Efficiency of Bio-Fertilizing as One of the Natural Alternatives to Improve the Growth of Khaya senegalensis and Swietenia mahagoni Trees and for Sustainability

A field experiment was carried out at Ismailia Research Station, Ismailia Governorate from 2020-2022 to improve the growth of Khaya senegalensis and Swietenia mahagoni by using a combination of mineral fertilizer (NPK) and biological fertilizer (Azotobacter chroococcum, Bacillus megatherium, and Bacillus circulant) as recommended dose under new sandy soils conditions. Split plot designed with four treatments (Control, (50% Mineral fertilizer (M.) + 50% Biological fertilizer (Bio.)), 100% M. and 100% Bio.) of each species. Vegetative growth, leaf area, tree biomass, stored carbon, basal area, tree volume, and in the soil both of microbial account and mineral content were determined. The experimental results showed no significant differences between studied species among the most studied parameters except for Khaya senegalensis which gave the highest significant difference in root biomass and below-stored carbon than Swietenia mahagoni. Evidently, the highest significant growth parameters were 100% mineral fertilizer followed by (50% M. + 50% Bio.) as compared with control. No significant difference between 100% M. and (50% M. + 50% Bio.) of shoot dry biomass (15.19 and 12.02 kg, respectively) and above-stored carbon (0.28 and 0.22 Mt, respectively). Microbial account and mineral content in soil were improved after cultivation of tree species compared to before planting and control, especially with 50% mineral fertilizer and 50% bio-fertilizer treatment. In conclusion, a treatment containing 50% mineral fertilizer and 50% bio-fertilizer has led to the ideal Khaya senegalensis and Swietenia mahagoni growth in sandy soil for cheaper and sustainable.

基于随机森林算法的桉树人工林单木生物量预估模型

单木生物量模型是估测森林生物量的基础。通过标准木法实测雷州半岛地区90株桉树单株生物量数据,随机划分60个样本数据作为训练集,30个样本数据作为验证集。以林龄、树高和胸径为自变量,单木生物量为因变量,使用岭回归模型、异速生长模型和随机森林算法构建模型,采用决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)对模型进行评价。结果表明:随机森林模型的R~2、RMSE和MAE无论在训练集还是验证集均高于岭回归模型和异速生长模型。由随机森林模型的因子重要值可知,胸径是影响单木生物量的主要因子。引入林龄因子后的随机森林模型可以提高单木生物量的预测精度,为碳汇计量提供基础数据和模型支撑。

南方典型红壤侵蚀区马尾松林立木生物量无人机遥感估测

以南方典型红壤侵蚀区长汀县河田镇为例,结合无人机与激光雷达产生的点云数据优势,通过局部最大值和分水岭算法反演单木树高(H)和冠层半径(R_(c)),拟合以H和R_(c)为变量组合的异速生长方程,得到以新冠层参数为底的马尾松立木生物量模型。结果表明:提取树高的决定系数(R^(2))和均方根误差(RMSE)分别为0.93和0.49 m;计算冠层半径的R2和RMSE分别为0.88和0.64 m;估算立木生物量的R^(2)和RMSE分别为0.89和3.37 kg。本研究通过无人机遥感影像定量参数并构建的异速生长方程中,以组合(H+R_(c))为底的异速生长方程估测马尾松林立木生物量的精度较高,可以有效估测马尾松林立木生物量,可为南方典型红壤侵蚀区马尾松林立木生物量准确估测提供参考。

杉木林分密度对套种闽楠树型、光合能力及生物量分配的影响

[目的]通过探讨不同林分密度杉木林下套种闽楠的树型结构、光合作用及生物量分配的适应性变化规律,为杉木近成熟林林分质量精准改造与提升提供科学依据。[方法]选择21年生杉木人工林为研究对象,通过设置375株·hm^(-2)、570株·hm^(-2)、630株·hm^(-2)和810株·hm^(-2)等4个间伐保留密度处理,分别进行林下套种900株·hm^(-2)闽楠形成杉阔复层林,测定分析林下套种5 a后闽楠冠型、侧枝长度、分枝角、叶片形态、叶绿素荧光参数、SPAD值,以及侧枝、茎干和叶片不同器官生物量等主要适应性生长指标的差异,探讨林分密度对林下套种闽楠树冠形态特性、光合能力及生物量分配的影响规律。[结果]低林分密度(375株·hm^(-2)和570株·hm^(-2))杉木下套种的闽楠2级侧枝长、1级和2级侧枝密度大于810株·hm^(-2)林分密度处理。闽楠叶片的叶面积、比叶面积表现出随着杉木林分密度增加而增加,其中,杉木林分密度375株·hm^(-2)的叶面积、比叶面积显著小于杉木林分密度810株·hm^(-2),相差80.97 cm^(2)和10.43 cm^(2)·g-1;810株·hm^(-2)林分密度处理下,闽楠叶片的叶绿素荧光参数和SPAD值均高于375株·hm^(-2)林分密度处理。低林分密度下(375株·hm^(-2)和570株·hm^(-2))套种的闽楠下层树冠叶片、总叶片生物量、以及侧枝和茎干生物量均显著大于810株·hm^(-2)林分密度处理(p<0.05)。375株·hm^(-2)林分密度处理下,闽楠通过增加株高,促进侧枝生物量积累;810株·hm^(-2)林分密度处理下,闽楠减少对株高的投资,从而增加叶片生物量的积累。[结论]在低林分密度(375株·hm^(-2)和570株·hm^(-2))下,林下光照充足有利于闽楠生物量积累,侧枝生长,其生长状况较好;在高林分密度下(630株·hm^(-2)和810株·hm^(-2)),闽楠可通过促使叶片长度变长,增大叶片比叶面积,增加叶片SPAD值,提高光合电子传递速率和光能捕获效率等变化来增强光捕获能力,从而适应光照资源不足的生存环境。

6种阔叶树种幼苗生物量分配特征及模型构建

以福建省上杭白砂国有林场闽楠、南岭栲、米老排、青冈、云山青冈和木荷2年生幼苗为研究对象,采用全株收获法获取6种树种幼苗根、茎、叶及整株的生物量,比较其分配特征和地上、地下生物量的异速生长关系,建立不同树种幼苗各器官及整株生物量的回归估测模型。结果表明:(1)不同树种幼苗整株生物量差异显著,依次为青冈>米老排>南岭栲>云山青冈>木荷>闽楠。(2)不同树种幼苗各器官生物量分配差异显著,其中青冈根生物量占比最大(39.9%),米老排茎生物量占比最大(45.0%),闽楠叶生物量占比最大(49.2%)。(3)不同树种幼苗地下生物量与地上生物量比值均小于1,表明幼苗生物量更多地分配到茎和叶。除木荷外,其余树种地上、地下生物量均遵循显著的等速生长关系。(4)不同树种幼苗生物量回归估测模型多为幂函数模型,其次为三次多项式模型。6种树种幼苗整株生物量在不同器官分配上存在差异,同时幼苗地上、地下生物量间呈现出等速生长规律。各树种幼苗生物量回归估测模型拟合效果较好,可在相同或相似立地条件下估算不同树种幼苗生物量。

东北地区主要造林树种幼苗期生物量分配特征与异速生长模型

【目的】分析东北地区10种主要造林树种幼龄期各组分生物量分配特征,建立并筛选单树种和全树种最优生长模型,为该地区森林生物量尤其是幼龄林生物量估算提供模型参考。【方法】在吉林省舒兰市生物多样性与生态系统功能控制试验样地内,2021年7―8月份选取长势良好的植株进行全株取样,每个树种选取15~21株个体,共计200株。测量根系、茎干、叶片各器官生物量及其分配比例,并计算地上部分以及整株生物量。以基径和树高为自变量,以根系、茎干、叶片各器官和地上部分及整株生物量为因变量,建立一元线性、多元线性、幂函数等形式的回归方程,构建单树种和全树种生物量模型,并通过决定系数、参数显著性以及赤池信息标准(AIC)等指标筛选最优模型。【结果】1)10个树种的生物量总体呈现出茎干生物量占比最高(45%)、根系生物量次之(35.5%)、叶片生物量最低(19.5%)的分配格局。随着基径增长,茎干生物量占比呈上升趋势,叶片生物量占比呈下降趋势,根系生物量占比变化不明显。2)10个树种的生物量最优模型均以幂函数形式为主,单树种生物量模型以Y=a(D^(2)H^(b)和Y=aD^(b)为最优形式;全树种生物量模型则以Y=a(D^(2)H^(b)和Y=aD^(b)H^(c)为最优模型形式(D为基径,H为树高,a,b,c分别为方程系数)。【结论】幂函数形式为生物量最优模型,其中单树种生物量模型具有更高拟合优度,适用于特定树种生物量的精确估算,而全树种生物量模型则对区域性的生物量估算具有更广泛的适用性。

大气氮沉降增加对树木生长和水碳利用的影响

森林在全球碳循环和维持全球气候方面发挥关键作用,是陆地生态系统的重要组成部分。在全球氮沉降加剧的背景下,森林生态系统树木生长和水碳利用关系已成为生态领域的一个热点问题。从树木地上地下生长、生物量分配、碳同化利用和分配以及水分利用效率几个方面概述了大气氮沉降增加对森林生态系统的影响,分析讨论了树木生长和水碳利用对大气氮沉降增加的响应,并基于当前研究存在的问题,展望了重点研究方向,以期为全球气候变化背景下森林生态系统相关研究提供有益参考。

紫叶矮樱·美国红栌·日本红枫·金叶水杉等彩叶苗木生长规律研究

[目的]研究紫叶矮樱、美国红栌、日本红枫、金叶水杉的生长规律。[方法]连续2年对4种彩叶树种的株高和冠幅进行测量,并对其形态和适应性进行观察。[结果]4个彩叶树种的生长高峰均为5～6月和9～10月,金叶水杉、美国红栌早期生长快,而日本红枫、紫叶矮樱生长相对缓慢;金叶水杉、美国红栌株高的生长量明显大于冠幅生长量。[结论]为苏州市引种彩叶植物,美化城市环境提供重要借鉴。

水曲柳优树子代测定与家系选育技术

综合生长性状和生物量性状,对黑龙江省伊春市带岭区试验点的53个家系9年生水曲柳表型优树进行子代变异分析,深入探讨了水曲柳家系选育技术。结果表明:水曲柳家系间的树高、胸径、地径和材积的差异均极显著;家系间的树高、胸径、地径和材积的变异幅度均比较大;材积的家系遗传力、遗传变异系数和遗传增益均高于其他生长性状,材积的家系遗传力为69.24%,遗传变异系数为38.98%,遗传增益为23.45%。从54个家系(包括当地对照种源)中按生长量高中低选取10个家系30个单株(包括当地水曲柳对照株)用于生物量分析和建立生物量与生长量的回归方程,进而得到其他参试家系的生物量;方差分析结果表明,参试家系间生物量差异极显著;生物量性状的家系遗传力(71.65%)、遗传变异系数(38.51%)、遗传增益(21.06%)均比较大。以生长量、生物量为指标对参试家系进行选择的结果有较高的一致性。本试验分别选出了10个生长性状优良和10个生物量性状优良的家系,并进一步选出9个生长性状和生物量性状均优的家系,其树高生长量高于对照31.05%～59.82%,其材积生长量高于对照75.22%～246.08%,生物量超过当地对照的17.76%～176.24%。

马尾松广东种源与湖北种源的人工林生物量分配差异

采用解析木法与整株收获法分析已达轮伐期的马尾松广东种源和湖北当地种源的生长进程及地上、地下生物量分配格局,分析生长快速与缓慢种源人工林生长过程及生产力形成过程中生物量分配模式,探讨2个种源的长期适应性差异的机制。根据胸径(DBH)大小将解析木划分为3个等级:12 cm≤DBH<18 cm, 18 cm≤DBH<26 cm和26 cm≤DBH<34 cm。结果如下:①广东种源在25年生连年生长量达最大值0.015 m3·a-1, 35年生平均生长量达最大值0.011 m3·a-1,湖北种源30年生时连年生长量达最大值0.011 m3·a-1, 42年生时平均生长量达最大值0.007 1 m3·a-1。②广东种源分配较多比例的生物量给地下部分, 2个种源的粗根生物量存在显著差异(P<0.05),随胸径增加,相对差异(RE,GD/HB)分别为36.5%, 62.9%和47.5%,而细根间生物量未达显著性差异。在胸径范围2 634 cm内, 2个种源人工林在整株生物量、地上部分生物量、树干和针叶生物量差异显著(P<0.05)。③湖北种源地下生物量分配比例在整个生长过程中均低于广东种源;在生长初期,湖北种源树干所占总生物量比例高于广东种源,而枝和叶的生物量分配比例低于广东种源;随着树龄增长,广东种源树干所占总生物量比例逐渐高于湖北种源,并趋于稳定;而枝、叶正好相反。因此,引种的广东种源生长性状及树干生物量均表现出快速增长的特点,数量成熟年龄较湖北种源提前,栽植快速成长的种源将增加人工林生物量。

套种三年桐的杉木幼林生长效应和生物量结构

对４和５年生杉木幼林套种三年桐林分的生长效应、树冠和生物量结构、营养空间利用进行研究的结果表明：杉木幼林套种三年桐不仅促进杉木生长，而且也有利于三年桐的生长发育；通过套种三年桐，林分可提早１～２年郁闭，提高光能和土壤营养空间利用率；４和５年生套种林分的总生物量分别为纯林的１．２６和１．６１倍．

沙棘对中国亚湿润干旱区杨树人工林生长与生产力的影响(英文)

通过将沙棘（HippophaerhamnoidesL．）与3种杨树品种（小黑杨（Populuscv．“Xiaohei”），昭林6号杨（P．cv“Zhaolin06”）和欧美杨64号（P.euramericanecv．“N3016”））的人工林分别按株混和行混两种方式进行混交实验，研究了固氮植物沙棘对亚湿润干旱区的杨树人工林生长和生产力的影响。研究结果表明：无论哪一种杨树品种或混交方式，沙棘与杨树混交后能显著地增加杨树人工林的生长量，林分平均胸径增加6％～38％，林分平均高增加8％～23％。在株混方式中，杨树地上部生物量大于杨树纯林的地上部生物量。但是在行混方式中，呈现相反的规律，这是由于行混方式中单位面积的杨树株数少。无论哪一种杨树品种或混交方式，杨树与沙棘混交林的地上部净生产力大于杨树纯林的地上部生产力。在珠混和行混两种方式中，沙棘占总地上部净生产力的比例分别为20％和41％，但草本植物所占的比重很小。

土壤管理方式对梨园土壤性状及树体生长的影响

通过田间试验研究土壤管理方式对梨园土壤理化性状、微生物生物量及树体生长的影响。结果表明:行间种植三叶草和覆膜均能够降低土壤容重,增加孔隙度。行间种植三叶草显著提高梨园土壤有机质、速效磷及微量元素含量,而覆膜处理使土壤全氮、速效磷、钾养分含量下降,微量元素含量上升。与清耕对照相比,行间三叶草显著提高各个生育时期土壤微生物数量、微生物量碳及氮、梨树叶面积、叶绿素含量、新梢长度和叶片光合特性;而覆膜显著提高叶片的光合特性,但对树体生长指标影响不显著。

南亚热带森林几种乔木种子萌发和幼苗生长观察

本文对香椿（Ｔｏｏｎａｓｉｎｅｎｓｉｓ（Ａ．Ｊｕｓｓ．）Ｒｏｅｍ．）、木蝴蝶（Ｏｒｏｘｙｌｕｍｉｎｄｉｃｕｍ（Ｌ．）Ｖｅｎｔ．）、扁斗青冈（ＱｕｅｒｃｕｓｈｕｉＣｈｕｎ）、泡桐（Ｐａｕｌｏｗｎｉａｆｏｒｔｕｎｅｉ（Ｓｅｅｍ．）Ｈｅｍｓｌ）罗浮柿（ＤｉｏｓｐｙｒｏｓｍｏｒｒｉｓｉａｎａＨａｎｃｅ）、枳（ＢｅｒｃｈｅｍｉａｄｕｌｃｉｓＴｈｕｎｂ．）等南亚热带森林乔木种子萌发和幼苗生长进行观察．香椿、扁斗青冈、罗浮柿种子在轻阴（５５％光）条件下萌发率最高，分别为７０％、９０％、３０％，木蝴蝶种子在重阴（３８％光）条件下萌发率最高，为８０％，枳种子在光照条件下萌发率最高，为１５％．阳性树种香椿、木蝴蝶、泡桐、枳幼苗生长速度较快，属速生型树种，其幼苗在光照条件下生长速度最快，森林中树种扁斗青冈、罗浮柿幼苗生长速度较慢，属慢生型树种，其幼苗在轻阴条件下生长较好．随着施肥量的增加，幼苗生长速度明显提高．

闽北不同阔叶树种人工林生长量及生物量比较

为解决大面积营造针叶纯林造成的地力衰退问题,筛选适宜的阔叶造林树种,以福建邵武10 a生南酸枣、乐昌含笑、檫树和桤木等4种阔叶树种为试材,对其生长量及生物量进行比较研究。结果表明,不同阔叶树种人工林造林当年保存率存在明显差异,其中乐昌含笑的造林保存率最大;不同树种生长优劣程度为:乐昌含笑>南酸枣>檫树>桤木;不同树种各器官生物量分配规律明显不同,南酸枣表现为:树干>根>树枝>树皮>树叶,而乐昌含笑、檫树和桤木则表现为:树干>根>树枝>树叶>树皮;不同树种生物量大小为:乐昌含笑>南酸枣>檫树>桤木。

模拟林木遮光对小麦生育和产量的影响

为了解农林间作田林木遮光对小麦的影响，设计了人工遮光试验，研究在土壤和水肥相同的条件下，遮光与小麦生长发育和产量的关系。结果表明，透光率为57.3％的遮光处理，小麦物候期推迟2～4d;前期（5月4日前）单株分集数、绿叶面积和地上生物量等指标分别为对照的164.9％，177.9％和159.80。可见遮光促进了个体的生长。但从抽穗期开始，遮光处理因为叶面积指数过高（9.9），群体光照严重不足，春季分蘖和下部叶片大量死亡，最终导致地上生物量仅为对照的90％，籽粒产量比对照降低11.0％，千粒重降低9.4％。由此可见，在农林长期间作中，应保证小麦获得50％～60％的相对光强，才不致严重降低产量。

不同育苗基质对火焰树小苗生长量的影响试验研究

开展5种不同育苗基质对火焰树小苗生长量、生物量和根冠比的影响,结果表明:5种不同基质对火焰树小苗的苗高、地径、主根长、地上部分鲜质量和地下部分鲜质量各处理间均具有极显著影响(P<0.001)。苗高、地径、主根长、地下部分鲜质量和地上部分鲜质量生长表现较好的基质配方均是3/5遮渣+/5针叶剧末+1/5牛粪的混合基质,其它配方的育苗基质对苗高、地径、主根长、地下部分鲜质量和地上部分鲜质的响应不一致。

不同光强下几种南亚热带森林乔木的种子萌发和幼苗生长观察

对泡桐（Ｐａｕｌｏｗｎｉａｆｏｒｔｕｎｅｉ（Ｓｅｅｍ．）Ｈｅｍｓｌ．）、香椿（Ｔｏｏｎａｓｉｎｅｎｓｉｓ（Ａ．Ｊｕｓｓ．）Ｒｏｅｍ．）、木蝴蝶（Ｏｒｏｘｙｌｕｍｉｎｄｉｃｕｍ（Ｌ．）Ｖｅｎｔ）、枳木具（ＢｅｒｃｈｅｍｉａｄｕｌｃｉｓＴｈｕｎｂ．）、扁斗青冈（ＱｕｅｒｃｕｓｈｕｉＣｈｕｎ）和罗浮柿（ＤｉｏｓｐｙｒｏｓｍｏｒｒｉｓｉａｎａＨａｎｃｅ）等亚热带森林乔木树种在不同光强条件下的种子萌发及其幼苗生长进行观察。泡桐和枳木具种子在光（１００％）条件下的萌发率最高，香椿和罗浮柿种子在轻阴（６２．２％）条件下的萌发率最高，木蝴蝶和扁斗青冈种子在中阴（３４．４％）条件下萌发率最高。阳性树种泡桐、香椿、木蝴蝶和枳木具幼苗生长速度较快，属速生型树种，其幼苗在自然光条件下的总生物量最大；扁斗青冈和罗浮柿幼苗生长较慢，其幼苗在轻阴条件下的总生物量最大。在重阴（０．６％）条件下，幼苗均出现生长不良或停止。

观光木人工林驯化栽培试验和系统生产力研究

本文对观光木驯化栽培环节中的采种、育苗、造林、管抚等摸索了一定的经验,并用分层切割法测定10年生样本地上部分各器官的生物量,用壕沟法测定地下部分根系的生物量。结果表明:10年生林分生物量为55.03t/hm^2,其中乔木层为53.035t/hm^2(占96.37%),乔木层中树干、枝、叶和根系分别为37.91t/hm^2、6.17t/hm^2、2.21t/hm^2和6.75t/hm^2。18年生解析木数据表明:胸径、树高和材积速生期分别出现在4—12年、5—7年和第14年。

分布区西缘油松种群的生长特征

在青海省互助北山林场和贵德东山林场的油松林内分别设置6个和5个样方,对分布区西缘的天然油松种群的生长特征进行了生态学研究。结果表明,两地的油松种群均为复层异龄结构;树高与胸径的关系揭示东山的油松种群其生长能力仅为北山的一半;种群内个体的树高直径比与个体的大小呈负相关,表明个体生长对被压的生态适应;两地个体的直径生长过程也差异很大,即东山油松的直径生长随年龄的增长呈下降趋势,而北山呈上升趋势或变化很小。上述差异导致两地的生产力差异很大:北山可望获得200t/ha的生物量,而东山仅约为100t/ha,但两地的生物量密度差异不大,为7—11t/ha.m,利用生物量密度与总胸高断面积之间的线性关系,可以建立良好的推算种群地上部生物量的方法。本文还对天然油松的种群密度与平均个体重之间的关系作了讨论。