高立地指数下杉木生长量及材种结构的立地及密度效应

[目的]探讨立地质量和林分密度对杉木人工林生长量及材种结构的影响,为杉木大径材培育提供理论依据。[方法]以林龄28~36年生的杉木人工林为研究对象,按上、中、下不同坡位以及不同坡向设置63块标准样地,调查林分生长量及林分基本情况,通过相关性分析和回归拟合分析进行数据处理和分析。[结果]当林分密度相近时,立地指数越高,培育相同年限所获得的单株材积、蓄积量和大径材出材率越高;同一立地条件下,在一定的密度范围内林分树高、胸径、单株材积和大径材出材率随密度增加而减小,蓄积量随密度增加而增大;立地指数相同时,密度对胸径生长分化的影响大于树高,立地指数不同时林分密度对树高和胸径生长分化的影响程度也不同。[结论]在立地指数达22及以上的立地条件下培育杉木大径材,可通过3次间伐进行密度控制,林分最终保留密度宜为650~1000株·hm^(−2)。

杉木育种群体遗传多样性评价及核心种质构建

【目的】评价湖南省杉木不同世代育种群体遗传多样性及其变化动态,构建核心种质,旨在为湖南省杉木下一轮遗传改良及种质利用提供理论依据和材料支撑。【方法】利用21对能获得多态性SSR引物对3个不同世代杉木育种群体中的137份样本进行PCR扩增,采用Gene Marker软件进行基因分型,利用GenAlex软件估算群体遗传参数、检测Hardy-Weinberg平衡并进行分子方差分析,利用GENEPOP软件估算无效等位基因频率,利用FSTAT软件评估成对育种群体间的遗传距离,利用STRUCTURE软件分析群体遗传结构,利用Darwin软件构建邻接系统发育树,利用Core-hunter软件构建核心种质,采用t检验和主坐标分析法验证核心种质的有效性和代表性。【结果】湖南省杉木整个育种群体(HO=0.541,HE=0.630)遗传多样性丰富,3个不同世代的育种群体均表现为杂合体缺失,显著或极显著偏离Hardy-Weinberg平衡;整个育种群体中的种质可聚为2大类群,种质间普遍存在亲缘关系;不同世代育种群体间遗传分化较小(FST为0.010~0.014);以40%的抽样比例构建核心种质,同源性为14.55%,等位基因覆盖度为100%,群体遗传参数与整个育种群体差异不显著,核心种质在所有种质的主坐标中均匀分布。【结论】湖南省杉木多世代遗传改良策略科学合理,各世代育种群体遗传多样性较高,育种群体遗传多样性并没有因遗传改良进程而下降。构建的55份核心种质保留了整个育种群体全部等位基因,有效地限制了同源性,符合生物核心种质的构建要求,可为湖南省杉木种质创新、资源高效利用及高世代种子园建设提供优异的种质材料。

新疆兵团红枣收获机械装备试验示范与效益分析

近年来,随着新疆兵团红枣宜机化果园改扩建步伐不断深入,规模化、集成化、机械化成为红枣产业发展的新方向、新途径,同时也面临一些难题,其中红枣收获“无机可用”“无好机用”问题尤为突出。长期以来,红枣收获主要以人工捡拾为主,劳动强度大、劳动力季节性紧张、人工投入成本较高等因素,不利于红枣产业的健康发展。

不同产区杉木生物量与碳储量模型

【目的】建立适用于不同产区的杉木人工林生物量和碳储量模型,以便准确估算杉木人工林生物量和碳储量。【方法】基于四川、广西、江西和福建共109株杉木的树干、树皮、枝、叶和根实测生物量数据以及四川、广西和福建共40株杉木的树干、枝、叶和根的含碳量实测数据,建立不同产区、不同林龄和综合产区成熟林的可加性生物量、碳储量模型。采用似乎不相关回归(SUR)对可加性模型系统中的参数进行联合估计,并用调整后确定系数R^(2)_(a)和总相对误差TRE检验模型拟合精度。【结果】1)4个产区和不同林龄杉木生物量模型的R^(2)_(a)为0.6350~0.9958,TRE为−17.88%~21.39%,树干、树皮和全株生物量模型的R^(2)_(a)均在0.91以上,适用于建模地的杉木人工林生物量预测。广西分侧根拟合的生物量模型除一级侧根外,R^(2)_(a)均在0.80以上,TRE为−5.42%~7.21%,可用于预测广西杉木人工林侧根生物量。枝、叶、根的生物量模型拟合精度较干、树皮低。2)四川、广西和福建3个产区碳储量模型R^(2)_(a)为0.8050~0.9940,TRE为−19.34%~19.84%,树干、根和全株模型R^(2)_(a)在0.93以上,适用于各地区杉木人工林碳储量预测。枝、叶的碳储量模型拟合精度较干和根低。3)不同产区的生物量、碳储量模型通用性存在地域差异,位于中亚热带西区的四川生物量模型通用性最差,位于南亚热带的广西带皮干和全株生物量模型通用性较好,位于中亚热带东区的福建和江西生物量模型可进行相互预测;南亚热带广西的碳储量模型通用性最好,而四川和福建的碳储量模型仅适用于本地碳储量预测。4)综合生物量模型R^(2)_(a)为0.7335~0.9669,根据交互检验结果,综合模型可准确估算不同产区成熟林和福建幼龄林、中龄林的带皮干和全株生物量,TRE为−10.47%~19.88%;还可对江西和福建成熟林及福建中龄林除枝以外的各器官和全株生物量进行准确预测;综合碳储量模型R^(2)_(a)为0.8029~0.9826,除对广西杉木人工林枝碳储量的预测误差相对较大以外,其他检验样本TRE为−9.57%~15.70%,说明模型的通用性好,可准确预测不同产区的杉木人工林各器官和全株碳储量。【结论】本研究所建立的模型均适用于建模地生物量和碳储量的预测;模型的通用性受产区差异的影响;综合模型可用于不同地区生物量和碳储量的预测。

罗田垂枝杉子代生长性状遗传变异及早期选择

罗田垂枝杉独特的形态特征使其成为林木理想的株型,具有较高经济利用价值和较大的推广应用前景,但其子代测定工作不够完善,各性状的遗传参数未知,这不利于垂枝杉的遗传改良工作。本研究分析杉木遗传变异规律,从而进行优良家系的早期选择,以期为垂枝杉种质资源的保护和选择育种提供理论依据。以罗田垂枝杉子代测定林为研究对象,比较分析不同家系间3年生、4年生林木树高、胸径的生长差异及其遗传规律,并展开优良家系的早期选择。结果显示:子代测定林3年生平均树高、胸径分别为3.11 m和4.07 cm,4年生平均树高、胸径分别为4.16 m和5.35 cm。各家系间生长性状在3年生和4年生时均存在极显著差异(P<0.01);表型变异系数为26.24%~41.83%,遗传变异系数为5.37%~9.15%,单株遗传力为0.3052~0.4318,家系遗传力为0.6099~0.7021,均受到中强程度的遗传控制。不同来源家系中,垂枝杉半同胞家系的生长性状均表现较好,且均为最大值。按照15%的入选率选出5个优良家系,分别为1-17、1-21、1-20、2-3和3-6,其入选均值分别为3.43 m(3年生树高)、4.74 cm(3年生胸径)、4.64 m(4年生树高)和6.20 cm(4年生胸径),平均遗传增益分别为6.71%、10.25%、7.92%和11.13%,选择效果明显,选育出的优良家系可以为垂枝杉种质资源的保护和选择育种提供极佳的种质材料。

三种类型红枣收获机作业试验与分析

通过选择南疆地区典型枣园作为试验样本,研究了3种不同类型的气吸式红枣收获机在实际收获过程中含杂率、作业速度、以及破损率的差异。分别选用Z-1型、4JZ2-300型和ZS1105L-G4型红枣收获机作为试验研究对象,试验结果表明:Z-1型红枣收获机和4JZ2-300型红枣收获机作业速度最高,作业速度为0.16 km/h,但是在作业时会产生大量的尘土,工作环境恶劣。ZS1105L-G4型红枣收获机破损率最低,最低破损率为3%,作业时的丢枣漏枣情况较少,一次性作业效率高,可以最大程度保证红枣收获后的果品完整性。

不同产区杉木人工林初植密度对优势高生长的影响

【目的】探讨初植密度对不同产区杉木人工林优势高生长全过程的影响规律和发生程度,揭示杉木人工林优势高生长的初植密度效应及其对立地质量指示性的有效范围,为杉木人工林优势高生长评价及密度有效调控提供科学依据。【方法】以杉木中带东区(江西分宜)和中带中区(四川纳溪)共30块长期定位观测的杉木密度试验林样地(林龄范围为2~30年生)为研究对象,分析杉木人工林在不同产区和不同林分生长发育阶段下优势高对初植密度的响应规律。【结果】林分优势高与初植密度呈负相关关系,即初植密度越小,优势高越大。在林分生长发育前期,不同初植密度林分优势高生长轨迹几乎重合,初植密度影响较小,随林龄增长,不同初植密度间林分优势高生长差异呈增大趋势,至成熟龄期,林分优势高受初植密度的影响因产区而异,在中带东区影响仍很明显,在中带中区影响逐渐减弱。优势高年均生长量和连年生长量与初植密度呈负相关关系,且初植密度越大,其峰值越小,峰值出现时间越早。同一林龄下,与中带中区相比,立地条件整体更优的中带东区林分优势高生长受初植密度作用产生的分化程度相对更大。中带东区试点在5年生以后,中带中区试点在10~19年生期间,在低、中初植密度范围(1667~3333株·hm^(-2))或高初植密度范围(6667~10000株·hm^(-2))内,林分优势高生长不受初植密度显著影响,当初植密度达到或超过5000株·hm^(-2)后,其与相对低的初植密度(1667~3333株·hm^(-2))林分相比,林分优势高生长则受初植密度的显著制约。【结论】初植密度不同,林分优势高生长过程明显不同。在一定初植密度级差范围内,初植密度对林分优势高生长没有显著影响,超过一定级差时则高、低初植密度间林分优势高生长具有显著差异。标准年龄20年生时,中带东区试点差异显著的密度组合中,优势高差值最大达2.46 m,超过一个立地指数级,此时用优势高指示立地质量缺乏一定准确性。预估立地指数时,对初植密度高于5000株·hm^(-2)的林分需要修正密度的影响。

不同种源树木径向生长对气候变化响应研究进展

树种群体的地理变异是林木选择育种的基础,研究不同种源径向生长的气候敏感性,对于种子调拨及优良种源的选择具有重要意义。本文综述了不同种源径向生长对气候变化的长期和短期响应,指出同一树种不同种源对气候变化具有不同的响应特征。利用不同种源径向生长对气候变化的响应,可指导未来气候下的种源选择。然而,国内有关同一树种不同种源对气候变化的响应研究仍十分缺乏,树木种源生长对气候变化的响应研究亟待进一步深入开展。采用树轮气候学方法探讨不同树木种源径向生长对气候变化的响应,可有效促进我国森林培育管理,指导选择生产力高、适应性强的种源用于更新造林。

杉木人工林林分直径结构动态变化及其密度效应的研究

利用杉木人工林固定样地的观测数据,采用偏度、峰度、直径变动系数、径阶株数分布及累积直径频率等指标对杉木人工林林分直径结构动态变化规律及其密度效应进行了探讨,结果表明:(1)在6～20a内,偏度先为负值,后由负值逐渐趋向于正值,表现为先右偏后左偏,偏度绝对值先变小后变大,任何时期,密度高的林分其偏度值越大,由负向正变化的时间越早;(2)峰度随年龄的变化规律不明显,相对于高密度的林分,低密度林分的峰度值更大,且不论低密度还是高密度,峰度值都趋向于0;(3)直径变动系数随着林分年龄的增长总体上呈微弱增加的趋势,而且前期逐渐减小,后期(郁闭后)缓慢增大,高密度林分的直径变动系数较低密度的大,也更早地呈增大趋势;(4)对于任一相同的株数累积频率范围,密度越高的林分所对应的直径区域中值越小;(5)林分径阶株数分布直观地说明了上述结论。

杉木人工林生物量变化规律的研究

基于大岗山林区相似立地条件前后3次生物量调查研究资料,结合杉木人工林固定样地长期观测材料对杉木人工林生物量的变化规律作了较为详尽的研究,得到了如下主要研究结果:(1)对于同一林分,除叶生物量和某些枝生物量存在一个减小的时期外(5a至8a时),单株和林分各组分生物量均随林龄的增加而增大。在12a前的林分速生期间,叶、枝、干所占比重微弱增加,致使地上部分比重增加,而根比重减小;在干材期(12～16a),单株各组分所占比例趋于稳定。(2)立地指数对单株和林分各组分的生物量、总生物量以及生物量分配比率均存在显著影响,且这种影响随着林龄的变化而变化,并受初植密度的制约。(3)随着初植密度的增大,单株各组分生物量明显减小,干生物量分配比率在任一林龄时刻均呈下降趋势;由密度所形成的不同林分生物量间的差距随林龄呈减弱的趋势。

6种生长方程在杉木人工林林分直径结构上的应用

对Richards等6种生长方程的数学解析性及其应用于杉木人工林林分直径结构模拟的理论依据进行了分析和探索,并应用此6种生长方程模拟了林分直径累积分布。发现在描述林分直径累积分布时,Richards方程绝大多数表现为Logistic型,Weibull方程的参数c均大于1,曲线存在拐点;除Mitscherlich式外,各生长方程的模拟精度均相当高,Richards、Weibull、Logistic、Gompertz、Mitscherlich、Korf等6种生长方程样本选优率依次降低;Richards、Logistic、Weibull、Gompertz、Korf及Mitscherlich等6种生长方程总体模拟精度依次降低;相对生长率表现为变量指数函数方程的精度较相对生长率表现为变量幂函数方程的精度高,且3参数方程的精度较2参数的高。

干热河谷主要植被恢复树种干季光合光响应生理参数

探讨金沙江干热河谷元谋段13种野外生长树种在干季的光合光响应曲线特征参数,得出结论:1)以光合光响应曲线上光能利用效率的下降位点来界定植物表观光合速率随光强呈线性增长的弱光区域是科学可行的;2)分段函数对供试树种光合光响应曲线具有良好的拟合性能;3)弱光区域的界定与否对表观量子效率α和暗呼吸速率Rd均产生明显影响,而对光补偿点LCP、光饱和点LSP及最大表观光合速率Pmax等3个特征参数影响不明显;4)元谋干热河谷13个树种在干季3月的表观光合量子效率、暗呼吸速率、光补偿点、光饱和点、最大净光合速率大小范围分别为0.0207～0.0592μ molCO2·m-2s-1/μ molphotons·m-2s-1,-2.07～-0.31μ molCO2·m-2s-1,14～37μ molphotons·m-2s-1,1015～1648μ molphotons·m-2s-1,3.09～19.32μmolCO2·m-2s-1;5)最大净光合速率Pmax、表观量子效率α、饱和光能利用效率SLUE3者间的树种排序十分相似,这表明树种在弱光区域及饱和光强下的光能利用效率愈高,其最大净光合效率一般亦越高。

干热河谷主要造林树种气体交换特性的坡位效应

植物光合与水分生理特征是植物逆境适应能力评价的重要参考指标。极端生境下,坡位的选择有时成为造林成败的关键。探讨了元谋金沙江干热河谷9个主要造林树种光合与蒸腾作用在不同坡位间的空间差异及干热季向湿润季转换的时序差异。结果表明,低的坡位有助于树种维持相对高的净光合速率,且树种不同,由坡位引起的光合增益效应亦具有较大差别;低坡位的光合增益效应在干热季更为明显,而在湿润季,干热胁迫解除,低坡位的光合增益效应具有较大程度的降低;在不同坡位间发生的光合限制主要受非气孔因素主导。无论在干热季或湿润季,与净光合速率的变化情形一致,低的坡位均促进了树种的蒸腾速率。水分利用效率受坡位的影响较为复杂,因树种、季节而异。

杉木人工林林分直径结构预测影响因子的研究

林分直径结构预测能为科学地进行人工林的定向培育提供可靠的理论依据。本文从生长方程等 4方面探讨了产生杉木人工林林分直径结构预测效果好坏的原因 ,并对两种参数估计方法作了实证比较研究 ,对影响预测适合度高低的原因从林分因子的角度进行了进一步的探索 ,得到如下实验结果 :不同的回收模型、建模材料、检验材料、生长方程对检验适合度的影响程度分别为具有极显著影响、显著影响、呈显著影响或极显著影响、无显著影响 ,当回收模型采用最简幂函数时 ,适合度均在 5 0 %以上 ,Richards生长方程预测效果较好 ,其 6种情形下的适合度仅有 1种低于 6 0 % ;参数预测法和参数回收法用于预测时检验适合度均较高 ,此 2种方法各有优劣 ,均具有很好的应用前景 ;林分初植密度不同于年龄、立地指数、间伐等因子 ,不同密度范围下的预测适合度大小总体上存在一定的规律 ,且对适合度具有显著影响 ,按密度因子作分类预测时 ,应考虑密度的这种突出效应。

干热河谷主要植被恢复树种蒸腾作用

以金沙江干热河谷区10多种自然生长树种为试材,探讨了不同季节典型晴天里各树种叶片水平的蒸腾速率日动态规律,以揭示极端干热生境条件下供试树种蒸腾作用的动态特征。实验结果表明:在干旱生境(3月份)转向干热生境(5月份)时,大多数供试树种蒸腾速率的日变化峰值有所提前,蒸腾作用受到明显限制,而当干热胁迫解除、湿润生境(10月份)来临时,蒸腾作用受限程度减轻或消失,多数供试树种呈现出比较典型的峰状曲线;在干旱、干热以及湿润季节里,供试树种均可分为高、亚高、亚低和低蒸腾速率树种等4个类别,且随着季节的变化,树种所属类别或蒸腾速率大小排序存在明显变动,体现了树种特性在水分生理反应上的多样性表达;随着干热胁迫的加深,供试树种蒸腾速率的变化可分为增强型、减弱型及稳定型3种;树种蒸腾速率的变化方向与气孔导度的变化方向存在不一致的现象,树种蒸腾速率的季节性增减可能表现为气孔因素为主与非气孔因素为主两种控制形式。

21年生杉木无性系生长与遗传评价

对来源于湖南省的38个杉木无性系在广西柳州市21年生试验林各生长性状进行了调查与分析,发现中林龄杉木无性系间的胸径、树高、单株材积及树冠指标生长量均存在显著或极显著的差异;无性系树高、胸径、材积、枝下高、冠长及冠幅等性状重复力为58.65%87.19%,均达50%以上,表现为中等以上重复力,说明杉木无性系生长性状及树冠性状具有较高的遗传稳定性;无性系生长性状胸径、树高及材积与树冠性状冠长、冠幅均呈显著或极显著正相关;从38个供试杉木无性系中筛选出88号、68号、300号等3个优良杉木无性系,单株材积分别达0.494 8、0.438 9、0.412 9 m3,较优良种源、改良代种子园种子及优良家系组成的5个实生对照平均值分别高出43.59%、27.37%和19.82%。

金沙江干热河谷主要植被恢复树种叶水势的时空变化规律

2005年和2006年在金沙江干热河谷,选择不同季节的典型晴天测定了18个试验树种的叶水势,结果表明:(1)金沙江干热河谷主要植被恢复树种叶水势在不同季节的日变化曲线均有一个明显的高峰,绝大多数呈单峰状分布,高峰值大多数出现在下午14:00;干热生境中的树种具有丰富的叶水势多样性。(2)元谋干热河谷主要树种的叶水势受季节变化的影响较大,所有树种均表现为3月份叶水势大于5月份叶水势以及5月份叶水势小于10月份水势,5月干热胁迫的加深加剧了树种间水势的进一步分化,而雨季后干热胁迫的解除能降低分化的程度;各树种叶水势日变化在干热的5月份变动幅度最小。(3)各树种叶水势与温度、湿度及光照强度分别呈负、正、负相关,相关性可由线性方程予以恰当描述。(4)不同海拔区域所引起的环境因子与物候的差异能影响到某些树种水势的日变化幅度以及季节变化规律;以坡位而言,相对低的坡位有利于各树种叶水势维持在一个相对高的水平;印楝在3种混交模式中叶水势高低依次为:印楝与大叶相思>印楝与银合欢>印楝与久树,这种排序与印楝所受到的竞争强烈程度紧密相关,极度的干热环境降低了不同混交模式对植物水势的影响程度;灌溉有利于缓解或解除5月极度干热所形成的水分胁迫。

金沙江干热河谷植被恢复树种盆栽苗蒸腾耗水特性的研究

采用快速称重法对金沙江干热河谷28种植被恢复树种盆栽苗蒸腾耗水规律进行了研究，结果表明：（1）在干热的3月份，在土壤水分充足的条件下，25个供试树种盆栽苗在典型晴天里全天蒸腾耗水量为171．80～731．00g，白天蒸腾耗水量为147．10～631．70g，白天蒸腾耗水量占全天耗水量的78．83％～91．16％，其中，24个树种的盆栽苗白天平均蒸腾耗水速率为0．95～6．91mmol·m^-2·s^-1，表明不同盆栽苗的耗水能力存在明显差异。（2）在湿季10月份，14个供试阔叶树盆栽苗全天的蒸腾耗水量为204．06～303．28g，白天平均耗水速率为0．82～2．12mmol·m^-2·s^-1。（3）所有供试盆栽苗在干热季节里的蒸腾耗水速率均大于湿季，干热天气加剧了参试盆栽苗的蒸腾作用，加大了蒸腾失水的速度。（4）干热胁迫推迟了大部分树种盆栽苗蒸腾耗水量日变化峰值出现的时间，对绝大多数参试盆栽苗而言，干热胁迫降低了蒸腾量的日变化幅度。（5）充分供水条件下，盆栽苗木蒸腾耗水量及耗水速率日变化的单峰分布特征不受季节变化所引起的大气干旱胁迫程度的影响，随着土壤干旱胁迫加深，苗木蒸腾耗水量的日变化峰值有所提前，单峰态类型有向多峰态类型过渡的趋势。

干热河谷主要植被恢复树种水分利用效率动态分析

以元谋县金沙江干热河谷区14个树种为试材,探讨了干季(3月)、干热季(5月)和湿润季(10月)典型晴天里各树种水分利用效率日动态规律,以揭示极端干热生境条件下供试树种水分利用效率的动态特征,并展开比较分析,结合它们在当地的实际表现,讨论了其适应性和应用前景。结果表明:供试树种水分利用效率在不同季节均可划分为高、中、低3种类别,同一树种在不同季节所属的类别具有较大差别,在季节性干热胁迫鲜明的干热河谷,供试树种水分利用效率的日动态响应机制具有明显的季节效应。在干季转向干热季阶段,干热胁迫的加深明显促进了WUE日变化峰值的提前出现,亦使WUE更早地受到抑制而下降;在干热季转向湿润季阶段,供试树种水分利用效率日变化峰值延后,部分树种水分利用效率"午睡"现象消失,印楝、新银合欢、苏门答腊金合欢及木豆水分利用效率提高较大,在湿润季节里获得较高的光合生产力,从而增强树种在干热河谷区的存活能力。在干热季和湿润季同时具有较高或中等水分利用效率的树种有余甘子、山毛豆、车桑子、小桐子和山合欢等5个树种。

华山松不同叶龄、部位针叶叶绿素荧光参数的动态变化规律

该文探讨了华山松不同叶龄、不同部位的针叶叶绿素荧光参数的动态变化规律。结果表明:①华山松针叶的PSⅡ最大光能转换效率(Fv/Fm)的日变化呈现明显的先减小后增大的动态规律,在12:00达到最低值;而向阳针叶的非光化学猝灭系数(NPQ)在12:00达到最大值,说明华山松具有在强光条件下通过热耗散作用降低光合机构受光抑制程度和免受光氧化破坏的机制。②华山松阴生叶的各项荧光参数日变化幅度均较小,阴生叶的最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、Fv/Fm、电子传递效率(Fm/F0)及PSⅡ潜在活性(Fv/F0)均明显高于阳生叶,但阴生叶的NPQ明显低于阳生叶,尤其是幼叶。③针叶叶龄越小,Fv/Fm越低,针叶所受光抑制程度越深,热耗散机制启动得越早、越强。④与阳生叶相比,在不同测定时期阴生叶均具有更高的Fv/F0和Fv/Fm;阴生、阳生针叶荧光参数的变化较叶龄荧光参数的变化更为稳定。