闽楠-杉木人工混交林混交比对闽楠生长形质和空间利用能力的影响

为了分析混交比例对闽楠-杉木人工混交林中闽楠生长形质性状、空间利用能力的影响,明确珍贵用材树种闽楠的经营方向,以江西省分宜县上村实验林场6年生闽楠-杉木人工混交林和闽楠纯林为研究对象,分析不同混交比例处理对闽楠生长、干形形质、空间利用能力的影响,并通过主成分分析方法综合评价不同混交比例的闽楠生长表现,筛选出最佳混交模式。结果表明:(1)混交处理促进了闽楠生长,改善了闽楠干形形质。2楠1杉混交处理中,闽楠的胸径、树高、单株材积、枝下高、枝下高比例均为最大,分别比闽楠纯林增加了21.44%、31.78%、79.41%、48.00%、30.23%(P<0.05);但尖削度和胸高形数均小于闽楠纯林,尖削度和胸高形数分别降低了24.43%、7.20%。(2)混交处理提升了闽楠的空间利用能力。混交林的平均冠幅、冠高、树冠体积、树冠表面积、生长空间指数均显著高于闽楠纯林,各指标分别提高了6.49%~10.27%、11.28%~27.89%、45.36%~86.09%、27.56%~44.39%、13.24%~36.76%;但混交林的树冠圆满度均低于闽楠纯林。(3)混交处理能够改善闽楠的生长特征和空间利用能力,综合评价得分由高到低依次为2楠1杉(2.282)、1楠1杉(1.479)、3楠1杉(0.973)、纯林(-1.365),2楠1杉混交处理为最优混交比例。因此,营建闽楠-杉木人工混交林可提升闽楠的生长形质和空间利用能力。

酚醛树脂/蒙脱土浸渍改性杉木工艺及密实化研究

以酚醛树脂和蒙脱土混合后溶液为改性剂,正负压仿呼吸环境下浸渍改性杉木板材,探讨了负压压力、负压时间、正压压力、正压时间对杉木板材增重率的影响;通过正交试验确定最佳处理工艺,在最优工艺浸渍杉木板材基础上进行压缩密实化处理,分析改性后杉木的密度、增重率、表面硬度、力学性能、尺寸稳定性和阻燃性,并通过扫描电镜和红外光谱对木材微观形貌、官能团进行表征。结果表明:当负压压力–0.095 MPa、负压时间20 min、正压压力1.5 MPa和正压时间1.5 h,改性杉木的增重率最大。在此浸渍工艺处理下,压缩密实化处理后的杉木密度由0.328 g/cm3提升至0.784 g/cm^(3),静曲强度、弹性模量和表面硬度分别提升了34.7%、38.4%和85.6%;尺寸稳定性结果表明改性杉木的吸水率和体积膨胀率明显降低。扫描电镜表明改性剂主要通过管胞、射线细胞和纹孔渗透,且木材内部孔隙被很好地填充。红外分析表明木材内部游离羟基减少,缔合羟基和醚键数目增多,木材内部引入Si-O-C键,耐火试验结果表明改性材具有良好的阻燃效果。

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。

饲料类芽孢杆菌对杉木促生机制的比较转录组学分析

【目的】从分子水平解析杉木内生饲料类芽孢杆菌(Paenibacilluspabuli)被激活后对宿主转录水平的影响,探究饲料类芽孢杆菌对杉木促生的分子机制,为饲料类芽孢杆菌开发利用提供理论依据。【方法】以杉木组培苗为试验材料,设计激活的内生饲料类芽孢杆菌SY0317共培养的杉木组培苗为实验组,未激活内生饲料类芽孢杆菌的杉木组培苗为对照组,对其进行转录组测序分析。【结果】实验组和对照组的转录组数据中共得到2358个差异基因,其中有1580个基因上调,778个基因下调。这些基因主要富集在甘油酯代谢(Glycerolipid metabolism),核黄素代谢(Riboflavin metabolism),色氨酸生物合成(Tryptophan biosynthesis),甘油磷酸酯代谢(Glycerophospholipid metabolism),嘌呤代谢(Purine metabolism)等通路中。【结论】与植物促生有关的关键基因为AGAL2、ASE1、ALDH3F1、IGPS、APS3、UGP3、NPC6、At5g35170、NPC2、ASP2、NMT3、PAP3,其中ASP2基因下调,其余11个基因上调,这些基因参与调控植物生长并起着重要作用。

湖北杉木人工林生物量及其可变密度预估模型研究

利用6~59年生杉木人工林190个标准地资料和517株样木生物量测定数据,以建立的单木生物量估算方程为基础推算出各林分单位面积生物量,并基于林龄、立地指数以及7种不同林分密度指标构建并选择最优的全林分生物量预估方程,研究湖北杉木人工林林分生物量及其变化规律。结果表明:该区域杉木人工林平均单株生物量为52.8893 kg,以胸径和树高为变量的二元单木生物量方程的拟合优度为0.91,其拟合优度和精度更高;林分平均单位面积生物量为101.4923 t/hm^(2),总体上呈随林龄增加而增大的趋势;基于多元回归技术的经验方程构建了含7个林分密度指标和不含密度指标共计16种林分生物量预估模型,包含林分立木株数和林木大小信息的林分密度指标的模型均达到了较理想的拟合效果,其中密度指数SDI的Schumacher修正收获模型精度最高,确定系数为0.95,检验精度为97%,对本区域杉木生物量估算具有较好的适用性,能为其人工林经营和质量提升提供参考与支持。

钙添加对杉木新造林地土壤理化性质及有效养分元素含量的影响

为探究钙添加对林地土壤的改良效应,在杉木新造林地中分别按两种氮、磷肥量(N1:50 kg/hm^(2),N2:100 kg/hm^(2);P1:50 kg/hm^(2),P2:100 kg/hm^(2))与3种钙肥添加量(Ca0:0 kg/hm^(2),Ca1:100 kg/hm^(2),Ca_(2):200 kg/hm^(2))开展组合施肥试验,测定土壤理化性质与有效养分元素含量,分析钙添加对林地土壤环境的影响。结果表明:钙添加可以显著降低土壤容重,提高土壤pH、含水率,以及有机质、碱解氮、速效钾、交换性钙和交换性镁含量,对土壤有效磷含量的影响因氮、磷施肥处理不同而异;方差分析表明,土壤容重、pH,以及有机质、碱解氮、有效磷、交换性钙和交换性镁含量等7个指标受到不同施肥因子的影响极显著并存在极显著交互作用,土壤含水率则受不同钙添加量的极显著影响。土壤理化性质与有效养分元素含量之间具有较强的正相关性。在传统氮、磷肥施肥基础上添加钙肥有利于改善杉木人工新造林地土壤环境,缓解土壤酸化及提高土壤有效养分供给,提高杉木人工林质量。

桂西北不同林龄杉木人工林微量元素积累及年净积累量

为探究桂西北杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林微量元素积累及其年净积累量的变化特征,为杉木人工林丰产经营提供科学依据,以广西南丹县山口林场5、10、15和20年生杉木人工林为研究对象,对不同林龄杉木人工林5种微量元素[铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)和硼(B)]含量、积累量和年净积累量及其分配特征进行分析和比较。结果表明,在不同林龄杉木人工林乔木层中,Mn或Fe含量最高,其次为Zn含量,Cu或B含量最低。5、10、15和20年生杉木人工林微量元素积累总量分别为6.868、13.445、17.662和22.087 kg/hm^(2),其中乔木层占比分别为71.03%、85.46%、79.29%和72.34%,林下植被占比分别为15.35%、5.48%、4.97%和5.65%,凋落物占比分别为13.63%、9.06%、15.75%和22.01%;乔木层微量元素积累量增长总量表现为5~10年生(6.612 kg/hm^(2))>10~15年生(2.514 kg/hm^(2))>15~20年生(1.973 kg/hm^(2))。4个林龄林分微量元素年净积累总量分别为0.976、1.149、0.975和0.811 kg·hm^(-2)·a^(-1);Mn年净积累总量均最高,其次为Fe和Zn,Cu或B年净积累总量最低。在杉木人工林5~10年生时,可施用B、Cu和Zn肥料,促进杉木生长;在杉木人工林10~20年生时,可不用施肥。

杉木林下套种不同阔叶树种的耐荫性比较

以青冈、赤皮青冈、木荷和闽楠等4种阔叶树为研究对象,分别测定其在杉木林下及苗圃地中的生长指标、叶绿素相对含量和叶绿素荧光参数,分析这4种阔叶树的耐荫能力。结果表明:林下套种时,4种阔叶树的树高和地径生长均受到抑制;青冈、木荷和闽楠的地径在林下和苗圃地之间具有显著差异,青冈、木荷的株高在林下和苗圃地之间具有极显著差异。林下4种阔叶树的叶绿素相对含量均高于苗圃地中的;林下4种阔叶树的PSⅡ实际光化学效率(Q_(y))较苗圃地中的均有所下降。林下套种时,4种阔叶树的初始荧光(F_(o))大小排序为赤皮青冈的<青冈的<闽楠的<木荷的,最大荧光(F_(m))和可变荧光(F_(v))均表现为闽楠的<赤皮青冈的<青冈的<木荷的;4种阔叶树均受到一定程度的弱光胁迫,其中闽楠受胁迫最为严重;PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))和PSⅡ潜在活性(F_(v)/F_(o))与苗圃地中的相比均下降,均为闽楠的<青冈的<木荷的<赤皮青冈的。隶属函数法综合评价表明,4种阔叶树耐荫能力大小依次为赤皮青冈的>木荷的>青冈的>闽楠的。研究结果为杉木林下套种阔叶树种的选择及光环境的调整提供了依据。

密度控制和追肥对杉木近熟林改培大径材林的效应分析

为构建南岭山区杉木大径材高效培育技术体系,提高大径材产量与质量,将现有林分改培为大径材林是切实可行的途径。本研究以杉木近熟林为对象,采用正交设计进行疏伐与配方施肥改培试验研究。结果表明:在杉木树高-胸径生长模型研究中,幂函数模型有较好的拟合效果,是最理想的树高-胸径生长模型选择;杉木近熟林改培后第3年,处理前、后各材种变化总体呈现出小、中径材逐步减少,大径材逐步增加的趋势,大径材增量最大的是处理2。影响处理前后树高、胸径和单株材积增量的因子效应大小依次为追施尿素、追施过磷酸钙、保留密度,影响大径材出材量及出材率增量的试验因子有差异,增加大径材出材量和提高大径材出材率的最优组合一致。试验结果表明,当密度处于中等或中等偏高水平、尿素和过磷酸钙均处于中等水平时,最利于提高大径材出材量和出材率。

不同轻型基质对杉木容器苗生长与养分积累的影响

为筛选出适合杉木优良无性系洋-061容器苗生长的轻型基质配方。采用单纯形-重心混料试验设计,以泥炭土、珍珠岩、杉木皮和稻谷壳为材料,并以黄心土为对照(CK),研究不同轻型基质配比对杉木生长、根系形态和养分积累的影响。结果表明,1)不同轻基质配方(T1-T14)和对照(CK)处理的苗高、地径和生物量均表现出相同的生长规律,即随时间增加而逐渐增大。2)当苗木培育360 d时,不同轻型基质处理苗高、地径和苗木质量指数均高于CK,其中,苗高在T6处理最大,较CK增加了54.89%,地径和苗木质量指数在T6和T1处理时达到最大,分别较CK提高33.04%和48.65%,T14处理下生物量最大;3)不同轻型基质处理有效促进了杉木幼苗根系的发育,而且其总根长、根表面积、根直径及根体积分别在T2、T14、T9和T14处理时达到最大;4)杉木植株养分含量对不同轻型基质响应存在差异,其中轻型基质T5、T3和T12处理显著促进植株氮的积累,轻型基质T8、T3和T13处理苗木全磷含量显著高于其他处理,而T8、T9和T2植株全钾含量显著高于其他处理;5)利用隶属函数对幼苗生长指标进行综合分析,综合评价排名前3的依次是T14(20%泥炭土+27%珍珠岩+27%杉木皮+26%稻谷壳)、T5处理(60%泥炭土+40%珍珠岩)和T1处理(100%泥炭土)。考虑到泥炭土成本较高,因此,T5和T14处理为本研究中适合于杉木洋-061容器苗生长的轻型基质配方。

不同遮荫处理对杉木幼苗生长及土壤碳氮代谢酶活性的影响

遮荫是苗木培育的关键措施,它可以通过影响根系向土壤释放分泌物的量改变土壤碳氮酶活性,进而影响土壤碳氮循环过程。然而,有关遮荫对土壤碳氮酶活性的影响及其与苗木生长之间的关系如何,研究较为缺乏。以杉木1年生幼苗“洋061”为研究对象,设置五个不同遮荫处理:不遮荫(CK)光强1157.82μmol m^(-2)s^(-1)、30%遮荫(T1)光强856.31μmol m^(-2)s^(-1)、55%遮荫(T2)光强542.68μmol m^(-2)s^(-1)、70%遮荫(T3)光强382.08μmol m^(-2)s^(-1)、85%遮荫(T4)光强219.56μmol m^(-2)s^(-1),比较不同遮荫处理对杉木幼苗生长、土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量和土壤碳氮代谢酶活性的影响。结果表明:(1)杉木苗高、不同器官生物量、根冠比和苗木质量指数均随光强减弱呈先升后降的趋势,除苗高和根冠比分别在T3和T1时最大,其余指标均在T2时最大,而地径则随光强的减弱逐渐变小;(2)土壤SOC含量对遮荫响应存在差异,T3处理下SOC含量显著低于CK,而在T4时显著高于CK,遮荫不同程度降低土壤TN含量,但不同处理间不存在显著差异;(3)土壤碳氮代谢酶对不同遮荫处理的响应存在一定的差异。与CK相比,不同遮荫处理显著改变土壤酶活性,其中土壤纤维素酶(S-CL)、土壤蔗糖酶(S-SC)、土壤酸性转化酶(S-AI)、土壤木质素过氧化物酶(S-LiP)活性在T4处理时最高;土壤过氧化氢酶(S-CAT)、土壤β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(S-NAG)、土壤几丁质酶(S-C)则在T3达到最大值;土壤多酚氧化酶(S-PPO)活性在T1处理下最大;T2遮荫强度时,土壤淀粉酶(S-AL)、土壤亚硝酸转化酶(S-NiR)活性最高;但遮荫还不同程度的降低了土壤脲酶(S-UE)、土壤硝酸转化酶(S-NR)活性。冗余分析发现,土壤酶活性对SOC、TN的解释度高达76.61%,表明S-LiP、S-AL、S-AI、S-PPO、S-CL与SOC具有较强的正相关关系,S-UE、S-NR对TN影响较大。综上所述,30%—55%遮荫即光照强度为542.68—856.31μmol m^(-2)s^(-1)是较适宜杉木幼苗生长的光照条件,这与该处理下提高土壤碳氮酶活性进而改善碳氮养分循环密切相关。

间伐保留密度对基于大径材培育下杉木人工林生长和材种结构的影响

【目的】探究间伐保留密度对基于大径材培育下杉木人工林的生长、径阶分布和材种结构等方面的影响规律,为杉木大径材定向培育的间伐密度控制技术提供一定的科学理论依据和技术支撑。【方法】以福建省沙县官庄国有林场9年生的杉木人工林作为研究对象,设置高间伐保留密度(H:2 250株/hm^(2))、中间伐保留密度(M:1 800株/hm^(2))、低间伐保留密度(L:1 200株/hm^(2))3个处理,进行连续观测5 a。【结果】1)林分胸径随间伐保留密度的减小而增大,表现为L>M>H,且均存在显著性差异(P<0.05),林龄为11 a时,出现极显著性差异(P<0.01),间伐对树高的影响不显著;2)单株材积随间伐保留密度的减小而增大,表现为L>M>H,林分蓄积量表现为H>M>L;3)总出材量随间伐保留密度的增大而增大,表现为H>M>L;总出材率随间伐保留密度的减小而增大,表现为L>M>H;4)小径材出材量随间伐保留密度的增大而增大,表现为H>M>L,H处理显著大于L处理(P<0.05),出材率表现为随间伐保留密度的减小而增大。中径材出材量随间伐保留密度的减小而增大,与林龄呈正相关,出材率随间伐保留密度的减小而增大。大径材出材量与出材率随间伐保留密度的减小而增大,且L处理显著大于H处理(P<0.05)。【结论】抚育间伐能促进杉木人工林的生长,优化林分结构,有利于大径阶林木培养,这些作用随间伐保留密度的减小而增大。

杉木高世代杂交子代生长与木材性状遗传分析

为揭示杉木高世代杂交子代生长与材性性状的遗传效应,选择优良的杂交组合,利用设置在浙江省开化县林场的4×5双因素交叉设计的杉木高世代杂交子代测定林,研究8年生杉木的生长性状、木材基本密度和树干碳含量,估算各性状一般配合力(GCA)/特殊配合力(SCA)效应值及相对重要性,分析遗传控制方式及性状间的相关性。结果表明:杉木树高、胸径、单株材积、木材基本密度、树干碳含量在杂交组合间均差异显著(P<0.05),含碳率在组合间差异不显著。父母本配合力分析显示,树高、胸径、单株材积、树干碳含量的母本效应均大于父本效应,C25-3母本效应最大,B109-3父本效应最大;杂交组合各性状均以加性基因效应控制为主,杉木高世代育种工作仍需注重亲本的选配。性状间相关性分析表明,树干碳含量与生长性状呈显著正相关,按10%的入选率,联合选择出3211和3215两个速生高固碳的杂交组合,单株材积较对照(CK)增加30.91%以上,树干碳含量较CK增加26.95%以上,而木材基本密度与生长性状呈弱相关或负相关,筛选出3218和3216两个木材性状优良的杂交组合,木材基本密度较CK增加2.17%以上。

南方红壤丘陵区水土保持林对枯落物和土壤养分的影响

探究不同水土保持林土壤有机碳及土壤养分变化,为水土保持林的营造提供科学依据。以湖南省金洞林场15年生杉木-闽楠混交林、闽楠纯林、杉木纯林为研究对象,测定不同季节土壤有机碳、土壤及凋落物养分含量,分析不同林分组成和季节对土壤有机碳的影响。结果表明,林分组成和季节对土壤有机碳含量存在显著影响,土壤有机碳主要受全N、全P、可溶性有机碳、可溶性有机N的影响。不同林分下,土壤养分和凋落物养分存在显著差异,杉木-闽楠混交林土壤和凋落物养分显著高于杉木纯林、闽楠纯林,其土壤有机碳、全N、全P比杉木纯林高35.07%~52.63%,凋落物矿质元素含量比闽楠纯林高25.35%~45.16%。季节因子对土壤养分的影响高于凋落物养分,季节因子对凋落物矿质元素无显著影响。林分组成对土壤有机碳的影响主要通过改变土壤理化性质,特别是N素含量来影响土壤有机碳;季节因子对土壤有机碳的影响通过改变水热条件及凋落物分解速率,从而影响土壤有机碳的输入、输出。研究结果对南方红壤地区水土保持林的营造具有一定的参考意义。

亚热带树种在未成林造林地的凋落物量和周转与叶片性状的关系

【目的】测定亚热带树种的叶片功能性状、凋落叶质量、凋落物量和周转期,揭示叶片性状对凋落物量和周转的影响,为杉木采伐后如何选择造林树种以改善土壤肥力提供科学依据。【方法】选取在二代杉木林采伐迹地营造的17种亚热带树种,测定其在3年生未成林造林地的凋落物量和周转期,同时测定各树种的叶片功能性状(比叶面积、干物质含量、氮含量等)和凋落叶质量(碳氮比、单宁含量、可溶性糖含量等),建立叶片性状与凋落物量和周转期的回归关系。【结果】17种树种中,米老排凋落物量最高(6.67 t·hm^(-2)a^(-1)),杉木凋落物量最低(0 t·hm^(-2)a^(-1));江南桤木凋落叶周转期最短(0.09年);深山含笑凋落叶周转期最长(1.09年)。凋落物量随比叶面积增加而增加,随叶氮含量增加而降低;凋落叶周转期随凋落叶碳氮比和单宁含量增加而增加,随凋落叶最大持水率增加而降低。【结论】在亚热带未成林造林地中,凋落物量受比叶面积和叶氮含量的影响,凋落叶周转期受凋落叶碳氮比、单宁含量和最大持水率的影响;杉木在未成林造林地阶段的凋落物归还量极少。经营亚热带人工林时,要考虑种植比叶面积和凋落叶最大持水能力较高、凋落叶单宁含量和碳氮比较低的树种,以提高林地凋落物归还量和周转速率,改善退化人工林的土壤肥力。

将乐国有林场杉木径向生长及其对气候的响应

【目的】杉木是我国南方特有的用材树种,其具有良好的绿化效果,同时也具有较高的经济价值。本文主要对不同时间尺度上杉木径向生长动态及其与气候因子的关系展开研究,为科学经营研究区杉木提供参考依据。【方法】本研究利用径向生长测量仪对福建省将乐国有林场杉木进行了为期4年(2017年7月—2021年6月)的连续监测,对其径向生长量进行分析,确定生长季,同时进行偏相关分析及滑动相关分析探究温度、湿度、降水量等气候因子对杉木径向生长的影响。【结果】(1)杉木具有周期性的日径向改变,主要体现在3个阶段(第1个阶段是收缩、第2个阶段是恢复、第3个阶段是增长);杉木径向变化的季节动态经历了低谷期、上升期和稳定期;杉木的径向变化年际间存在差异,但径增长的时间序列和累积变化趋势基本是一致的。(2)拟合并分析杉木累积径向生长曲线可以确定福建将乐杉木的生长季为每年2—9月。(3)平均相对湿度、降水量、最低温度和平均温度是主要的影响因子,且杉木净增量与降水量具有显著正相关的关系,温度在适宜杉木径向生长的范围内越高越利于生长,但高于或低于这个范围均会起抑制作用;滑动相关分析结果表明随着生长季时间的变化,相关系数呈现先增加后减少的趋势。【结论】杉木径向生长与相对湿度、降水量、温度等气候因子有密切联系,因此研究杉木的径向变化特征和对气候因子的响应,为更好地规划目标树种的生存策略提供了重要的技术路径和参考模型。

基于经验模型和机理模型的杉木人工林生物量估测对比研究

为了揭示间伐干扰下杉木人工林生物量的变化规律,研究利用江西省吉水县石阳林场的36块杉木人工林样地的实测数据和研究区气候数据,通过基于经验的引入地位指数(SI)的生物量生长方程组和基于机理的3⁃PG模型,模拟并预估林分生物量,分析在间伐和非间伐的情况下,不同立地的林分其生物量0—50a的变化。结果表明:(1)构建了生物量生长方程组,并在参数a、b、c中引入地位指数SI,发现改进后的模型对于基础模型拟合精度更高,且对数似然比检验表明,改进效果显著(P<0.05)。(2)通过对3⁃PG模型预测精度验证发现,预估值和实测值之间有很高的一致性,各因子的决定系数(R^(2))在0.65—0.96之间,其中,胸径和树高的R^(2)均高于0.92;各因子的平均相对误差(MRE)不超过26%。(3)通过比较经验模型和机理模型的生物量预测发现,经验模型的预测误差MRE为16.50%,机理模型为23.52%,经验模型预估精度更高。进一步对未来预测对比分析表明,机理模型预估值高于经验模型。(4)两个模型模拟的杉木人工林生物量规律一致,即随着林龄的增加,杉木人工林林分总生物量均表现出先快速增加,后逐渐平稳的趋势;并且间伐不会改变这种趋势,但间伐林分在间伐后的生物量生长速率高于无间伐林分。此外,由于SI对经验模型影响显著,改进模型拟合效果更好,更具有生态学意义。参数化后的3⁃PG模型模预估精度较高,能够为江西杉木人工林生长规律研究提供依据。虽然经验模型和机理模型在对研究区杉木人工林生物量的预估上均具有较好的表现,但各具特点和局限性。经验模型参数较易获得,且经验模型预测生物量、林分胸高断面积和林分平均树高的R^(2)、MRE均优于机理模型;但模型对于建模数据内的评价效果较好,对于建模数据外的应用具有局限性,即经验模型更适合模拟生长期间的某一阶段的林分生物量。机理模型虽然需要的参数较多,但是考虑了生态学原理,弥补了经验模型的不足,可较好解释和模拟环境因子对树木生长的影响,对校正数据之外生长阶段的林分生物量预测更有优势。

根系隔离对土壤酶活性及其温度敏感性的影响

为探究细根和相关菌根真菌对土壤酶活性及其温度敏感性(Q_(10)值)的影响,在亚热带杉木成熟林中设置未隔离(NE)、隔离细根(ER)、隔离菌根(EM)3种处理,并在室内设置不同温度梯度(4、10、20、30、40℃)的培养试验,探索根系碳输入改变对土壤酶活性及其温度敏感性的影响。结果表明:与NE处理相比,ER、EM处理下土壤的β-葡萄糖苷酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶的活性显著下降(P<0.05),ER、EM处理间差异不显著(P>0.05);ER处理下土壤的铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)含量显著降低(P<0.05),表明本研究中的土壤酶活性可能主要是由植物细根诱导的;不同隔离处理下3种土壤酶的活性均随着培养温度的上升而不断升高,只有ER、EM处理下的酸性磷酸酶活性在30~40℃温度区间开始下降;不同隔离处理下土壤酶的Q_(10)值随温度升高呈先增大后减小的趋势,在20~30℃温度区间达到最大值,该温度区间与土壤温度频率分布最高的温度区间重叠,对应植物生长旺盛的物候期,表明中低纬度森林土壤酶的Q_(10)值与本地植物物候节律存在内在关联。

指数施肥对杉木容器育苗基质真菌群落及功能类群的影响

【目的】进一步探索杉木幼苗基质真菌群落对指数施肥的整体响应特征。【方法】以杉木无性系“洋061”轻型容器育苗基质为研究对象,通过设置4个浓度梯度的施肥处理(EF1,40 mg/株;EF2,80 mg/株;EF3,120 mg/株;EF4,160 mg/株),对照组不施肥,基于(Illumina MiSeq)高通量测序与FUNGuild真菌功能预测技术,研究不同指数施肥梯度对杉木苗基质理化性质、真菌群落结构及功能类群的影响。【结果】短期指数施肥对基质对真菌多样性没有影响,但能显著提高丰富度指数。粗孢孔目(Trechisporales)肉座菌目(Hypocreales)、粪壳目(Sordariales)、Chaetosphaeriales和被孢霉目(Mortierellales)分别是伞菌纲、粪壳菌纲、被孢霉纲三大优势真菌纲下的优势种群。指数施肥显著提高了肉座菌目相对丰度,显著降低了粪壳目、被孢霉目相对丰度。基质真菌营养类型以腐生型为主,木质腐生真菌为优势功能类群,指数施肥后病理腐生共生过渡型、腐生共生过渡型、植物病原真菌相对丰度显著减少,从枝菌根真菌相对丰度显著增加。RDA分析结果表明,AP、TK和TN是影响基质真菌群落结构与功能类群的主要环境因子。指数施肥显著增加了基质中AP、TN含量,推测指数施肥可能会促进对N、P敏感的真菌类群繁殖,这部分真菌属于腐生营养型与共生营养型,随着施肥量增加,腐生营养性真菌类群逐渐占据主导地位,反而抑制了共生营养型真菌类群生长。【结论】指数施肥能有效提高基质养分有效性,调控真菌优势群落结构,增加共生与腐生型真菌比例,降低病菌含量,为杉木幼苗生长发育提供良好条件。

基于结构方程模型的杉木林林分结构多样性评价

综合评价杉木林林分结构多样性,可为提高林分结构多样性和精准制定森林经营措施提供理论依据。以湖南省平江县福寿林场的杉木林为研究对象,利用4株邻近木构建林分空间结构单元,选取表征林分树种组成多样性的全混交度、Simpson多样性指数与Shannon-Wiener指数,表征林木大小分化多样性的大小变异系数、大小分化度均值指数与交角竞争指数和表征林木空间分布多样性的角尺度、林层指数与空间密度指数等9个指标,构建林分结构多样性评价结构方程模型,并确定各指标权重,对林分结构多样性进行综合评价。结果表明:(1)林分结构多样性评价结构方程模型的卡方自由度比值χ2/df为1.409,介于1—3之间,比较适配指数(CFI)、常规拟合指数(NFI)、增值适配指数(TLI)和拟合优度指数(GFI)的值分别为0.985、0.953、0.978和0.931,均大于0.9,近似误差均方根(RMSEA)为0.048,小于0.05,各指数的拟合效果良好,模型的适配度较好,满足研究的需要;(2)3个内生潜在变量林分树种组成多样性、林木大小分化多样性和林木空间分布多样性的权重分别为0.3518、0.3201和0.3281,对外生潜在变量林分结构多样性的影响大致一样,Shannon-Wiener指数是影响林分树种组成多样性的关键因素,交角竞争指数是影响林木大小分化多样性的关键因素,林层指数是影响林木空间分布多样性的最重要因素;(3)研究区3个龄组杉木林林分结构多样性的综合得分分别为0.3364、0.4396和0.4588,评价等级处于Ⅱ、Ⅲ等级,林分结构多样性较低,未达到理想的状态。评价结果较客观地表征了研究区杉木林林分结构多样性的现状,表明利用结构方程模型来评价林分结构多样性是科学、可行的,可为林分结构多样性评价提供一个全新的思路。