土壤氮浓度对油松天然林新生枝叶碳氮磷化学计量及其内稳态的影响

为了解油松(Pinus tabuliformis)天然林新生枝叶碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征对土壤氮浓度改变的响应及其林龄差异,揭示不同龄级油松新生枝叶N、P元素内稳态对短期氮添加的响应。以关帝山林区孝文山林场Ⅴ~Ⅶ龄级油松天然次生林为研究对象,采用野外原位氮添加试验的方法,设置对照(N 0,0)、低氮(N 1,5 g/m 2)、中氮(N 2,10 g/m 2)和高氮(N 3,15 g/m 2)4个施氮水平,形成不同土壤N浓度梯度,分析不同N浓度新生枝和叶C、N、P计量指标和内稳态指数。油松枝叶C、N、P含量随土壤氮浓度的增加而显著增加,C/N和C/P减小;油松枝叶C含量、C/N和C/P随龄级增加而增加,N、P含量随龄级增加而减少;根据针叶N/P,该地区油松生长主要受N限制;新生枝和叶N、P含量及N/P与土壤指标的关系均能很好被内稳态模型模拟(p<0.1),其中新生枝P含量对土壤供氮水平变化敏感,而其他指标较稳定,新生叶的内稳态高于新生枝。该地区油松通过调节枝叶氮磷吸收与利用策略保持新生枝叶内稳态以适应土壤氮浓度增加及由此带来的变化。

岷江上游油松造林密度对油松生长和群落结构的影响

调查了岷江上游20 a龄油松人工林样方17个(20 m × 20 m),测定了油松生长参数、林下植被的植物物种多样性和盖度,以分析油松生长和群落结构变化的密度效应.结果发现:油松高度生长随密度增大而增加,在密度2 500～3 500 hm-2时达最大,随后下降;胸径生长在2 200～2 800 hm-2时达到最大,随后下降.油松单位面积生物量由低及高,在3 500～4 000 hm-2达到最大,随后稍有下降;而个体平均生物量约在2 500 hm-2时最大.随着油松盖度的上升,灌木层盖度开始下降,林下散射光增加,导致草本层盖度上升,中等密度时(2 500～3 500 hm-2)油松林乔灌草层次盖度配置较为合理;物种丰富度与油松密度呈显著负相关,但不同密度油松林的物种多样性指数变化无一定规律.因此,如果不以追求生物量最大化为单一目标,中等密度(2 500 ～3 500 hm-2)的油松林具有较好的群落结构配置、较高水平的物种多样性和种群更新能力,符合可持续林业发展的要求. 图3

辽西油松纯林林分改造效益的综合评价

针对辽西地区大面积油松纯林的松毛虫危害严重、水土保持功能差、生态和经济效益低的现状 ,自 1982年起 ,在辽西地区通过采用带状皆伐后栽植阔叶树方法对油松纯林进行了更新改造试验 .试验结果表明 ,油松纯林改造成针阔混交林近 2 0年后 ,林分的小气候逐渐向良性转变 ,相对湿度提高 2 0 %～ 5 7%,气温降低 0 4～ 1 9℃ ,松毛虫虫口密度降低了 2～ 2 0头 株 ;同时水土保持功能增加 ,油松树高增加 16 8%,胸径增长 2 2 94%;经济效益有了较大提高 ,每公顷利润平均增加了 2 1倍 .因此 ,油松纯林改造成混交林是根治松毛虫危害 ,提高林分生态功能 ,增加林分经济效益的有效措施 ,应进行大面积推广 .

土壤干旱对油松生长及水分利用的影响

在适宜土壤水分(田间持水量的70%)、中度干旱(田间持水量的55%)和严重干旱(田间持水量的40%)3种土壤水分条件下,研究了油松(PinustabulaeformisCarr.)苗木生长及水分利用特征。结果表明,随着土壤含水量的降低,油松叶水势、叶含水量、生长速率显著下降。油松枝条的快速生长和干物质迅速积累时期主要集中在4～5月;总耗水量和总生物量的大小顺序为:适宜水分>中度干旱>严重干旱;水分利用率(WUE)则表现为中度干旱最高,严重干旱最低;在适宜水分条件下油松的日、旬、月耗水量明显高于中度干旱和严重干旱处理;3种土壤水分处理下,油松耗水高峰期均为5～8月,最高旬耗水量均在7月上旬,最高耗水日均在7月5日,但在不同土壤水分条件下其耗水日进程存在差异;在中度干旱和严重干旱条件下,SOD活性呈现先升后降的规律,在严重干旱条件下,SOD活性高峰期维持时间较短;3种处理下的K+含量在胁迫后期均高于胁迫初期,表明K+含量与油松抗旱性有一定的相关性。

黄土丘陵区两种主要退耕还林树种生态系统碳储量和固碳潜力

黄土丘陵区是中华文明的起源地,而原有植被却遭受严重破坏。因此,自20世纪70年代末开始的三北防护林工程、退耕还林工程和天然林保护工程等大型生态恢复工程,在本区均有大面积分布。这些工程已经对生态恢复起到重要作用,并将对全球碳素循环起到积极作用。以黄土丘陵区的主要造林树种——油松(Pinus tabulaeformis Carr.)和刺槐(Robinia pseudoacacia L.)为研究对象,共设置样方28个,测定森林乔木、灌木、草本生物量及凋落物碳储量;钻取并分析土样516份,获得土壤有机碳储量。结合文献数据和农田碳储量数据,建立0—86年生油松林和0—56年生刺槐纯林生态系统碳储量-林龄序列;在此基础上分析造林对生态系统碳储量和固碳潜力的影响。结果表明,造林后的油松林和刺槐林生态系统的植被、凋落物及土壤碳储量逐渐增加;在没有人为干扰的情况下,19、27、36、86年生油松林生态系统碳储量分别为70.76、143.43、167.30、271.23—332.26Mg/hm2;8、17、39年生刺槐林生态系统碳储量分别为80.37、94.08、140.77 Mg/hm2。受间伐干扰、45、52年生油松林生态系统碳储量分别为136.42、168.56 Mg/hm2,相对于没有人为干扰的油松林,其植被碳储量明显下降,而土壤碳储量保持稳定甚至升高。受乱砍滥伐干扰的71年生油松林和56年生刺槐林的生态系统碳储量分别为118.87、76.99 Mg/hm2,相对于没有人为干扰的森林,其植被碳储量和土壤碳储量均呈明显下降趋势。种植油松林之后的86a时间内,其生态系统固碳潜力为211.61—272.64 Mg/hm2;而种植刺槐林、在39a时间内的生态系统固碳潜力为81.15 Mg/hm2。

黄土高原3个不同降水量地点油松林地水分生产力与土壤干燥化效应模拟

应用WinEPIC模型模拟1957—2001年期间黄土高原半湿润区洛川、半干旱区延安和半干旱偏旱区榆林油松林地水分生产力演变规律和深层土壤干燥化效应。模拟结果表明:洛川、延安和榆林油松林地逐年生物量模拟值在9～17年生达到最大值(平均值分别为4.29,3.62和2.73t.hm-2),之后随降水量年际波动呈现出明显的波动性降低趋势;1～22年生期间油松林地平均年耗水量高于同期年降水量,导致林地0～10m土层土壤强烈干燥化,逐月土壤有效含水量波动性降低,洛川14～20年生、延安9～20年生和榆林6～19年生期间是油松林地土壤强烈干燥化阶段,年均土壤干燥化速度分别为176,111和69mm,此后油松林地土壤有效含水量在0～150mm范围内的较低水平上随降水量变化而波动;洛川、延安和榆林油松林地0～10m土层土壤湿度剖面分布变化剧烈,土壤湿度逐年降低,土壤干层逐年加厚,分别从15,10,6年生开始土壤干层厚度超过3m,在19年生时均已超过10m,20年生以后2～10m土层土壤湿度保持相对稳定的干燥化状态;洛川、延安和榆林油松林地水分生产力和土壤干燥化效应区域差异显著,林地土壤水分可持续利用年限约30年。

油松表型性状三水平遗传变异分析

运用巢式固定效应模型，分析了油松亲本和苗期１３个表型性状在种源—林分—家系三个水平上的遗传差异。结果表明，三者中以家系间变异最大，种源次之，林分最小，分别占总变异的５８．７％、２８．１％和１３．２％。遗传力估值也以种源和家系较高。

华北油松人工林冠层穿透雨空间变异性研究

为说明林冠截留的空间分布特征,揭示其空间异质性,采用网格状机械布设采样点测定穿透降雨量。结果表明:穿透雨的变异系数随降雨量和降雨强度的增加而减小,当冠层达到饱和后变异系数趋于一稳定值,接近林冠叶面积指数的变异系数0.18。认为冠层叶面积指数的变异系数是穿透雨量变异系数的极限值。由于油松针叶的特殊排列方式,并且下层枝干下垂引起林冠截留负值,出现林冠截留负值的穿透雨样本占总样本数的13%,其中最大超出林外降雨高达70%。

黄土丘陵区人工油松林地土壤水分动态的时间序列分析

利用时间序列分析方法研究了黄土丘陵区人工油松林地土壤水分序列和降水序列之间的关系。在黄土丘陵区,降水时间序列不存在自相关关系,相反土壤贮水量之间存在自相关关系;这说明了前期降水对后期降水没有影响,而前期土壤含水量的高低影响了后期含水量的多少。降水时间序列与人工油松林地0～80cm土层总贮水量序列之间存在相关关系,同时油松林地贮水量与降水时间序列相比表现出1个滞后时间距(1月),说明贮水量主要受当月和前一个月降水的影响。对于上部三个层次(0～10cm,10～20cm,20～40cm)的贮水动态与降水时间序列相关;而20cm以下的土层,与一个滞后时间距的降水时间序列相关系数增大;说明20cm以上土层的贮水量主要受当月降水的影响,20cm以下土层贮水量与当月和前一个月的降水有关。当月降水可以补充到40cm深土层。

氚水示踪法研究油松人工林的蒸腾

1987年生长季节,用氚水(~3H_2O)为示踪剂测定了33年生油松人工纯林的蒸腾。结果表明:在整个生长季节中,林分的平均日蒸腾速率为2.7mm/day,最大值出现在8月初,为3.8mm/day。同时发现,林木的蒸腾速率与其生长势成正相关.此外,对氚水示踪法、水分平衡法、能量平衡法等三种方法进行了比较,结果表明,氚水法是野外测定森林蒸腾的一种有效方法。

油松胚珠发育研究中的蛋白质组技术(英文)

油松是中国特有的树种,具有重要的造林和绿化价值。但是油松胚珠败育是油松种子生产和繁殖面临的一个严重的问题,因此研究油松胚珠的发育机理和败育原因具有重要的理论和实践意义。双向电泳和质谱技术结合研究基因表达的蛋白质组技术正越来越广泛地应用到植物研究中,我们将该技术应用到油松胚珠发育的研究中,比较了两种蛋白质提取的方法,发现蔗糖提取方法比传统的TCA 方法更适合于油松蛋白质的制备。将电泳分离得到的蛋白点用肽质量指纹图谱的方法进行鉴定,得到了满意的结果,优化了蛋白质质谱鉴定的条件。

水土流失系统容量的研究

利用集水区法和径流小区法，在黄龙山南缘宜川县森林区研究了人工油松林不同处理的系统容量和人工油松林集水区、荒坡灌草集水区的系统容量．结果表明，人工油松林不同处理的系统容量有显著差异，容量的大小顺序是：采伐林木保护好草灌层和枯枝落叶层、自然油松林、去掉枯枝落叶层、农地．不同集水区系统容量也有差异，尤以Ｎｏ．１集水区系统容量最大．分析得出，系统容量与降水量呈线性函数关系且相关性显著（α＝０．００５）．

油松产地、林分和家系遗传变异的研究——Ⅰ苗期子代测定的差异分析

本文根据巢式设计的模型,分析了油松苗期生长性状的8个产地、20个林分、115个家系、3361个单抹,在产地——林分——家系——单株上的遗传差异。结果表明,四者中以家系内单株(个体)的变异最大,在方差分量中占比重最大,遗传力估值也高。产地内林分变异仅次于家系内单株。林分内家系的变异相对较小。利用优良产地中优良林分的优良家系的亲本建立无性系种子园;或采用选择优良产地中的优良林分及其中的优良家系,在优良家系中再挑选优良单株,进行配合选择,建立实生种子园,预计获得的遗传增益分别为42.99%和53.53%。因此,这两种选育方法均是山西油松遗传改良最佳的策略。

油松半同胞家系几个性状遗传参数的初步估测

本文对油松半同胞家系一年生苗的几个主要性状——苗高、地径、针长、叶子叶数、场圃发芽率,发芽速度和脱壳速度的遗传力,变异系数及遗传增益做了估测和分析,阐明了油松数量性状遗传的几点规律。结果表明,一年生苗高、地径的遗传力都不很高(h^2苗高=33.1%,h^2地径=31.3%),对其进行早期选择没有多大可靠性,既便是入选率降为1%,遗传增益也不超过3～4%,而子叶数目,脱壳速度的遗传力较高(h^2子叶数=68.8%,h^2脱壳速度=53.4%),而且与苗高,地径具有较为紧密的相关性,可以根据这两个指标,对苗木作早期间接选择,可望获得较为理想的改良效果。

油松对松毛虫危害的反应

为弄清油松对松毛虫危害有无自控能力，利用植物的生态控制力防治松毛虫，减少浓药的用量，采用蒽酮分光光度法测定不同失叶强度下油松干基糖分含量，结果表明：在人工模拟摘叶和松毛虫自然危害条件下，油松具有补偿和超补偿能力；在２—３年生针叶失叶较多的情况下，油松可将干部贮藏的营养物质供一年生针叶的正常生长。即使在连续三年２—３年生针叶失叶较多的情况下，油松也不致死亡，仍能正常生长。

奥地利黑松生长特性的研究

本文对延安树木园引种的奥地利黑松的生长特性进行了研究。结果表明,奥地利黑松叶芽开放期比乡土树种油松早8 d;展叶期比油松晚11～16 d;新梢开始生长期,奥地利黑松与油松相差近1个月时间,封顶期9月6～10日。奥地利黑松幼苗根系发达,直根长、侧根粗壮、层次明显,鲜质量大,苗木地径生长量显著大于油松,与油松形成鲜明对照,是荒山造林的好树种。31 a生奥地利黑松高生长速生期出现在第15～20 a,生长量占树高的32.1%,比较而言,奥地利黑松树高生长较慢,胸径大于油松,材积年生长量是油松的2倍。

控释肥类型与施肥量对2年生油松容器苗苗圃表现的交互影响（英文）

【目的】基于苗木养分加载模型,探究控释肥释放类型与施肥量对2年生油松容器苗苗圃的交互影响,选择最优施肥体系。【方法】以2年生油松容器苗为材料,设置2个肥料释放类型(双层膜和单层膜)和7个施肥梯度(0~9.2 g/L,即0~1 350 mg/株),生长季末测定苗木生长、养分状态及非结构性碳水化合物(NSC)水平。【结果】肥料类型与施肥量交互作用于苗木P和NSC水平;生物量、N及NSC含量与施肥量间存在曲线关系,双膜肥料释放类型在施肥量为4.5~6.1 g/L时苗木生长最佳;两种肥料释放类型下,施肥量为9.2 g/L对苗木地径、生物量和N含量产生毒害,施肥量为7.6~9.2 g/L对苗木淀粉和可溶性糖含量产生毒害。在苗木营养加载区间内,叶片养分质量分数分别为N 2.80%~3.05%、P 0.20%~0.24%、K 3.40%~3.41%。【结论】基于肥料成本和肥料利用效率,推荐2年生油松最佳施肥体系为双膜类型4.5 g/L (N 675 mg/株)。