不同地理种源长白落叶松生理生态特性的研究

在人工气候室中测定了１０个种源长白落叶松二年生硬枝扦插苗的光合、水分生理生态参数。结果表明,不同种源的长白落叶松生理生态参数变异较大,但有一定规律可循。各种源的总光合速率＞最大净光合速率＞净光合速率＞半饱和光强时的净光合速率＞光呼吸速率＞呼吸速率,只偶有例外。各参数中呼吸速率在各种源间变异最小,光呼吸速率变异较大,总光合速率变异最大。各参数在种源间的变化趋势均与净光合速率一致,即净光合速率大的种源其它参数也大,净光合速率小的种源其它参数也小。相对光呼吸在各种源间变异较大,其释放的ＣＯ２相当于光合固定ＣＯ２的总量的１／３。光补偿点、饱和点和半饱和点在各种源间的变异较大。水分利用率在各种源间的较大变异主要是由净光合速率引起,与蒸腾速率关系不大。净光合速率占总光合速率的百分比、呼吸功效、ＣＯ２补偿点、蒸腾速率和水势在各种源间变异不大     

3种落叶松幼苗对CO2升高的光合生理响应

采用Li-6400便携式光合作用测定系统研究CO2升高对长白落叶松(Larix olgensisHerry.),日本落叶松(Larix kaempferiCarr.)和兴安落叶松(LarixgmeliniRupr.)当年生和1年生幼苗的光合特性的影响。结果表明:CO2升高使3种落叶松光饱和光合速率(Pmax)和呼吸速率均有不同程度的增加,其中,长白落叶松当年生和1年生幼苗Pmax分别比对照提高了91%和83%,日本落叶松当年生和1年生幼苗Pmax分别比对照提高了71%和94%,而兴安落叶松当年生和1年生幼苗Pmax分别比对照提高了32%和106%。除兴安落叶松外,CO2升高使所有落叶松当年生幼苗的光补偿点(LCP)下降,说明当年生幼苗对CO2浓度升高的反应更敏感。CO2升高使日本落叶松当年生和1年生幼苗光饱和点(LSP)都升高,反映了其光合作用提高的潜力较大。CO2升高条件下,除1年生兴安落叶松外,其他处理的落叶松最大量子效率(AQYmax)均增加。比较分析表明,在未来大气CO2浓度升高条件下,日本落叶松的生长潜能可能最大,具有较强的生态优势,长白落叶松次之,兴安落叶松最小。     

长白落叶松无性系抗寒性比较研究

以58个长白落叶松无性系1年生枝条为材料,对其进行低温胁迫处理,探讨不同无性系抗寒差异,结果表明：不同温度和时间的处理条件下,4个落叶松无性系电导率不同,随着低温胁迫时间的延长和温度的降低,不同无性系电导率呈上升趋势。在相同温度及时间处理条件下（-40℃、12 h）,58个长白落叶松无性系相对电导率差异达极显著水平（P<0.01）。以-40℃、12 h处理下各无性系电导率与对照的差值为指标,利用聚类法进行分析,初步筛选出9个抗寒性较强的无性系（L5、L16、L21、L23、L27、L40、L73、L78和L90）,这些无性系可作为抗寒优良无性系进行考察,本研究为落叶松抗寒良种选育提供基础。     

植物生理生态指标对大气CO2浓度倍增响应的整合分析

对 8 4篇文献有关植物对大气CO2 浓度倍增响应进行整合分析(一种对同一主题下多个独立实验进行综合的统计学方法),发现环境因素(土壤水分亏缺、土壤低氮、高温和高浓度O3 )显著地影响植物对高CO2 浓度的响应。无任何环境胁迫时,高CO2 浓度对C3 植物的 12个植物生理生态指标产生负效应,对另 12个则表现正效应,负响应最强的前 5个指标为:气孔导度(gs) >暗呼吸速率(Rd) >单位叶重中的氮含量(Nm) >单位叶重中蛋白质含量(Prm) >单位叶结构重量中氮含量(Ns);正响应最强烈的前 5个指标为:根生物量(Br) >地上部生物量(Bs) >单位叶重中淀粉含量(St) >光饱和时的光合速率(A) >总生物量(Bt)。可见植物的气体交换和生物量受高CO2 浓度影响较大,叶化学成分的变化则以淀粉、单位叶重含氮量和单位叶重蛋白质含量较为明显。无任何胁迫时,C3 植物的总生物量和光饱和时的光合速率分别提高 30.0 1%和 40.36 %;气孔导度下降 30.39%。     

长白落叶松幼苗在受控条件下干物质积累的模拟

本文通过建立长白落叶松（Ｌａｒｉｘ ｏｌｇｅｎｓｉｓ）幼苗在受控环境条件下的净光合速率与温度和ＣＯ２等因子之间的关系,模拟了在受控条件下开白落叶松幼苗的日净光合速率进程与生长季中日干物质积累过程,并预测了在温度与ＣＯ２浓度改变后干物质积累的变化。     

基于CO2FIX模型的长白落叶松人工林碳汇和木材生产模拟

本研究以帽儿山地区长白落叶松人工林为对象,基于样地调查和文献数据,利用CO₂FIX模型定量模拟轮伐期(30、40、50、60年)、立地指数(12、16、20 m)和初植密度(2500、3333、4444 株·hm^-2)对长白落叶松人工林碳平衡过程的影响,并构建林分尺度下生物量碳库、土壤碳库和林产品碳库之间的碳流通过程。结果表明: CO₂FIX模型对帽儿山地区长白落叶松人工林生物量和蓄积量的生长过程模拟结果具有较高的可靠性,模拟值和实测值平均相对误差分别为6.4%和3.7%。在初植密度3333 株·hm^-2、立地指数16 m、轮伐期40年的基准条件下,长白落叶松人工林总碳储量及各碳库碳储量均随轮伐期呈周期性变化。林分总碳储量和蓄积量均随轮伐期的延长、立地指数的提升和初植密度的增加而增加。当轮伐期分别延长10年和20年时,林分碳储量分别增加12.2%和31.2%,林分蓄积增加36.7%和67.8%;而当轮伐期缩短10年时,林分碳储量和蓄积量则分别降低20.9%和40.4%。与初植密度2500 株·hm^-2相比,初植密度为3333和4444 株·hm^-2时,林分碳储量增长率分别为27.8%和50.9%,蓄积量增长率分别为27.4%和49.1%。当立地指数在12～20 m范围时,每提高4 m,林分碳储量增长36.0%、40.3%,蓄积量增长39.3%、44.2%。在一个轮伐期内,每公顷长白落叶松人工林可固定约271.57 t C;当轮伐期结束时,约有27.47和56.75 t C流转到土壤和木材产品碳库中。因此,当立地条件较好时,采用较高初植密度(4444 株·hm^-2)和较长轮伐期(60年)的管理模式更有利于长白落叶松人工林碳汇和木材效益的最大化。     

长白落叶松种子园亲本无性系生长性状变异研究

东北地区多个长白落叶松（Larix olgensis）种子园已经营建多年,但亲本生长情况往往被忽视。本研究以汪清林业局49个长白落叶松亲本无性系为材料,对其多个生长性状进行测定与遗传变异分析,方差分析结果表明49个无性系间的各测定性状差异均达极显著水平,各测定性状表型变异系数和遗传变异系数变化范围分别为7.71%~31.93%和2.05%~12.55%,重复力变化范围为0.44~0.76,高重复力、高变异系数有利于无性系的评价选择;树高、胸径等大部分生长性状的相关性达极显著水平,表明各生长性状在生长发育中相互影响;主成分分析结果表明第一主成分贡献率为61.44%,主要代表生物量性状;依托主成分分析结果对长白落叶松亲本无性系进行综合评价,初步筛选L76、L5、L7、L12和L4等5个优良无性系,这些无性系树高等性状遗传增益变化范围为3.55%~15.50%,入选无性系可以为长白落叶松良种选育提供材料。     

德国鸢尾对Cd胁迫的生理生态响应及积累特性

通过盆栽研究了Cd胁迫下德国鸢尾的生长状况、生态效应、生理特性及吸收和富集Cd的能力.结果表明:德国鸢尾对小于5 mg/kg的Cd有较强的耐性,适用于城区土壤修复;Cd浓度大于5 mg/kg时抑制德国鸢尾生长,降低了其生态效应.随着Cd浓度的增大,德国鸢尾根系活力、叶绿素含量和含水量逐渐降低,游离脯氨酸和可溶性糖含量先升高后降低,细胞膜透性逐渐升高.Cd在德国鸢尾体内分布为根系＞地上部分,随着Cd浓度的增大,德国鸢尾根系和地上部分Cd积累浓度逐渐升高、富集系数和转运系数逐渐降低;Cd浓度为20 mg/kg时德国鸢尾对Cd的积累量最大,为2.122 mg/plant.     

长白落叶松激素含量与生长的关系及在早期选择中的应用

用间接酶联免疫吸附法测定了不同季节不同种源长白落叶松激素含量。结果表明：不同季节长白落叶松的激素含量不同,速生期长白落叶松赤霉素、生长素和细胞分裂素含量高,脱落酸含量低,赤霉素／脱落酸比值大,生长缓慢期测定结果恰好相反。各类激素含量在不同种源长白落叶松间的变异显著,且与生长性状的差异密切相关。生长快的种源赤霉素,细胞分裂素含量高,脱落酸含量低,赤霉素／脱落酸之比大。生长慢的种源则相反。回归分析表明     

长白落叶松氮素营养及与生长的关系

不同季节测定了不同种源长白落叶松针叶中硝酸还原酶（NR）活力,氮素营养和氨基酸（AA）含量,分析了它们与生长的关系。结果表明,长白落叶松所含氮素营养以NH4－N为主,NO3－N和NO2－N含量很少。不同种源长白落叶松针叶中NH4－N和T－N（NH4－N＋N03－N＋NO2－N）含量与其NR活力呈极显著正相关。生长季初,长白落叶松针叶中氮素营养含量低,与生长呈正相关;生长季中后期,针叶中氮素营养含量高,与生长无相关性。不同种源长白落叶松针叶中AA含量的季节变化与氮素营养相似,但与生长无相关性。生长季初针叶中NR活力与不同种源长白落叶松生长呈显著正相关。初步研究表明,生长李初针叶中NR活力,NH4－N和T－N含量可作为生理生化指标用于长白落叶松种源早期选择。     

长白落叶松插穗内的营养物质及其对扦插生根的影响

除了内源激素外,插条的营养水平是影响长白落叶松扦插生根的另外一个重要因子。经研究发现,可溶性糖和氮素含量在不同母树年龄的插穗中存在着差异,在幼龄母树的插穗中,它们的含量较高。说明营养水平、特别是可溶性糖及氮素对于扦插生根是很重要的。它们的含量丰富,有利于生根。但用碳水化合物与氮素的比值来表示生根力并不理想。     

长白落叶松插穗的内源激素水平及其与扦插生根的关系

长白落叶松 (Larixolgensis)扦插繁殖的试验结果表明 ,嫩枝扦插效果好于硬枝扦插 ,并且母树年龄是影响其扦插生根的重要因子。母树年龄为 2年生时 ,生根率达 95 %以上。本文在此试验的基础上 ,对嫩枝和硬枝插穗中内源植物激素水平进行了测定。结果发现嫩枝插穗中IAA、CTKs的含量要高于硬枝插穗中IAA、CTKs的含量 ,并且随母树年龄的增加而降低 ;相反 ,嫩枝插穗中ABA含量要低于硬枝插穗中ABA的含量 ,并且随着母树年龄的增加而增加。实验结果表明 :IAA、ABA的含量和扦插生根有密切关系。IAA促进生根 ,ABA抑制生根。IAA/ABA比值可以用来衡量长白落叶松的生根能力     

辽宁省长白落叶松人工林立地分类研究

利用通径分析(PA)、主成分分析(PCA)、典范分析(CA),筛选影响长白落叶松(Larisolgensis)生长的主导因子和研究地形、土壤、林木三者相互关系。结果表明,坡向、土壤质地、土壤厚度是主导因子;坡向与土壤质地、土厚、土壤有机质密切相关。利用生态学的立地分类方法,将辽宁东部长白落叶松人工林划分为3个立地类型组,14个主要立地类型。阴坡立地类型组有厚层、中层粉砂壤土类型和厚层、中层壤质土类型以及厚层粘壤土类型;半阴、半阳坡立地类型组有厚层、中层粉砂壤土类型,厚层、中层壤质土类型,中层砂质土类型和薄层土立地类型;阳坡立地类型组有厚层、中层、薄层土立地类型。     

高CO2浓度下豆科4种乔木幼苗的生理生化反应

本文对４种豆科乔木幼苗在高ＣＯ２浓度（５５０×１０－６±５０×１０－６）和在对照ＣＯ２浓度（约为３５０×１０－６）下生长的幼苗的一些生理生化指标进行了比较研究。初步结果显示：高ＣＯ２浓度能缩短幼苗子叶的存活时间。高ＣＯ２环境下生长的４种幼苗叶片中的可溶性蛋白、可溶性糖、纤维素、Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｍｇ的含量（均为全量）较对照ＣＯ２环境下生长的幼苗的相应值低,而淀粉含量则较高。其中以全氮、可溶性糖差异较显著。以单位鲜重表示的幼苗叶片叶绿素（Ｃｈｌ）和类胡萝卜素（Ｃａｒ）含量降低。高ＣＯ２浓度下生长的４种幼苗（３０天龄）叶片中硝酸还原酶活性比对照ＣＯ２浓度下生长的幼苗的值低。高ＣＯ２浓度下生长的４种幼苗叶片的平均蒸腾速率有不同程度的降低,而气孔阻力升高。幼苗对高ＣＯ２环境的反应与种的生态特性有关。喜光的大叶合欢幼苗对高ＣＯ２环境的反应较大,喜光而具一定耐荫性的猴耳环幼苗次之,而耐荫的光叶红豆和茸荚红豆幼苗则较小     

用地统计学方法对落叶松人工纯林表层细根生物量的估计

 采用地统计学的变异函数分析方法定量研究了落叶松（Larix olgensis）纯林表层（0～10 cm）细根的空 间异质性特征,利用地统计学的克里格内插法结合定积分,对落叶松纯林表层细根（<2 mm）的生物量进 行了估测。结果表明：1）6种林龄（14～40 年）的落叶松人工纯林表层细根的变异函数曲线理论模型均 为球状模型,空间变异主要是由结构性因素引起,且空间自相关程度均属中等以上（空间结构比>25%）。 14、19、22、26、32、40年生的落叶松纯林表层细根的空间变异尺度分别为1.76、3.40、1.02、4.12、 3.37和5.58 m。在所研究的林龄范围内,随林龄的增长,落叶松纯林表层细根的空间变异尺度近似呈直线 增长（p =0.074 4）。2）非参数统计的成对样本符号检验结果表明,变异函数分析结果基础上的克里格 内插法适用于落叶松纯林表层细根生物量的估计。利用此估计值,拟合其与位置坐标值之间的多元回归关 系均为二元十次余弦级数多项式。利用此多项式,通过定积分的方法（积分区间为整块样地的大小）,估 计出14、19、22、26、32、40年生的落叶松纯林表层细根生物量分别为1.097 3、1.434 0、1.185 4、 0.974 3、1.682 6、1.255 6 Mg• hm-2。3）在本次调查的林龄范围内（14～40年）,落叶松纯林表层细 根的现存量近似相等（α=0.037 3）,土壤表层单株细根生物量与林龄之间呈极显著的指数增长关系（α =0.002）。4）采用地统计学的克里格空间插值,结合多元回归和定积分的方法,可以实现落叶松人工林 表层细根生物量的准确估计。     

中国东北落叶松属植物rbcL 基因的序列分析及系统演化

长白落叶松的分类位置及与兴安落叶松的种间关系, 长期以来未有定论。本研究从大兴安岭、小兴安岭及张广才岭等6 个地点采集实验材料, 对其叶绿体DNA 的rbcL 基因进行PCR-RFLP 分析并测序。结果显示它们的rbcL 基因序列均没有差异, 表明东北地区落叶松属植物有共同起源。在系统演化上, 长白落叶松来自兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr.), 应作为兴安落叶松的变种即L.gmelinii Rupr.var.olgensis Ostenfeld et S.Larsen     

CO2浓度升高对沉水植物菹草叶表型及生理生化特征的影响

 对菹草 (Potamogeton crispus) 叶在高CO2 (1 000±50 μmol·mol-1)和对照浓度(约380 μmol·mol-1)下的表型及一些生理生化指标进行了比较研究。结果表明：CO2浓度升高明显地改变了菹草叶的表型特征,外形更为粗短,叶宽、单叶面积、单株总叶面积、叶面积率、叶重比明显增加,但特殊叶面积和叶长增加不明显。线性回归分析表明单株总叶面积和植株大小密切相关。异速生长分析表明叶面积的变化不是可塑性反应,而是受植株大小所制约。此外,CO2浓度升高后植物的色素含量和一些化学物质含量明显改变。叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及类胡萝卜素含量减少,且叶绿素a/b也降低;可溶性糖含量增加,而蛋白质、N和P浓度降低。