黄河三角洲白蜡人工林不同冠层光合特征研究

本研究以黄河三角洲地区典型白蜡人工林为研究对象,测定了不同冠层叶片的光响应曲线及光合参数的日变化,并对影响不同冠层净光合速率(Pn)的主要生态环境因子进行了分析。结果表明:白蜡人工林不同冠层叶片的光量子效率(α)表现为上冠层(U)>中冠层(M)>下冠层(L),最大光合速率(Pn_(max))、光饱和点(I_(sat))表现出相同的特征,而光补偿点(I_(c))变化相反,说明冠层越往上光适应范围越大;暗呼吸速率表现为冠层U>冠层L>冠层M。冠层U和冠层M的Pn呈双峰曲线变化,有明显的‘光合午休’现象,首峰出现时间均为上午10时,次峰时间分别为14时和16时;冠层L表现为单峰曲线,峰值出现在12时。逐步回归分析和通径分析表明,不同冠层Pn主要受气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)的影响,分别表现为正向、负向影响,但不同冠层的主要影响因子存在差异,且因子间存在互作效应。总之,黄河三角洲白蜡人工林上冠层具有较高的光合能力和光合效率,这为白蜡人工林经营管理中改善其空间结构提供了参考。

不同树龄红梣营养器官中盐离子分布的研究

以盐渍生境下1～3年生红棒为材料，对不同树龄红榉的各营养器官中盐离子分布规律进行了研究。研究发现：Na^＋、K^＋和Cl^-在红棒各营养器官中分布不同，且差异显著。Na^＋和K^＋在根中含量最多，平均分别达0．75％和12．34％。Cl^-在叶中含量最多，平均达1．08％。Na^＋和Cl^-含量均随树龄的增大而减少，K^＋含量随树龄的增大而增加。表明在盐渍生境中种植的红榉能够随着种植年代的增加逐步适应盐渍生境，从而具有一定的耐盐能力。

几种重盐碱地土壤改良利用模式的比较

对重盐碱地几种改良利用模式的应用条件和优缺点进行了对比分析后认为 ,深松土壤。

盐胁迫对朴树和速生白榆幼苗光合特性及叶绿素荧光参数的影响

以1年生的朴树和速生白榆幼苗为试材,采用山东省林业科学研究院东营分院34.6‰的地下天然盐水配制所需盐水浓度,定期定量浇灌,使土壤分别达0(CK)、2‰、2.5‰、3.5‰和5‰的含盐量,各处理胁迫45d后测定其生长量(地径、苗高)、叶绿素含量、光合参数以及叶绿素荧光特性的变化,研究不同盐胁迫处理对朴树和速生白榆生长及光合作用的影响,探究其耐盐能力。结果显示:(1)整个盐胁迫过程中速生白榆的生长量较朴树高,但随着盐胁迫强度的增加朴树幼苗叶绿素含量呈先升高后降低的变化趋势,速生白榆幼苗则低于CK呈下降趋势。(2)朴树和速生白榆初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)和PSⅡ最大光能转化效率(F_v/F_m)均表现出下降趋势,与朴树相比速生白榆的F_o、F_m和F_v/F_m下降不明显,但在>2.5‰盐胁迫下速生白榆的非光化学猝灭系数(NPQ)较朴树增加更明显。研究表明,朴树叶绿素含量在每个盐胁迫浓度下均显著高于速生白榆,但在大于2.5‰浓度胁迫下速生白榆的荧光参数变化较朴树占优势;在非环境胁迫及较低盐胁迫条件下(≤2.5‰),朴树较速生白榆具有更好的光化学性能,但在较高盐胁迫条件下(>2.5‰),速生白榆光合参数及荧光参数较朴树变化稳定,能更好的适应盐胁迫环境。

黄河三角洲常见树种耐盐能力及其配套造林技术

通过野外调查、文献查阅和室内实验分析相结合的方法 ,比较了黄河三角洲 3 0余个常见树种的耐盐能力 。

四倍体刺槐转甜菜碱醛脱氢酶基因的研究

利用农杆菌(Agrobacterium tumefaciens Conn)介导法,将山菠菜甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因转入四倍体刺槐(Robinia pseudoacacia L.)。结果表明,以愈伤组织作为外植体、液体分化培养基(MS+6-BA 2.0 mg·L-1+IBA 0.2 mg·L-1)活化农杆菌、转化培养基中2 0 mg·L-1乙酰丁香酮、菌液浓度OD600值0.3-0.7、预培养1～2d、浸染4～8 min、共培养4～8 d、延迟1 5 d选择的条件下,4 00 mg·L-1头孢霉素可有效抑制农杆菌,卡那霉素为5 0 mg·L-1时愈伤组织上芽的白化率达97.3％。经PCR和PCR-Southecn检测,外源基因已成功整合到植株基因组DNA中;转化植株丛生芽生长的NaCl相对抗性提高了2‰～3‰。

NaCl胁迫下苹果幼树叶片膜透性、脯氨酸及矿质营养水平的变化

以2年生盆栽富士苹果树(砧木为平邑甜茶)为试材,研究了NaCl胁迫对其叶片膜透性、脯氨酸及矿质营养含量的影响,结果表明:0.3%盐胁迫处理的电导率在中前期高于对照,1%盐处理中期高于对照;盐胁迫后半期0.3%NaCl处理的脯氨酸含量高于对照。NaCl胁迫下,苹果体内各器官Na+含量大小的顺序是:根>新梢>主干韧皮部>叶>主干木质部,在0.1%NaCl胁迫下,新梢和叶片中的Na+没有明显变化,根、主干韧皮部和主干木质部含量明显提高,在0.3%NaCl胁迫下各器官中Na+含量明显提高,地上部叶片、主干韧皮部和新梢中Na+含量提高幅度最大。NaCl胁迫对各器官的N、P、K+含量没有明显影响,但胁迫下N/Na+、P/Na+和K+/Na+比值不同程度的降低,从而使树体内的元素平衡受到破坏,导致树体受害。N、K+含量在叶片中含量最高,P在新梢中含量最高,N、P、K+在主干木质部中含量均最低。

柳树幼苗渗透调节物质对中、碱性钠盐响应的差异性

世界土壤盐渍化问题日益严重。中国拥有面积广大的盐碱地,它严重地制约着中国农业的可持续发展。中国北方内陆盐碱地土壤含有Na Cl、Na2SO4、Na2CO3、Na HCO3多种盐分,类型复杂多样。柳树是我国重要的造林绿化和水土保持乡土树种,对改良盐碱地美化生态环境具有重要作用,因此研究柳树耐碱性及其适应盐碱生理差异性具有重要意义。以盐柳1号(Salix psammophila)为试验材料,分别以中性盐Na Cl和Na2SO4、碱性盐Na HCO3和Na2CO3混合模拟盐、碱胁迫(两者物质的量比均为9∶1),各设计了5个梯度处理,总共胁迫14 d后,研究盐与碱胁迫下柳树幼苗叶片含水量、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的变化情况。结果表明:随着盐浓度的升高柳树叶片中的含水量呈减少趋势,在碱性盐胁迫下叶片含水量下降趋势更大,盐浓度达到200 mmol·L-1时,叶片含水量达到最低为23.8%,仅为对照的32%(P<0.01)达到极显著性差异,并且相比于中性盐在碱性盐胁迫下叶片损失水分更多。同样在碱性盐胁迫情况下随着盐浓度升高,柳树叶片中的三种渗透调节物质脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均增加,其中,碱性盐浓度达到200 mmol·L-1时植物叶片中脯氨酸质量分数为100.38μg·g-1达到最大值为对照的3.18倍(P<0.01)达到极显著性差异,为同浓度中性盐胁迫下的1.57倍(P<0.05)。当碱性盐浓度达到150 mmol·L-1时,柳树叶片可溶性糖质量分数是2.4 mg·g-1为对照的1.86倍(P<0.05)达到显著性差异水平,为同等浓度中性盐胁迫下的1.69倍(P<0.05),叶片可溶性蛋白质量分数为7.84 mg·g-1为对照的1.67倍(P<0.05)差异显著,为同等浓度中性盐胁迫下的1.56倍(P<0.05)。综上所述,从渗透胁迫角度分析,碱性盐胁迫比中性盐胁迫是两种不同性质的胁迫,并且碱胁迫对柳树造成的危害损伤更大。

滨海盐碱区不同林龄柽柳人工林土壤水分物理性质差异性

为揭示柽柳人工林对黄河三角洲滨海盐碱地土壤水分物理性质的影响,对3种林龄(3、6、8 a)柽柳林地的土壤密度、土壤孔隙度、持水贮水能力以及渗透性进行了研究。结果表明:林龄和土层深度均可影响柽柳林地的土壤水分物理特性,其中土壤密度随林龄的增加呈降低趋势,随土层深度的增加呈增大趋势;土壤孔隙度、持水量、贮水量均随林龄的增大而增加,随土层深度的增加而降低;各指标在3 a与8 a林地间及表层土(0≤土层深度(H)<20 cm)与深层土(40 cm≤H<60 cm)间差异均显著(P<0.05);土壤入渗速率与入渗时间呈现明显的幂函数关系,初渗速率和稳渗速率在不同林龄林地间由大到小的顺序均表现为8、6、3 a,且8、6 a林地与3 a林地差异显著(P<0.05)。综合来看,随着林龄的增长,柽柳林中凋落物分解与细根生长的作用逐步增强,0 cm≤H<60 cm土壤剖面内的土壤密度、孔隙度、持水性及渗透性得到很大改善,土壤的通气性和透水能力明显提高。因此,在黄河三角洲滨海盐碱区营造柽柳人工林有利于改善土壤水分物理状况。

黄河三角洲白蜡人工林小气候特征的时空动态变化

在山东省盐碱地造林试验站的12年生白蜡人工林内(山东黄河三角洲森林生态系统定位研究站的定位观测样地),设有25 m综合梯度观测塔(包含森林小气候观测系统),在高度1.5、3.5、11.0、13.0 m处分别设置4层气象传感器(空气温度、相对湿度、风速传感器),在高度3.5、11.0 m处设有两层四分量辐射传感器。于2015年3月—2016年2月,每个月份选择3个晴天代表日,按照数据采集频率为10 min的间隔24 h不间断采集数据,分析黄河三角洲地区白蜡人工林小气候特征的时空动态变化。结果表明:一年中,冠层内太阳辐射始终低于冠层上,冠层内年均太阳辐射可降低84.91%;林冠层在4月份表现出一定的保温作用,7月份表现出一定的负作用;一年中,观测塔高度3.5 m处的湿度基本高于观测塔高度11.0、13.0 m处的湿度,且4个月(4、7、10月份和次年1月份)的日变化特征显示林冠层夜间增湿作用明显;不同高度的风速,从大到小依次为13.0 m高处、11.0 m高处、1.5 m高处、3.5 m高处,林冠层年均可降低风速73.54%。

盐碱胁迫对柳树抗氧化酶的影响

[目的]探讨柳树抗氧化系统对盐胁迫和碱胁迫响应的差异机制,以期为今后耐盐碱柳树选育工作提供科学依据。[方法]以盐柳1号为试验材料,分别以中性盐NaCl和NaSO_4、碱性盐NaHCO_3和Na_2CO_3混合模拟盐、碱胁迫(两者摩尔比均为9∶1),共设计了5个梯度处理(0~200 mmol/L),共胁迫14d来研究盐与碱胁迫下柳树幼苗相关生理表现。[结果]在碱胁迫情况下随着盐浓度升高,柳树叶片的SOD,POD,CAT这3种酶活性呈先升后降变化趋势,其中SOD在盐浓度为100mmol/L时达到最大为对照的1.48倍,POD和CAT在盐浓度为150mmol/L达到最大,分别为对照的4.26和5.24倍。中性盐胁迫下SOD和POD活性一直保持增大,在盐浓度为200mmol/L时达到最大值分别对照的1.33和3.26倍,在盐浓度为150mmol/L时CAT活性达到最大值为对照的2.79倍。碱胁迫下柳树叶片中丙二醛(MDA)含量明显高于中性盐胁迫下,当盐浓度为150mmol/L时为同浓度中性盐胁迫下的2.23倍。[结论]从氧化胁迫角度分析,碱胁迫和盐胁迫是两种不同性质的胁迫,碱胁迫对柳树抗氧化系统造成的危害更大。

滨海盐碱地不同林龄白蜡人工林根系分布及土壤特性变化

采用空间代替时间的方法,选取黄河三角洲滨海盐碱地典型白蜡人工林,研究了不同林龄间(5、12、18 a)根系分布特征、土壤团聚体组成及养分变化规律。结果表明:3种林龄白蜡根系生物量均随林龄的增加而增大,不同林龄间根系生物总量差异显著,根系构成均以D>5 mm径级的粗根为主,约占不同径级根系生物总量的77.04%~81.24%,而D<2 mm的细根生物总量最小,仅占根系生物总量的8.31%~10.21%。3种林龄人工林约80%以上的根系分布在0≤H<40 cm土层,不足5%的根系分布在深层土,不同径级根系均具有明显的表聚现象;3种林龄土壤湿筛团聚组成主要以<0.25 mm粒径为主,含量在70.51%~84.35%之间,>0.25 mm水稳性团聚体以18 a林地含量最高,5 a林龄最低。水稳性团聚体平均质量直径(D MW)随着林龄的增加而增大,林龄越大土壤团聚体稳定性越强,且影响以表层土最为明显;土壤养分与根系分布规律类似,也表现出明显的表聚现象,且随林龄的增加各土层养分含量也逐步累加;根系生物量与D MW及土壤特性间的显著和极显著相关表明,根系对盐碱地土壤质量的提升有明显的改善作用。

根剪对冬枣根际土理化性状及生物学特性的影响

以6年生的冬枣(Zizyphus jujuba Mill.)为试材,分别在行间两侧距树干3倍、5倍和7倍胸径距离处对其进行根剪处理,研究了根剪对冬枣根际土理化性状及生物学特性的影响。结果表明:与对照相比,3倍胸径距离根剪提高了根际土的有效N,P,K含量和pH值以及农药残留的含量;减少了根际土中细菌和真菌的数量,处理间差异达到显著水平,而对放线菌数量则无明显影响;3倍胸径距离根剪抑制了根际土的过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶及脲酶活性;降低了有机质含量及根分泌物中氨基酸总量、有机酸总量和总糖含量。与3倍胸径距离根剪相比,5倍胸径距离根剪后根际土中的有效N,P,K含量、有机质含量、酶活性、根分泌物、微生物数量均有所增加,pH值以及农药残留量则有所降低。7倍胸径距离根剪,根际土中的各项指标与对照相比无明显差异。综合分析认为,3倍胸径距离根剪对根际土理化性状及生物学特性有较大的影响。

不同人工林对黄河三角洲滨海盐碱地土壤理化性质的影响

为了探讨人工林对黄河三角洲滨海盐碱地土壤理化性质的改良效果,采用野外取样和室内分析测定相结合的方法,以林龄8年的4种人工林为研究对象,未造林空地为对照,对各样地的土壤理化性质指标进行分析。结果表明:(1)4种人工林均能改善黄河三角洲滨海盐碱地的土壤理化特性。与对照空地相比,人工林的平均土壤容重、含盐量、pH值分别降低了4.8%,44.4%,2.5%,平均总孔隙度、毛管孔隙度分别提高了6.0%,4.7%;(2)不同人工林对土壤阳离子交换性能及碱化度的影响效果各异,其碱化度大小依次为:柽柳(27.4%)>杜梨(23.3%)>对照(19.5%)>白蜡(16.0%)>盐柳(13.3%)。

黄河三角洲不同林龄人工柽柳林生长季土壤微生物与土壤呼吸特征研究

为探讨人工柽柳林对滨海盐碱地的改善效果,以黄河三角洲滨海盐碱地区3种不同林龄(8 a、6 a、3 a)人工柽柳林为对象,采用多点混合采样法,对生长季土壤微生物量C、N及微生物数量变化进行了对比分析;同时利用LI-8100A土壤碳通量测量系统,原位监测了柽柳生长季内土壤呼吸速率的变化特征。结果表明:1)人工柽柳林土壤微生物微生物量C、N变化受林龄和季节影响明显,其中8 a林地含量最高,3 a林地最小,夏季较高,春季较低,且8 a与3 a差异显著,夏季与春季差异显著(P <0.05);不同林龄土壤微生物商生长季介于2.56～4.15%之间,其变化规律与微生物量一致。2)土壤3种微生物数量均随林龄的增大而增加,微生物数量关系为细菌>放线菌>真菌,而3种微生物数量季节变化规律不一致。3)3种林龄土壤呼吸速率的大小为8 a> 6 a> 3 a,土壤呼吸具有明显的季节变化和日变化,其中季节变化表现为夏季>秋季>春季,日变化则呈现出低-高-低的单峰曲线,最大值则出现在12:00―14:00。4)相关分析表明,土壤含盐量与土壤微生物量C和呼吸速率呈显著负相关,与细菌、真菌呈极显著负相关,是主要限制因子;土壤微生物量C、N与微生物商、土壤呼吸、土壤微生物数量均呈正相关;除土壤湿度外,土壤温度与其它指标均呈正相关;而土壤湿度与各指标间均不显著。5)综上所述,不同林龄人工柽柳林土壤微生物量、微生物数量及呼吸速率均可反映土壤环境状况,可为滨海盐碱地土壤改良和土壤质量演变规律提供理论依据。

黄河三角洲不同林分类型对土壤水分物理特性的影响

【目的】探讨黄河三角洲不同林分类型对盐碱地土壤水分物理性质的影响,以期为盐碱地植被恢复和树种选择提供理论依据。【方法】以未造林盐碱空地为对照,选择盐碱地3种林分类型(白蜡、柳树、杜梨)为对象,运用野外取样与室内分析相结合的方法,对各样地0~60 cm不同土层深度的土壤容重、孔隙度、持水贮水能力以及渗透性等指标进行了分析。【结果】与未造林空地相比,白蜡、柳树、杜梨3种林分样地的0~60 cm土层平均土壤含盐量、容重分别降低了63.33%、59.46%、50.37%和7.59%、5.70%、3.16%,而平均总孔隙度和毛管孔隙度分别提高了10.64%、6.10%、4.22%和2.56%、9.52%、5.36%,且中上层(0~40 cm)明显优于下层(40~60 cm);不同林分类型在降低土壤容重、提高土壤孔隙度方面以白蜡林最佳,杜梨林最弱;土壤持水、贮水性能在不同林分类型和各土层间虽存在一定差异,但均优于空地,其中白蜡、柳树、杜梨3种林分类型的0~60 cm土壤平均饱和贮水量分别为空地的1.11、1.06和1.04倍,与空地差异显著(P <0.05);3种林分类型的土壤入渗过程均能用回归方程进行高精度拟合,不同林分类型的土壤初渗速率、稳渗速率及平均入渗速率大小均表现为白蜡林>柳树林>杜梨林>空地,且与空地差异显著(P <0.05)。【结论】在黄河三角洲区营造不同类型人工林均有利于改善土壤水分物理状况,提升盐碱地土壤质量,今后在该区植被恢复过程中可考虑采用白蜡树种造林。

NaCl胁迫下外源钙对芦苇种子萌发的影响

以黄河三角洲湿地广泛分布的芦苇种子为试材,采用不同浓度Na Cl(0,50,100,150,200,300 mmol/L)和Ca Cl2(0,5,10,20,40 mmol/L)来分别模拟盐胁迫和外源钙,研究了盐胁迫、外源钙及两者交互作用对芦苇种子萌发的影响。结果表明:随着Na Cl浓度的增加,各处理间种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均与对照呈显著递减趋势,而相对盐害率呈上升趋势;单一Ca Cl2处理下,中低浓度(<20 mmol/L)的外源钙对芦苇种子萌发无显著影响,而高浓度的外源钙(40 mmol/L)对种子萌发具有抑制作用;盐胁迫条件下,芦苇种子发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数均随外源钙浓度的增加呈先升高后降低的趋势,相对盐害率呈相反趋势,其中以Ca Cl2浓度为10 mmol/L时缓解效果最佳,而当Ca Cl2浓度在20 mmol/L时,芦苇种子发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数呈下降趋势,到40 mmol/L时降到最低值,此时相对盐害率达到最大值,盐害加深,而此后随着盐胁迫的加剧,下降趋势更明显。综上所述,在潮上带盐碱化湿地恢复中,外源施用一定浓度的Ca Cl2,其中以10 mmol/L浓度为宜,可以有效促进芦苇在盐碱条件下的萌发。

滨海盐碱地大果沙棘适应及耐盐碱试验

通过对引进的15个大果沙棘新品种在山东省滨海盐碱地的生长定位观测和综合评判,研究了大果沙棘的综合适应性、造林成活率2个抗逆性因子,分析得出在滨海盐碱地大果沙棘适应性较强的品种为阿尔泰新闻、阿楚拉、辽Ⅱ。结果表明大果沙棘在含盐量0. 4%以下的滨海盐碱地造林成活率可达60%以上;含盐量超过0.7%,成活率呈下降趋势;达到0. 8%以上时,则很难成活。指出了大果沙棘在滨海盐碱地造林具有较宽的适应范围,为盐碱地生态经济树种选择和开发利用提供理论依据。

黄河三角洲盐碱地人工林土壤肥力质量的综合评价

以黄河三角洲滨海盐碱地柽柳、杜梨、盐柳、白蜡人工林为研究对象,未造林荒地为对照,对不同人工林的土壤养分、土壤酶活性进行测定,利用隶属函数分析法对不同人工林的土壤肥力进行综合评价。结果表明:与对照荒地相比,各人工林平均土壤有机质、铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾质量分数,分别提高了177.89%、76.47%、757.74%、32.76%、30.13%;土壤中磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性,比对照荒地分别提高了47.09%,11.52%,41.07%,76.00%;土壤肥力综合评价分值,从大到小依次为白蜡(0.777)、杜梨(0.694)、柽柳(0.572)、盐柳(0.436)、荒地(0.030)。

几种肥料根际施用对盐胁迫下苹果矿质营养平衡的影响

以盆栽2年生富士苹果树(砧木为平邑甜茶)为试材,研究了盐胁迫下几种肥料(鸡粪、牛 粪、复合肥)对树体各器官矿质营养平衡的影响。结果表明:与对照(不施肥)相比,盐胁迫下施用复合肥 可以明显减少植株Na含量,鸡粪次之,牛粪无效应。盐胁迫与无盐胁迫相比苹果树各部位Na相对增长量的 顺序是:主干韧皮部、新梢>主干木质部>根,说明Na主要积累在植株地上部。盐胁迫下复合肥提高植株 各部位N、K、Fe和Zn含量;鸡粪提高N、P、K、Ca、Mg、Fe和Zn含量;牛粪没有明显作用。复合肥盐胁 迫下维持N、P、K、Fe、Zn与Na平衡的作用明显,鸡粪维持P、K、Ca、Fe与Na平衡的作用较为明显,对 维持N、Mg和Zn也有一定作用,牛粪在维持元素平衡上没有明显作用,说明施用复合肥和鸡粪有利于维持 苹果盐胁迫下树体营养的平衡。盐胁迫影响元素/Na比值最明显的植物部位是新梢、其次为根和主干韧皮部, 对主干木质部影响最小,说明盐胁迫对生命活动旺盛部位的矿质营养平衡影响最大。