双碳目标下林业专硕人才培养探究——以安徽农业大学林业专硕为例

林业是我国生态建设和经济建设的重要组成部分,特别是碳达峰、碳中和理念的提出给林业赋予了新使命。以安徽农业大学林业专硕学生的培养为例,并结合“双碳”目标的实施,分析学生在培养过程中遇到的问题和挑战以及在提高专业技能和实践创新能力的同时如何结合“双碳”目标的实施进行改革,从而培养满足国家对林业绿色发展所需的高层次、应用型、复合型人才,满足“双碳”目标对社会高质量发展和生态文明建设的需要。

“后疫情时代”林学专业教学研究

新冠病毒感染疫情背景下,线上教学给高校师生带来全新挑战,也给疫情后高校的常态教学带来深远影响。“后疫情时代”,中国将进入双线教学的新时期。该文以“后疫情时代”如何更好地进行普通高等院校林学专业教学为研究目标,探讨林学专业教学模式的改变、面临的挑战及教学方法的思考等,并结合林学专业特点,对专业课程构建提出设想,以“理论基础”“技术应用”“综合实践”3个板块为核心构建双线教学模式,以期为“后疫情时代”林学专业教学持续高效开展提供参考。

森林转换对土壤活性有机碳组分的影响

为了研究林型转换对土壤活性有机碳组分的影响,在安徽皖南地区蔡家桥林场选取了马尾松次生林、湿地松人工林以及杉木人工林3种森林类型,分别采集了0—10,10—30,30—50 cm的土壤,测定了土壤有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物生物量碳(MBC)、可溶性有机碳(DOC)以及土壤理化指标,分析了林型转换后土壤活性有机碳组分变化特征及其与土壤理化因子间的相关关系。结果表明:(1)马尾松次生林转换成湿地松人工林和杉木人工林后主要对0—10 cm土壤活性有机碳组分产生影响,其中土壤SOC,POC,EOC含量均在林型转换后出现下降,DOC含量上升,而MBC在林型转换前后无显著差异。(2)林型转换后各土层POC/SOC均出现下降,DOC和EOC占SOC比例总体呈升高趋势,MBC/SOC则未表现出明显规律。(3)土壤有机碳与活性碳组分以及TN,EC,NH+4-N,NO-3-N均呈极显著正相关,各活性碳组分之间也存在极显著正相关关系(p<0.01)。综上,马尾松次生林转换成湿地松人工林和杉木人工林主要导致了表层土壤有机碳的流失及其稳定性下降,影响了表层土壤活性有机碳含量,对深层土壤有机碳及其活性组分影响较小,这可能是由于不同林型、微生物活性和管理干扰等多种因素的综合作用。

遮阴干旱对白及幼苗光合特性的影响

为揭示白及(Bletilla striata)幼苗光合生理特性对遮阴和干旱的适应机制,本研究以二年生白及幼苗为参试材料,设置不同强度遮阴和干旱交互试验共计9个处理,探讨白及幼苗在遮阴和干旱双重胁迫下光合特性和叶绿素荧光参数的变化。结果表明,正常水分下,遮阴处理的光合色素含量均显著增加(P<0.05),重度遮阴下气孔导度显著降低(P<0.05),叶绿素荧光参数变化均不显著(P>0.05)。在60%光照、干旱处理下,白及叶片净光合速率(A)受到“气孔限制”的影响,叶绿素a(Chla)和类胡萝卜素(Car)含量显著增加(P<0.05),蒸腾速率(E)和气孔导度(gs)在重度干旱时显著降低(P<0.05),叶绿素荧光参数未发生显著变化(P>0.05)。遮阴和干旱交互作用对白及光合特性影响较大,重度干旱和重度遮阴交互作用下气孔导度、蒸腾速率、净光合速率、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)最低,光合色素含量在重度遮阴、中度干旱下最低。尽管在各处理中白及叶片的光合参数和叶绿素含量表现出了较大的变化,但白及叶片的叶绿素荧光参数维持在较为稳定的状态,表明遮阴、干旱和遮阴干旱复合胁迫并未对白及光系统造成不可逆的损伤。

安徽老山亚热带常绿阔叶林不同林龄阶段土壤特性及其水源涵养功能的变化

对安徽老山自然保护区亚热带常绿阔叶林不同林龄林分的土壤特性、凋落物持水量以及林地土壤蓄水性能等方面进行了研究。结果表明,不同林分的土壤性质及其水源涵养功能差异明显。在森林植被恢复过程中,随着林分生长,林地凋落物层逐渐发育,土壤性质得到明显改善,土壤水文功能逐渐提高。依据林地总蓄水量和有效蓄水量的大小,不同林分的水源涵养功能依次为:65年生(2415,645 t/hm2)>48年生(2407,634 t/hm2)>36年生(2273,562 t/hm2)>幼龄林(2079,462 t/hm2)。高龄林分土壤的水源效应显著高于幼龄林分。

亚热带常绿阔叶林的水文生态特征

对日本冲绳岛亚热带天然次生常绿阔叶林的水文生态特性进行了为期3年的定位观测．结果表明，观测期间年平均降雨量高达3325mm，台风降雨（包括直接和间接影响）占年降雨量的42．3％；穿透雨量和树干流量分别为年降雨量的53．9％和30．9％，较高的树干流量可能与高风速、强度降雨以及优势树种的树冠构造紧密相关．林冠截留损失占年降雨量的15．2％，低于世界范围内其它多数常绿阔叶林（15％～30％）．年平均地表径流和壤中流量分别是1092mm和613mm，分别占年降雨量的32．8％和18．4％；较高的径流量可能是由不良的土壤物理性质引起的．试验林土壤尤其是下层土壤非毛管孔隙度低（8％～12％）、粘粒含量极高（51．9％～60．5％），水分渗透缓慢（12ml·min^-1）．0～70cm土层的有效蓄水量和最大蓄水量分别为85mm和324mm，林地凋落物层的最大持水量为2．8mm，接近或低于中国亚热带和热带山地雨林．

间作茶园中茶树生态生理特性的研究

茶树(Camellia sinensis(L.)O.Ktze.)是亚热带常绿阔叶灌木,具有喜光、耐荫、喜湿、畏寒的特性,其生长发育与茶园生态环境密切相关,尤其在强光、高温、低湿条件下,对茶芽的生长带来不利的影响,致使夏秋茶低产劣质。为此,近20年来,国内外不少学者广泛地开展了间作茶园生态效应及效益的研究,认为适度遮荫(即种植遮荫树)能明显地提高茶叶产量和绿茶品质。但是,对间作茶园的生态条件与茶树主要生理活动(诸如光合、呼吸、蒸腾作用等)的关系报道甚少。为此,我们研究了茶园间作对茶树主要生理活动的影响,并与单作茶园比较,以揭示生态生理特性,从而为建立茶园复合生态系统提供一定的理论依据和具体措施。

安徽马尾松混交林及其经营模式研究

对安徽省４种马尾松混交林（松枫、松杉、松栎、松杜）进行调查分析和试验研究，结果表明：４种混交林单位面积蓄积量分别比对照纯林平均提高３５．３％、９０．７％、１６．８％和２５．５％；土壤有机质含量平均高于纯林１４８．５％，速效氮、磷、钾含量也均有提高。同时林内小气候条件有所改善，林分对病虫害的自我抑制能力有所增强。本文还分析了不同混交比例对林分生长及生产力的影响，提出了不同马尾松混交林的合理经营模式。

杉木、黄山松人工混交林的生长特性

对杉木分布区北缘的安徽省大别山高海拔山地的杉木、黄山松人工混交林生长特点进行了系统研究。结果表明：在立地条件、林分密度和经营措施一致的条件下，混交林比杉木纯林具有更高的生产力，中龄期的混交林立木蓄积量和总胸高断面积分别为１８８．７８～２８９．６７ｍ３／ｈｍ２和３６．３１～４２．１５ｍ３／ｈｍ２，比纯林提高６０．２７％和１９．８５％；混交林生物量高达１２８．２７～１７９．１８ｔ／ｈｍ２，高于纯林２１．９９％～７０．４０％；混交林地上部生物量密度为１２．００～１５．８７ｔ／ｈｍ２·ｍ，而杉纯林为１０．２４～１１．６４ｔ／ｈｍ２·ｍ。树高与胸径的关系分析揭示混交林在幼龄期，杉木个体树干在垂直方向的生长有显著促进，到中龄期则在径向的生长有明显提高。不同林分杉木胸径生长过程有较大差异，混交林中杉木胸径生长在高峰期后随年龄增长保持一定水平，而纯林杉木则呈明显的下降趋势；黄山松个体不论是混交林或纯林，其胸径生长在１０～１２年生后均随年龄增长而下降。

自然侵入阔叶树对琉球松人工林碳素及氮素动态的影响(英文)

对日本冲绳岛北部相同土壤条件下的琉球松纯林及其混交林的土壤氮素及有机碳素、地表凋落物量、枯枝落叶量以及土壤氮素矿化速率进行了比较研究。结果表明 ,琉球松纯林的地表凋落物层氮、碳平均贮量分别为133kg·hm- 2 和 7199kg·hm- 2 ,混交林则分别为 10 5kg·hm- 2 和 6 14 3kg·hm- 2 。然而 ,混交林地表 10cm矿质土层的氮、碳贮量则显著高于纯林 ,氮素比纯林多 4 93kg·hm- 2 ,碳素多 5 5 5 4kg·hm- 2 。在 30d的实验室培养实验中 ,混交林表层土壤的氮素矿化速率高于纯林 18% ;而且 ,混交林的落叶和土壤的碳氮比值亦明显低于松纯林。混交林土壤的年平均矿化氮素 (NH4+ +NO3- )浓度高于纯林 2 2 %。与松纯林相比 ,混交林通过枯枝落叶年平均氮素归还量多 4 3 7kg·hm- 2 ,碳素归还量多 16 5 5kg·hm- 2 。混交林具有较高的氮素归还量 ,主要是混交林的针叶含氮含量较高以及大量的高含氮量的阔叶落叶所致。上述结果充分说明针阔混交导致了林分氮素循环的变化。

亚热带常绿阔叶林结构、树种多样性和土壤特性的研究(英文)

采用样地调查法,对日本冲绳岛北部的亚热带常绿阔叶林的林分结构,树种组成以及土壤特性等进行了调查分析。结果表明,该亚热带林具有林冠低矮、小径木多等特点。林分的平均林冠高度仅10m,平均立木密度达5400株·hm2(≥3.0cmDBH),其中胸径小于10cm的立木占64%。林分胸高断面积为54.4m2·hm-2。30个调查样地共出现树种数(≥3.0cmDBH)达80种,分属31个科。根据树种的重要值,Castanopsis sieboldii和Schima wallichii分别为优势树种和亚优势树种。树种多样性指数(H’)平均达3.63,均衡度指数(J’)为0.71,丰富度指数(S’)为4.72。这些多样性指数都随着优势树种重要值的增加而显著降低。土壤养分测定结果表明,该森林的土壤肥力低,异质性大,并可能存在Al毒害。由相关分析知,林分密度和优势树高均与土壤pH值呈显著正相关关系;多样性指数则与土壤交换性K+,Ca2+以及Ca2+/Al3+比呈显著的正相关,而与土壤有机碳,全氮和磷呈显著的负相关。这些结果说明土壤性质是影响冲绳亚热带常绿阔叶林林分结构和树种组成多样性的重要因素。图3表4参38。

水分胁迫对三桠生理特性的影响

研究了盆裁三桠在人工控制土壤水分条件下某些生理特性的变化。结果表明：在土壤干旱条件下，三桠叶片自由水锐减，而束缚水含量有所增曹加；叶绿素含量及净光合速率随着土壤干旱的加重而下降；呼吸消耗增加，光合作用效率降低；蒸腾速率明显下降，在重度干旱时下降达６６．６％，水分利用效率有所提高；游离脯氨酸积累较少。这说明三桠对水分胁迫的适应能力较差。

日本北海道北部寒温带森林流域林冠层凋落物及其养分归还量的景观格局(英文)

对北海道北部北海道大学雨龙试验林内的森林流域,不同景观地段的森林冠层凋落物及其养分归还量进行了为期2年的研究。湿地带分布着红皮云杉纯林,河岸带是以毛赤杨和柳树为优势树种的落叶阔叶林,而高地则分布着以白桦、大叶栎和萨哈林冷杉为优势树种的落叶阔叶与常绿针叶树混交林。湿地带、河岸带及高地森林的年平均凋落物量分别为1444、5122和4123 kg·hm-2,凋落物的高峰期出现在9-10月份,落叶量占年凋落物总量的73.4%-87.6%。除了红皮云杉和毛赤杨落叶的氮浓度无显著性季节变化外,其它优势树种落叶的养分浓度具有相似的季节变化规律。所分析的各养分元素归还量都是河岸带林分最高,而湿地带最低;各林分凋落物的不同养分归还量按其高低排序都表现出:N(11-129kg·(hm-2·a))>Ca(9-69)>K (5-20)>Mg(3-15)>P (0.4-4.7)。可见,不同景观地段的森林凋落物量及其养分归还量存在显著差异。不同景观地段的土壤化学性质有明显不同,河岸带土壤的低碳氮比可能是高质量落叶(主要是固氮树种毛赤杨)所致。

大别山南坡结香资源及其开发利用

结香(又名三桠,Edgeworthia chrysantha Lindl.),瑞香科落叶小灌木,我国特用经济树种之一,呈丛生状态,其茎皮纤维含量高达43.5～50.0％。纤维长度3.0～5.4mm,细密柔韧、色白,具有独特光泽,抗拉力强,是制造纸币、蜡纸、书画纸等高级用纸的主要原料,还大量用于制造绝缘纸、人造棉、人造丝及人工纸艺等,除茎皮纤维具有很高的经济价值外,结香枝杆广泛用于人工编织,如安全帽、篮筐、工艺品等。

结香光合特性的研究

利用ＧＨ─Ⅲ型光合仪测定了结香光合作用及其生态因子的日变化。结果表明：结香净光合速率的日变化过程在很大程度上受控于光、温、湿度的变化。最适气温为２５─３０ｃ；光照强度和气温是影响其光合作用的主导生态因子，适度遮荫能有效地提高结香的光合效率。午间光合速率下降主要是由于强光、高温和低湿的综合作用引起的。

土壤干旱锻炼对日本三桠光合特性的影响

研究了土壤干旱及干旱锻炼对日本三桠光合特性的影响。结果表明：日本三桠的净光合速率、暗呼吸速率的下降明显落后于土壤相对含水量的降低；在土壤相对含水量低于５０％时，净光合速率下降显著，两者呈显著的抛物线关系：ｙ＝一１１．４１４６＋０．５２０２ｘ２一０．００２９ｘ，Ｑ＝０．９９２６．对日本三桠进行灌溉的临界土壤相对含水量为３０．８％、临界叶片相对含水量为４１．０％。干旱锻炼显著地提高了日本三桠在水分胁迫环境中的光合能力，增强了抗旱性。

结香耐寒性的初步研究

本文对结香耐寒性进行了连续3年的露地越冬实验,同时用原生质膜透性测定法,组织褐变法和TTC法,对结香两种源(日本德岛种源和安徽岳西种源)的抗冻性潜力进行了测定。结果表明:处理温度与组织细胞膜伤害率之间的关系十分密切;安徽岳西种源的抗冻性显著高于日本德岛种源,前者的致死低温是-15.5℃,后者为-11.7℃。同于对越冬期间枝条含水量及保水力与其抗冻性的关系进行了讨论。

氮磷添加对亚热带常绿阔叶林土壤微生物群落特征的影响

为了探讨氮磷添加对土壤微生物特点的影响,选择安徽省池州仙寓山常绿阔叶老龄林,设定了4个水平的氮磷添加试验,即对照(CK,0 kg N/hm^2)、低氮(LN,50 kg N/hm^2)、高氮(HN,100 kg N/hm^2)、高氮+磷(HN+P,100 kg N/hm^2+50 kg P/hm^2)。利用氯仿熏蒸法和Biolog微平板技术,分析不同水平氮磷添加对不同土层(0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm)土壤微生物生物量C(MBC)、N(MBN)和微生物群落功能多样性的影响。结果表明:MBC、MBN随土层加深而降低,且差异性极显著,MBC与MBC/MBN比在氮磷添加后均表现出显著性差异;土壤微生物群落的代谢活性随土层加深而降低,HN与LN处理的土壤微生物活性最高;Mc Intosh、Shannon和Simpson多样性指数在不同土层和不同N、P添加水平上都存在差异,表层土壤微生物多样性指数差异性较为显著。土壤微生物对羧酸类、氨基酸类和碳水类碳源利用率最高;主成分分析显示不同土层的土壤微生物碳源利用上有明显的变化,表层土壤微生物碳源利用在不同N、P添加水平上有明显的空间变异性,其他土层分布较为集中,空间差异性主要表现在对碳水类与羧酸类碳源的利用上。土层与氮、磷添加剂量对土壤微生物生物量C、N及功能多样性都有显著影响,其中高氮处理对表层土壤微生物影响最大。

遮荫条件下绞股蓝光合作用特点的研究

在夏季遮荫条件下栽培绞股蓝的净光合速率日变化呈现不典型的双峰曲线 ,第 1峰值出现在11:0 0时 ,达 13 8μmolCO2 ·m-2 ·s-1;日净光合速率达到 176 97μmolCO2 ·m-2 ,是强光下栽培的 3 1倍 ;净光合速率和光量子通量密度呈正相关 ,相对湿度对净光合速率的影响小 .强光下栽培绞股蓝 ,光合作用“午休”现象明显 ,净光合速率日变化呈现双峰曲线 ,第 1峰值出现在 10 :0 0时 ,为 3 0 μmolCO2 ·m-2 ·s-1,第 2峰值出现在 14 :0 0时 ,为 1 2 5 μmolCO2 ·m-2 ·s-1;相对湿度与净光合速率成正相关 ,对净光合速率的影响大 .当光量子通量超过 70 0 μmol·m-2 ·s-1时 ,净光合速率与光量子通量密度呈负相关 .在影响该植物蒸腾速率的诸多因子中 ,蒸腾速率和气孔导度之间的相关性最为显著 .因此绞股蓝属于高度耐荫而怕光的植物 ,人工栽培应重点考虑光照因子 .

模拟淹水对杞柳生长和光合特性的影响

以1年生红皮柳(Salix integra cv.hongpi)和青皮柳(Salix integra cv.qingpi)为试验材料,研究了人工模拟淹水胁迫对两个杞柳品种的生长、气体交换及叶绿素荧光的影响。经过75d的淹水处理,两个品种的存活率均为100%。在试验过程中,红皮柳和青皮柳都产生了有利于吸收氧气的不定根和肥大的皮孔,但在产生的时间上红皮柳较青皮柳迟10d左右。渍水处理促进了青皮柳的生长和光合作用,而红皮柳在渍水和轻度淹水胁迫处理下的生长、叶绿素含量(Chl)、净光合速率(PN)和气孔导度(Gs)都明显低于对照。随着淹水时间的增加,红皮柳的非光化学淬灭系数(NPQ)持续增加并高于对照,最大光化学量子效率(Fv/Fm)持续下降且明显低于对照;青皮柳的非光化学淬灭的值增加幅度较小,最大光化学量子效率一直在0.8—0.85之间波动,与对照相比都无显著差异。以上的实验结果表明在淹水胁迫下红皮柳的光合运转机构受到了一定程度的损伤,而渍水处理则促进了大青皮的生长,因此青皮柳较红皮柳而言更耐淹,更适合在河岸带和消落区生长。