不同萌枝类型云南红豆杉幼树生物量分配及其异速生长

研究不同萌枝类型云南红豆杉器官生物量分配格局及其异速生长现象,了解幼树的个体发育规律及适应策略。将福建明溪4年生萌枝云南红豆杉,按萌枝相对高分成3个萌枝高度类型,调查分析不同萌枝类型云南红豆杉幼树生物量及其分配差异,采用标准化主轴估计法分析其异速生长关系,揭示不同类型幼树的发育规律与适应策略。结果表明,云南红豆杉幼树生物量及其分配格局在类型间具有显著差异,但各器官生物量分配均表现为枝叶>茎、根,地上部分>地下部分;低位类型的各器官生物量、总生物量以及茎、枝叶的生物量分配比最大。幼树器官生物量间以及器官生物量与个体大小间的异速生长关系在不同类型不尽相同。不同类型根生物量与茎生物量间,根生物量、茎生物量与个体大小间有着相同异速生长指数。不同类型幼树同时存在等速生长、异速生长现象。不同萌枝类型间幼树生物量及其分配格局差异显著,存在着丰富遗传变异。不同类型间器官生物量分配的差异是各器官、各器官与枝大小之间异速生长和枝大小差异共同作用的结果。异速生长关系在不同萌枝类型间并不唯一,反映着不同类型幼树生长与适应策略。建议采用低位类型发展云南红豆杉原料林。

不同萌枝类型云南红豆杉幼树生长性状及其异速关系

调查分析了福建明溪4年生不同萌枝类型云南红豆杉幼树生长、性状相关性与综合指标值差异,了解萌枝类型幼树遗传变异规律;采用标准化主轴估计法分析其异速生长关系,揭示不同萌枝类型幼树的适应策略。结果表明:树干萌枝较无萌枝、树基萌枝类型显著增大幼树树高、地径,树干萌枝、树基萌枝较无萌枝类型显著增大冠幅、侧枝数和综合指标值。不同类型间幼树地径、树高与冠幅间相关性差异。无萌枝类型的地径与树高间异速生长指数均显著大于1,树基萌枝与树干萌枝类型则为等速生长;不同萌枝类型间冠幅与树高间异速生长指数均显著大于1。无萌枝与树基萌枝类型的侧枝数与树高间的异速生长指数均显著大于1,树干萌枝类型为等速生长;无萌枝较树干、树基萌枝类型显著增大侧枝数与树高间异速生长指数。不同萌枝类型间的地径与树高、冠幅与树高间具有共同异速生长指数,分别为1.150、1.658;不同萌枝类型既存在着等速生长又存在着异速生长现象。幼树生长、性状相关性在不同萌枝类型间差异显著,存在着丰富遗传变异。异速生长关系在不同萌枝类型间并不唯一,反应着不同类型幼树生长与适应策略。建议采用树基萌枝与树干萌枝类型发展紫杉烷原料林。

云南红豆杉当年生枝条分枝特征与其综合表现的关系研究

为了解云南红豆杉当年生枝条分枝特征对其生物量性状和总体表现的影响,探讨药用原料林的当年生枝条分枝特征调控技术。采用主成分分析方法综合评价当年生枝条总体表现,通径分析当年生枝条的主枝枝径、主枝长、一级分枝枝径、一级分枝长、一级分枝数量等分枝特征与其叶生物量、总生物量、叶生物量比以及总体表现等因子间关系,研究其分枝特征调控重点与方向并验证。结果表明:云南红豆杉当年生枝条的系列分枝特征以及生物量性状均有着丰富的变异。当年生枝条的一级分枝数量和枝长对其叶生物量、总生物量,叶生物量比有着极显著性正向作用;当年生枝条的主枝枝径对其叶生物量、总生物量有极显著性正向作用;当年生枝条的主枝枝长对其叶生物量比有显著性负向作用;当年生枝条分枝特征对其生物量性状间的相对重要性以及起主导作用的分枝特征因子有所变化。促进当年生枝条叶生物量和总生物量,增大叶生物量比的分枝特征调控重点与方向明显不同,当年生枝条的一级分枝数量、枝长和主枝枝径对其总体表现有显著性正向作用,主枝长、一级分枝枝径对其总体表现直接作用不显著。药用原料林当年生枝条理想分枝特征如下,首先要有繁多的一级分枝数量,其次一级分枝要长,最后是主枝枝径要粗大。云南红豆杉药用原料林当年生新枝分枝特征的调控重点与方向是增大一级分枝数量。

云南红豆杉萌枝类型的划分、生长特征及其异速生长

利用主导萌枝结构特征的云南红豆杉分类方法,探明不同类型幼树生长特征及其异速生长现象。以4年生云南红豆杉幼树为研究对象,通过比较3组成对萌枝特征指标(萌枝高度与萌枝相对高度,最大萌枝基径与平均萌枝基径,最大萌枝长与平均萌枝长)间及其与生长特征间的相关性,构建萌枝结构特征指标体系。采用通径分析方法确定主导萌枝结构特征并划分不同萌枝类型,比较不同类型生长差异,并采用标准化主轴分析法分析其异速生长关系。结果表明:3组成对萌枝结构特征指标间均呈极显著正相关;构建了萌枝相对高度、平均萌枝长度、平均萌枝基径、萌枝数量的指标体系。萌枝相对高度是云南红豆杉的主导萌枝结构特征,并依此划分3个不同类型(低位类型:萌枝相对高度0~0.33;中低类型:萌枝相对高度0.33~0.67;高位类型:萌枝相对高度0.67~1.00。)。不同类型幼树树高、地径、冠幅、材积指数、单株生物量等生长性状均存在显著差异,且随类型的萌枝相对高度上升而持续减小。除低位类型的树高与地径、冠幅与树高、地径与个体大小间为等速生长外,幼树的其他生长特征间、生长特征与个体大小间呈极显著的异速生长关系。类型间冠幅与树高,树高、地径、冠幅与个体大小间异速生长指数差异显著。不同类型的树高与地径具有共同异速生长指数。不同萌枝类型间云南红豆杉幼树生长特征及其异常生长关系差异显著。

生物炭肥对毛竹林下三叶青叶绿素含量、光合与荧光特性的影响

三叶青(Tetrastigma hemsleyanum)是特有的民间药用植物,开发利用潜力巨大。通过对毛竹林下三叶青施用生物炭肥试验,研究了三叶青叶绿素含量、光合与荧光生理特性对生物炭肥输入的响应。结果表明,施加生物炭肥对三叶青叶绿素a、叶绿素b含量及类胡萝卜素都有显著影响,通过光合测定发现,不同炭肥处理三叶青光合速率Pn值平均高于对照5.51%,各处理中以T2处理Pn值和水分利用效率(WUE)最高,都显著高于对照,而T3处理则低于对照。而各处理的胞间CO_2浓度(Ci)气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)都呈现出T3>T2>T1>CK。不同炭肥处理对三叶青的最大光化学效率(Fv/Fm)具有显著影响,但对其他荧光参数都无显著影响。T2处理的PSⅡ实际光化学效率(Y(II))、非调节性能量耗散量子产量(Y(NO))、相对电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(qN)相对高于各其他处理和对照,T3处理的各荧光参数则较低,说明适量的生物炭肥处理可有效改善三叶青的光合荧光特性,施肥量太高则不利于植物的生长和光合作用的提高。

林下套种及坡位和弱光环境对南方红豆杉人工林早期生长及林分分化的影响

为高效栽培南方红豆杉人工林,采用方差分析、径阶分布拟合和林木分级等方法,在福建省明溪县进行林下套种及不同坡位和弱光环境的南方红豆杉人工林早期生长及林分分化研究。结果表明:林下套种模式的12年生南方红豆杉林分的胸径、树高、冠幅显著大于迹地更新造林,其胸径、树高、冠幅变异系数较小。10年生林下套种南方红豆杉林分生长有着显著的坡位效应,除下坡与中坡间冠幅无显著差异外,其它均有着显著性差异,3个生长性状生长量和变异系数从大到小依次为下坡、中坡、上坡。在相同林分密度条件下,马尾松林下弱光环境10年生南方红豆杉林分的胸径、树高、冠幅显著大于杉木林下,但马尾松林下弱光环境南方红豆杉的胸径、树高、冠幅变异系数较小。不同培育模式及林下套种时,不同坡位和弱光环境的南方红豆杉人工林径阶分布采用Weibull分布函数拟合,效果较好;林下套种模式及其不同坡位和弱光环境均呈倒J型分布,即其林分结构相对稳定,竞争较合理;而迹地更新造林的林分径阶呈单峰左偏山状分布,表明其处于竞争的自然稀疏后期。南方红豆杉林分林木分级显示,除迹地纯林造林和林下套种的上坡位出现Ⅴ级木外,其它尚未出现Ⅴ级木。因此,营建南方红豆杉人工林应该进行培育模式、坡位和弱光环境选择,其培育模式宜选择林下套种,并在林下套种时优先选择马尾松林下弱光环境和中下坡。

峦大杉树冠特征与生长形质通径分析

为了解峦大杉(Cunninghamia konishii Hayata)人工林树冠特征对生长形质的影响程度,利用多目标决策方法进行生长形质综合表现评价,运用通径分析方法分析了福建峦大杉人工林树冠特征(冠幅、冠形率和树冠率)与单株材积、胸径、无节材长度、尖削度、生长形质综合得分等因子的关系。结果表明:冠幅、冠形率对单株材积有极显著的正向作用,但树冠率对单株材积有极显著的负向作用;冠幅、冠形率对胸径有极显著的正向作用,但树冠率对胸径具有极显著的负向作用;冠幅、冠形率对无节材长度有极显著的正向作用,但树冠率对无节材长度有极显著的负向作用;冠幅对树干尖削度有极显著的正向作用,冠形率对树干尖削度有弱度正向作用,但树冠率对树干尖削度有弱度负向作用;树冠特征因子对峦大杉生长形质性状影响作用与重要性不尽相同,冠幅、冠形率对生长形质综合表现有极显著的正向作用,树冠率对生长形质综合表现有极显著的负向作用,因子相对重要性由大到小顺序为冠形率、树冠率、冠幅。因此,培育峦大杉速生丰产优质干材的理想的树冠特征为狭长的冠形和较小的树冠率。

景观型南方红豆杉家系和单株选择

基于景观树培育目标,在福建、江西、贵州、安徽和四川5省选择35个南方红豆杉Taxus wallichiana var.mairei景观家系,并在福建省明溪县开展优树子代测定分析。结果表明：南方红豆杉种内存在丰富的遗传变异,子代间差异显著;4年生幼树生长性状与树干、树冠观赏性状的家系遗传力为0.587 6~0.901 6,单株遗传力为0.282 1~0.922 1;侧枝最大长度、树干通直度、枝叶浓密程度、当年侧枝数量等树干、树冠性状与树高、胸径、冠幅、当年抽梢长度均存在极显著性正相关（P〈0.01）;综合生长与观赏性状表现,采用多目标决策方法,从参试家系中初步选出MX2,MX6,MX5,FJS1,FJS4,LN7和EMS1等7个优良家系。优良家系的生长性状与树干、树冠观赏性状的平均遗传增益为0.46%~9.32%;从优良家系内选出30株优良单株,其平均遗传增益达到5.75%~28.75%,选择效果非常明显。这些优良家系和个体可用作种子园建园材料或无性繁殖材料。

南方红豆杉盆栽轻型基质配方优化

为筛选南方红豆杉盆栽轻型基质配方。以轻型基质泥炭土、珍珠岩、锯末、谷壳等农林废弃物为基本材料,采用单形重心混料设计在福建明溪进行试验。通过观察在相同试验条件下各基质配比的盆栽生长与观赏美感反应,建立了数学模型,并与实际试验结果进行了比较分析,数学模型拟合效果理想。利用主成分分析对指标体系筛选并建立综合得分数学模型,利用综合得分数学模型进行配方寻优,最后利用聚类分析法将基质类型划分为4类。筛选出3个优良促生型基质配方,且以体积V(泥炭土)∶V(谷壳)∶V(锯末)=0.591 5∶0.323 8∶0.084 7轻型基质配方更值得推广。

经营措施及地形因子与南方红豆杉杈干关系

南方红豆杉分杈是南方红豆杉内在生理因素和外部环境条件共同作用的结果。为探明经营措施和地形因子与南方红豆杉杈干关系,选取福建省明溪县65个标准地,采用数量化理论法Ⅰ构建杈干数学模型并验证。结果表明:以造林类型、坡向、苗木类型、林分密度、坡位为变量,构建的南方红豆杉杈干率、分杈高度数学模型是合适的。影响南方红豆杉杈干率因子重要性由大到小依次为造林类型、坡向、苗木类型、林分密度、坡位;影响南方红豆杉分杈高度因子重要性由大到小依次为造林类型、林分密度、苗木类型、坡向、坡位;这些因子对南方红豆杉杈干现象影响均达到极显著性。采用林下套种模式与2年生宿土苗木类型,选择阴坡和下坡、山谷,提高造林密度与林分密度,能显著减少杈干发生,提高分杈高度。

林下套种对南方红豆杉树冠形态结构及干形变化的影响

为实现南方红豆杉高效培育,以福建明溪林下套种与纯林模式培育的15年生红豆杉林分为研究对象,对其树冠结构特征、侧枝垂直分布规律、枝长与枝径生长关系进行分析研究。结果表明:培育模式对南方红豆杉树冠结构特征有显著影响;不同模式的南方红豆杉侧枝垂直分布、枝长与枝径生长及冠内干形变化差异显著;林下套种模式的南方红豆杉形成有利于截获光照、光合能力较强的宽大、圆满的圆锥形树冠,侧枝数量较小,冠内干形圆满,利于节少、节稀且圆满的干材形成,是其林分速生、优良干材形成的重要因素。培育模式对南方红豆杉枝长、枝径生长影响显著。

峦大杉人工林树冠、根系生长和林木分级的早期密度效应

为了解峦大杉林分树冠、根系以及林木分级的密度效应,通过测定福建省12个8年生不同林分密度的峦大杉样地的树冠、根系的生长性状与分级木比例情况,并将12个林分密度样地按照不同密度划分为4种密度类型(2 325～2 475、2 700～2 750、2 800～3 000、3 350～3 375株·hm^(-2)),进行密度类型间的树冠根系生长与各分级木比例等性状的差异性比较。结果显示:(1)林分密度显著影响峦大杉树冠生长和生长竞争指标。树冠冠幅、冠长、树冠率、树冠体积、表面积、树冠生长空间指数和生长空间竞争指数随着密度增加而减少,树冠圆满度、树冠生产效率随着密度增加而增加;峦大杉的冠幅、树冠率和树冠圆满等3个性状显著性变化的密度较冠长明显更小,树冠体积、表面积和树冠生产效率等3个性状显著性变化的密度一致。峦大杉的生长空间竞争指数显著性变化的密度较生长空间指数更小。(2)林分密度显著影响峦大杉的单株根生物量、根幅与根深等根系性状,峦大杉根系生长量与根幅随着密度增加而减少;根深随密度增加而增加;峦大杉单株根生物量、根幅和根深等性状显著性变化的密度一致。(3)林分密度显著影响着峦大杉优势木和被压木比例,但对平均木比例无显著性影响。峦大杉优势木比例与被压木比例显著性变化的密度一致。

光环境对闽楠幼树生长及其表型可塑性的影响

为提高林下闽楠更新层科学培育水平,在福建明溪进行不同光环境对闽楠幼树生长和表型可塑性影响试验。结果表明:光环境对闽楠幼林的生长具有显著影响,在促进闽楠幼林生长方面表现为林窗>林中旷地>林下。营建理想的光环境并适时增加光照强度,是闽楠人工林培育的关键技术措施。光环境对闽楠的冠长、冠幅、一级及二级侧枝密度和均长、叶生物量的分配比、侧枝生物量分配比和茎干生物量分配比都有极显著影响,表现出强烈的表型可塑性;光环境并未显著改变闽楠根系生物量分配比、冠根比和树冠圆满度。闽楠幼林在光环境适宜时,通过促进树冠生长,一级、二级侧枝萌发和生长,增加叶、枝生物量分配比,采取快速获取资源的策略;反之则抑制树冠生长,一级、二级侧枝萌发和生长,减少枝、叶生物量的分配比,采取保守消耗的策略。

峦大杉与杉木人工林的生长形质、林分分化和空间利用比较

以福建省来舟国有林场31年生人工林为研究对象,通过样地的调查数据,分析了峦大杉和杉木生长性状指标。结果表明:峦大杉的平均树高、胸径、单株材积、林分蓄积等生长性状指标显著高于杉木;树种间分级木比例无显著差异,但峦大杉分化略大;峦大杉胸高形数显著高于杉木,枝下高比例显著低于杉木,但树种间的枝下高无显著差异;应用改进可变指数削度方程可以很好地拟合两个树种的干形曲线与干形形状,峦大杉比杉木有着更小的削度、更优的干形和更好的干材品质;峦大杉的平均冠幅、冠长、冠长率、树冠体积、树冠表面积、生长空间指数和竞争指数等显著大于杉木,但峦大杉的树冠圆满度显著小于杉木,树冠更狭长。

南方红豆杉修枝后生长与干形动态表现

为高效培育优质南方红豆杉Taxus wallichiana var.mairei干材,提高修枝成效,以福建省明溪县11年生南方红豆杉人工林为研究对象,以未修枝的为对照,进行修枝强度分别为0.3,0.4,0.5相对高和对照的修枝度试验,系统分析了修枝对南方红豆杉生长及干形形质的影响,揭示其修枝后的变化规律,并优化修枝技术。结果表明:修枝后5 a不同修枝强度间的生长及干形形质存在差异,且随修枝后时间推移而发生变化。随修枝后时间推移,修枝后的南方红豆杉生长性状较对照的表现越来越明显,但不同修枝强度间的生长效应、动态变化规律、水平差异及出现显著差异的时间点不尽相同。修枝可明显地降低南方红豆杉的冠长率。随修枝后时间推移,与对照相比,修枝的胸高形数呈出先降后升的变化趋势。与对照比较,修枝0.3和4 a间隔期的修枝组合的胸径、树高、单株材积与胸高形数分别增加了4.25%,4.76%,15.94%,2.04%(P<0.05),冠长率降低了14.54%(P<0.05)。因此,南方红豆杉的优化修枝组合为0.3相对高的修枝强度、4 a间隔期。

南方红豆杉幼龄期家系生长与观赏性状遗传变异

基于景观树培育为目标,在福建省明溪县内,对来源于5省7个地理种源的36个优树家系的南方红豆杉（Taxus chinensis var.mairei）4年生幼树的4个生长及7个观赏性状进行测定与分析。研究结果表明,不同家系的4年生幼树生长及观赏性状指标的变异系数介于4.51%～12.92%,家系内的变异系数为13.10%～32.95%,这说明家系与单株间存在着明显的变异。南方红豆杉最大侧枝径无显著差异,其他性状指标在家系间均存在显著或极显著性差异。南方红豆杉树高、胸径、冠幅和当年抽梢长度等生长性状间存在极显著性正相关,最长侧枝长、树干通直度、枝叶浓密程度、当年侧枝数量等4个观赏性状与树高、胸径、冠幅、当年抽梢等4个生长性状均存在极显著性正相关,但最粗侧枝径与树高、胸径、冠幅、当年抽梢等生长性状间不存在显著性相关。南方红豆杉生长及观赏性状的家系广义遗传力变幅介于0.567 3～0.900 5,单株遗传力变幅介于0.120 4～0.922 1,以优良家系选择为基础,重点加强家系—优良个体配合选择。

福建省峦大杉人工林生长模拟及其数量成熟研究

为研究福建地区峦大杉的生长过程,并确定其数量成熟龄和合理轮伐期。以福建省28年生峦大杉人工林标准木的生长数据,应用系列模型进行树高、胸径和材积生长过程拟合,经优选与验证,筛选出相应的生长模型,并应用材积生长模型进行数量成熟年限分析。结果表明,树高、胸径和材积生长回归方程分别以莱瓦科威克3、苏马克和逻辑斯蒂模型拟合效果最好,模型预测精度均在97%以上,决定系数均在0.99以上,能够反映峦大杉的生长规律。由峦大杉材积生长模型,并结合两曲线的走势,可知该林分数量成熟龄在32~33 a间。建议峦大杉人工林进行大中径材培育,其合理轮伐期为32 a。

南方红豆杉苗龄型对苗木质量与造林成效的影响

以春季播种、2年生南方红豆杉苗(S2-0),春季播种、3年生南方红豆杉苗(S3-0),春季播种、1 a后移栽、再培育2 a的3年生南方红豆杉苗(S1-2)为对象,在福建明溪研究分析不同苗龄型苗木质量与造林成效的差异。结果表明:与S2-0对比,S3-0苗高、地径、质量指数、单株生物量分别显著增加85.51%、50.00%、132.26%、210.88%。S3-0较S2-0造林成活率提高19.81%,造林后幼树树高、树高生长量、地径、地径生长量分别提高82.86%、61.86%、75.16%、104.76%。与S3-0相比,S1-2质量指数、根生物量、造林成活率、幼树地径、地径生长量、树高生长量分别显著提高49.54%、16.53%、5.37%、6.37%、16.28%、13.78%。苗木根生物量、质量指数分别与造林成活率、树高生长量、地径生长量呈显著正相关。因此,建议采用S1-2苗木进行南方红豆杉造林。

福建南方红豆杉林生境质量评价研究

选取福建省明溪县南方红豆杉117块标准地,以优势木平均高为因变量,以腐殖质层厚度、冠层郁闭度、土层厚度、海拔、冠层树种组成、坡位、坡向、坡形8个因子为自变量,基于数量化理论法确定并划分生境质量等级。结果表明:采用以上因子构建南方红豆杉生境质量模型评价效果良好,项目得分值的极差为6.697,表明模型中的生境因子明显影响南方红豆杉生长;影响生境质量的因子重要性依次为腐殖质层厚度>冠层郁闭度>土层厚度>海拔>冠层树种组成>坡位>坡向。将生境质量划分为3个等级标准,并根据不同的南方红豆杉培育目标给出相应经营措施与建议。

幼龄期南方红豆杉生长和形质性状的优树家系遗传变异

基于珍贵用材林培育目标,在福建省明溪县内,对来源于6省9个地理种源的46个优树家系的南方红豆杉(Taxus wallichina var.mairei)3年生幼树的10个生长及干形性状进行测定与分析,进行生长性状与干形性状相关性分析,计算其遗传参数并提出其选择育种策略。结果表明,不同家系的3年生幼树生长及干形性状指标的变异系数介于27.08%~96.19%间,家系内的变异系数为9.34%~31.96%,说明家系与单株间均存在着明显的变异。南方红豆杉10个性状指标在家系间均存在显著性差异,且同一家系的性状间表现存在不一致性。南方红豆杉树高、胸径、冠幅和当年抽梢长度等生长性状间存在极显著性正相关,杈干率与树高、冠幅、当年抽梢长度间,高径比与地径间,侧枝密度与树高间存在显著性负相关。高径比与树高间,侧枝数量与树高、冠幅、当年抽梢长度间,最长侧枝长度与树高、地径、冠幅、和当年抽梢长度间显著性正相关,但最粗侧枝径与树高、胸径、冠幅、当年抽梢等生长性状间不存在显著性相关。1~3年生树高、地径性状极显著相关。南方红豆杉生长形质性状的家系广义遗传力变幅介于0.502 7~0.857 0之间,单株遗传力变幅介于0.197 3~0.798 8。其合理选择育种策略为采用综合系列性状表现进行优良家系选择为基础,重点加强家系-优良个体配合选择。