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2023年  36卷  第3期

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2023 年 3 期封面
2023, 36(3).
摘要:
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2023 年 3 期目录
2023, 36(3): 0-0.
摘要:
基于Biome-BGC模型的刺槐人工林生产力和内在水分利用效率研究
张蓝霄, 李雅婧, 胡晓创, 孙守家, 张劲松, 蔡金峰, 孟平
2023, 36(3): 1-10. doi: 10.12403/j.1001-1498.20230015
摘要:
目的 探究刺槐人工林生产力和内在水分利用效率(iWUE)的影响因子及其对气候变化的响应。 方法 使用过程模型Biome-BGC对我国半湿润区内比较干旱的陕西省白水县和比较湿润的河南省民权县的刺槐人工林模拟净初级生产力(NPPs),并用实测净初级生产力(NPPm)数据进行验证,根据模拟结果计算生态系统内在水分利用效率(iWUEs)。分析两地刺槐人工林的生态系统与树轮iWUE变化趋势的差异。 结果 两地刺槐年际生物量均随年龄增大而首先迅速增加,具有明显的幼龄效应,随后逐步稳定并在一定范围内波动;在不包含幼龄林数据时,两地刺槐人工林NPPsNPPm呈极显著正相关(P<0.01),树轮年际内在水分利用效率(iWUEm)则均呈波动上升趋势。白水县刺槐林的iWUEsiWUEm呈极显著负相关(P<0.01),但民权县刺槐林的iWUEsiWUEm呈显著正相关(P<0.05)。 结论 温度是影响iWUEm的关键因子,年降水量和大气CO2浓度是影响生物量的关键因子。Biome-BGC 模型能较好地模拟幼龄林以后的刺槐人工林的NPP,在半湿润区内湿润程度不同地点之间,刺槐人工林的生长关系一致,但碳水关系比较复杂。
不同树龄雪岭云杉径向生长变化特征与模拟研究
侯天皓, 姜盛夏, 王勇辉, 张同文, 喻树龙, 王兆鹏, 郭冬, 如先古丽·阿不都热合曼, 宋京徽
2023, 36(3): 11-21. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220616
摘要:
目的 利用天山北坡中段的雪岭云杉( Picea schrenkiana)资料,建立上、下林线的树轮宽度年表,并进行树木径向生长特征分析。 方法 将下线雪岭云杉按树龄划分为幼龄组、中龄组与老龄组,计算不同树龄雪岭云杉树木胸高断面积增长量(BAI),以此建立ARIMA模型,模拟分析雪岭云杉径向生长过程。 结果 与上树线相比,下树线的树轮宽度年表中蕴含着更多的气候信息。ARIMA模型模拟的3个树龄组雪岭云杉BAI变化中,中龄组观测值与模拟值拟合效果最优(R2 = 0.832)。因ARIMA模型基于单变量自身变化趋势进行建模,故结合现有气象数据进行气候突变前后生长趋势变化分析,发现幼龄雪岭云杉实测BAI总体上增长显著,但增速逐渐减缓。 结论 中、老龄雪岭云杉BAI在气温突变前呈减小趋势,在气温突变后,中龄云杉BAI趋于平稳,老龄云杉BAI由减小趋势转变为增加趋势。
增温和氮添加对中亚热带杉木人工林土壤氮矿化和N2O排放的影响
王小南, 熊德成, 张宇辉, 席颖青, 黄锦学, 陈仕东, 刘小飞, 杨智杰
2023, 36(3): 22-31. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220480
摘要:
目的 研究增温和氮沉降对中亚热带森林土壤氮矿化和氧化亚氮(N2O)排放的影响,以期深入认识全球变化背景下中亚热带森林土壤氮循环过程。 方法 选取经过野外增温和氮添加处理的中亚热带杉木人工林土壤,将野外非增温处理和增温处理的土壤置于不同温度(20、25 ℃)培养箱中,同时对野外氮添加处理的土壤继续添加不同梯度的氮素(0.1、0.2 g·kg−1,以干土计),进行为期28 d的室内培养,研究增温和氮添加对土壤氮矿化和N2O排放的影响。 结果 与对照相比,增温和氮添加及二者交互处理增加了土壤铵态氮、硝态氮和矿质氮含量,且氮添加水平越高增加越明显,增温处理增加不显著。与对照相比,培养28 d后增温处理的土壤净铵化速率、净硝化速率和净氮矿化速率变化不显著,低氮、增温 + 低氮显著增加土壤净硝化速率,而高氮、增温 + 高氮显著降低土壤净氮矿化速率。与对照相比,增温和氮添加及二者交互处理总体降低土壤N2O排放速率,土壤N2O累积排放量也显著降低(P<0.05),其中,单独增温、低氮、高氮、增温 + 低氮和增温 + 高氮处理土壤N2O累积排放量显著低于对照50%、21%、29%、62%和31%。增温和氮添加及二者交互处理显著降低土壤pH值。相关性分析表明:土壤N2O排放速率与土壤pH值呈显著正相关,与硝化速率呈显著负相关,而与土壤铵化速率无显著相关。 结论 增温和氮添加降低土壤pH值,同时抑制土壤N2O排放,因此,全球变化背景下中亚热带森林土壤中存留的硝态氮可能以淋溶方式损失。
杨树MYC基因家族成员表达模式研究
胡梦璇, 宋学勤, 刘颖丽, 赵树堂
2023, 36(3): 32-40. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220503
摘要:
目的 探究bHLH亚家族成员MYC基因在杨树生长发育及对环境响应中的表达模式,为解析茉莉酸信号通路关键基因MYC调控杨树生长发育及抗逆响应提供参考。 方法 利用生物信息学方法鉴定杨树基因组中的MYC基因家族成员并对各成员的基因结构、保守基序进行了系统分析;在此基础上,采用实时荧光定量PCR技术检测了MYC成员在不同组织、不同植物激素响应及逆境胁迫下的表达模式。 结果 毛果杨基因组中含有10个MYC成员,这些成员在进化上相对保守,均具有典型的bHLH结构域,根据进化关系将其分为3个分支。组织表达分析发现,大部分MYC家族成员在根中均具有较高表达量,分枝Ⅱ两对基因在茎中呈相反表达模式。不同激素处理及非生物胁迫条件下MYC基因存在显著表达差异,但基因对之间多存在类似的表达模式。 结论 杨树MYC基因家族成员可能参与不同的生物学过程,研究结果为深入解析杨树MYC基因的功能奠定了基础。
油茶花粉直感效应和品种配置研究
田丰, 陈银霞, 钟秋平, 陈丹阳, 陈泽鑫, 曹林青, 葛晓宁, 周幼成, 邹玉玲
2023, 36(3): 41-49. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220606
摘要:
目的 为探明油茶花粉直感效应和品种精确配比。 方法 以长林3号、长林4号、长林40号和长林53号4个良种为研究对象,采用人工授粉完全双列杂交试验,研究不同授粉组合下油茶坐果率、果实质量、种仁含油率和鲜果含油率的差异,同时按照混料设计优化油茶品种配置模式。 结果 不同授粉组合在油茶坐果率、果实质量、种仁含油率和鲜果含油率等方面均差异显著,异交授粉的各项指标均显著高于自交授粉。综合分析上述各项指标,长林53号的推荐配置授粉品种是长林4号,长林3号、长林4号和长林40号的推荐配置授粉品种均是长林53号。3个品种配置,采用长林4号(33.65%) + 长林40号(26.18%) + 长林53号(40.17%)时产油量最高。 结论 油茶在坐果率、果实质量、种仁含油率和鲜果含油率等方面存在花粉直感效应,利用花粉直感效应并结合实际生产情况,通过选择授粉品种以及品种的比例配置,促进油茶高产高效。
杜仲茎和子叶的含胶细胞形态学研究
张明鉴, 岳娅东, 高顺凯, 甘敏, 董益阳, 张继川
2023, 36(3): 50-61. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220477
摘要:
目的 进一步认识杜仲成熟含胶细胞形态特征,并为解释杜仲含胶细胞起源、发育和成熟过程提供细胞形态学证据。 方法 利用整体观察法和组织切片法对杜仲茎、种子萌芽期子叶和幼苗期子叶进行研究,分析和比对杜仲含胶细胞形态。 结果 取得杜仲茎皮层中14个成熟的含胶细胞形态图像、46个含胶细胞膨大端图像和2个成熟中含胶细胞图像;取得杜仲种子萌芽期子叶中原始细胞形态和成熟中含胶细胞图像、杜仲幼苗期子叶中成熟含胶细胞图像以及杜仲含胶细胞透射电子显微镜图像;杜仲茎中含胶细胞轴长度范围为981 ~ 3 167 μm,体积范围为1 × 10−4 ~ 3 × 10−4 mm3;膨大端椭球体短轴长度范围为8.6 ~ 22.4 μm,椭圆形的长轴与短轴之比范围为1.08 ~ 1.77。 结论 (1)杜仲茎皮层中的成熟含胶细胞是一种由细长的圆柱状胞体和近似为椭球体的2个膨大端构成的无分支-非铰接乳管细胞。(2)透明后的含胶细胞大部分无内部结构,小部分存在低折光率的内部结构。(3)杜仲子叶中含胶细胞起源于一连串哑铃状的原始细胞,杜仲子叶中含胶细胞生成过程存在一系列细胞形态变化。
暖温带北缘3种栎树径向生长对气候要素的响应差异及预测
王奇, 孙婧依, 刘建锋, 常二梅, 冯健, 张晓放
2023, 36(3): 62-70. doi: 10.12403/j.1001-1498.20230025
摘要:
目的 比较同一气候区不同栎类树种生长对气候要素的响应差异,特别是在分布边缘不同树种的种内种间差别。 方法 利用树木年轮学方法,分析了我国暖温带北缘3种优势落叶栎树(蒙古栎、栓皮栎和麻栎)径向生长对气候要素的响应差异;同时利用混合线性效应模型构建了3个树种径向生长与气候的关系,并基于未来气候情景(RCP2.6和RCP8.5)预测了其未来生长趋势。 结果 同一地区栎类树种年表具有较高的相似性,而不同地区间差异较大;在径向生长对气候响应方面,同一地区的不同栎类树种和不同地区同一栎类树种也存在一定差别。其中北京地区的3种栎类树种的径向生长与当年6月气温呈负相关关系,但在辽宁仙人洞地区却与气温无显著相关关系;北京地区的麻栎、河北地区的蒙古栎、辽宁大黑山地区的栓皮栎的径向生长均受降水条件限制。模型预测显示,至本世纪末,北京地区和辽宁大黑山地区栎类树种的径向生长呈现下降趋势;而辽宁仙人洞地区栎类树种径向生长呈增加趋势。 结论 我国暖温带北缘不同地区的栎类树种对气候要素的响应存在显著差别,主要为取样地区的气候所支配,下一步尚需结合林分及立地因子,来厘清各类环境要素的相对贡献度。
六盘山区辽东栎林分结构对各植物层生物量的影响
张雪, 刘兵兵, 王彦辉, 于澎涛, 段文标, 张军
2023, 36(3): 71-79. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220479
摘要:
目的 量化宁夏六盘山区辽东栎次生林各植物层(乔木层、林下植物层(草本和灌丛)、枯落物层)生物量随郁闭度及林分密度的变化,确定能使各层生物量均维持在较高水平的最佳林分结构,以充分发挥森林多种功能。 方法 基于野外调查样地数据,利用上外包线分析法确定辽东栎林各层生物量对林分密度和郁闭度的响应规律,并经综合权衡后确定最佳郁闭度范围。 结果 随郁闭度和林分密度增加,乔木层生物量先快速增加,在郁闭度0.75和密度1 050株∙hm−2时分别达到292.3和296.9 t∙hm−2,分别为其外包线最大值的80%和82%,之后增速变缓;林下植物层生物量先缓慢下降,在郁闭度0.75和密度1 150株∙hm−2时分别达到9.08和9.17 t∙hm−2,分别为其外包线最大值的89%和86%,之后快速减小;枯落物层生物量先逐渐增加,在郁闭度0.75时达到33.34 t∙hm−2,为外包线最大值的97%。综合分析各层生物量随郁闭度的变化表明,需维持林冠郁闭度在0.75~0.79左右,才能使林分各层生物量都保持在各自上外包线最大值的80%以上。 结论 在宁夏六盘山区,要使辽东栎林的乔木层、林下植物层、枯落物层的生物量均维持在较高水平,需维持林冠郁闭度在最佳范围0.75~0.79左右,这可用于指导该地区及类似地区的辽东栎林多功能经营。
北京东灵山森林木本植物物候对气温响应的季节差异
于海英, 杨莉琳, 谭廷鸿, 莫忠妹
2023, 36(3): 80-90. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220408
摘要:
目的 明确北京东灵山暖温带森林木本植物不同物候期对气候变暖响应的季节性差异。 方法 本文利用2003-2019年北京市暖温带森林24种木本植物的6种物候期数据,采用偏最小二乘回归和相关分析计算各物候期对季节气温响应的最优相关时段,并应用Wilcoxon符号秩检验对比各物候期对相关时段内气温响应敏感度的差异。 结果 展叶始期、始花期和盛花期对气温响应的最优相关时段分别为物候期前48、64、55 d(3月上中旬至4月底、5月上中旬),该时段内气温每升高1 ℃,始花期平均提前6.38 d,显著高于展叶始期(提前4.52 d)和盛花期(提前5.05 d)。萌芽期对气温的响应方式与上述3种物候期不同,其最优相关时段为秋冬季10月28日至下一年1月14日,其次是冬春季3月11日至4月14日(萌芽期前34 d)和夏季7月14日至8月27日。秋冬季相关时段气温每上升1 ℃,萌芽期提前5.48 d,显著高于冬春气温使其提前的天数(3.71 d),而夏季气温上升1 ℃使萌芽期推迟9.74 d,与其他均显著不同。与普遍的观点不同,叶变色期和落叶期对气温响应的最优相关时段为春夏季4月初至7月中下旬,而对夏秋季(8月下旬至9月中下旬)气温响应显著的物种很少。在气温上升1 ℃的情况下,春夏季相关时段气温使叶变色期和落叶期分别提前7.12和9.55 d,而夏秋季气温使其分别推迟2.27 、5.96 d。近50年,研究点冬末春初(2、3月)气温的上升速度是其他月份的2倍以上,而秋冬季(10—12月)气温无显著变化。 结论 北京东灵山森林木本植物各物候期对不同季节气温的响应方式和强度具有显著差异,且各季节气温的变化呈现不一致性,这可能会对从植物个体到生态系统的各个层次都产生深刻的影响。
长白山针阔混交林凋落物-土壤生态化学计量特征
崔雪, 王海燕, 邹佳何, 秦倩倩, 杜雪, 李翔, 张美娜, 耿琦
2023, 36(3): 91-99. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220226
摘要:
目的 研究林分尺度下凋落物-土壤生态化学计量特征,阐明森林生态系统凋落物和土壤养分的变化规律以及二者的相互关系,为天然针阔混交林的经营和管理提供科学依据。 方法 以长白山北坡4块面积1 hm2的云冷杉-阔叶混交林样地为研究对象,采集0~20、20~40 cm土样,收集半分解层(F层)和完全分解层(H层)凋落物,测定凋落物碳、氮、磷与土壤pH、有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾,并计算凋落物现存量及凋落物-土壤化学计量比。采用相关性分析和冗余分析等方法研究云冷杉-阔叶混交林凋落物特征与土壤养分及化学计量比的关系。 结果 凋落物现存量与0~20 cm土壤碳氮比呈极显著正相关(P < 0.01)。凋落物碳、碳磷比和氮磷比均随凋落物分解程度加深显著降低(P < 0.05)。冗余分析结果表明,F层凋落物现存量与F层凋落物碳、碳磷比和H层凋落物磷具有较强的正效应。凋落物与土壤养分化学计量比均表现为碳磷比> 碳氮比 > 氮磷比。 结论 完全分解层凋落物氮是影响云冷杉-阔叶混交林0~20 cm土壤pH、有机质、全磷、速效钾和土壤碳磷比的关键因子;凋落物氮为20~40 cm土壤全氮的主要来源。因此,凋落物氮可能是驱动研究区土壤养分变化的重要因素。
秦岭两种典型人工林不同密度时的枯落物持水功能差异
王亚萍, 张淑兰, 韩勇, 董新宇, 赵雨薇, 万格
2023, 36(3): 100-108. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220377
摘要:
目的 探究秦岭林区典型森林不同密度时的枯落物持水功能差异,为该区植被建设提供依据。 方法 在秦岭火地塘林区,选取油松林和锐齿栎林3个密度(低、中、高)的样地,利用室内浸水法、熵权法定量分析和综合评价枯落物层持水功能。 结果 ①油松林、锐齿栎林枯落物层厚度分别变化在3.48~5.14 cm、6.54~9.48 cm,枯落物蓄积量均为中密度时最大,分别为9.09、5.61 t·hm−2,其中油松林枯落物蓄积量以半分解层为主(56.5%~60.55%),锐齿栎林以未分解层为主(63.58%~74.53%);②油松林枯落物的最大持水量在中密度最高(24.55 t·hm−2),而锐齿栎林枯落物的最大持水量则在高密度时最大,达到17.8 t·hm−2;油松林和锐齿栎林枯落物吸持水分的主要贡献者分别为半分解层和未分解层;③枯落物的累积持水率在浸水后10 min内迅速增大,且锐齿栎林的增速大于油松林;枯落物吸水速率随浸水时间增加先快速降低后逐渐降低并趋于0;枯落物的持水率(量)、吸水速率与浸水时间分别呈较好的对数和幂函数关系。 结论 油松林半分解层和锐齿栎林未分解层枯落物的持水作用可以互补,其中锐齿栎林密度在725株·hm−2时为最佳。建议营造松栎混交林,并且合理控制密度,以充分发挥其枯落物的水文功能。
南酸枣大小孢子发生及雌雄配子体发育过程研究
杨如梦, 汪加魏, 孙荣喜, 丁菲, 张露, 宁晓丹, 熊伟, 詹丽红, 吴南生
2023, 36(3): 109-118. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220304
摘要:
目的 观察南酸枣雌雄配子的发育过程,初步探究南酸枣雌雄蕊败育的发生原因。 方法 利用石蜡切片观察法研究南酸枣的大小孢子和雌雄配子体的发育过程。 结果 (1)南酸枣雌雄异株、单性花,雄花无子房,雌花具退化雄蕊;雄花纵长大于3 mm时,花药成熟,子房纵长达3.5 mm时,胚囊成熟;(2)雄花成熟花药壁共分5层,由外向内为1层表皮、1层药室内壁、2层中层、1层绒毡层,发育形式属基本型;(3)小孢子母细胞分裂形式属同时型,四面体型小孢子四分体,2-细胞型花粉,见3个萌发孔胞质囊;(4)双珠被、厚珠心;胚囊发育类型为蓼型,后期倒转;(5)雌花退化雄蕊的花药壁5层,雌花具左右对称型小孢子四分体,小孢子期绒毡层解体,小孢子解体后花药空囊,药室内壁略纤维状加厚,表皮此时退化;(6)南酸枣雄花从现蕾到散粉约25 d时间,雌花从现蕾到胚囊成熟约24 d时间。 结论 南酸枣雌雄配子发育模式与漆树科大多数种一致;雄花无雌蕊,系花芽发育过程中雌蕊原基退化所致;南酸枣未见退化胚珠,雌花退化雄蕊具正常的小孢子母细胞、异常的小孢子四分体和小孢子,且绒毡层不正常解体,花药空囊,无花粉粒。
高寒沙地不同林龄中间锦鸡儿主要养分元素的分配及循环特征
李清雪, 贾志清, 何凌仙子, 赵雪彬, 羊秀本
2023, 36(3): 119-128. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220528
摘要:
目的 了解沙地人工植被恢复过程中主要养分元素的分配及循环特征有助于全面地认识植物适应环境的策略,为沙地植被的管理提供理论依据。 方法 以高寒沙地6、9、11、17和31年生中间锦鸡儿人工灌木林为研究对象,采用野外标准株全株收获法,对人工林N、P和K 3种主要养分元素的含量、积累、分配和生物循环特征进行研究。 结果 (1)各组分中,叶和皮的养分含量最高,干的养分含量最低;随着林龄的增加,3个径级根系(粗根:直径 > 5 mm、中根:2 mm < 直径 ≤ 5 mm、细根:直径 ≤ 2 mm)N含量和叶片P含量显著增加,细根的P和K含量、枝和中根的K含量显著降低;3个径级根系N含量与细根P和K含量呈极显著的负相关关系,中根和细根的N含量与枝和中根的K含量呈极显著的负相关关系。(2)根系养分积累量大于地上组分,其占总养分积累量的百分比随林龄的增加先增加后降低,在17年生人工林达到峰值,N、P和K积累量百分比分别达70%、66%和63%。(3)随着林龄增加,3种养分元素的利用系数降低,循环系数和周转期增加;K的利用系数和循环系数明显大于N和P,周转期明显小于N和P。 结论 高寒沙地中间锦鸡儿人工灌木林生长过程中将更多的养分分配给根系来适应严酷的自然环境,其固氮过程会消耗自身的K和P,其中,K元素的循环速率较快,流动性大。因此,建议对中间锦鸡儿人工灌木林的管护过程中适当添加K肥和P肥。
干旱和遮荫对中国沙棘水碳平衡和黄酮化合物含量的影响
李晓庆, 刘永强, 薛静茹, 李俊鹏, 韩有志, 王林
2023, 36(3): 129-137. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220464
摘要:
目的 研究干旱和遮荫对中国沙棘生长、水碳代谢和黄酮类化合物含量的影响有助于全面了解沙棘的生态适应性,同时有利于了解干旱和遮荫对沙棘黄酮类化合物含量的影响。 方法 本研究以中国沙棘为研究对象,比较了干旱(40%土壤水分饱和含水量)、遮荫(遮光50%)及二者交互处理下的水势、枝条导水损失率(PLC)、光合作用、生物量、非结构性碳水化合物(NSC)含量和黄酮类化合物含量的变化。 结果 干旱处理显著降低了中国沙棘的枝条水势、净光合速率、叶生物量、根和茎的NSC含量,显著增加了枝条PLC、根生物量;遮荫显著降低了净光合速率、叶生物量、根茎叶的NSC含量和黄酮含量,干旱和遮荫的共同作用显著增加了枝条PLC,降低了叶净光合速率、根茎叶生物量和NSC含量;且叶黄酮类化合物含量与枝条水势呈显著负相关。 结论 干旱会影响中国沙棘的水分状况、碳摄取,降低茎和根的NSC储藏,增加黄酮类化合物含量,遮荫会影响中国沙棘的光合速率、根茎叶的NSC储藏,干旱和遮荫的共同作用进一步降低了中国沙棘的水分输导能力、光合作用、生物量积累和NSC储藏,遮荫降低了中国沙棘对干旱胁迫的适应能力,适度干旱有利于沙棘黄酮类化合物的合成。
湖北七姊妹山亚热带常绿落叶阔叶混交林主要木本植物的生态位与种间联结
何江, 徐来仙, 艾训儒
2023, 36(3): 138-148. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220289
摘要:
目的 探究亚热带常绿落叶阔叶混交林的生态位特征和种间联结,阐明主要木本植物种间关系及对环境适应状况,为亚热带地区生物资源保护和森林管理提供理论依据。 方法 本研究基于湖北七姊妹山国家级自然保护区6 hm2(300 m × 200 m)标准大样地数据,从物种组成、生态位宽度、生态位相似性系数、生态位重叠指数、方差比率法、χ2检验、联结系数、Jaccard指数等方面研究了16种主要木本植物(重要值大于1%)的生态位和种间联结。 结果 (1)2020年湖北七姊妹山亚热带常绿落叶阔叶混交林共有64科140属266种木本植物,主要有桦木科、壳斗科和金缕梅科等,物种组成逐渐复杂。(2)川陕鹅耳枥的物种重要值和生态位宽度最高,占据绝对优势地位,与其他主要木本植物之间具有较高的生态位重叠和生态位相似性。四照花、灯台树和尖叶四照花的优势地位次之。生态位重叠指数和生态位相似系数均以0.2~0.5之间为主,大部分物种对生境需求具有一定相似性、互补性。物种重要值排序与生态位宽度排序并不完全相同。(3)湖北七姊妹山亚热带常绿落叶阔叶混交林内物种间总体关联性呈现显著正联结,且正负联结比值大于1。16种主要木本植物的χ2检验、联结系数、Jaccard指数、Pearson相关系数和Spearman秩相关系数的结果基本一致:正关联种对数大于负关联种对数,极显著或显著正关联种对数比极显著或显著负关联种对数多,不显著关联种对数也占有重要比例。 结论 亚热带常绿落叶阔叶混交林物种丰富,群落处于演替早期至中期阶段,种间关系松散、不紧密。
渐进式干旱对辽东栎幼树光合特性的影响及敏感性分析
王丽敏, 周帅
2023, 36(3): 149-157. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220230
摘要:
目的 探究辽东栎幼树叶片的光合系统对土壤渐进式干旱的响应,并筛选干旱敏感性指标。 方法 采用盆栽渐进式干旱胁迫法,对2年生辽东栎幼苗叶片的叶倾角、叶绿素荧光、光合作用等指标进行方差分析(ANOVA)和LOESS非线性拟合。 结果 渐进式干旱对光合气体交换的影响最显著,其次是叶倾角,最后是光系统II(PSII)的电子传递和能量耗散。依据土壤相对含水量(SRWC)对光合特性的影响,辽东栎幼树光合系统的干旱响应可划分为4个阶段:第1阶段(胁迫未发生,26%>SRWC>20%),光合气体交换参数无下降;第2阶段(中度胁迫,20%>SRWC>14%),气孔限制效应明显,叶倾角降低至−14.0 ± 1.7°;第3阶段(重度胁迫,14%>SRWC>8%),叶片水分利用效率(WUE)显著下降,叶倾角值降低至−43.2 ± 10.3°,光合气体交换明显减少,表明SRWC降低至14%是辽东栎幼树的灌溉临界值;第4阶段(极度胁迫,SRWC<8%),PSII的电子传递和能量耗散显著改变,光合机构严重受损,叶倾角值降低至−68.5 ± 6.7°,表明SRWC降低至8%是辽东栎幼树叶片的致死临界值。基于叶倾角对土壤干旱的响应存在阶段性差异,其可作为辽东栎幼树灌溉临界值的预警指标;PSⅡ单位面积有活性反应中心数量RCO/CS、单位反应中心吸收的能量ABS/RC、单位反应中心以热能形式耗散的能量DIO/RC、叶片性能指数PIABS可作为叶片致死的预警指标。 结论 本研究观察到辽东栎幼树叶片光合系统对土壤干旱的响应存在阶段性差异,据此确定了灌溉临界值和反映土壤干旱的敏感性指标,可以为辽东栎幼树高效灌溉策略的制定提供理论基础。
林下植被演替过程中毛竹地下鞭系统形态和生物量分配变化特征
董亚文, 陈双林, 汪舍平, 郭子武, 何玉友, 张玮
2023, 36(3): 158-167. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220244
摘要:
目的 毛竹林是我国重要的森林资源,近年来主产区疏于管理乃至荒废的毛竹林面积不断增大,影响竹产业可持续发展,而林下植被演替过程中毛竹林地下鞭系统形态和生物量分配及其适应性生存策略尚不清楚。 方法 选取林下植被演替前立地条件和经营水平基本一致,竹材6~8 a采伐一次形成的林下植被演替9、21 a和纯林(对照)的三类试验毛竹林,按0~10 cm(表层)、10~20 cm(中层)、20 cm以下(深层)土层逐层挖掘2 m × 2 m样方中所有地下鞭,分离竹鞭、鞭根(粗根),调查其形态和生物量,分析林下植被演替过程中毛竹地下鞭系形态和生物量分配的适应性特征。 结果 :(1)随着林下植被演替的进行,毛竹鞭径、鞭段数、鞭节数变化不明显,演替21 a毛竹林鞭长和演替9 a毛竹林竹鞭侧芽数较毛竹纯林分别增加48.2%、20.74%(P<0.05),竹鞭形态变化的土层由中层向表层和深层转移,产生明显的垂直空间上的适应性变化;(2)鞭根形态变化较竹鞭迟钝,总体上相对稳定,主要是演替9 a毛竹林鞭根的根长降低30.04%(P<0.05),但这种变化会随演替的进行而消除;(3)演替9、21 a毛竹林竹鞭和系统生物量较毛竹纯林分别降低17.2%、19.6%和60.9%、46.9% ,鞭根生物量均降低25.0%。随着演替的进行,毛竹林将50%竹鞭生物量分配到深层土层来获取生存空间,而将47.6%鞭根生物量分配到表层土层来竞争土壤养分和水分,存在地下鞭系统生物量从土壤空间的局部调节向全生存空间调节的适应性变化,且趋向于将更多的资源投资于鞭根的权衡策略;(4)竹鞭、鞭根形态指标间的相关关系及强度随演替的进行而趋于增强,竹鞭形态是反映林下植被演替过程中地下鞭系统变化的主要指标。 结论 随林下植被演替的进行,毛竹林资源竞争趋于激烈,会对竹鞭、鞭根形态和生物量分配产生重要影响,并且存在明显的演替年限效应,地下鞭系统资源的分配符合广泛吸收策略和强化策略。
镉胁迫对刺槐幼苗生长与光合生理特性的影响
刘金秀, 张松彦, 周建
2023, 36(3): 168-178. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220447
摘要:
目的 探究镉胁迫对刺槐生长与光合生理特性的影响。 方法 以刺槐幼苗为研究对象,测定不同浓度镉处理下刺槐生长、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、呼吸速率和气孔特性等。 结果 在镉胁迫下,刺槐幼苗地径、株高受到明显抑制;高浓度处理植株的鲜质量、干质量下降,低浓度处理植株则略微上升,但均与对照差异不显著。随着镉浓度增加,刺槐叶绿素a、叶绿素总量呈下降趋势,而叶绿素b、类胡萝卜素变化无规则,但与对照差异不显著;初始荧光(F0)与最大荧光产量(Fm)先升后降,最大光化学效率(Fv/Fm)逐步下降,非光化学淬灭系数(qN)逐步上升,实际光化学量子效率(ΦPSII)均低于对照值,但差异不显著;胁迫植株气孔宽度、气孔面积降低,气孔逐步闭合,呼吸效率受到显著抑制;通过相关分析显示,多数指标之间显著性相关;经随机森林回归分析,初始荧光(F0)、根系镉含量、气孔宽度和叶绿素a的重要性分别在叶绿素荧光参数、植株富集镉含量、气孔特性、光合色素中最强,成为影响刺槐光合功能的最关键因子。 结论 刺槐幼苗生长与光合生理受到一定影响,但仍表现出较强的镉胁迫耐受性,可为镉污染地区的园林应用提供参考。
马尾松福建省域种源和家系36年生生长性状变异与评价
汤道平
2023, 36(3): 179-184. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220499
摘要:
目的 研究来自福建省3个地区的马尾松种源和家系生长性状的遗传变异规律,为马尾松优良种源和家系选育提供科学依据。 方法 以来自福建省龙岩、泉州和南平3个种源地共92个家系为材料,通过布置完全随机区组设计试验,分析评价树高、胸径和单株立木材积3个生长性状的遗传差异规律,选育优良种源和家系。 结果 龙岩地区种源平均树高、胸径和材积分别为18.76 m、22.23 cm和0.36 m3,其次是泉州地区种源分别为17.43 m、20.77 cm和0.31 m3,最后是低于对照的南平地区种源,树高、胸径和材积平均值分别为15.54 m、19.25 cm和0.25 m3。综合评价表明:泉州和龙岩材料可作为马尾松优良种源地,在家系水平上,3个生长性状的遗传力为3.81%~16.08%,同时利用聚类分析法将参试92个家系划分为优良、较优、中等和一般4种类型家系,相应数量分别为3、24、41和24个。家系77-561、79-569和79-568的树高、胸径和单株立木材积平均遗传增益分别达0.61%、4.78%和17.81%,将其评选为优良家系。 结论 从优良家系中选择优良单株并将其分为3类,优良单株22株,较优单株80株,一般单株52株。
小粒绒盾小蠹Xyleborinus saxesenii(Ratzeburg,1873)的形态和分子鉴定
王子豪, 荣书利, 郝广斌, 王婷婷, 曹鹏, 王俊平
2023, 36(3): 185-189. doi: 10.12403/j.1001-1498.20220594
摘要:
目的 为明确青岛崂山区小蠹种类,本研究对诱集到的小蠹进行分类鉴定,更好地丰富生物多样性。 方法 采用形态学观察和线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)序列分析的方法进行小蠹种类鉴定。 结果 鉴定崂山区的1种小蠹为小粒绒盾小蠹,隶属于象虫总科、小蠹亚科、绒盾小蠹属,该小蠹的典型特征为鞘翅自斜面前缘开始,沟间部具突起的颗瘤,由前向后略许增大,成为纵列,第2沟间部无颗瘤,与2017年吕坤鉴定的山核桃新害虫——小粒绒盾小蠹描述的形态特征一致。基于COⅠ基因序列的系统发育树(ML树)显示,该小蠹样本与美国和东南亚小粒绒盾小蠹样本序列聚成一支。 结论 本文基于形态学和分子生物学两方面的鉴定,明确该诱集到的小蠹为小粒绒盾小蠹并且该种在山东首次记录发现。此研究结果为小蠹快速DNA鉴定以及溯源分析提供基础数据。