2001—2019年太行山南麓栓皮栎人工林叶面积指数与气候因子的关系

栓皮栎(Quercus variabilis)是我国天然分布最广的树种之一,太行山南麓属我国林业工程重点区域,对气候变化较敏感,研究该地区栓皮栎人工林叶面积指数(LAI)与气候因子的关系对我国林业生态工程建设、温带森林碳汇功能评估有重要意义。依托河南黄河小浪底地球关键带国家野外科学观测研究站,利用LAI实测数据对2001—2019年基于MODIS地表反射率反演的LAI产品进行校正,分析了近19年来太行山南麓的气候变化趋势,以及40年生栓皮栎-刺槐-侧柏混交人工林LAI的变化特征及其与气候因子的关系。结果表明:2001—2019年实验区气候为变暖、变湿润趋势,气温升高温变化率为0.70℃/10a,生长季增温高于非生长季,生长季和非生长季降水量分别为增加和减少趋势。近10年来气候暖湿化趋势加快,高温天气发生的频率和强度增加。实验区栓皮栎混交人工林LAI为增加趋势,近19年平均值为2.09,增长率为0.21/10a,近熟林时期LAI增长率低于中龄林时期。气温是影响LAI季节和年际变异的主导气候因子,降水量主要影响LAI的季节变异。近熟林时期高温天气超过35 d的年份LAI比上一年度减小。

杨树和栓皮栎日光诱导叶绿素荧光及光能利用率的比较

为探究杨树与栓皮栎光合光能利用率(LUEp)和荧光光能利用率(LUEf)关系的日内变化及种间差异,从光能分配的角度进一步深入理解日光诱导叶绿素荧光(SIF)与总初级生产力(GPP)的关系,以典型落叶阔叶林树种杨树(Populus alba×Populus gllandulosa)和栓皮栎(Quercus variabilis BI.)幼苗为对象,在相同土壤水分和养分条件下,观测研究不同树种SIF、净光合速率(Pn)与LUEp/LUEf对光合有效辐射(PAR)响应的异同。结果表明:(1)SIF受PAR驱动,二者呈显著正相关关系,杨树和栓皮栎线性拟合决定系数(R2)分别为0.965和0.973,且杨树具有更高的LUEf;Pn随PAR的增加逐渐饱和,杨树光饱和点明显高于栓皮栎,分别为998.59和674μmol CO_(2)·m^(-2)·s^(-1)。(2)杨树和栓皮栎Pn均随着SIF的增大呈先上升变化,之后杨树的Pn逐渐饱和,栓皮栎则缓慢下降。(3)LUEp与LUEf呈显著负线性相关关系,LUEp/LUEf随光强的增加呈指数型逐渐下降趋势,变化规律及大小在树种间不存在明显差异。研究结果说明,在日内随PAR的升高,LUEf变化较小,而LUEp则下降明显,光能分配向碳固定的比例下降,因此,Pn在强光下饱和,SIF与GPP在日内尺度表现出指数型相关关系,且该指数型关系在树种间一致。

华北土石山区荆条潜在蒸散量及作物系数分析

[目的]研究荆条灌丛的潜在蒸散量及作物系数变化趋势,为半干旱区水资源管理及植被建设提供依据。[方法]利用河南黄河小浪底地球关键带国家野外观测站2021年5—10月份的蒸渗仪数据、逐日气象数据、荆条叶面积指数(LAI)及新梢生长量数据,利用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量(ET0),分析生长状况基本一致、水分充足条件下的荆条不同生育期的潜在蒸散量、作物系数的变化趋势及其与生长指标的关系。[结果](1)在荆条生育期内,ET0值整体呈下降趋势,5、6月份较高,7月份后开始下降,ET0总值为630.86 mm,日均值为3.43 mm·d^(-1)。(2)荆条生育期内荆条灌丛的潜在蒸散量呈抛物线式变化,表现为开花期最大,总值为336.26±18.19 mm,日均值为5.51±0.30 mm·d^(-1);结果期和展叶期次之,落叶期最小,总值为41.57±3.61 mm,日均值为1.98±0.17 mm·d^(-1);整个生育期的总值为716.47±40.21 mm,日均值为3.89±0.22 mm·d^(-1)。(3)荆条灌丛LAI和新梢生长量在5、6月增长较快,之后变缓。其中LAI在8月达到最大值(2.93±0.07),之后开始下降,10月降为最小值(1.63±0.08)。新梢在5月增长量最大,为6.85±0.25 cm,10月基本停止生长。(4)荆条作物系数在生育期内呈先增后降的变化趋势,结果期最大(1.45±0.22),开花期次之(1.25±0.13),展叶期(0.98±0.05)和落叶期(0.95±0.14)最小,整个生育期平均为1.28±0.16。作物系数与叶面积指数呈极显著正相关(p<0.01),决定系数R2为0.736,与新梢生长量相关性不显著(p>0.05)。

秦岭3种优势栎树叶脉性状与生态因子的关系

本研究以秦岭地区东部的牛背梁自然保护区(亚热带湿润气候)和西部的桃花沟自然保护区(暖温带半湿润气候)2个生境中的3个优势种辽东栎、锐齿槲栎和栓皮栎为对象,研究一级叶脉宽度、二级叶脉宽度、细脉平均宽度、一级叶脉密度、细脉密度、网眼直径、网眼密度、细脉三维表面积和细脉体积9个叶脉性状的种间、种内差异,以及生物和非生物因子对叶脉性状的影响机制与调控路径。结果表明:树种对除细脉三维表面积外的8个叶脉性状均影响显著;生境对一级叶脉宽度、二级叶脉宽度、网眼直径、细脉密度和网眼密度影响显著;海拔对一级叶脉密度、细脉平均宽度、网眼直径、细脉密度和网眼密度影响显著。树种、生境和海拔的交互作用对一级叶脉密度、细脉三维表面积和细脉体积影响显著。辽东栎的一级叶脉宽度、细脉平均宽度、网眼密度、细脉三维表面积、细脉体积和一级叶脉密度在不同生境间存在显著差异,而锐齿槲栎和栓皮栎的二级叶脉宽度、网眼密度在不同生境间存在显著差异。叶脉性状受生物因子和非生物因子影响且其相对影响率不同:在生物因子中,叶柄长和叶片长宽比对叶脉性状的相对影响率最高;在非生物因子中,叶脉性状主要受气候和土壤因子的影响,且气候因子的影响高于土壤因子。生物因子对叶脉性状有直接影响,非生物因子(土壤和气候因子)则通过调控生物因子(叶片化学计量、叶片表型性状)间接影响叶脉性状。

木本植物水力学结构之导管长度研究进展

导管作为多数被子植物木质部水分运输的主要通道,了解其结构及功能对研究被子植物水力学特性及植物对环境的适应性有着重要的作用。导管长度作为导管解剖特征之一,对水分运输的安全性及有效性有着重要的影响。该文概述了导管长度测量及计算的方法,导管长度在种内及种间的分布,导管长度与导管直径的关系,导管长度与导水率的关系及导管长度对建立栓塞脆弱曲线的影响,并对未来导管长度的研究工作重点提出了建议:1)改进灌注物质,使灌注更加充分且更利于观察、提高计算精度、发展活体动态测量技术;2)建立导管在植物不同器官及整体的分布网络以及不同生活型、不同地区的导管长度数据库;3)对导管直径在导管方向的变化,导管长度与其他导管特性之间的关系进行研究;4)光学测量建立栓塞脆弱曲线技术的兴起,可为解决离心机法建立栓塞脆弱曲线的真实与准确与否的争议提供新的方向。更深入地了解导管长度在植物水力功能中担负的角色,可以为耐旱、抗旱品种选育提供理论基础。