中国毛竹林碳氮磷生态化学计量特征

碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量比是生态系统过程与功能的重要特征, 开展种群生态化学计量学研究可以细化植物种群化学计量学内容, 确定限制植物生长的元素类型, 同时为大尺度模型的发展提供数据基础。为阐明我国毛竹(Phyllostachys edulis)林C、N、P化学计量学特征, 通过对毛竹主要产区文献数据的搜集整理与分析, 探索我国毛竹林“植物-土壤-凋落物”系统C、N、P及C:N、C:P、N:P生态化学计量特征, 以及不同组分生态化学计量特征与经纬度之间的关系。结果表明: 1)我国毛竹林叶片C含量为478.30 mg·g^-1, N含量为22.20 mg·g^-1, P含量为1.90 mg·g^-1, C:N为26.80, C:P为299.60, N:P为14.40; 毛竹林0-20 cm土层C含量为21.53 mg·g^-1, N含量为1.66 mg·g^-1, P含量0.41 mg·g^-1, C:N为14.20, C:P为66.74, N:P为4.28; 毛竹凋落物C含量为438.49 mg·g^-1, N含量为13.39 mg·g^-1, P含量为0.86 mg·g^-1, C:N为22.53, C:P为665.67, N:P为22.55。2)毛竹林“植物-土壤-凋落物”系统中, C:N表现为: 叶片>凋落物>土壤, C:P和N:P均表现为: 凋落物>叶片>土壤, 叶片N、P再吸收率分别为39.68%和54.74%, 我国毛竹林生长发育总体上可能受到P限制或者N和P两种元素的双重限制。3)纬度梯度: 叶片N含量、N:P随纬度增加而增加, C:N随纬度增加而降低。经度梯度: 叶片N:P随经度增加而增加, P含量、C:N随经度增加而降低; 土壤C:N随经度增加而增加, N含量随经度增加而降低; 凋落物N含量随经度增加而降低。4)叶片N含量与年平均气温和年降水量均存在明显负相关关系, 但对温度的响应比降水更敏感, 叶片N含量与纬度呈正相关关系, 支持“温度-植物生理假说”, 反映了植物对自然环境的适应。     

光照和水分对白藤幼苗生长特性的影响路径关系研究

该研究以2年生白藤实生苗为研究对象,通过控制试验,设置4个光强梯度——S0(对照,全光照)、S1(75%~80%全光照)、S2(45%~50%全光照)、S3(20%~25%全光照)和3个水分梯度——W0(对照,RSWC85%)、W1(中度干旱,RSWC55%)、W2(重度干旱,RSWC25%),定期测定幼苗生长特性(株高、地径、叶片数),叶片光合能力[净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(Gs)]及吸收能力(根、茎、叶生物量),并利用结构方程模型进行路径分析,探讨光照和水分对白藤幼苗生长特性影响过程,为白藤育苗及资源恢复提供理论支撑。结果显示:(1)随着光照强度的降低,幼苗生长特性与吸收能力、光合能力表现出一致的变化趋势,即先增加后减少;在45%~50%光强条件下,幼苗株高、地径、叶片数,根、茎、叶和总生物量及叶片Pn、Gs、Tr和Ls均达最大值。(2)随着土壤含水量降低,幼苗株高、地径及茎和叶生物量均逐渐减少,而根、根冠比呈先增加后减少的趋势;光合能力方面的Pn、Ci、Tr比对照分别显著降低23.65%、20.61%和25.40%(P<0.05),Gs和WUE与对照差异不显著(P>0.05),Ls比对照显著升高170.00%(P<0.05)。(3)结构方程模型分析表明,光照主要通过影响幼苗叶片的光合能力,水分主要通过影响根系生物量来实现影响幼苗生长特性的作用。研究表明,SEM模型能有效对影响白藤幼苗生长的环境因子进行分析,定量解释环境因子影响的路径过程,光照和水分通过光合能力和吸收能力传递对生长特性的影响,且光照因子影响力大于水分因子,其路径系数分别为0.89和0.56;在白藤幼苗生长特性指标中,地径标准因子载荷为0.85,能够有效反映白藤幼苗生长特性;白藤幼苗培育在适度遮阴(45%~50%)和正常供水(RSWC85%)环境下生长最好。     

毛竹细根分布特征研究

为了解毛竹(Phyllostachys edulis)细根的分布规律,对不同水平距离和土层深度0~1 mm和1~2 mm细根的生物量、比根长、组织密度和根长密度进行了分析。结果表明,随着毛竹年龄的增加,细根生物量和根长密度先上升后降低,根组织密度先降低后升高,比根长呈降低的趋势。细根生物量和根长密度以距竹秆60 cm处最大,根组织密度以20 cm处最大,比根长在40 cm处最大,但他们在距竹秆不同距离间的差异不显著。细根生物量以10~20 cm土层最大,根组织密度以20~30 cm土层最大,细根生物量、比根长、组织密度和根长密度在不同土层间的差异不显著。与1~2 mm细根相比,0~1 mm细根生物量和根组织密度更小,比根长和根长密度更大。因此,毛竹年龄对细根生长具有显著的影响,1年生毛竹有最大的比根长和较大的根组织密度,具有更强的资源利用率。毛竹细根在一定的土层范围内呈均匀分布状态,可更有效地利用特定区域的水肥资源。     

海南甘什岭白藤土壤种子库特征及幼苗更新能力

为探究海南甘什岭地区白藤土壤种子库的储备状况及幼苗更新能力,按公里网格设置样地30块(20 m×20 m),于各样地内沿对角线设置7个1 m×1 m小样方,对白藤种子和天然更新幼苗(≤40 cm)的分布状况进行调查,比较不同样地环境条件下种子储备和幼苗更新能力的大小,并采用随机森林方法,对影响种子和幼苗数量的立地环境因子进行分析。结果表明:甘什岭地区白藤土壤种子分布不均匀,土壤种子库种子主要集中在枯落物层;白藤更新幼苗中Ⅰ级(0～9 cm)幼苗占比最高,达61.63%,是更新幼苗的主体,但Ⅰ级幼苗、Ⅱ级幼苗间的转化率较低(39.18%),是制约白藤幼苗天然更新关键环节;立地环境因子中,林冠高度、林分郁闭度、凋落物厚度和林分密度是影响种子分布和幼苗数量的主要环境因子;总之,在自然状态下,白藤天然更新能力不足,应采用人工干预和调控措施促进更新;在白藤更新抚育过程中,应通过林内疏枝除冠、间苗等措施,调节立地环境因子,改善种子的着地环境,提高白藤幼苗转化率,达到促进白藤自然更新的目的。