天山东部不同海拔西伯利亚落叶松对气候变暖的响应分析

利用树木年轮气候学方法,探讨了在气候变暖情景下,天山东部上中下限西伯利亚落叶松（Larix sibirica）树木径向生长与气候因子之间的响应关系,并利用冗余分析对其关系进行了验证。结果表明：不同海拔的差值年表（RES）要比标准年表（STD）的特征参数大,具有更高的信噪比和平均敏感度,含有较多的环境信息且更能代表树木总体变化;海拔2160m处的年表（L1）在快速升温（1985年）后,树木年轮宽度与降水和温度的相关性明显减弱;海拔2430m处的年表（L2）在两个时段内与降水和温度的关系均较弱;海拔2700m处的年表（L3）在1985~2013年时段内对降水和气温的正响应均增强。树木径向生长对单月气候因子的响应在前一年11、12月份显著性更高,当年6、7月份气温与树轮宽度指数具有更高的相关性。气候变暖使树木径向生长不断减小的特征在低海拔地区表现更为明显。上中下限西伯利亚落叶松对气温升高的敏感性降低。高海拔地区西伯利亚落叶松的径向生长主要受温度的影响,而中低海拔地区主要受降水与温度的共同影响。     

Contrasting stomatal sensitivity to temperature and soil drought in mature alpine conifers

Conifers growing at high elevations need to optimize their stomatal conductance (g_s) for maximizing photosynthetic yield while minimizing water loss under less favourable thermal conditions. Yet the ability of high‐elevation conifers to adjust their g_s sensitivity to environmental drivers remains largely unexplored. We used 4 years of sap flow measurements to elucidate intraspecific and interspecific variability of g_s in Larix decidua Mill. and Picea abies (L.) Karst along an elevational gradient and contrasting soil moisture conditions. Site‐ and species‐specific g_s response to main environmental drivers were examined, including vapour pressure deficit, air temperature, solar irradiance, and soil water potential. Our results indicate that maximum g_s of L. decidua is >2 times higher, shows a more plastic response to temperature, and down‐regulates g_s stronger during atmospheric drought compared to P. abies. These differences allow L. decidua to exert more efficient water use, adjust to site‐specific thermal conditions, and reduce water loss during drought episodes. The stronger plasticity of g_s sensitivity to temperature and higher conductance of L. decidua compared to P. abies provide new insights into species‐specific water use strategies, which affect species' performance and should be considered when predicting terrestrial water dynamics under future climatic change.     

日本落叶松群体的叶绿体SSR分析

利用叶绿体微卫星（cpSSR）分子标记对日本国内的7个日本落叶松（Larix kaempferi）群体遗传结构进行了研究。11对cpSSR引物中筛选出的3对多态性引物,共产生10个长度不同片段,在197个样品中组合出现10个不同的单倍型（haplotype）。各群体的单倍型差异较大。cpSSR基因座揭示了日本落叶松的遗传变异：平均等位基因数A=3.33,平均有效等位基因数NE=1.20,基因多样度HE=0.17,群体间变异占总群体变异的5.37%,遗传变异主要来自于群体内个体间。Abstract: Genetic structure of seven populations in Larix kaempferi in Japan was studied by use of cpSSR markers. Ten different length fragments in and ten different kinds of haplotypes were reduced in 197 samples based on 3 pairs of polymorphic primers screened from 11 pairs of primers. There were significant variant haplotypes among the populations. The genetic variation in the populations of Larix kaempferi was detected by using cpSSR with the number of average loci A=3.33, the number of average efficient loci NE=1.20, gene diversity HE=0.17 and 5.37% variation from different populations. The genetic variation was mainly from individuals in population.     

华北落叶松体细胞胚胎发生及遗传转化实验系统的建立(简报)

华北落叶松(Larix principis-Rupprechtii)是我国北方中高山地区重要的针叶速生用材树种,进行其体细胞胚胎发生和植株再生的研究,在针叶树无性快速繁殖及基因工程育种上有其特殊的用途,既可为针叶树无性系林业提供产业化途径,也可作为目的基因遗传转化实验系统。针叶树的基因转化相对较难,再生更属不易,Lelu等报道过杂种落叶松与欧洲落叶松体细胞胚胎发生方面的研究;而我国尚未见有落叶松体细胞胚胎发生的研究报道。我们     

兴安落叶松种群格局的分形特征:计盒维数

分形维数是分形体填充空间程度的度量,种群格局计盒维数能够揭示出种群格局的空间占据程度及其尺度变化规律,拐点尺度指示出个体聚集尺度。本文应用计盒维数对大兴安岭主要森林类型中兴安落叶松种群空间格局进行的研究表明,兴安落叶松种群格局均具有统计自相似性。各类兴安落叶松林中兴安落叶松种群格局具有较高的计盒维数(> 1.5,接近2),对空间占据程度较高,建群和优势地位明显,空间占据程度的强弱次序为越桔-兴安落叶松(1.829) > 草类-兴安落叶松林(1.720) > 杜鹃-兴安落叶松(1.705)杜香-兴安落叶松林(1.513)。兴安落叶松-白桦林中,兴安落叶松处于劣势伴生地位,种群格局的计盒维数较低(1.371,远离2),空间占据程度低。通过对天然森林类型中兴安落叶松种群格局的计盒维数与兴安落叶松人工林的比较发现,兴安落叶松种群空间占据程度由高至低的次序为兴安落叶松人工林(1.868) > 兴安落叶松天然林(1.692) > 兴安落叶松-白桦林(1.371),揭示出兴安落叶松种群在不同森林类型中地位和作用的差异。     

不同年龄日本落叶松人工林生物量、碳储量及养分特征

以7、17、30和40年生4个发育阶段(幼龄、中龄、近熟和成熟阶段)的日本落叶松人工林为对象,研究了林龄对生物量、碳储量和养分特征的影响.结果表明: 在单木水平上,不同发育阶段干、枝、皮、叶、根生物量和养分浓度差异显著.随年龄增加,各器官生物量呈增大趋势,N、P、K浓度呈下降趋势,Mg浓度先降后升,Ca浓度持续升高.优势木、平均木和劣势木的各器官生物量之间差异显著,但养分浓度差异不显著,表明竞争对各器官养分浓度影响不大.在林分水平上,总生物量、碳储量和养分储量随林龄增加呈增大趋势,与幼龄林相比,成熟林分别增加217.9%、218.4%和56.4%,表明日本落叶松林生长后期能以较少的养分生产较多的干物质,养分利用效率较高.5种元素的积累量除P和K在近熟林(30年生)略有降低外,其他元素都随林龄增加而增加.N集中在叶中,Ca集中在树干,K和Mg主要集中在根,P在不同器官中的分配较均匀.日本落叶松林分年均生物量积累率、固碳率和养分积累率均随林龄的增加而降低,从幼龄林每年7.16 t·hm^-2、3.40 t·hm^-2、104.64 kg·hm^-2降低到成熟林的3.99 t·hm^-2、1.89 t·hm^-2、28.64 kg·hm^-2,表明日本落叶松林幼、中龄阶段固碳潜力大,但养分消耗也高.     

3种落叶松幼苗对CO2升高的光合生理响应

采用Li-6400便携式光合作用测定系统研究CO2升高对长白落叶松(Larix olgensisHerry.),日本落叶松(Larix kaempferiCarr.)和兴安落叶松(LarixgmeliniRupr.)当年生和1年生幼苗的光合特性的影响。结果表明:CO2升高使3种落叶松光饱和光合速率(Pmax)和呼吸速率均有不同程度的增加,其中,长白落叶松当年生和1年生幼苗Pmax分别比对照提高了91%和83%,日本落叶松当年生和1年生幼苗Pmax分别比对照提高了71%和94%,而兴安落叶松当年生和1年生幼苗Pmax分别比对照提高了32%和106%。除兴安落叶松外,CO2升高使所有落叶松当年生幼苗的光补偿点(LCP)下降,说明当年生幼苗对CO2浓度升高的反应更敏感。CO2升高使日本落叶松当年生和1年生幼苗光饱和点(LSP)都升高,反映了其光合作用提高的潜力较大。CO2升高条件下,除1年生兴安落叶松外,其他处理的落叶松最大量子效率(AQYmax)均增加。比较分析表明,在未来大气CO2浓度升高条件下,日本落叶松的生长潜能可能最大,具有较强的生态优势,长白落叶松次之,兴安落叶松最小。     

气候变暖背景下云南西北部大果红杉径向生长衰退及其气候驱动因子分析

气候变化背景下森林生态系统的内部结构和功能发生转变,并减弱了其固碳能力,评估与预测森林生态系统对气候变化响应势在必行。基于采自云南西北部的大果红杉树木年轮样本,建立树轮宽度标准化年表,运用相关分析、空间相关、波谱分析等方法,探讨了滇西北大果红杉径向生长的主控因子及其对气候变化的响应。结果表明：(1)温度是限制滇西北大果红杉树轮径向生长的主要因素,季节性高低温变化交替影响大果红杉树轮径向生长。(2)相对湿度变化与滇西北大果红杉树轮的径向生长紧密关联,对滇西北大果红杉树轮的径向生长起促进作用。(3)波谱分析结果显示滇西北大果红杉径向生长呈周期性变化,受ENSO等外强迫影响显著。(4)气候变暖背景下,滇西北大果红杉的径向生长出现衰退趋势。研究结果为加强云南西北部天然林保护和构建西南绿色生态屏障提供了基础性资料。     

川西亚高山林线岷江冷杉和红杉对气候变化的响应

为揭示川西亚高山林线优势树种岷江冷杉（Abies fargesii var.faxoniana）和红杉（Larix potaninii）径向生长对气候变化的响应差异。通过树木年轮生态学的方法,研究了岷江冷杉和红杉径向生长与年均温的分异现象、生长衰退以及应对严重干旱事件的抵抗力和恢复力稳定性,并结合限制岷江冷杉和红杉径向生长的主要气候因素进行了分析。结果表明：（1）温度是限制林线岷江冷杉径向生长的主要气候因素,而限制红杉径向生长的主要气候因素是降水;（2）岷江冷杉的径向生长与年平均温度的变化趋势一致,红杉在20世纪90年代后径向生长呈现出下降的趋势,与年均温的升高出现分异;（3）1800-2019年间,岷江冷杉出现生长衰退2次,红杉出现生长衰退5次,相同的时间内,红杉的衰退频率高于岷江冷杉;（4）岷江冷杉对严重干旱事件的恢复力相比升温前有所增强,抵抗力相比升温前下降明显,红杉对严重干旱事件的抵抗力和恢复力相比升温前均呈现出下降的趋势。可为川西亚高山林线的植被动态变化预测和历史区域气候重建提供参考。     

兴安落叶松人工林腐殖质阴燃燃烧温度变化特征

森林地下火是发生在腐殖质层的一种缓慢、无焰、低温、持久的阴燃燃烧,整个燃烧过程都是靠自身所释放的热量所维持。所以地下火发生时产生的温度是研究其火行为特征的重要指标,更是森林地下火监测和扑救过程中的重要依据。以大兴安岭地区5种地类下人工种植的兴安落叶松林为研究对象,以室内控制点烧实验为基础,研究不同地类和腐殖质粒径阴燃燃烧的温度变化特征。结果表明：不同粒径的腐殖质阴燃燃烧最高温度之间不存在显著差异（P>0.05）,而不同地类和二者的交互作用对阴燃燃烧最高温度的影响则存在显著差异（P<0.05）;4种腐殖质粒径下不同地类之间的阴燃燃烧最高温度都存在显著差异（P<0.05）。任意一种腐殖质粒径下塔头甸子的阴燃燃烧温度都是最高的,最高可达897.53℃,其次是水湿地,有坡山地、无坡山地、农用地的腐殖质阴燃燃烧温度较低。不同地类的腐殖质燃烧地表温度较高,最高温度可达618.83℃;随着燃烧时间的增加,腐殖质燃烧的地表温度随之降低,二者之间关系可以用y=a×x^b方程拟合,并且拟合程度高（R²>0.9,P<0.01）。相关研究成果可以为该地区森林地下火监测扑救提供科学有效的理论依据。