铅在红云杉苗木木质部中的迁移

前言用树木的年轮分析铅污染历史的发展已通过树干木质部中铅的移动来进行。在2年的研究中,我们把红云杉(Picea-rubens Sarg.)的幼苗在一个生长季暴露在铅中,在前一个或下一个生长季与铅隔离。木质部年轮和树皮中的铅含量用原子吸收法分析测出。暴露在铅中的幼苗组织的铅浓度远远高于对照苗木,并发现隔离铅期间形成的木质部组织中铅浓度较高。

不同种源和家系红皮云杉细根形态与生物量垂直分布特征

为揭示不同种源和家系红皮云杉(Picea koraiensis)细根(直径≤2 mm)形态和生物量垂直分布特征,以黑龙江省林口县青山林场4个种源(纬度从低到高分别为穆棱、林口、金山屯、乌伊岭)30个家系的24年生红皮云杉试验林为研究对象,采用根钻法研究了不同土壤深度(h)(表层:0<h≤10 cm,亚表层:10 cm<h≤20 cm,底层:20 cm<h≤30 cm)细根形态和生物量垂直分布规律。结果表明:不同种源红皮云杉细根形态特征存在显著差异,而同一种源不同家系间比根长和根组织密度存在显著差异。在种源水平,所有土层根平均直径均以穆棱种源最粗,比根长和根组织密度则均是林口种源最大。在家系水平,0<h≤10 cm土层根直径W035最粗、CK-2最细,比根长CK-2最大、W043最小,根组织密度J082最高、M515最低。不同种源和家系红皮云杉根组织密度和比根长均随土层加深而减小,而根直径随土层的加深有增大的趋势。4个种源的细根总生物量平均值为33.56 g·m^(-2),其中林口种源细根生物量最大(39.04 g·m^(-2)),金山屯种源细根生物量最小(32.52 g·m^(-2)),呈现出非连续的地理变异。细根生物量均随土层的加深而减小,土壤表层根系生物量占总生物量的比例平均为77%。相比较,低纬度的穆棱种源各家系细根生物量在土壤亚表层和底层分布比例较高,高纬度的乌伊岭和金山屯种源各家系细根生物量在土壤表层分布比例较高,表明温度较低地区的红皮云杉倾向于将细根分布在资源丰富的土壤表层。

红皮云杉人工林树冠特征与生长形质的关系及间伐与修枝对其影响

为了解红皮云杉(Picea koraiensis)人工林树冠特征与生长形质的关系,分析不同间伐与修枝组合对红皮云杉人工林树冠特征与生长形质影响规律,明确抚育管理措施强度,为红皮云杉大径材培育技术的建立提供参考依据。以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场47 a红皮云杉人工中龄林木为研究对象,利用多目标一维比较法对林木生长形质进行综合评价,采用通径分析方法分析树冠特征与生长形质及综合评价值之间的关系,明确不同间伐与修枝组合对林木生长的影响。结果表明,冠幅、冠形率对树高、胸径、单株材积、活枝下高与生长形质综合指标具有显著正向作用,但冠长率对其具有显著负向作用(P<0.05);冠幅、冠形率对胸高形数具有显著负向作用,冠长率对其有显著正向作用(P<0.05);树冠特征因子对红皮云杉生长形质性状影响作用与重要性不尽相同,对生长形质综合指标的相对重要性由大到小顺序为冠幅、冠长率、冠形率。不同间伐与修枝组合对树冠特征、活枝下高、胸高形数、生长形质综合指标影响不显著(P>0.05);随着间伐强度的增加及修枝强度的降低,林木树高、胸径、单株材积增加,且具有显著差异(P<0.05)。因此,树冠形态特征因子对红皮云杉生长形质性状因子具有显著直接作用。培育红皮云杉大径材首先要有宽大的冠幅,其次要有狭长的冠形和较小的冠长率。高强度间伐低强度修枝(30%间伐,1/5树高修枝)的管理方式可促进红皮云杉中龄林树高、胸径的生长。

鄂西地区红皮云杉幼龄家系早期评价与选择

通过对13年生37个红皮云杉家系的5个生长性状指标进行遗传变异分析,选择红皮云杉优良家系。根据家系树高及胸径综合选择指数、育种值及整齐度等配合筛选出4个优良家系,树高和胸径遗传增益达到9.35%、8.38%,现实增益达到11.98%、12.59%,可为鄂西地区红皮云杉种子园建园及无性系造林推广应用提供优质种质材料。

红皮云杉人工林的生态学特征及生物学特性

为了探明红皮云杉(Picea koraiensis Nakai)的生态学特征及生物学特性,对不同月份红皮云杉人工林针叶营养物质的生态特征变化情况进行分析,结果表明,不同生长阶段红皮云杉针叶养分含量存在显著差异,且随生长时间的推移呈动态平衡状态;对红皮云杉人工林的树木生长生物学特性进行分析,将土层厚度、坡度、坡位、坡向和土壤类型5个因子作为场地分类的基础,计算各因子的偏相关系数,结果表明,红皮云杉人工林生长的生物学特征与该地区的环境密切相关,其中坡位是对红皮云杉生长影响最显著的因素,其次是土层厚度,坡向、土壤类型和坡度对红皮云杉生长的影响较小。

红皮云杉主要单萜烯对云杉八齿小蠹的毒力及行为调控作用

【目的】通过分析健康和衰弱红皮云杉树干单萜烯释放量的差异,评价单萜烯对云杉八齿小蠹的熏蒸毒性,测试单萜烯对其聚集信息素的行为增效和抑制作用,在此基础上研发用于云杉八齿小蠹种群调控的高效信息化学物质。【方法】利用动态顶空采样法收集健康和衰弱红皮云杉树干挥发物,利用气相色谱仪对其进行定性和定量分析,进一步利用熏蒸法测定主要单萜烯对云杉八齿小蠹成虫的熏蒸毒力,野外行为测定单萜烯对云杉八齿小蠹及其天敌红胸郭公甲的行为影响。【结果】红皮云杉树干释放的单萜烯主要是S-(–)-α-蒎烯、R-(+)-α-蒎烯、月桂烯、S-(–)-β-蒎烯、3-蒈烯、(–)-柠檬烯和(+)-柠檬烯;健康红皮云杉单萜烯释放总量显著高于衰弱木,但R-(+)-α-蒎烯和(+)-柠檬烯的释放量差异不显著。7种单萜烯对云杉八齿小蠹成虫的致死中浓度LC50值介于3.10~4.50μL·mL^(-1)之间,(+)-柠檬烯的熏蒸毒性最强;7种单萜烯间的熏蒸毒性差异显著,但在雌雄成虫间未表现出显著差异。行为测试发现3-蒈烯、(–)-柠檬烯和(+)-柠檬烯能显著降低聚集信息素对云杉八齿小蠹的诱捕量,S-(–)-β-蒎烯对诱捕量没有显著影响。与(–)-柠檬烯和(+)-柠檬烯相比,3-蒈烯能显著提高聚集信息素对红胸郭公甲的引诱作用。【结论】红皮云杉树干可释放7种主要单萜烯,在适合云杉八齿小蠹定殖的衰弱木上单萜烯释放量低于健康云杉。单萜烯对云杉八齿小蠹具有熏蒸毒性,参与调控红皮云杉―云杉八齿小蠹―红胸郭公甲三级营养关系。柠檬烯可作为驱避剂用于云杉八齿小蠹的生态防控中。

基于红皮云杉(Picea koraiensis)重建大兴安岭南麓历史径流量

基于红皮云杉(Picea koraiensis)年轮宽度标准化年表重建了大兴安岭南麓贡格尔河流域1845—2016年历史径流量序列。结果表明:(1)贡格尔河流域在过去172 a共经历1853—1855年、2000—2010年2个枯水期和1869—1873年、1911—1918年、1952—1958年3个丰水期,丰水年及枯水年占比分别为17.4%和10.5%。(2)重建序列存在显著的3 a、7~12 a、15~22 a及30 a周期,研究区水文变化受全球大尺度气候环流活动的影响。丰、枯水期与该地区历史典籍记载的自然灾害高度重合,与附近其他重建结果相关性显著,重建方程稳定可靠。研究结果丰富了大兴安岭地区树木年轮数据库,为区域长历史时期水文变化的研究提供参考。

施肥和透光抚育对红皮云杉幼龄人工林林木生长的影响

为解决云杉(Picea)属树种早期生长缓慢影响大径材用材林的培育周期,可通过合理施肥和抚育措施结合处理,促进树高生长和地径增加。以落叶松林下红皮云杉(Picea koraiensis)10年生人工幼龄林木为研究对象,随机设置12块10 m×10 m的固定样地,肥料类型选择氮(N-尿素)、氮磷(NP-尿素+过磷酸钙)、氮磷钾(NPK-尿素+过磷酸钙+磷酸钾)。设置2种施肥时间,1)生长季前中后期施肥。每年在生长季初(5月中旬)、中(7月中旬)、后期(8月中旬)施肥3次,连续重复施肥4 a;2)生长季前中末期施肥。每年在生长季初(5月中旬)、中(7月中旬)、末期(9月中旬)施肥3次,连续重复施肥4 a。透光抚育设置,施肥一个生长季后对上层落叶松林木进行生长伐,抚育后林分郁闭度为0.6。通过研究施肥和透光抚育对林木生长的影响,旨在开发促进红皮云杉幼树生长的施肥管理技术,以缩短幼龄林生长周期。施NPK肥促进红皮云杉幼树树高和地径生长的效果好于只施单一肥料或氮磷2种肥料的混合肥。生长季前中末期施加NPK肥处理的树高、地径年生长量比生长季前中后期施加NPK肥的处理分别高41.11%和49.81%。透光抚育后不同年份之间林木的树高年生长量差异不显著,地径年生长量差异显著,3个生长季后树高和地径的年生长量与抚育前相比差异不显著。生长季前中后期施肥结合透光抚育处理2个生长季后树高和地径的年生长量与对照差异显著,3个生长季后只有地径的年生长量与对照差异显著。生长季前中末期施氮磷钾肥处理(NPK2)结合透光抚育处理3个生长季后,地径年生长量分别高出对照和生长季前中后期施氮磷钾肥(NPK1)结合透光抚育的处理153.16%和10.31%。施肥与透光抚育结合处理可以提高红皮云杉地径的年生长量,在连续施肥4 a时达到显著水平,生长季前中末期施肥效果好于前中后期施肥。研究结果为解决林下造林红皮云杉人工林木幼龄期生长缓慢、缩短红皮云杉大径材用材林培育周期奠定了基础。

末次间冰期以来及未来气候情景下红皮云杉适生分布区模拟

【目的】探究红皮云杉地理分布格局与气候变化的关系,模拟红皮云杉在不同时期气候变化下的潜在适生分布区,为红皮云杉的资源管理和多样性保护提供科学依据。【方法】基于我国红皮云杉59个现有分布点数据和Worldclim网站下载的19个气候变量,采用最大熵模型(MaxEnt),模拟红皮云杉在现代、末次间冰期(LIG)、末次盛冰期(LGM)、全新世中期(MH)以及未来2个时期(2050s和2070s)2种排放气候场景(RCP4.5和RCP8.5)下的适生分布区,分析限制红皮云杉地理分布的主要环境因子,推测其生物避难所,预测其在未来气候变化情景下的变化趋势。【结果】MaxEnt预测结果可靠,训练数据集和测试数据集的平均AUC均大于0.99,具有极高可信度。最暖季度降水量(Bio18)、气温季节性变动系数(Bio4)和降水量季节性变化(Bio15)是限制红皮云杉地理分布的主要变量,贡献率分别为40.6%、28.9%和24.6%。红皮云杉当前适生区包括中国的大兴安岭、小兴安岭、长白山地区;红皮云杉在LIG、LGM和MH时期的适生区面积分别为当前的102.59%,105.20%和100.53%;从末次盛冰期到现代,其分布中心具有向东南、再向东北、再向西南的迁移趋势。未来气候情景下红皮云杉的适生区面积呈减少趋势,RCP4.5-2050s、RCP4.5-2070s、RCP8.5-2050s和RCP8.5-2070s情景下的适生区面积分别为当前时期的99.06%、96.88%、98.05%和95.08%,高适生区边缘呈片段化分布,小兴安岭腹地和长白山腹地的种群较为稳定。【结论】相对于温度,降水对红皮云杉地理分布的影响更重要。红皮云杉在末次盛冰期发生种群扩张,从全新世中期到现代其种群持续收缩。通过种群遗传多样性、适生区预测和孢粉化石等推测长白山腹地和小兴安岭腹地是红皮云杉的间冰期避难所。未来气候情景下,红皮云杉适生区面积缩小,其分布中心有向高海拔和高纬度地区迁移的趋势,应考虑优先保护大兴安岭北部到中部、长白山西部和张广才岭北部等高适生区的边缘种群。

疏伐强度对红皮云杉人工林林木生长和林分蓄积的影响

以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场红皮云杉中龄人工纯林为研究对象,2017年在6种疏伐强度下设立固定样地,连续3 a调查及计算不同疏伐强度处理后的林木生长情况和林分蓄积情况。结果表明,随着疏伐强度增大,树高和活枝下高呈先增后减的趋势,胸径逐渐增大,冠幅呈增大趋势;平均立木材积逐渐增大,单位面积蓄积量呈先增后减趋势,大径材比例、大径材平均立木材积和大径材单位面积蓄积量呈增大趋势。较大强度(50%疏伐强度)的疏伐更适于红皮云杉中龄人工林培育大径材,疏伐处理3 a(2020年生长季末)后,与对照相比,其胸径增长21.85%,东西冠幅和南北冠幅分别增长18.22%和17.18%,平均立木材积增长66.81%,大径材比例增加51.39%,大径材平均立木材积增长22.04%,均优于其余强度;综合3 a数据可知,其树高、冠幅、平均立木材积年增量更大,胸径和平均立木材积的年均增长量最大。通过分析不同疏伐强度处理后的林木生长差异,为建立适宜的红皮云杉林分密度调控技术提供理论依据,为培育红皮云杉大径材提供参考。

吉林地区红皮云杉苗木培育及造林技术

红皮云杉生长速度较快,且具备较好的耐寒、耐旱特性,在东北及华北地区适应性较强,属于吉林地区的主要树种,观赏价值与建筑价值较高。文章从吉林地区红皮云杉种植情况入手,分析了该地区红皮云杉苗木培育方法,提出红皮云杉造林技术要点,为该树种的繁殖利用提供参考。

小兴安岭红皮云杉径向生长对气候变化的响应

【目的】利用小兴安岭红皮云杉树木径向生长和气候因子,研究红皮云杉径向生长对气候变化的响应。【方法】利用小兴安岭红皮云杉年表特征、年轮指数特征、Pearson相关检验等方法。【结果】红皮云杉径向生长与上一年生长季末期(9月)、当年生长季(6月)及当年生长季末(9月)温度显著负相关;与当年冬季(2月)月最低温度、当年生长季前期(4月)月平均温度显著正相关;而降水对红皮云杉径向生长的影响较小。红皮云杉径向生长与上一年生长季末(9月)温度的相关性由升温前的显著正相关变为升温后的显著负相关;红皮云杉径向生长与上一年生长季末(9月)及当年生长季末(9月)降水的相关性由升温前的负相关变为升温后的显著正相关,与当年生长季前(3月)降水的相关性则由升温前的正相关变为升温后的显著负相关。【结论】温度是红皮云杉径向生长的主要限制因子,温度升高会加强对树木生长的抑制作用。

红皮云衫不同器官对微量元素的影响

为研究红皮云杉不同器官对微量元素的作用,以快速路旁红皮云杉(Picea koraiensis)为研究对象,通过电感耦合等离子体发射光谱仪测定了红皮云杉不同器官中Si、Ca、Al、Fe和Mg的含量,通过能谱扫描仪观测植物各器官表面微量元素滞留状态。结果表明:红皮云杉各器官微量元素含量为树皮>树叶>土壤>树根,各元素含量为Si>Al>Ca>Mg>Fe;红皮云杉中Fe和Mg、Si和Al、Fe和Mg的累积吸收具有相互促进的作用。研究结果显示:红皮云衫不同器官对微量元素均有一定的吸滞能力,且树皮的富集能力明显优于其他器官。在园林绿化中,可将红皮云杉底部树枝进行修剪,以最大限度发挥树皮对微量元素的吸滞作用。

红皮云杉人工林培育投入产出效益分析

通过对红皮云杉培育过程中投入成本和产出的统计整理,运用内部收益率(IRR)指标进行分析比较,结果表明:内部收益率与地位指数密切相关,随着地位指数升高而增加,最适宜在14、15两个地位指数级;红皮云杉低密度短轮伐期培育用材林的内部收益最高。

响应面法优化超声辅助提取红皮云杉多酚工艺

采用响应面法优化超声波辅助提取红皮云杉多酚工艺。在单因素实验的基础上,选择料液比、超声波功率、提取时间为自变量,以多酚得率为响应值,采用Box-Benhnken法设计三因素三水平的响应分析实验。结果表明,回归模型拟合度高,最佳工艺条件为:料液比1∶33、超声波功率301W、提取时间2.4h,乙醇浓度40%,温度60℃。在此条件下,红皮云杉多酚的得率为18.92%。

红皮云杉遗传稳定性的研究及最佳种源选择

通过10年生红皮云杉全分布区9个参试点。9个采种点种源子代性状的方差分析、多点联合分析、稳定性分析、生产力指数分析、简相关分析。结果表明:①利用10年生红皮云杉种源试验结果进行最佳种源的早期选择是可行的。②将参试种源按照生长及遗传稳定性划分成四种类型:即低产稳产型(包括穆棱、爱辉、高峰);中产稳产型(包括桦南、凉水);高产非稳产型(包括乌伊岭);高产稳产型(包括大丰、天桥岭、柴河)。在种源遗传力估算的基础上进行了遗传增益估算,并对优良采种点的推广前景进行了评价。

红皮云杉球果乙醇提取物的抗氧化功能研究

用乙醇提取红皮云杉中的抗氧化物质,分离纯化,并对各组分进行体外抗氧化能力研究。首先用不同浓度的乙醇提取红皮云杉中的抗氧化物质,然后采用大孔树脂D101纯化。收集不同组分,并对干物质及多酚等物质含量较高部分做抗氧化能力的测定。通过对羟基自由基清除活性、DPPH自由基清除活性、总还原力和抗脂质过氧化能力的比较得出结论:PT40%-E的羟基自由基清除活性最好,清除率可达97.998%,IC50值为119.101μgmL;PT20%-D对DPPH·的清除活性最好,清除率及IC50分别为99.617%和9.009μgmL;PT80%-D总还原力最好,当质量浓度为300μgmL时吸光度值达2.209;PT40%-D在抗脂质过氧化能力方面表现突出,抑制率为99.148%,IC50为271.872μgmL。多酚、原花青素、黄酮类物质含量与抗氧化指标的相关性分析说明,多酚类物质在抗氧化中起到了主要作用。

红皮云杉人工林乔木层生物量的研究

本文对黑龙江省绥棱林区红皮云杉人工林的生物量和净生产量进行了测定和研究。按平均标准木法调查并分析了林龄为６～３１年红皮云杉人工林乔木层干、皮、枝、叶、根的生物量、净生产量及其分配．用维量分析法建立了估测乔水层单株林木各器官生物量的回归方程，方程的相关系数和估测精度较高，具有参考价值。分析结果表明：红皮云杉人工林乔木层生物量随年龄的增长而增加，到３１年生，林分总生物量平均为１５１．１３ｔ·ｈｍ－２，净生产量并不是随着年龄规律是增长，积累速度快慢不一，一般在３０年左右其净生产量值为１１～１４ｔ·ｈｍ－２·ａ－１，表明红皮云杉人工林群落具有较高的生物生产力。

红皮云杉茎的解剖结构与插条不定根形成的研究

１９９２年７－８月定时固定红皮云杉插条基部材料于ＦＡＡ液中，石蜡制片法室内解剖研究不定根的发生。结果表明：红皮云杉插条诱发根原基的来源有两种途径。一种是愈伤组织生根型，在愈伤组织的再生形成层处，或茎的维管形成层诱发根原基；另一种是非愈伤组织生根型，在插条切口处的维管形成层、皮层或初生木质部与次生木质部间的薄壁组织较深的部位，直接产生纵向不定根原始体，有的在距离切口０．１－０．５ｃｍ以上茎的维管形成层，维管形成层与木射线的交界处及叶隙等薄壁组织产生径向不定根。不同个体间产生的不定根数量及发育的早晚差异较大。

红皮云杉球果原花青素提取优化及抗氧化活性评价

以红皮云杉球果为实验原料,采用响应面法对原花青素提取工艺进行优化并对其抗氧化能力进行评价。结果表明:红皮云杉球果原花青素提取的最佳工艺参数为:乙醇浓度为60%、温度51℃、时间2h、料液比为1∶44(g/mL),此时原花青素得率为(71.23±0.25)mg/g。红皮云杉球果原花青素精制物具有较强的清除自由基能力和还原能力,并且清除ABTS+·能力和还原能力高于阳性对照Trolox。这说明红皮云杉球果原花青素具有较强的抗氧化能力,有待进一步深入研究。