磷效率杉木家系M32和M28进行低磷胁迫下的蔗糖添加试验,分析蔗糖添加对低磷胁迫下杉木形态特征、生理特性和低磷诱导相关基因表达的影响。结果表明：蔗糖添加促进了低磷胁迫下杉木苗高、根长、根表面积、根平均直径、根体积、根叶组织蔗糖含量和根叶组织无机磷含量的增加,但仍明显低于正常供磷处理下添加蔗糖处理的杉木增量。低磷促进杉木叶中花青素的积累,而正常供磷和低磷胁迫下的蔗糖添加处理都显著促进了叶片花青素含量的增加。随着胁迫时间的延长,M28与M32在根、叶组织的蔗糖含量存在显著差异,且M28根叶组织中的蔗糖合成酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性都高于M32。蔗糖合成酶ClSuSy在M28和M32根系中受低磷胁迫诱导下调表达,但蔗糖添加处理明显诱导ClSuSy表达量升高,M28在正常供磷并添加蔗糖处理下的ClSuSy表达量显著高于其它处理。蔗糖转运蛋白SUT4、磷转运蛋白ClPht1;4、紫色酸性磷酸酶PAP1和PAP11在M28和M32根系中总体上受低磷胁迫诱导上调表达,且受蔗糖添加处理诱导下调表达。低磷胁迫下,添加或不添加蔗糖处理的M32根系SUT4的表达量均在15d时显著升高,并在45d时回落到正常水平。ClPht1;4和PAP1在低磷胁迫15d的表达量显著高于45d时的表达量,且ClPht1;4在M32根系中的表达量远高于M28。本研究表明,蔗糖对杉木低磷胁迫响应和糖代谢有重要的影响作用,低磷胁迫下添加蔗糖处理能够在一定程度上缓解杉木低磷胁迫响应。     

不同杉木无性系叶片解剖结构对大气增温的响应

以10个不同杉木无性系幼林叶片为研究对象,在对研究地气候因子进行分析基础上,采用微波石蜡快速切片法制作叶片解剖结构,通过观测比较叶片8项解剖结构指标的差异规律,研究不同杉木无性系叶片解剖结构在大气增温背景下的响应特征。结果表明：（1）研究地2020年度夏季气温呈先上升后下降的趋势,降水量变化与之相反,呈现出明显的高温干旱现象。（2）不同杉木无性系叶片解剖结构相似,叶肉组织分化为栅栏组织和海绵组织,为典型异面叶;解剖结构指标除下表皮厚度外,其余指标在无性系间呈现出不同程度的改变,表现出对大气增温响应的形态可塑性差异。（3）相关性分析结果表明,叶片解剖结构指标之间存在一定自相关关系;气候因子中,月平均气温与栅栏组织呈极显著正相关关系（P<0.01）,月均降水量与栅栏组织、海绵组织、栅海比均呈极显著正相关关系（P<0.01）。（4）根据主成分分析结果,筛选出海绵组织、栅栏组织、叶片厚度、表皮组织和角质层为表征杉木叶片解剖结构的典型指标,反映出在大气增温背景下杉木叶片解剖结构变化特征以抵抗强烈光照和减少水分散发的特性。（5）不同杉木无性系叶片可塑性指数均值排序结果为W2 > P11 > S4 > P32 > P41 > P17 > P18 > S22 > S23 > 洋061,表明不同杉木无性系对大气增温的生态适应性与之相对应。综上可见,不同杉木无性系对环境的适应能力存在差异,叶片具有较强的形态可塑性变化,当气温改变时,杉木可通过叶片解剖结构调整以应对不断增加的大气温度带来的高温干旱复合逆境胁迫,未来应充分重视气候变化对杉木人工林生长发育的影响。