杉木人工林衰退机理探讨

杉木是我国特有的速生丰产树种,在商品木材的生产中占有重要的地位,而杉木连栽导致生产力下降和地力衰退一直是阻碍我国林业生产的重要问题,这引起了许多学者和林业工作者的兴趣和注意．本文对杉木人工林连栽后出现的生产力下降的现象进行了描述,并对导致杉木人工林连栽生产力下降的原因进行了总结和概括,对杉木人工林衰退机理做了分析．概括起来,杉木连栽导致生产力下降、地力衰退主要表现在：杉木人工林生产力下降和林地土壤物理和化学性质的恶化．而导致出现此现象的原因不外乎两个方面的原因,一是营林措施不合理,这是外因;其次是杉木自身的生物学特性,这是内因．内外因的结合导致杉木人工林连栽后出现生产力下降和地力衰退的现象．     

杉木老龄人工林生物产量和营养元素含量的分布

杉木(Cunninghamia lanceolata)在我国南方各省栽培历史悠久,它生长快,材质好,在林业生产和国民经济建设中都占有重要位置。近年来冯宗炜等对杉木速生阶段和干材阶段林分的生物产量和养分循环进行了大量的研究,但对杉木老龄林研究得较少。为此,我们在湖南省会同县林区对其为数不多的杉木老龄林的生物生产力和营养元素含量进行了研究。     

里骆林区杉木生态物候学的初步研究

杉木原产我国中亚热带地区,现广植于秦岭、淮河以南各省区。50、60年代引种到昆仑山、海南岛和苏北平原。从而使植杉区进入了热带,越过了高峻的秦岭,范围已远远超出中亚热带。杉木生长地的地形、气候干差万别,杉木生长发育也大不相同。然而要深刻认识杉木生长发育的地理变异及其与环境的关系,必须经过长期、广泛、深入地杉木生态物候学研究,而它对于杉木速生丰产的理论与实践,都至关重要。我们于1981年在广西森林生态系统龙胜里骆定位研究站,对杉木生态物候     

不同间伐措施对乳源木莲生长的影响

由于间伐措施不同,杉木与乳源木莲混交林中的乳源木莲生长差异显著。间伐适时,乳源木莲的胸径、树高生长量明显增加,材积速生期延长,且17年生仍处在速生期;而逾期间伐,林分密度偏大,则混交林中乳源木莲生长受抑制,速生期提早结束,生长不良。作者认为,为提高杉莲混交林的经营效果,适时间伐、密度合理至关重要。     

杉木－籽西瓜经营模式研究

对杉木－籽西瓜经营模式的研究表明,杉木连栽林地采用籽西瓜套种经营模式,可提高土壤肥力,防止林地水土流失,促进杉木幼林生长,套种林分的生产力平均比对照高１４１．８５％．材积生产力高１９１．２２％,实现了林地的持续生产力和幼林的速生丰产．     

连栽第1和第2代杉木人工林养分循环的比较

森林生态系统的养分循环是生态系统的重要功能过程之一,直接影响着森林的生产力,很大程度上影响和制约着林地的肥力水平,而且人工林连栽地力衰退和生产力下降现象普遍存在,寻求杉木林连栽两代杉木人工林养分循环差异与连栽林分生产力下降的关系,无疑具有重要的现实意义。利用30多年连续定位的测定数据,分析了连栽第1、2代杉木人工林在物质生产养分利用有效性、生物地球化学循环、地球化学循环的差异。结果表明,杉木速生阶段,第2代林每生产1 t干物质需要的养分比第1代林多1.58-3.29 kg,干材生长阶段,第2代林每生产1t所需养分比第1代林多4.23-5.92kg;速生阶段生物地球化学循环的养分利用系数第2代林比第1代林分下降19.7%-22.8%,养分循环系数下降12.8%-15.6%,干材生长阶段养分利用系数比第1代林分下降35.3%-36.2%,养分循环系数下降23.2%-27.0%,养分周转利用的生物地球化学循环功能第2代林比第1代林差;由干材生长进入成熟阶段的生长期内,伴随水文学过程的养分地球化学循环中,第2代杉木人工林生态系统的养分积累的地球化学循环的能力下降,养分流失率是第1代林的2倍左右,养分的积累率还不到第1代林的60%,对森林地力的维持和林木生长都是不利的。从生态系统水平上定位研究,定量分析了杉木连栽两代人工林养分循环功能过程,研究成果为我国南方人工林持续经营措施的制定提供了理论指导和科学依据。     

杉木-拟赤杨人工混交林种内、种间竞争强度研究

将林木竞争影响空间划分为两部分距离对象木最近的一圈竞争木所围成的面积称为内圈,主要包括地上部分对光源的竞争和地下部分对土壤资源的竞争;除内圈外,其它6 m以内的竞争木所围成的面积记为外圈,主要包括地下部分对土壤资源的竞争.在此基础上,采用Hegyi提出的单木竞争指数模型CI=N∑j=1(Dj/Di)1/Lij对福建省建瓯东安林场的杉木与拟赤杨混交林中种内、种间竞争强度进行定量分析.结果表明无论是内圈还是外圈杉木种内、种间竞争强度随林木径级的增大而减小;竞争强度顺序为内圈杉木种内＞内圈杉木与拟赤杨种间＞外圈杉木种内＞外圈杉木与拟赤杨种间.从而为生态学研究植物竞争关系提供了新的思路.     

杉木ClKptA/Tpt1基因的克隆及其表达特性分析

杉木是我国南方重要的速生用材树种,磷是植物生长的重要元素,但在我国亚热带地区土壤中的磷含量相对较少。为了阐明杉木在磷限制条件下怎样充分利用磷来促进杉木生长,本研究克隆了杉木磷酸转移酶基因ClKptA/Tpt1,将该蛋白与其他物种的KptA/Tpt1亲缘关系进行了分析,同时预测了该蛋白的三级结构,并在大肠杆菌中表达了该蛋白。此外还检测了ClKptA/Tpt1基因在杉木不同部位和不同浓度磷处理下的表达模式。结果显示ClKptA/Tpt1的CDS全长为1 143 bp,编码380个氨基酸,与荷花的KptA/Tpt1亲缘关系最近,与番茄的亲缘关系最远;在大肠杆菌BL21(DE3)中表达了该蛋白,其分子量为55.5 kD,ClKptA/Tpt1的氨基酸序列不具有跨膜结构,其蛋白三级结构主要以α-螺旋和β-折叠的形式存在。表达模式研究发现ClKptA/Tpt1在杉木叶中的表达量最高,在茎中表达量最低;不同浓度磷处理过的杉木中,ClKptA/Tpt1的表达量和木质素含量在一定范围内随着磷浓度的增加而增多,该结果为阐明杉木充分利用磷促进木质素合成的分子机理研究奠定理论基础。     

杉木速生丰产的生态学基础

杉木[Cunninghamia lanceolata (Lamb.)Hook.]是我国特有的优良速生针叶树种,分布范围广,栽培历史悠久,在商品木材生产中,一直占有重要地位。但是,在我国亚热带植被的自然演替系列中,杉木林的位置是不存在的。何景(1951)曾指出,照叶乔木林在发育过程中,虽然可以混杂一部分落叶树种或常绿针叶树种,但达到安定期的照叶乔木林就不再含有这     

杉木种植管理技术与效益探讨

杉木是我国亚热带特有的速生丰产林用材树种,种植杉木具有良好的生态效益、经济价值和社会效益。其生长快、材质好,被广泛应用于建筑、造船、以及造纸等行业领域。基于此,本文主要以杉木的种植技术和市场前景分析作为论述的切入点,谈及杉木种植的前景、市场分析以及生态习性与种植技术要点,包括杉木管理抚育技术等相关内容,以期对杉木种植的业界人士提供一定参考。     

转TaLEA基因小黑杨无性系苗期生长性状Logistic模型构建

以10个转TaLEA小黑杨无性系和1个对照无性系为材料,对无性系苗期苗高和地径生长过程进行测定并构建Logistic模型,探讨不同无性系苗期生长过程的变异情况。结果表明:转基因小黑杨无性系苗高和地径生长过程高度符合"S"型曲线,所有Logistic模型拟合系数超过0.9,表明拟合效果显著。方差分析结果表明不同无性系苗高和地径间差异均达到极显著水平(P0.01)。参试无性系苗高平均速生期持续期为48天,速生期内平均生长量为1.85 cm,地径平均速生期持续时间为70天,速生期内平均生长量为0.09 mm。苗高、地径均与速生期内生长量、速生期内平均日生长量间呈极显著正相关。转基因无性系XL-1和XL-9苗期生长较快,苗高(地径)分别比对照高16.37%(32.82%)和10.92%(22.68%),表明转LEA基因对无性系生长具有一定的影响。此研究为小黑杨苗期管理提供理论依据。     

湖南会同杉木人工林林冠截留特征

林冠对降水的截留是森林生态系统水分平衡的一个重要组成部分,在水分循环和水资源管理方面起着非常重要的作用。杉木是我国特有的速生商品材树种,研究杉木人工林各生长阶段的林冠截留,能更好的了解杉木各生长阶段的水循环过程以及涵养水源的能力。以湖南会同杉木林生态系统国家野外科学观测研究站第Ⅲ集水区杉木人工林为研究对象,采用小集水区径流场综合试验法对1983年至2007年杉木人工林幼龄阶段、中龄阶段及近熟阶段3个不同生长阶段的林冠截留进行分析。结果表明:(1)杉木人工林不同生长阶段年均截留率分别为:幼龄阶段26%、中龄阶段27.86%和近熟阶段29.47%,3个阶段的截留率季节变化规律相似,但在降雨量较小的月份,近熟阶段的截留率明显高于幼龄阶段。(2)在雨量级小于1.0 mm时,3个阶段林冠截留率都较高且无明显差别,均在86%以上;在1.0—2.0mm雨量级时,3个阶段截留率与雨量级小于1.0 mm时均大幅降低,但3个阶段截留率物显著差异,幼龄阶段48.1%、中龄阶段48.7%和近熟阶段47.1%;在进入2.0—4.0 mm雨量级时,3个阶段截留率差异较大,幼龄阶段30.5%、中龄阶段38.4%和近熟阶段44.1%,近熟阶段的林冠能截留住更多的降雨;当降雨量大于100 mm时,3个阶段林冠截留率又无明显差异截留率均低于10%。(3)Fan模型对各阶段杉木人工林林冠截留的模拟较为理想。     

杉木根系分泌物化感作用研究

对一代杉木纯林、二代杉木纯林和杉楠混交林中杉木根系分泌物化感作用进行了研究 ,结果表明 3种林分杉木根系分泌物都降低了杉木幼苗的鲜重、胚根长度和胚芽长度 ,抑制了杉木幼苗的生长。其中不同林分类型的杉木根系分泌液对杉木种子幼苗生长的抑制程度之间的关系是 :一代≈二代 >混交。     

杉木人工林养分循环随林龄变化的特征

为弄清杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林不同林龄的养分循环特征, 为人工林丰产的经营管理提供科学依据, 利用湖南会同杉木林25年的定位连续测定数据, 根据杉木生长规律和养分吸收动态对杉木林不同林龄的养分循环进行了研究。结果表明: 对于同一林龄的杉木, 器官养分浓度大小依次为叶>枝>皮>根>干。林龄小于12年的, 杉木养分浓度随林龄增加而增高; 林龄大于12年的, 杉木养分浓度随林龄增加而降低。养分年均吸收量随林龄增长的变化曲线为双波峰。养分归还量随着林龄的增加逐渐增加。同一林龄, 各营养元素的利用效率都是磷(P) >钾(K) >氮(N) >镁(Mg) >钙(Ca)。林分郁闭后, 各营养元素的利用效率随着林木生长而增大。同一林龄, Ca、Mg的循环强度大于N、P, 各营养元素循环强度随林龄增长的变化曲线都为抛物线。同一林龄, N、P、K被杉木利用的时间比Ca、Mg长, 各元素被杉木利用的时间随着杉木生长的进行而缩短。研究显示: 不同林龄的养分吸收量除受生产量控制外, 还受这个林龄和前一个林龄杉木体内养分浓度的差异制约; 杉木体内养分再分配及贮备机制、杉木生长规律和不同生育阶段对养分的利用效率等共同调节控制着养分循环过程。     

杉木-观光木人工混交林林木竞争效应研究

将人工混交林中林木竞争影响空间划分为内、外两圈,采用Hegyi提出的单木竞争指数模型对福建省建瓯东安林场杉木（Cunninghamia lanceolata）一观光木（Tsoongi odenodrum）混交林中林木的种内、种间竞争强度进行分析。结果表明,无论是内圈还是外圈,杉木种内、种间竞争强度均随林木径级的增大而减小;竞争强度顺序为：内圈杉木种内竞争〉内圈杉木观光木种间竞争〉外圈杉木种内竞争〉外圈杉木观光木种间竞争。用模型拟合预测杉木种内、种间的竞争强度,认为杉木在胸径达到36cm之前应采取适当的控制措施。     

杉木枝叶贮存特性及人工修枝效应研究进展

【摘要】简要介绍了杉木枯死枝叶长期贮存于树干的特性, 着重论述了修枝对杉木自身及其林分生长的影响情况, 从光环境、林下植被和土壤环境等3个方面总结归纳了人工修枝对杉木人工林林内环境的影响, 旨在为杉木人工林的科学经营管理提供科学参考。建议应深入开展有关修枝处理之后, 林分生态环境的变化对杉木体内营养分配及根系生长策略的内在影响机制研究; 并通过营建定点观测试验林, 进行长期跟踪探索。     

湖南省大嵊山大气污染与杉木衰亡的关系

对湖南省大嵊山杉木衰亡现象进行了探讨。内容包括大气环境质量监测、杉木叶片叶绿素含量、钾离子外渗率、电解质外渗率、杉木叶片含硫量、杉木叶全N、P、K、Ca、Mg、杉木生长量的测定、树干解析。研究表明,大嵊山大气污染严重,研究地的大气综合污染指数对照区Site3为1,污染监测区Site 1和Site2分别为2.65和1.80。杉木叶片钾离子外渗率、电解质外渗率、全S含量、全N含量为大嵊山污染区>对照区;而P、K、Ca、Mg元素含量为对照区>污染区。而且杉木叶片含硫量与大气SO2之间存在较好的相关性,冬季二者的相关公式为：Y=1.3657+25.8146X(r=0.6319,P<0.05),分析认为： 大气污染是大嵊山杉木衰亡的重要原因之一。     

不同林龄杉木人工林土壤C:N:P化学计量特征及其与土壤理化性质的关系

为了阐明林龄对杉木人工林土壤理化性质及碳氮磷(C∶N∶P)生态化学计量特征的影响,在福建农林大学三明莘口林场选取4个林龄(4, 20, 24, 33a)的杉木人工林为研究对象,测定0—20,20—40,40—60 cm深度土壤的水分-物理性质、pH、总碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK),探讨它们随林龄的变化及其与C∶N∶P化学计量比之间的关系,为杉木人工林持续经营管理提供科学依据。结果表明:(1)随着林龄的增加,质量含水量、田间持水量和毛管孔隙度先减小后增加,在20 a达到最小,TN和TP也有相似的变化趋势,但在24 a林分的深层土壤达到最小,TC和TK保持不变;(2)随着林龄的增加,C∶N保持不变,C∶P和N∶P在24 a成熟林达到最大,但只在20—60 cm达到显著差异;(3)TC与多数水分-物理性质及3个生态化学计量比显著相关,质量含水量和孔隙度与C∶N∶P生态化学计量比均显著相关,TP与C∶P和N∶P显著负相关。土壤物理性质与土壤养分循环存在一定关联,有机质与土壤结构及养分平衡的调节有关,研究区杉木林发育过程中土壤腐殖质化进程较缓慢,24 a成熟林杉木的生长受到土壤磷的限制,在杉木速生阶段适当增施磷肥,保证林木的良好生长,促进土壤与植物的良性养分循环。     

不同生长阶段杉木人工林土壤C∶N∶P化学计量特征与养分动态

在福建省白砂国有林场选取幼龄林(5年)、中幼龄林(8年)、近熟林(21年)、成熟林(27年)和过熟林(40年)5个生长阶段的杉木人工林,测定不同土层(0～10、10～20、20～40 cm)土壤总碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、全钙(Ca)、全镁(Mg)含量以及C∶N∶P化学计量比,探究杉木人工林土壤碳氮磷(C∶N∶P)化学计量特征与养分随林龄的变化规律。结果表明: 随着林分发育,TC、TN未发生显著变化,土壤C∶N保持不变。随着林分发育,0～20 cm土层土壤TP含量呈增加-降低-增加的变化趋势,其中在杉木成熟林达到最低,C∶P和N∶P最大,而20～40 cm土层土壤TP在各个林龄之间无显著变化。Ca、Mg含量在所有土层均在杉木成熟林达到最低。土壤TC与C∶P、N∶P、C∶N均呈显著正相关,TP与C∶P、N∶P呈显著负相关,土壤TP含量是调控土壤C∶P和N∶P的关键因子。杉木人工林发育到成熟期受到P的限制,为保证人工林正常发育,可在杉木速生阶段施加P肥,促进养分良性循环。适当提高杉木林的轮伐期可能会有利于土壤养分的恢复与保持。     

人工杉木林林分空间结构参数分析及相关性研究

基于南平松溪林场九个人工杉木林标准地的实测数据,对人工杉木林林分空间结构参数进行了评价和相关性分析,为制定杉木林和其他纯林林分空间结构优化和调整措施奠定基础.采用n=4确定林木的空间结构单元,用大小比数、角尺度和竞争指数等3个林分空间结构参数分析杉木林的林分空间结构特征.结果表明,9个标准地的杉木林大小比数都接近中庸状...