关于日本扁柏人工林光能利用效率的研究 (Ⅱ)群落生产结构对光能分配与利用效率的影响

本文以日本扁柏人工林为研究对象,通过对间伐林分和不间伐林分的生产结构、光能分布、光合速率、枝叶生长等季节变化的观测,进而计算了光能利用效率的季节变化。通过比较研究,证明了生产结构影响光能利用效率,而密度影响群落生产结构。合理的生产结构可以使光能在群落内合理分配、各层叶的光合潜力充分发挥、提高群落的光能利用效率。为了标定林分生产结构的合理性,本文提出了相对光合时间数和相对光能利用率的概念及数学公式。绘制了生产结构与功能图。对合理的生产结构与合理密度的关系进行了论述。     

关于日本扁柏人工林光能利用效率的研究（I）——群落生产结构与现存量、生长量和光能利用效率

本研究用相关生长法与分层割取法相结合测定的21年生日本扁柏人工林的现存量为160t／ha,生长量为16.5t／ha·a,净光能利用率为0.64%。在日本福岡地区这样的光能利用率不算高。根据各层的干物质重与D2·H的相关生长关系计算了各部分的垂直分布。以太阳能多点测定计测算了林冠上部和林冠内各层太阳辐射量的季节变化。绘制了生产结构图。通过对林冠各部位叶的测定,证明了充分郁闭的日本扁柏林同日本柳杉林一样,可以区分为圆锥形、圆柱形树冠。其叶面积数和叶量密度分别为：35±5cm2／g,495g／m3;45±5cm2／g,222g／m3。以材积解析和群落生产结构、光能分布为依据论述了生产结构对光能利用的限制。     

关于日本扁柏人工林光能利用效率的研究(Ⅰ)——群落生产结构与现存量、生长量和光能利用效率

本研究用相关生长法与分层割取法相结合测定的21年生日本扁柏人工林的现存量为160t/ha,生长量为16.5t/ha·a,净光能利用率为0.64%。在日本福岡地区这样的光能利用率不算高?莞鞑愕母晌镏手赜隓~2·H的相关生长关系计算了各部分的垂直分布。以太阳能多点测定计测算了林冠上部和林冠内各层太阳辐射量的季节变化。绘制了生产结构图。通过对林冠各部位叶的测定,证明了充分郁闭的日本扁柏林同日本柳杉林一样,可以区分为圆锥形、圆柱形树冠。其叶面积数和叶量密度分别为:35±5cm~2/g,495g/m~3;45±5cm~2/g,222g/m~3。以材积解析和群落生产结构、光能分布为依据论述了生产结构对光能利用的限制。     

黑石顶森林群落光能的时空变化与利用效率

分析了黑石顶森林群落各高度层光合有效辐射（ＰＡＲ）的季节变化,昼夜变化垂直空间方面的变化规律及其对植物光合作用的影响。研究表明,光量子通量密度（ＰＦＤ）从群落第一层至第四层呈指数形式减少,群落第四层常小于１．０ｍｏｌ．ｍ＾－２．ｄ＾－１群落中植物叶片净光合作用速率（ＮＰＲ）是：第一层〉第二层〉第三层〉第四层。同一高度层植物叶片ＮＰＲ比较接近,但了在物种间的差异,ＰＦＤ是影响植物光合作用的最主要因子     

毛乌素沙地油蒿叶性状对光能利用效率动态的影响

目前对于荒漠灌木光能利用效率（LUE）的季节变异及其调控因素,尤其是其生物调控因素的认识非常有限,导致了荒漠生态系统生产力模型的不确定性。拟验证假设：长期干旱环境下,典型荒漠灌木油蒿光能利用效率日均值（LUE_day）的动态变化与叶片性状的季节性调整有关。试验采用Li-6400便携式光合仪定期测量了油蒿生长季叶片LUE_day的季节动态及相关叶性状指标,探究叶性状对LUE_day的影响。结果表明：LUE_day的季节波动范围为0.003-0.017 mol/mol,整体变异系数（CV）为38.75%。完全展叶期LUE_day均值相比生长季平均值降低17.37%,相比展叶期和落叶期时降低30%;8个叶性状的季节变异幅度差异较大,其中总叶绿素含量（Chl）、类胡萝卜素含量（Car）和叶氮含量（LNC）均表现出较大的季节变异性（CV ≥ 20%）,叶碳含量（LCC）和叶片相对含水量（LRWC）的变异程度最低（CV<7%）。LRWC与所有叶片化学性状（Chl、Chl a/b、Car、LNC和LCC）均存在显著相关,表明其变化与叶片的养分吸收、光合色素合成以及碳同化的运输过程密切相关;油蒿LUE_day的相对变化与LRWC、Chl a/b和LNC显著正相关,而LRWC和LNC的季节动态受空气温度（T_a）和土壤含水量（VWC）的共同调节,Chl a/b的季节波动主要由浅层土壤含水量（10 cm VWC）控制。以上研究结果强调,在未来预计极端的气候事件（如极端干旱和持续热浪事件）发生更频繁的旱地场景中,时间尺度植物叶性状对于土壤干旱和高温的适应性调整应当被充分考虑到旱地生态系统的通量建模方案中。该结果将为构建叶片尺度的光合生理模型与厘清LUE的生物调控机制提供理论依据。     

不同森林群落结构与光能利用率的关系

本文在人工落叶松纯林及人工落叶松与水曲柳混交林的林冠观测数据的基础上建立了落叶松和水曲柳的树冠锥体模型。通过对上述两种森林群落结构的太阳辐射的观测, 利用电磁波的吸收、反射和透射理论分别对以上两种森林群落的光能利用率进行了计算。结果表明理论计算值与实测结果基本一致;双层次混交林的光能利用率高于单层纯林的光能利用率。     

水竹（Phyllostachys heteroclada）人工林生物量结构的研究

 根据39块标准地上测定18808株立竹,47个竹鞭样方,38株不同年龄(1—6年)和不同径级样竹,用相对生长量法(allometric method)研究不同水竹人工林地上和地下部分生物量结构;用数理统计方法拟合出竹秆、竹叶、竹枝和竹鞭生物量与胸径的回归方程。地上部分生物总量随径级而增加,竹秆重量按径级分布分别为,1.5径级与林分总重量比为16%;2.0径级为30.5%;2.5径级为26.1%,3.0径级为16.0%。地上部分生物总量随龄级增加而降低,分别为：Ⅰ龄级为31.7%,Ⅱ龄级为22.0%,Ⅲ龄级为17.5%,Ⅳ龄级以上为28.0%。竹鞭中壮鞭占50—60%,竹鞭容积2.0—2.5%,地上部分总量与地下总量比为1.0—1.5,叶面积指数为4—6,每亩产量可达4000—7000斤时,称为高产林分。     

热带人工林的光能利用与生产量的研究

本文研究了电白县4种人工林的遮光度,叶面积指数和光合作用强度以及光合生产量,比较了各种人工林的生物生产量和光能利用效率。认为有多层多种结构的混交林具有良好的生态效益和经济效益,是今后营造人工林的方向。窿缘桉纯林虽然有很高的光合作用强度,但由于纯桉林缺少中下层植物,因此光能利用率和生产量都很低。白藤在不足全光照10％,益智在不足5％的光照下,仍然生长很好,它们都有很高的光能利用效率,分别是3.92％和4.11％,而且这两种植物都有一定经济价值,因此是营造多层多种混交林较理想的中下层植物。