非生长季刺槐林土壤CH4通量的变化特征及其影响因子

[目的]探讨在非生长季不同天气条件下45年生刺槐林土壤CH4通量的日变化和季节变化特征,并确定其主要影响因子。[方法]2014年10月—2015年4月(非生长季),在华北低山丘陵区黄河小浪底森林生态系统定位研究站,利用基于离轴积分腔输出光谱技术的土壤CH4通量自动观测系统,对土壤CH4通量进行连续观测,同步观测林内大气温度和相对湿度、5 cm深处土壤温度和土壤湿度、林内总辐射以及降雨量,分析各因子间的相互关系并确定影响土壤CH4通量的主要因子。[结果]表明:(1)在非生长季,刺槐人工林土壤为大气CH4重要的汇,变化范围为-0.15^(-2).34 nmol·m^(-2)·s^(-1)。晴天的林地土壤吸收CH4能力(-0.78 nmol·m^(-2)·s^(-1))明显高于阴天(-0.61 nmol·m^(-2)·s^(-1))、降雨或降雪天气(-0.58 nmol·m^(-2)·s^(-1)),而且呈"V"型日际变化特征;在2014年11月—2015年1月,土壤吸收CH4能力逐渐下降,并维持相对较低的水平,直至2015年3月达到最大值(^(-2).34 nmol·m^(-2)·s^(-1));(2)土壤CH4通量与大气温度、5 cm深处土壤温度呈显著负相关,与相对湿度呈正相关;在2015年1月,土壤CH4通量与总辐射呈正相关;(3)在生长末期土壤上冻阶段和冬季土壤冻结阶段,大气温度和相对湿度为影响土壤CH4通量的主要因子;而在生长季初期,主要的影响因子为大气温度和5 cm深处土壤温度。[结论]非生长季刺槐林土壤表现为大气CH4的汇,在非生长季初期土壤吸收CH4的能力最弱,主要受大气温度和相对湿度的影响,而在非生长季末期土壤吸收CH4的能力逐渐增加,主要受大气温度和土壤温度的影响。

白榆/刺槐不同林型生长季土壤呼吸速率的变化特征

【目的】分析白榆纯林(BB)、刺槐纯林(CC)及二者不同比例混交林土壤呼吸速率的日变化及月变化特征,探究影响研究区土壤呼吸的主导因子。【方法】利用LI-8100土壤碳通量全自动观测系统,测定陕西杨凌试验田栽植的白榆纯林(BB)、刺槐纯林(CC)及二者不同比例(1∶1(1B1C),1∶2(1B2C)和2∶1(2B1C))混交林5种林型生长季的土壤呼吸速率,并利用观测仪附带的土壤温度探针测定地表及地下5,10和15cm深处的土壤温度,用土壤湿度传感器测定地下10cm深处的土壤含水量。【结果】白榆/刺槐不同林型土壤呼吸速率在6,7,9月的日变化均呈单峰曲线,峰值出现在午后12:00-15:00,之后逐渐降低,其中混交林1B2C7,9月土壤呼吸速率峰值高于其他林型,分别为4.193和4.283μmol/(m2.s);白榆/刺槐不同林型土壤呼吸速率均表现出明显的月变化规律,7-9月土壤呼吸速率均较高,在5-9月,5种林型中白榆纯林的土壤呼吸速率一直很低,而混交林1B2C始终较高。土壤温度与土壤呼吸速率的变化基本一致,二者表现出强烈的正相关性,其中地下5cm深处土壤温度与土壤呼吸速率的相关性最好。土壤呼吸与土壤含水量之间的关系表现离散,二者相关性不显著。【结论】在不同林型中,白榆纯林的土壤呼吸速率较低,混交林1B2C一直较高;影响该区白榆、刺槐纯林及不同比例混交林土壤呼吸速率的主要因子是地下5cm深处的土壤温度,而土壤含水量对土壤呼吸速率影响不明显。

生长季刺槐树干液流昼夜变化特征及其对气象因子的响应

【目的】研究刺槐Robinia pseudoacacia生长季树干液流昼夜变化规律,探究气象因子对刺槐蒸腾的影响,为估算林木耗水和林分水资源管理提供理论依据。【方法】在山西省吉县蔡家川流域刺槐样地选择8株样树,于2021年5—9月采用热扩散探针(TDP)对样树树干液流进行连续观测,并同步监测太阳辐射、气温、土壤温度、风速、相对湿度等气象因子,并采用随机森林与逐步线性回归法分析气象因子对树干液流的影响。【结果】(1)生长季各月昼间树干液流速率从小到大依次为9月、5月、6月、8月、7月,昼间树干液流速率对整日树干液流速率的贡献率为88%~93%;夜间树干液流速率从小到大依为9月、5月、8月、7月、6月,夜间树干液流速率对整日液流速率的贡献率为7%~12%。(2)影响昼间树干液流速率的主导气象因子在各月基本一致,主要为太阳辐射和气温;影响夜间液流速率的主导气象因子在各月存在差异,5、6月主要为土壤温度、水汽压亏缺,7月主要为气温,8月主要为水汽压亏缺、相对湿度,9月主要为风速与水汽压亏缺。(3)采用随机森林回归法构建的各月昼夜树干液流速率模型拟合度优于逐步回归法。【结论】昼夜树干液流速率在各月存在明显差异,夜间树干液流对刺槐耗水的影响不可忽视,气象因子对昼夜树干液流速率的影响程度不同,在根据气象因子模拟树木蒸腾耗水时应该区分昼间和夜间。图3表6参24。

四倍体刺槐不同生长时期和部位的叶片的饲料营养价值分析

对廊坊地区饲料型四倍体刺槐不同生长时期及不同部位叶片的粗蛋白质、Ca、P等常规营养成分和不同生长时期叶片的氨基酸组分的分析结果表明:饲料型四倍体刺槐叶片不同生长时期的营养成分中,粗蛋白含量在生长时期极显著高于叶片变色期,中性洗涤纤维在7月15日显著低于10月5日;7月15日不同部位叶片的营养成分中,上部叶片的粗蛋白、粗脂肪及P含量均高于下部叶片,而粗纤维、粗灰分及Ca含量则是下部叶片高于上部叶片;不同生长时期叶片均含18种氨基酸,其含量随时间的推移呈下降趋势,且在生长时期较苜蓿草粉高或与之相当。

干旱胁迫对速生刺槐‘民刺1号’光合及生理特征的影响

为了研究速生刺槐‘民刺1号’的抗干旱能力,对比6个刺槐品系(‘民刺1号’、‘豫刺1号’、M3、M24、R5、M30)在持续干旱胁迫下的生理响应。采用模糊隶属函数法,根据8个生理指标(Pn、Tr、Gs、Ci、MDA、脯氨酸、SOD、POD)的统计结果,对刺槐品种的抗干旱能力进行综合评价。结果表明:持续干旱胁迫下,‘民刺1号’和‘豫刺1号’叶片Pn保持在相对较高的水平,叶片Pn、Tr的降低及产生气孔限制和非气孔限制的时间均迟于其他品种,两者土壤含水量临界值分别仅为3.75%和4.04%,低于其他刺槐品种20.32%以上;‘民刺1号’和‘豫刺1号’叶片MDA、游离脯氨酸含量相对较低,达到峰值时间迟于其他品种;‘民刺1号’、M3和‘豫刺1号’叶片SOD、POD活性始终高于其他刺槐品种,出现峰值时间相对滞后。综合评价抗干旱能力为:‘民刺1号’>‘豫刺1号’>M3>M30>R5>M24,与植株叶片外部形态变化进程(反卷、脱落、落叶)基本吻合。‘民刺1号’的抗旱能力优于‘豫刺1号’,其次为M3,M24抗旱能力最弱。

黄土丘陵区不同生长年限刺槐林土壤无机磷的变化规律

利用时空互代法,在野外调查和室内分析的基础上,探讨了生长2、16、24、27、30和43 a(恢复年限)刺槐林土壤无机磷的变化规律。结果表明:随年限延长,刺槐林地土壤全磷和无机磷含量呈减少之趋势,除Ca10-P表现为明显的下降趋势外,其他无机磷组分均随恢复年限的延长呈总体增加趋势;不同恢复年限内,刺槐林地土壤无机磷组分含量和比例有如下顺序:Ca10-P>Ca8-P>Fe-P>Al-P>Ca2-P。

华北南部低丘山地刺槐林地非主要生长季土壤微生物的呼吸特征

采用树木环割法,于2009-11—2010-03,利用Li-8100土壤呼吸自动观测系统,观测研究了位于河南省济源市的华北山区南部低丘山地40a生刺槐林土壤微生物呼吸速率(Rh)的时间变化特征及其与土壤温度和湿度的关系。结果表明:(1)在非主要生长季,Rh日变化不明显,但呈现出明显的日际变化特征;Rh平均值为0.426μmol.m-2.s-1。(2)林地5cm深处土壤温度与Rh之间存在显著的指数相关关系(P<0.01),且Rh随5cm深处土壤温度的升高而增大,表示二者关系的参数Q10值是1.86,说明非主要生长季Rh对温度的变化十分敏感;Rh与土壤含水量呈显著的线性相关关系(P<0.01),且Rh与5cm深处的土壤温度和土壤体积含水量均有很好的复相关关系(P<0.01)。比较偏相关系数表明,影响Rh的主要土壤物理因子是土壤水分。

育苗方式对刺槐幼苗生长的影响

以刺槐为试验材料,分别设计不覆地膜、覆盖透明地膜、覆盖黑色地膜3个处理,研究了不同育苗方式对刺槐幼苗生长的影响。结果表明:覆盖地膜可有效缩短刺槐出苗期,提升刺槐出苗率,特别是覆盖透明地膜,比不覆膜出苗时间缩短了2.67 d,出苗率提高了29.30%;覆盖地膜有利于促进刺槐幼苗生长,提高刺槐幼苗苗高、地径、胸径、一级苗比例一级根粗,覆盖透明地膜还可有效提升刺槐幼苗根长及单根质量。可以认为,在刺槐育苗过程中,建议使用塑料膜进行地面覆盖,以提高幼苗成活率,促进幼苗生长。

引进窄冠速生刺槐营造速生丰产林研究

采取截杆栽植技术和不同栽植密度开展窄冠刺槐速生丰产林营造试验,结果表明:引进的新品系刺槐苗木能够适应宁夏地区立地条件和自然生长环境;应用截杆栽植技术能有效提高刺槐苗木造林成活率;并通过采取科学合理密植,能够取得较好的经济效益和生态防护效益。

速生刺槐‘民刺1号’选育

选育速生、抗旱广适的刺槐品种是黄淮流域的黄土高原、黄河故道实现生态可持续发展的重要所需。‘民刺1号’为自然选择品种,优树选自民权林场,经多点多年对23个优良无性系进行选育研究,结果表明,‘民刺1号’无性系在民权、西华、洛宁3个试点试验林的胸径、树高和材积均极显著(P<0.01),高于对照‘豫刺1号’和其他刺槐品种。对‘民刺1号’、‘豫刺1号’(CK)、M3、M24、M30、R5进行抗干旱能力对比试验,结果表明,‘民刺1号’和‘豫刺1号’叶片Pn始终明显高于其他刺槐品种。持续干旱胁迫下,‘民刺1号’能有效通过降低Pn、Tr,大幅提高WUE来适应逐渐加剧的水分胁迫,耐干旱能力优于抗干旱的‘豫刺1号’。区域化试验结果表明,洛宁试点造林成活率略低,但该试点9年生‘民刺1号’较‘豫刺1号’的材积分别高出民权试点和西华试点9.44%和14.66%,胸径和高度增益也均为最高。

四倍体刺槐组织培养技术研究

四倍体刺槐Robinia pseudoacacia是我国引种驯化历史较久的外来树种,为人工诱交植株,分速生型和饲料型。与普通刺槐相比具有更强的适生能力,对土质要求不严格,耐干旱瘠薄,在海拔2 000 m以下、降水量不低于200 mm、年平均气温不低于3℃的地区均能生长。本实验对速生型四倍体刺槐进行了组织培养及健化技术的研究,在不定芽的诱导中,以MS、1／ 2(N)MS、LS、1／2(N)LS为基本培养基,在各培养基中,以MS+BAP0．2 mg／L+NAA0．05 mg／L的组合生长情况最好,但随着继代次数的增加,其细胞分裂素要逐步降低。在生根培养中,以1／2MS+NAA0．05 mg／L+IBAO．01 mg／L生根最好。在苗木健化中,其成活率达 73．4％。

资中县窄冠速生刺槐引种栽培试验

通过对窄冠速生刺槐引种栽培的试验研究,表明窄冠速生刺槐采用试验林2的造林模式栽培成活率高,生长表现良好,对病虫害表现出较强的抗逆性,可望在资中县荒山荒坡、石漠化地区推广种植。有利于营造速生丰产用材林,提供优良的高大乔木绿化树种,营造生物质能源,打造绿色生态资中,对增加资中县森林覆盖率具有十分重要的意义。