不同降水条件下科尔沁沙地南缘疏林草地樟子松针叶δ13C和叶性状特征

通过比较不同自然降水年份(极端干旱和极端湿润)19年生疏林草地樟子松的针叶δ13C、比叶面积和干物质含量,结合土壤含水量和地下水埋深,探讨了极端降水对樟子松水分利用的影响.结果表明:干旱年份(2009)樟子松林土壤含水量显著低于湿润年份(2010),但樟子松当年生针叶的δ13C在两年间没有显著差异,且两年相同月份间亦无显著差异;干旱年份当年生针叶的比叶面积显著低于湿润年份,而不同年份间干物质含量的差异不显著.在两种极端降水条件下,樟子松的水分利用效率没有明显变化,主要通过改变当年生针叶的比叶面积来适应降水量的变化.对于地下水埋深高于3.0m的疏林草地樟子松人工林生态系统,极端干旱不会严重影响樟子松的存活和生长.     

不同年龄沙地樟子松非结构性碳水化合物分布特征

非结构性碳水化合物(NSC)浓度及其分配特征反映了树木的碳供需状况,是决定树木存活生长的关键因子.为了解沙地樟子松不同生长阶段的碳动态变化规律,以不同年龄(12、22、31、42、52和59年生)沙地樟子松为研究对象,分析叶、枝、根中NSC、可溶性糖和淀粉浓度及可溶性糖/淀粉,探讨沙地樟子松的碳分布特征及平衡关系.结果...     

科尔沁沙地不同密度(小面积)樟子松人工林生长状况

在内蒙古科尔沁沙地丘间片林中选择不同密度的樟子松样地,对樟子松在不同栽植密度条件下的生长情况进行了研究.由于受多年降水偏少的影响,科尔沁沙地的樟子松出现了大量枯梢继而死亡的现象,而这种现象与林地的密度存在很强的相关性.样地林木的死亡率随林地密度的加大呈幂函数关系增加,原先最高密度情况下的林地,保存到现在的活木数量反而最少;林木的平均死亡年龄、最早死亡年龄、冠幅、树高和胸径随林地密度的增加而减小.虽然在其它一些区域的研究结果表明,树高较少受竞争的影响,但是在半干旱区,树高仍然与密度相关.枯梢林木的比例在高密度的样地大于低密度的样地,枯梢对低密度样地的林木基本上没有大的影响.各样地的冠幅和胸径比相差不大,平均只有0.297,以此指标衡量,该地可能更适合单一樟子松林的种植.综合来看,科尔沁沙地的气候和土壤条件适合栽植樟子松,但初始密度应控制在2800株/hm2以下,并应根据生长情况在进入生长高峰期后对林木进行适时间伐,20a龄期的林木其密度保持在2100株/hm2左右比较适宜.     

降水变化对科尔沁沙地樟子松人工林土壤氮矿化和淋溶的影响

为研究降水量减少对沙地森林土壤氮循环过程的影响,以科尔沁沙地15年生樟子松人工林为研究对象,野外模拟不同降水量（自然降水、减少30%和50%）对沙地樟子松人工林土壤无机氮（SIN）含量、氮矿化速率和淋溶动态的影响。研究结果发现,沙地樟子松人工林SIN主要以硝态氮形态存在,模拟降水减少降低土壤硝态氮含量（P<0.05）和硝态氮/SIN值（P<0.001）,而增加土壤铵态氮含量（P<0.05）。与自然降水相比,降水减少降低土壤净硝化速率和净矿化速率（P=0.002）,但不同降雨处理的土壤净氨化速率差异不显著（P=0.86）。科尔沁沙地樟子松人工林土壤以硝态氮淋溶为主,不同降雨处理土壤硝态氮淋溶量差异不显著（P=0.09）,但模拟降水减少降低土壤铵态氮淋溶（P=0.04）。此外,沙地樟子松人工林SIN含量、净氮矿化速率和淋溶量具有明显月动态特征,与降雨月动态规律基本一致。降水处理和采样时间对SIN含量和净氮矿化速率具有显著交互作用,但土壤氮淋溶量的交互作用不显著。可见,降水变化能够显著影响科尔沁沙地樟子松人工林土壤氮有效性、氮矿化速率和淋溶等过程,未来干旱加剧可能降低科尔沁沙地樟子松人工林土壤氮的可利用性。     

北京松山油松当年生与往年生针叶光合生理特性

为探讨北京松山自然保护区油松固碳机制, 对松山不同叶龄油松针叶的光合、蒸腾特性及其与环境因子的关系进行探究。结果显示：(1)油松当年生叶的最大净光合速率、暗呼吸速率及光补偿点均高于往年生叶, 但表观量子效率却低于往年生叶; (2)油松当年生和往年生叶的净光合速率和蒸腾速率日变化均呈“双峰”曲线; 当年生叶的净光合速率日均值显著高于往年生(P<0.05); (3)气孔导度和光合有效辐射是影响油松当年生和往年生叶净光合速率的共同生态因子; 同时气孔导度和光合有效辐射共同影响不同叶龄针叶的蒸腾速率。结果表明当年生叶光合潜力较大, 而往年生叶利用弱光能力较强; 当年生叶净光合速率降低主要为非气孔因素, 而往年生叶则先后由气孔因素和非气孔素引起; 油松不同叶龄光合特性差异体现了油松不 同的生理调节和环境适应策略。     

风沙流持续吹袭对樟子松幼树光合蒸腾作用的影响

为了解风沙流持续吹袭对樟子松幼树光合蒸腾特征影响,2013年春季在内蒙古科尔沁沙地研究了0(CK)、6、9、12、15、18m/s等6个梯度风速处理30min持续风沙流吹袭下樟子松幼树光合蒸腾速率和水分利用效率等指标的变化规律。结果表明:随着风沙流吹袭强度的增加,光合速率、气孔导度和水分利用效率的日变化规律发生了明显改变,而蒸腾速率和胞间CO2浓度日变化曲线没有显著变化。和CK相比,6m/s和12m/s风沙流吹袭下其日均光合速率分别提高13.8%和38.9%,18m/s风沙流吹袭下则下降18.9%;6m/s和15m/s风沙流吹袭下其日均蒸腾速率分别提高16.9%和53.0%,18m/s风沙流吹袭下其日均蒸腾速率降低18.54%。和CK相比,其日均胞间CO2浓度在6—12m/s风沙流吹袭下没有显著变化,15m/s和18m/s风沙流吹袭下则分别提高16.2%和3.3%。6m/s和15m/s风沙流吹袭使其日均气孔导度较CK分别增加26.6%和45.2%,18m/s风沙流吹袭则使其降低13.7%。6、9、12、18m/s风沙流吹袭使其日均水分利用效率分别较CK增加7.3%、1.9%、18.2%和3.1%,而15m/s风沙流吹袭下其水分利用效率下降13.5%。     

科尔沁沙地南缘樟子松人工林地下水埋深季节变化

于2005年5-10月,在未经过度人为干扰(大面积人工造林及农田开发)的大青沟地区(42°52'N,122°55'E)和自20世纪50年代大面积人工造林并相应开发农田的章古台地区(42°43'N,122°22'E)分别选择了樟子松疏林草地和草地(撂荒地)、樟子松衰退后皆伐地(皆伐地)及不同年龄沙地樟子松人工纯林设置固定标准地,监测了一个生长季的地下水埋深动态变化.结果表日月:生长季内地下水埋深呈现出4种类型:平稳型、"V"型、"N"型和"M"型.大青沟地区的疏林草地地下水埋深在生长季变化不大,平均地下水埋深为1.88 m;章古台地区的草地和皆伐地呈现5-7月升高,之后下降;林龄较小(23年)樟子松纯林变化幅度较大,生长季地下水埋深相差4.30 m;林龄较大(33、42、45年)樟子松人工纯林生长季地下水埋深波动变化,且变幅不一.总体上,地下水埋深表现为疏林草地(大青沟地区)<(章古台地区)衰退后皆伐地和草地<林龄较小樟子松人工纯林<林龄较大樟子松人工纯林.上述结果表明,大面积造林及农田开发是造成大青沟与章古台两地地下水埋深差别的主要原因;在章古台地区,不同植被覆盖与林龄也直接影响地下水埋深.     

科尔沁沙地樟子松能否发生冬季“生理干旱”伤害

在内蒙古东部半干旱地区分别测定了春、秋两季栽植的樟子松苗越冬期间针叶含水量和蒸腾强度的变化,测定了针叶的致死临界含水量并在室内模拟了生理干旱伤害症状以探讨发生冬季生理干旱伤害的可能性．结果表明秋植苗针叶含水量１月份就已降到初始致死含水量以下而春植苗针叶含水量始终显著高于初始致死含水量并顺利越冬．含水量与蒸腾强度的对比表明甚至在冻土期内,针叶仍有某种水分补充来源．模拟实验中出现的针叶伤害症状和秋植苗野外伤害症状一致．结论认为该地区已正常成活的春季造林苗不大可能发生冬季生理干旱伤害．     

不同林龄樟子松人工林土壤-针叶-微生物生态化学计量及稳态性特征

为明确樟子松人工林生态系统的养分特征和稳定机制,在辽西北章古台地区选取幼龄林、中龄林、成熟林和过熟林阶段的樟子松人工林为研究对象,探讨其土壤-针叶-微生物C、N、P含量及生态化学计量比特征,分析各组分的耦合关系和内稳态特性。结果表明：辽西北樟子松人工林土壤C、N、P养分贫瘠;与全球尺度相比,针叶具有较高C、P和较低N的特征;不同林龄相比,土壤C含量峰值12.93 g·kg^-1出现在过熟林,土壤N、P含量峰值0.41、0.25 g·kg^-1,针叶C、N、P含量峰值641.38、10.18、1.81 g·kg^-1,微生物C含量峰值165.68 mg·kg^-1,均出现在成熟林,微生物N、P峰值9.29、2.92 mg·kg^-1出现在中龄林;各林龄樟子松人工林土壤C∶N均高于全国平均水平,表现为N限制;仅过熟林土壤C∶P高于全国平均水平,表现为P限制;樟子松土壤、针叶、微生物C∶N、C∶P均在过熟林达到峰值,此阶段N、P限制最为强烈。樟子松人工林土壤、植物、微生物3个组分间的生态化学计...     

黄土丘陵区不同立地条件下沙棘光合生理日变化特征比较

在自然状态下测定了不同立地条件下沙棘光合生理生态日变化特征。结果表明,沙棘光合速率日变化基本为双峰曲线,均有不同程度的“午休”现象,山地沙棘出现在14：00左右,而川地出现在12：00前后,两峰值出现的时间因立地条件和水分条件而变化,山地沙棘雨后峰值出现时间推迟,但“午休”时间未变,这可能是沙棘适应川地、山地不同环境条件的结果。蒸腾速率日变化也呈双峰曲线,最低点与光合“午休”点重合,水分利用效率基本为“V”字型,以光合”午休”点为转折点。对大气因子日变化的同步测定表明,川地气温日均值较高,相对湿度较低,因而在干旱季节里川地沙棘更可能较山地沙棘受到大气干旱影响。山地较高的相对湿度有利于缓解土壤干旱对沙棘光合的影响,在水分利用上趋向于效率的提高。     

樟子松人工固沙林天然更新特征

采用比较分析与野外调查的方法。对沙地樟子松人工林天然更新特征进行了研究,能够进行天然更新的引种地区天然更新在时间上是不连续的,与特定年份的某些降水因子密切相关;在空间上主要有3种更新方式;林隙更新,林缘更新,阔叶林下更新;天然更新幼树生长情况与人工林的生长差异不大。     

樟子松人工固沙林衰退的主要特征

针对辽宁省章古台地区樟子松人工固沙林出现的衰退枯死现象,系统地研究了樟子松人工固沙林衰退的主要特征,结果表明,衰退的樟子松人工固沙林外貌景观呈灰绿色,针叶纤细,开花结实率低,平均单株球果数量为10．4～16．5个,成熟种子千粒重为6．96～7.39g,种子空粒、涩粒较多．生长季内2年生针叶营养元素季节变化规律相似,但N、P含量下降,K含量明显增高,表明养分循环失调;衰退林分2年生针叶叶绿素含量较高,健康林分1年生较高且增幅较大．松枯梢病的侵害是樟子松人工固沙林衰退的最明显标志．林分衰退后,树高和胸径生长量下降明显,林分胸径分布结构“左移”(径级小的株数增多),衰弱(亡)木数量增加了15.9％～27．2％;根量分别减少了22．9％～28．9％。其中吸收根减少量最大。     

樟子松人工固沙林衰退的规律和原因

系统地研究了章古台地区樟子松人工固沙林衰退的规律和起因．结果表明,天然分布区以外的樟子松人工固沙林衰退是一种生命周期缩短、成熟期提前的早衰现象．松枯梢病侵害是樟子松枯死的直接原因,樟子松衰退是由多种生物与非生物因素综合引起的,属于侵染性病害和非侵染性病害之外的第三类病害,即“森林衰退病”,气候差异过大、经营管理不当、土壤水分利用失衡、大气氮沉降超标准是诱导因素,其中气候差异、土壤水分利用失衡起主导作用,松沫蝉、松毛虫危害是促进因素,松枯梢病侵染是激化因素。     

樟子松人工固沙林天然更新障碍因子分析

采用比较分析与野外试验的方法,对沙地樟子松人工林天然更新障碍因子进行了分析。结果表明,影响天然更新的环境因子主要有郁闭度、枯枝落叶层、植被盖度和立地条件。天然更新的障碍主要是由于引种地降雪覆盖少,温度偏高等原因,使土壤蒸发大、苗木蒸腾大,造成水分的亏缺,从而导致1－2年生更新幼苗死亡。针对樟子松人工固沙林天然更新障碍及其更新特点,提出在适宜立地上采取人工促进措施,如埋土、灌水等方法,以保证天然更新有效进行。     

沙地樟子松人工林营林技术研究进展

人工林能否实现可持续经营与其营林技术息息相关。中国造林与世界各地一样,纯林多．树种单调．发生的问题也相似。自20世纪90年代以来,沙地樟子松人工林出现了不同程度的衰退现象．但目前在我国北方干旱、半干旱风沙地区樟子松人工造林仍在大面积推广．因此,为实现樟子松人工林的可持续经营,总结并探讨樟子松人工林营林技术显得尤为重要。本文在广泛收集国内外有关樟子松研究的基础上,综述了近20年来有关樟子松在造林和经营方面的研究进展,主要包括造成樟子松沙地造林成活率和保存率低的原因、提高造林成活率的技术方法、种子的生产、密度管理、栽培模式以及问伐与更新等,提出了在沙地樟子松造林与经营研究中亟待解决的一些问题和建议．对今后樟子松沙地人工林衰退研究及经营实践具有参考价值。     

沙地樟子松人工林土壤磷库及其有效性初步研究

对樟子松人工林土壤不同层次中的全磷、速效磷 ,各级无机磷、有机磷的含量及其相关性进行了初步分析。结果表明 ,樟子松人工林土壤中全磷和速效磷含量都很低 (全磷约为0 0 5～ 0 18mg·g-1,表层土壤速效磷为 1 5 0～ 2 2 4mg·kg-1) ,处于我国土壤磷含量的最低水平 ,且速效磷不到全磷的 0 5 % ,有机磷占全磷的 4 0 %～ 80 % ,非蓄闭态无机磷以Ca P为主 ,在各土层中均为Ca P >Fe P >Al P。表层土壤中各种形态磷含量都显著高于下面三层 ,是各种生物、物理、化学过程最活跃的区域 ,并且存在磷酸盐沿着土壤剖面的淋溶。速效磷含量与有机磷、Fe P、Al P显著相关。不同密度和林龄的磷素状况无显著差异。可见 ,影响樟子松人工林土壤磷素有效性的因素很复杂 ,在较短的时间尺度上不同形态无机磷的相互转化及其影响因素对整个系统的磷素循环起主要作用 ,Fe P、Al P可能是沙地樟子松人工林土壤速效磷的主要来源 ,而有机磷则是重要的潜在有效磷源。     

辽西樟子松人工林净生态系统碳交换

樟子松是三北地区造林的主要树种之一,研究樟子松人工林净生态系统碳交换(NEE)及其影响要素对理解我国人工林碳平衡有重要意义。本研究以辽西樟子松人工林为对象,采用涡度相关系统及其配套设备于2020年对樟子松人工林NEE和环境要素进行了原位连续观测。结果表明: 在0.5 h尺度上,1—12月夜间为碳源,白天为碳汇,且受干旱影响5—8月下午碳吸收受到明显抑制。在日尺度上,受干旱影响,控制夜间NEE季节动态的主要要素为土壤温度和土壤湿度,控制白天NEE季节动态的主要要素为土壤湿度和饱和水汽压差;土壤干旱时降水可促进夜间和白天NEE,并导致光合呼吸参数升高。在月尺度上,白天NEE与表观量子利用效率和最大光合速率均呈显著负相关,当空气温度小于5 ℃时,10 ℃生态系统呼吸和生态系统呼吸温度敏感性随空气温度降低而呈线性增加。2020年辽西樟子松人工林NEE积累量为-145.17 g C·m^-2,表现为弱碳汇。     

樟子松沙地人工林直径分布模拟

利用反 Weibull函数模拟了章古台沙地樟子松人工林的直径分布规律 .结果表明 ,反 Weibull分布函数模拟樟子松人工林的直径分布效果好 ,具有精度高、适应性强等特点 .分别建立了反 Weibull分布函数 3个参数与林分年龄及密度之间的关系方程以及直径分布与 3个参数的回归方程 ,这些方程可用来预估林分产量、出材量以及评价经营效果     

温度、pH及干旱胁迫对沙地樟子松外生菌根菌生长影响

通过对采集于沙地樟子松人工林内的3种外生菌根真菌（牛肝菌Boletus sp.、乳菇Lactariussp.、高环柄菇Macrolepiota procera）进行纯培养,在不同温度、pH值和PEG模拟干旱胁迫条件下,观测了外生菌根菌的生长发育状况.结果表明,3种外生菌根菌生物量在不同pH范围（3～7）内存在着显著差异（P＜0.05）;在低于5℃和高于37℃时,3种外生菌根菌均不能生长,其最适生长温度分别为：牛肝菌,25℃高环柄菇,25～28℃,乳菇,25～30℃;在低浓度PEG胁迫处理条件下（10%,-0.20MPa）,3种外生菌根菌的生长均有所增加,当PEG胁迫达到30%（-1.53 MPa）时,3种外生菌根菌的生长均受到抑制.与上述结果比较,沙地樟子松人工林地土壤的实际pH值在外生菌根菌的最适生长范围内;林地最高气温值远远超过3种外生菌根菌的最适生长值的时间在每年的生长季都会出现;在极端干旱年份（如1996年）,林地土壤的实际含水量在生长季节（5～9月）远远低于抑制外生菌根菌生长的土壤含水量,可能影响到外生菌根菌的生存.因此,可以推断,沙地樟子松人工林地的外生菌根菌的生长与发育,在干旱胁迫及高温作用下受到很大程度的影响,如果仅从微生物角度分析,外生菌根菌在干旱和高温条件下不能生长或已经死亡是导致沙地樟子松人工林衰退的一个原因.