米心水青冈幼苗对光照和养分的响应

在模拟郁闭林下(L1,大约1%～2%的全日照)、林窗(L2,大约18%的全日照)、开阔地(L3,全日照)3个光照水平和每个光照水平下进行施肥(F1)和不施肥(F0)对照的6个实验处理条件下,研究了 2年龄米心水青冈(Fagus engleriana Seem)幼苗在随后的两个生长季里的生长对光照和土壤养分的响应.结果显示:光照和养分对幼苗高度、基径和生物量有显著的影响.经过两个生长季,L1处理下幼苗高度增量极显著地小于L2和L3处理下幼苗高度增量.L1处理下基径和生物量的增量在处理当年秋就极显著地小于L2和L3处理下的增量,并在第二年差异继续扩大.L2和L3处理下的幼苗间的生长没有显著差异.施肥明显地促进了L2和L3处理下的幼苗的生长,但对L1处理下的幼苗没有明显的作用.这些结果说明,虽然2年龄米心水青冈幼苗能够在林下的弱光条件下生存,但生长受到了极大的抑制.幼苗在林窗的中等光照条件下能够与在开阔地全日照条件下生长的一样好或更好,这与许多耐阴的落叶树的响应一样.在比林内光照强度较高的条件下施肥或较高的土壤养分才对米心水青冈幼苗的生长和生存起作用.     

山地落叶阔叶林优势树种米心水青冈幼苗的定居

在郁闭的林冠下、模拟林窗和林间空旷地3种光照环境中,研究了施肥和未施肥的米心水青冈幼苗生存和生长发育过程．结果表明,幼苗在林下的发育受到光照不足的严重抑制,生长在林下的幼苗比生长在林窗和空旷地幼苗死亡快,死亡率高,幼苗在郁闭林下能够生存的时间不超过12周．施肥处理的幼苗比对照的幼苗死亡快,死亡率高．幼苗死亡很可能与土壤中的病原生物有关．虽然由林下光照强度增加到模拟林窗的光照强度后,幼苗发育有明显改善,但幼苗在模拟林窗环境和空旷地的生长没有显著差异．结果说明,米心水青冈新出土的幼苗在郁闭林冠下易受伤害,更新立苗阶段需要有比较好的光照条件,肥沃土壤可能也无助于改善郁闭林冠下幼苗的定居．     

林隙与林下环境对锐齿槲栎和米心水青冈种群更新的影响

锐齿槲栎 (Quercusalienavar.acuteserrata ) 和米心水青冈 (Fagusengleriana) 是广泛分布在我国暖温带和亚热带山地中海拔地段的主要建群种, 对水土保持和维持生态系统稳定具重要意义。该文通过在神农架地区的典型样地调查, 分析了这 2个种群在林隙和林下不同光环境中的更新状况和径级结构 ;利用便携式Licor₆ 4 0 0光合仪测量了 2种苗木的光饱和及光诱导曲线, 探讨了光对这 2个树种更新的影响机理。实验结果表明, 在所调查的林地中, 锐齿槲栎和米心水青冈种群都有充足的幼苗库, 锐齿槲栎幼苗以实生为主, 米心水青冈幼苗以萌生为主 ;从幼苗到幼树的转化过程中, 锐齿槲栎的成活率几乎为零, 而米心水青冈的成活率约为 6 %~ 8% ;在两者的混交林中, 米心水青冈种群呈稳定的金字塔形年龄结构, 而锐齿槲栎则是某一生长阶段的种群占据主导地位。光饱和曲线显示, 对 2年生同生群苗木, 在林窗下, 锐齿槲栎的最大净光合速率 (4.6 1μmol·m-2 ·s-1) 比米心水青冈的 (4.16 μmol·m-2 ·s-1) 要高 ;而在林冠下, 米心水青冈的最大净光合速率 (Pn=3.89μmol·m-2 ·s-1) 比锐齿槲栎的最大净光合速率 (Pn=3.6 8μmol·m-2 ·s-1) 要高。无论在林窗下或林冠下, 米心水青冈幼苗的光饱和点比锐齿槲栎的要低。两者混交林下的光诱导曲线显示, 与米心水青冈幼苗相比, 锐齿槲栎幼苗对光的反应速度较慢, 最大净光合速率也较低, 在林冠下表现出较弱的竞争力。资源分配试验证明, 锐齿槲栎在幼苗阶段以地上部分生长为主, 而米心水青冈倾向于把更多的干物质贮藏在根部, 显示出不同的光利用策略。     

长白山阔叶红松林不同演替阶段林下红松幼苗能量与养分季节动态

为了解林下红松幼苗生长和养分存储季节动态,以长白山原始阔叶红松林(原始林)和次生杨桦林(次生林)林下2年生红松幼苗为对象,研究林下光合有效辐射(PAR)、幼苗生物量、非结构性碳水化合物(NSC)、全氮(N)和全磷(P)等指标的季节变化,分析两林分林下光照的季节动态及其差异对红松幼苗生长和养分积累的影响。结果表明: 原始林和次生林林下月PAR累积量季节变化都呈“双峰”型,夏季为郁闭期,两林分林下光线弱。春季和秋季为阔叶树无叶期,林下光照条件变好,且次生林林下光照明显好于原始林;原始林和次生林红松幼苗的生物量、NSC、全N和全P浓度的季节动态与林下光照的季节变化基本一致,在春季和秋季表现为显著增加,在夏季呈下降趋势。春季幼苗的淀粉浓度增加,夏季淀粉和可溶性糖浓度均逐渐降低,到8月达到最低值,秋季可溶性糖浓度显著升高。春季和秋季次生林林下幼苗的生物量和NSC浓度整体上均显著高于原始林,而夏季两林分差异不显著。因此,春季和秋季的林下光照条件差异是影响原始林和次生林中红松幼苗养分积累和生长更新差异的主要原因。     

滇青冈幼苗的光合和生长对不同生长光强的适应

研究了3种光强(全日照的80%、20%和2%)下生长的滇青冈幼苗的光合-光强响应和生长状况。结果表明:3种光强生境滇青冈幼苗光饱和点和最大净光合速率没有显著差异,20%和2%生长光强下光补偿点显著低于80%生长光强。3种光强生境幼苗的光合饱和点在400~450μmol·m-2·s-1左右,光补偿点也很低(6~10μmol·m-2·s-1),表现出阴生植物的特征。但滇青冈幼苗较强的耐荫能力,是以牺牲生长为代价的。在2%的弱光生境中滇青冈幼苗比叶重显著降低,单位面积和单位干重叶绿素含量均显著增多,具有利用较强辐射的潜力,一旦林窗出现就可以利用增加的辐射提高光合速率,及时进入快速高生长。     

光照对珙桐幼苗光合与生长特性的影响

为了解珙桐幼苗对光强的适应性, 以3 年生珙桐幼苗为实验材料, 设置了全光照, 62%全光照及43%全光照3种光环境, 观测了110 d 后珙桐幼苗光合特性及生物量分配的变化情况。结果表明: (1)珙桐幼苗净光合速率(Pn)日变化在全光照条件下呈双峰型, 有明显“光合午休”现象, 而遮阴条件下呈单峰型; (2)遮阴处理下最大光合速率(Pmax)、表观量子效率(AQY)、水分利用效率(WUE)及光能利用效率(LUE)均高于全光照, 光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)均低于全光照; (3)遮阴显著降低珙桐幼苗根冠比, 增加了比叶面积(SLA)和总生物量。上述结果说明: 遮阴处理后, 珙桐幼苗在光合特性和生长特性上表现出对弱光一定程度的驯化适应, 对比三种遮阴条件可以得知, 适度的遮阴更有利于幼苗的正常生长, 甚至在较低光照(43%全光照)环境下有更高的光能利用率。     

三峡地区柏木种子萌发和幼苗更新的研究

对三峡地区柏木(Cupressus funebris)林柏木种子的萌发、幼苗存活、幼苗生长进行了研究.结果表明,(1)柏木种子的萌动期约为10 d,播种35-45 d后进入萌发高峰期,柏木种子的平均萌发率为47.7%.土壤基质对种子萌发的影响是极显著的,光照对萌发则没有显著的影响.(2)幼苗平均死亡率为52.6%.土壤类型和光照强度对幼苗的存活都有显著影响,在林下土和80%光照条件下幼苗的存活率最高.(3)柏木幼苗生长初期茎的生长动态呈"S"型,而叶片数量的增长动态近于直线型.幼苗生长初期生物量形成主要受光照条件的影响,土壤类型的影响不显著.土壤和光照条件对柏木林柏木幼苗的更新都有显著影响,但是土壤条件主要影响种子萌发和幼苗的存活,而光照条件则主要对幼苗的生长和存活产生影响.     

中国木本植物幼苗生长对光照强度的响应

光照是影响植物幼苗生长的重要的环境因子,定量化研究光照对木本植物不同生活型幼苗生长的影响具有重要意义。系统收集了有关光照对我国木本植物幼苗生长影响的国内外文献,采用Meta分析的方法对幼苗的生长效应进行评估。研究结果表明:(1)与全光照下幼苗生长相比,由于遮阴处理对幼苗基径增长量的抑制作用强于对株高增长量的作用,幼苗出现株高基面积比增高的形态特征变化;(2)与灌木相比,乔木树种幼苗对不同光照强度的响应更加敏感;(3)在小于20%和20%—40%全光照条件下,落叶阔叶和常绿阔叶树种幼苗基径均受到显著抑制,而常绿针叶树种的基径并没有受到遮阴的明显抑制;(4)落叶阔叶和常绿阔叶树种的株高基面积比均显著高于全光照,而常绿针叶树种的株高基面积比与全光照相比差异较小。我们的这一研究将有助于更好的理解木本植物幼苗生长对光照的响应机理。     

不同光环境对紫背天葵和白背三七生长及光合荧光特性的影响

以紫背天葵(Begonia fimbristipula)和白背三七(Gynura divaricata)两种优良野生蔬菜为研究对象,研究了自然全光照(L0)、郁闭度约50%林下(L1)、郁闭度约70%林下(L2)3种光环境下植株的生长及光合和荧光参数变化,以明确其耐荫性以及林下套种的可行性。结果显示:(1)紫背天葵和白背三七地径和株高在L0和L1处理之间无显著差异,而在L2处理下显著低于L0。(2)两种野菜最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)均随光照强度减弱逐渐降低,表观量子效率(AQY)在3种光环境下无显著差异;PSⅡ潜在最大量子产量(Fv/Fm)、光化学荧光猝灭系数(qP)和电子传递速率(ETR)也随光照强度减弱而减小,非光化学荧光猝灭系数(NPQ)却随光照强度减弱而增加。(3)两种野菜光合和荧光参数在L0和L1处理之间无显著差异,而在L2处理下显著低于L0。研究表明,在较大郁闭度林分下,紫背天葵和白背三七叶片叶绿素分子捕获激发能的效率降低,其PSⅡ吸收光能用于光化学电子传递的份额减少,而用于热耗散的份额增加,电子传递活性和通过电子传递链传递的能量降低,净光合速率下降,植株生长受到抑制;两种野菜均具有一定的耐阴性,可以在林分郁闭度50%左右的林下正常生长。     

水青冈林中两种鹅耳枥种子萌发和幼苗的生存与生长（英文）

 千金榆(Carpinus cordata var．chinensis)和千筋树(Carpinus fargesiana)是四川省北部山地水青冈林中的两种主要落叶阔叶树。两种植物种子萌发和幼苗生存与生长的实验研究结果显示：千金榆种子秋季成熟落地后有一年多的休眠期,种子主要在落地后的第二和第三个生长季萌发;千筋树种子成熟落地后有的可在来年萌发,但大部分是在第二个生长季萌发;由于每2～3年两种树就有一个较大的结实年,每年都会有一些新的幼苗在林中出土;尽管两种树是耐荫的,但幼苗在较好光照条件下(如林窗)生存和生长明显好于在林冠遮荫的地方;施肥会加速幼苗的死亡,特别是在阴暗的林下,但在光照较好的条件下能促进幼苗的生长。结果说明两种鹅耳枥的幼苗可以在林下持续存在,但只有在较好的光照条件下,如稀疏的林冠下或林窗下才会有明显的净生长。     

杉木和木荷种子萌发及幼苗生长对光梯度的响应

光是影响种子萌发和幼苗生长的关键因素.为理解不同树种种子萌发及幼苗生长对光梯度变化的响应机制,本文研究了不同光照强度(分别为自然光强的100%、60%、40%、15%和5%)对杉木和木荷种子萌发及幼苗生长的影响,探讨了两树种种子萌发和幼苗生长对光照响应的差异性.结果表明: 光照强度对两树种的种子萌发和幼苗生长均具有显著影响. 随着光照强度的减弱, 杉木种子萌发率增大,萌发指数增大,木荷种子萌发率和萌发指数则先增大后减小,在40%光照强度下达到最大值.两树种幼苗存活率在全光照(100%光照)下均为0,在5%～60%光照处理下则随着光照强度的减弱而显著降低.两树种幼苗根长、地径和株高对光梯度变化的响应趋势一致,随着光照强度的减弱,根长显著减小,地径和株高则先增大后减小,在5%光照强度下达到最小.随着光照强度的减弱,杉木幼苗根、茎、叶及总生物量降低,木荷幼苗生物量积累在15%～60%光照强度下较高, 5%光照强度下最小,且相同光照强度下,木荷幼苗各部分生物量均大于杉木.两树种幼苗应对低光环境时,表现出较大的茎和叶的生物量分配比,而根生物量比和根冠比降低.表明杉木苗期生长不耐阴,需要相对较强的光照,而木荷苗期具有较强的耐阴性,对弱光环境的适应性更强,能够在郁闭的林冠下定植和正常生长.     

常绿阔叶林林冠环境对栲幼苗建成的影响

植物幼苗建成阶段是决定种群自然更新的关键生活史阶段。研究林冠环境对常绿阔叶林优势种幼苗建成阶段的影响对该类森林的恢复和管理具有重要意义。2014-2016年, 该研究在重庆市缙云山国家级自然保护区的常绿阔叶林的不同林冠环境(大林窗: >150 m ², 中林窗: 100-150 m ², 小林窗: 50-100 m ², 对照: 林下)下进行栲(Castanopsis fargesii)种子野外播种实验, 并对栲幼苗命运和生长情况进行了3年的持续监测。结果表明: (1)栲幼苗出土时间从7月持续到12月, 出苗时间较长, 大林窗对幼苗出土具有延迟作用; (2)栲种子野外平均萌发率为(62.8 ± 2.0)%, 第3个生长季(2016年)末幼苗平均存活率为(65.1 ± 2.2)%, 枯萎是栲幼苗死亡的主要原因; (3)林冠环境对栲种子萌发率及第1个生长季(2014年)末的幼苗存活率无显著影响, 对第2个(2015年)和第3个生长季末的幼苗存活率具有显著影响; (4)林冠环境在第1个生长季对幼苗生长无明显影响, 但在第2个和第3个生长季具有显著影响, 大、中林窗中幼苗总生物量、株高、基径、根长和叶片数显著高于林下, 比叶面积显著低于林下; (5) 3个生长季内, 4类林冠条件下栲幼苗的叶质量比和茎质量比升高, 根质量比和根冠比降低, 并且从第2个生长季开始大林窗中栲幼苗的叶质量比显著高于林下, 根质量比和根冠比显著低于林下。栲幼苗早期的存活和生长依赖种子储存的能量, 受林冠条件影响较弱, 后期则依赖光合作用, 受林冠条件影响较强, 从整个幼苗建成过程看, 大、中林窗更有利于栲幼苗定居。     

Different responses to shade of evergreen and deciduous oak seedlings and the effect of acorn size

An evergreen oak species, Cyclobalanopsis multinervis, and a deciduous oak species, Quercus aliena var. acuteserrata were grown from acorns under two light levels (full sunlight and shade at about 18 % of full sunlight, simulating the light intensities in forest clearings and gaps, respectively) for one growing season. Three hypotheses were tested: (i) the deciduous species grows faster than the evergreen species in forest gaps and clearings; (ii) the deciduous species responds more strongly in terms of growth and morphology to variation in light climate than the evergreen species; and (iii) seedling size is positively correlated to acorn size. The results showed: (i) at both light levels, the deciduous seedlings gained significantly more growth in biomass and height than the evergreen seedlings; (ii) both species produced significantly more biomass in full sunlight than in shade, without showing any significant difference in height between treatments. Increase in light intensity improved the growth of the deciduous seedlings more strongly; (iii) at a similar age, the deciduous seedlings showed a greater response in leaf morphology and biomass allocation to variation in light levels, but when compared at a similar size, biomass allocation patterns did not differ significantly between species; (iv) bigger acorns tended to produce larger seedlings, larger leaf sizes and more leaf area, between and within species. These differences demonstrate that the deciduous species is gap-dependent and has the advantage over the evergreen species in forest gaps and clearings.     

光照强度对8种红树植物幼苗生长和生物量分配的影响

选取无瓣海桑(Sonneratia apetala Buch-Ham.)、卤蕨(Acrostichum aureum Linn.)、桐花树(Aegiceras corniculatum Blanco.)、老鼠簕(Acanthus ilicifolius Linn.)、木榄(Bruguiera gymnorrhiza Lam.)、秋茄(Kandelia candel Druce.)、银叶树(Heritiera littoralis Ait.)和黄槿(Hibiscus tiliaceus L.)为研究对象,通过遮荫控制实验,研究这8种红树植物幼苗在不同光照强度(自然光强的100%、45%、30%、10%)下的生长和生物量分配特征。结果表明:(1)遮荫对无瓣海桑幼苗相对生长速率、生物量积累、基径的增长和叶片数的增长均有显著的抑制作用;(2)桐花和老鼠簕在遮荫处理下生长状况较好,遮荫对桐花生长的影响不显著,对老鼠簕幼苗的生长则有一定的促进作用;(3)当光照强度降低时,无瓣海桑、秋茄、老鼠簕、桐花树的幼苗都对地上部分投入了更多的生物量,其中秋茄、老鼠簕和桐花树通过提高叶生物量来获取更大的光能捕获能力。研究结果表明,从对光照的生长适应角度来看,桐花、老鼠簕和卤蕨适宜种植在郁闭度较高的林下;秋茄适宜在郁闭度较低的林下种植;真红树无瓣海桑和木榄以及半红树黄槿和银叶树则不适合在林下种植。     

岷江冷杉林林窗小气候及其对不同龄级岷江冷杉幼苗生长的影响

对川西亚高山原始岷江冷杉(Abies faxoniana)林林窗内和林冠下小气候及岷江冷杉幼苗生长和生物量进行了两个生长季的连续观测。结果表明:6月林窗内与林冠下太阳辐射的日积累量没有显著性差异,而7~8月的日积累量则有显著性差异。整个生长季节,林窗内太阳辐射的平均积累量为8.10×MJ·m^-2,而林冠下太阳辐射的平均积累量为5.02×MJ·m^-2,两个位点太阳辐射积累量的显著差异主要来自7~8月日积累量的不同;林窗内5和15 cm层土壤的日平均温度比林冠下相应深度分别高2.1和2.7℃,差异显著。林窗内和林冠下3~8年岷江冷杉幼苗高增长率分别为1.2±0.3 cm·a^-1和1.1±0.3 cm·a^-1,差异不显著;9~20年岷江冷杉幼苗高增长率分别为6.2±2.4 cm·a^-1和3.0±0.9 cm·a^-1,差异显著。林窗内岷江冷杉幼苗根、主茎和总生物量与林冠下幼苗根、主茎和总生物量没有显著差异。不同年龄的岷江冷杉幼苗叶和侧枝生物量积累对林窗微环境的响应不同。     

Effects of elevated carbon dioxide concentration and soil temperature on the growth and biomass responses of mountain maple (Acer spicatum) seedlings to light availability

Aims Some shade-tolerant understory tree species such as mountain maple (Acer spicatum L.) exhibit light-foraging growth habits. Changes in environmental conditions, such as the rise of carbon dioxide concentration ([CO₂]) in the atmosphere and soil warming, may affect the performance of these species under different light environments. We investigated how elevated [CO₂] and soil warming influence the growth and biomass responses of mountain maple seedlings to light availability.Methods The treatments were two levels of light (100% and 30% of the ambient light in the greenhouse), two [CO₂] (392 μmol mol^-1 (ambient) and 784 μmol mol^-1 (elevated)) and two soil temperatures (T soil) (17 and 22°C). After one growing season, we measured seedling height, root collar diameter, leaf biomass, stem biomass and root biomass.Important findings We found that under the ambient [CO₂], the high-light level increased seedlings height by 70% and 56% at the low T soil and high T soil, respectively. Under the elevated [CO₂], however, the high-light level increased seedling height by 52% and 13% at the low T soil and high T soil, respectively. The responses of biomasses to light generally followed the response patterns of height growth under both [CO₂] and T soil and the magnitude of biomass response to light was the lowest under the elevated [CO₂] and warmer T soil. The results suggest that the elevated [CO₂] and warmer T soil under the projected future climate may have negative impact on the colonization of open sites and forest canopy gaps by mountain maple.     

香果树实生苗的光合特性及其与环境因子的关系

为确定香果树实生苗的适生环境并为其自然更新提出有针对性策略,研究了不同生境(冠下、冠缘、林窗和林缘)中2年生香果树实生苗的净光合速率、水分利用效率、叶绿素含量、苗高、基径、生物量等的变化及其与生态因子之间的关系.结果表明: 4种生境中的光合有效辐射最大值为50～1380 μmol·m^-2·s^-1,冠下和冠缘中香果树实生苗的净光合速率日变化呈单峰型,而林窗和林缘实生苗的净光合速率日变化呈双峰型;香果树实生苗为耐阴植物,但耐阴能力较弱,其功能叶的光饱和点、补偿点和暗呼吸在4种生境中大小顺序为: 林缘>林窗>冠缘>冠下,表观量子效率的变化规律与之相反;林窗和冠缘2种生境中香果树实生苗的适应能力较强,叶片的蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率和净光合速率较高;林窗中香果树实生苗叶片的叶绿素含量较低,但实生苗的生长速度最快,生物量最大;香果树实生苗的净光合速率与光合有效辐射和气孔导度呈显著正相关.对于冠下生境,需降低林冠层密度,增加透光率,以利于香果树实生苗的光合作用;对于林缘生境,则需要增加植被盖度,降低光照强度,以利于其快速生长.