海南不同降雨量地区桉树人工林与天然林及其他经济林分植被多样性差异研究

为探究降雨量和林分类型差异对植被多样性的影响,选取海南省年降雨量明显差异的3个地区设置植被多样性研究试验。经过2014—2019年连续5 a的调查发现,试验区天然林中现存植物种类共计45科58属61种,桉树人工林中有26科37属39种,芒果人工林、马占相思人工林、橡胶人工林由于频繁的人为经营管理,其植被多样性相对较低;不同降雨量地区天然林的物种多样性指数差异显著(P<0.05),桉树人工林则差异不显著;天然林和桉树人工林物种丰富度指数(R)随降雨量的增加而增加,天然林乔木层、灌木层的Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson多样性指数(D)、Pielou均匀度指数(Jsw)随着降雨量增加而减小,草本层则与之相反;桉树人工林灌木层、草本层的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数则随降雨量增加而增加;物种多样性指数的时间动态变化在天然林和桉树人工林灌木层和草本层波动明显,乔木层的变化则较为平稳。通过分析表明,降雨量是造成地区物种多样性差异的主要原因,与天然林相比,桉树人工林乔木层生态位的缺失是造成其植被多样性较低的主要原因,其他经济林分加之频繁的铲草施肥等人为经营措施而导致物种多样性更低。基于此,营建人工混交林或异龄林改造现有纯林促进人工林乔木层生态位的释放,同时改变其他经济林分经营模式是提高人工林物种多样性的关键。

土地利用/覆被和气候变化对万泉河上游流域径流的影响

为探究万泉河流域径流对土地利用/覆被变化(LUCC)和气候变化的响应,通过建立万泉河上游流域的SWAT模型,设置了不同情景,定量分析了LUCC和气候变化对径流的影响.结果表明,SWAT模型在万泉河上游流域的适用性较好,率定期和验证期的相关系数(R^(2))以及纳什效率系数(E_(ns))均大于0.80.设置极端土地利用/覆被情景,将所有人工林转化为耕地、耕地转化为天然林、人工林转化为天然林,月均径流量的变化幅度分别是13.66%、-2.46%和-9.74%,这表明耕地的产流能力最强,其次是人工林,最后为天然林.所设置的不同气候情景表明,月均径流量变化与降雨量成正比,与气温成反比.设置土地利用/覆被和气候综合情景,对比1990年,2018年LUCC使月均径流量增加了1.32%;2006—2018年气候变化使月均径流量增加了8.97%;相比LUCC,气候变化是引起流域径流变化的主要因素.

铲草施肥对降香黄檀与檀香混交林土壤速效养分的影响

【目的】探讨土壤速效养分对不同抚育措施的响应以及季节变化,以期选择出可以有效改善林地土壤养分状况的抚育措施,为降香黄檀Dalbergia odorifera与檀香Santalum album混交人工林抚育体系的建立提供参考。【方法】以珍贵树种降香黄檀与檀香混交林下表层土壤为试验对象,设置4个处理,即对照(CK)、铲草、施肥、铲草+施肥(铲+施),每处理4次重复,测定土壤速效养分和pH的变化,每季度测定1次。【结果】铲草施肥处理后土壤pH无显著变化,但增强了土壤酸碱缓冲性能,减缓土壤pH的季节性波动;土壤速效养分含量受季节和抚育措施变化影响显著,各处理的铵态氮和硝态氮含量均在秋、冬季节出现峰值;铲草、施肥和铲+施处理的全年土壤铵态氮含量较CK分别增加16.87%、8.17%和20.25%;铲草和铲+施处理的土壤硝态氮含量较CK分别增加12.69%和21.45%,施肥处理较CK减少1.81%;铲+施和施肥处理的土壤有效磷含量较CK分别增加50.63%和19.58%,铲草处理较CK减少2.53%;铲草、施肥和铲+施处理的土壤速效钾含量较CK分别增加117.18%、57.91%和142.54%。【结论】土壤速效养分含量对铲草施肥抚育措施出现的响应不同,但铲草施肥各措施都促进了土壤中一种或多种速效养分含量的增加,铲+施处理促进了林下土壤速效养分含量的全面增加,对于降香黄檀与檀香混交林来说铲+施处理是一种较为理想的抚育措施,对其生长有较好的促进作用。

抚育措施对檀香+降香黄檀混交林林下植被多样性的影响

檀香(Santalum album Linn.)+降香黄檀(Dalbergia odorifera T.Chen.)混交林是当前我国南方地区珍贵树种种植的典型模式。为揭示不同抚育措施下其林下植被多样性的变化规律,探索林地环境对这一特殊寄生特性林分的影响。本研究选取8年生檀香+降香黄檀混交林,连续开展了3年铲草(W)、施肥(F)、铲草+施肥(W+F)抚育对其林下植被多样性影响的研究。结果表明,檀香+降香黄檀混交林下出现的植物种类为20科31属32种,其中木本植物6科7属8种,草本植物14科23属24种,抚育管理初期各处理间差异显著(P<0.05),铲草、铲草+施肥处理后相较于对照物种丰富度指数(R)、Simpson多样性指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J_(sw))显著下降(P<0.05),施肥处理变化较小。连续抚育管理后,R值对照、施肥处理平稳变化,铲草、铲草+施肥处理呈逐年上升趋势,并最终超越对照;D值、H值、J_(sw)值对照呈逐年降低趋势,施肥处理逐年上升,铲草、铲草+施肥先增加后减小,最终D值、H值、J_(sw)值均表现为施肥最高,铲草最低。施肥增加了林下物种多样性并表现出对林下物种多样性降低的一种拮抗作用,铲草则加剧了林下物种多样性降低。因此,从长远来看,施肥可增加檀香+降香黄檀混交林林下物种多样性,有利于其生态稳定性的提高。

降香黄檀生根的生理机制

【目的】探讨降香黄檀扦插生根过程中的相关理化特征,为降香黄檀扦插繁殖技术提供支持和理论指导。【方法】选取降香黄檀1年生枝条进行扦插,测定插穗不定根形成过程中营养物质、植物激素和相关氧化酶活性的含量变化。【结果】1)可溶性糖和淀粉含量呈“下降—上升—下降”的变化趋势;可溶性蛋白含量一直下降。2)IAA含量呈一直下降的变化趋势;GA_(3)含量在扦插12 d前后变化明显,呈现由低到高的变化趋势;CTKs、ZR和ABA含量出现了1个谷值和1个峰值。IAA/ABA、ZR/ABA值呈“上升—下降—上升”的趋势;ZR/IAA值呈下降—上升趋势;GA_(3)/IAA值变化趋势较为平缓。3)降香黄檀扦插生根与相关酶活性密切相关,其中,SOD、PPO和POD活性在扦插生根过程中呈一直下降的趋势;IAAO活性则呈“下降—上升”的变化趋势。【结论】降香黄檀扦插生根是一个消耗大量营养物质的生理学过程,较高水平的营养物质有利于不定根的产生;较高的IAAO活性能够氧化较多的IAA,较低的IAA和ZR以及较高的ABA水平共同调控着降香黄檀不定根的诱导过程;SOD和POD保护酶的活性一直下降的趋势,表明1年生插穗对环境适应较快,扦插后产生的活性氧等物质较少,更有利于生根。

白木香响应真菌侵染与机械损伤胁迫的生理机制

[目的]为研究白木香受到胁迫的生长与防御过程,探明其结香过程的生理响应机制。[方法]以3年生白木香为对象,应用注射真菌菌剂与机械钻孔2种诱导结香方法对白木香进行制香,通过分析其调控生长与防御的激素含量、抗氧化酶活性、防御物质总酚与总萜含量以及光合与叶绿素荧光特性,研究白木香对真菌侵染与机械损伤胁迫的生理响应机制。[结果]在胁迫初期,与防御反应相关的激素茉莉酸、水杨酸、乙烯前体含量在胁迫处理组中显著升高,而与生长相关的激素赤霉素与生长素含量降低;在胁迫后期,茉莉酸、水杨酸与乙烯前体含量逐步降低,而赤霉素与生长素的含量逐渐增加。胁迫处理初期的抗氧化酶活性与总酚、总萜的含量显著高于对照组;抗氧化酶活性增幅随处理时间的延长而减小,总酚和总萜含量随处理时间的延长而增加,但增幅速率降低。胁迫处理1~3个月的光合作用与叶绿素荧光受到抑制,而胁迫处理第6个月时,光合与荧光得到恢复。[结论]当白木香受到真菌侵染与机械损伤胁迫时,激活防御反应的激素含量显著升高,抗氧化酶活性增加,同时次生代谢防御产物酚类与萜类增加,光合作用受到抑制;随着时间的延长,白木香生长获得恢复,胁迫得到缓解。说明白木香结香过程是防御反应加强,产生沉香物质,且是生长与防御的动态平衡过程。

不同管理措施下檀香-降香黄檀混交林凋落物特征

近年来我国南方大力发展珍贵树种人工林,檀香(Santalum album Linn.)-降香黄檀(Dalbergia odorifera T.Chen.)混交林是其中的典型代表.为评估不同管理措施下该林分养分循环特征,在广东省佛山市高明区选取8年生檀香-降香黄檀混交林,开展铲草、施肥、铲草+施肥抚育管理对其凋落物及养分归还的影响研究.结果表明:不同管理措施对年凋落物量影响差异显著(P<0.05),施肥处理较对照年凋落物量增加26.88%,铲草+施肥和铲草处理较对照则分别减少6.57%和17.99%.凋落物各组分中,落叶所占比最大(62.23%-73.55%),其次为杂物(14.75%-22.05%),花果、落枝所占比重较小.各处理年凋落物量的月动态变化模式均为双峰型,峰值集中在夏秋两季出现,春冬季波动较小.年养分归还量表现为N>K>P;其中N年归还量:施肥和铲草+施肥处理较对照分别增加56.26%和14.25%,铲草较对照减少9.90%;P年归还量:施肥处理较对照增加28.34%,铲草+施肥、铲草处理较对照分别减少19.09%和28.25%;K年归还量:施肥、铲草+施肥处理较对照分别增加62.75%、3.37%,铲草处理较对照减少16.31%.综合分析不同处理对凋落物量、组成、养分归还的影响,在檀香-降香黄檀混交林中,施肥可显著增加凋落物养分归还量,铲草则显著减少凋落物养分归还量.