六盘山半湿润区华北落叶松林内降雨的空间异质性及合理取样数

[目的]林内降雨的空间变异对林地土壤水分、林下植被生长有重要影响,准确刻画其空间变异特征,并确定其收集器的合理布设数量,有助于准确理解森林对水文的影响。[方法]于2021年6—10月,在六盘山半湿润区香水河小流域的华北落叶松(Larix gmelinii var.principis-rupprechtii(Mayr)Pilg.)纯林样地,利用样地内布设的40个林内降雨收集器收集每场降雨事件的林内降雨量,分析展叶和落叶期林内降雨的空间变异特征,并量化雨量收集器的合理布设数量。[结果](1)整个生长季,林内总降雨量440.0 mm,占同期林外降雨量的77.5%,林内降雨空间变异系数28.23%;展叶和落叶期,林内总降雨量分别为153.8和290.2 mm,占同期林外降雨量的73.0%和80.2%,林内降雨空间变异系数分别为36.0%和18.5%。总体上,林内降雨空间变异随次降雨量、雨强和降雨历时的增加先快速下降后逐渐趋于稳定。(2)整个生长季及展叶和落叶期林内降雨的块基比分别为0.042、0.012和0.275,变程分别为4.8、4.0和6.5 m。(3)在95%置信区间内,若将误差控制在5%内,至少需在展叶和落叶期分别布设17和14个截面积为235.58 cm2的雨量收集器。[结论]受降雨量和冠层结构差异影响,华北落叶松林内降雨空间变异在展叶和落叶期存在差异,不同时期雨量收集器合理布设数与林内降雨空间变异密切相关,要确保整个生长季林内降雨评估的准确性,应重视不同时期雨量收集合理布设数差异的影响。

塞罕坝国家森林公园华北落叶松单木冠幅预测模型

基于河北省塞罕坝国家森林公园华北落叶松纯林4块标准地458株华北落叶松样木数据,构建了华北落叶松单木冠幅预测模型。通过分析华北落叶松冠幅变化规律以及冠幅与林木竞争因子的关系,从6种常用的线性和非线性冠幅模型的基础模型中选取最优模型,加入其他树木变量和林分变量,构建华北落叶松单木冠幅预测模型,并对所构建的模型进行评价。华北落叶松冠幅与冠长率(CR)成正相关,与高径比(HD)成负相关;包含树木变量和竞争因子的华北落叶松冠幅模型拟合冠幅的Ra2分别为0.4845;包含树木变量(CR)、竞争因子(HD)的华北落叶松模型具有较好的拟合效果及预测精度。研究所构建的冠幅模型对华北落叶松的冠幅预测能力较好,为进一步研究华北落叶松树冠结构提供了基础。

华北落叶松人工林生长规律研究

以河北省塞罕坝华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr.)人工林为研究对象,收集大量临时样和解析木地调查资料,利用不同的生长模型对华北落叶松人工林生长过程进行拟合,以找到最优模型,计算各生长指标。结果表明:Logistic模型模拟华北落叶松人工林胸径、树高、材积生长过程效果最好,抛物线方程拟合林分立木株数随年龄变化过程效果最好;华北落叶松人工林胸径年平均生长量为0.46cm,速生期为10～20年;树高年平均生长量为0.38m,速生期为前20年;材积年平均生长量为0.006 90m3,速生期为10～30年,数量成熟龄为43年,为华北落叶松人工林的经营和管理提供科学依据。

塞罕坝华北落叶松人工林水源涵养功能研究

为了评价塞罕坝地区华北落叶松人工林水源涵养功能高低,对塞罕坝地区30 a生不同密度的华北落叶松人工林的枯落物持水量、土壤水分物理特性进行研究。并依据土壤总毛管蓄水量和枯落物有效拦蓄量的大小评价不同密度林分水源涵养功能,将土壤总毛管蓄水量和枯落物有效拦蓄量归一统计,定义为水源涵养指数,作为林分的水源涵养功能的评判。结果表明：（1）对于研究的9个密度下的华北落叶松林,枯落物最大持水量是自身重量的3~4倍,最大持水率为249.98%～302.48%,人工林密度越大,持水量能力越大。（2）土壤总孔隙度为41.7%～62.9%。土壤的最大蓄水量为3 046.14～3 403.49 t/hm2,密度越大,土壤蓄水能力越强,当密度大于1 350株/hm2时,增大趋势趋于平缓。（3）枯落物和土壤的综合水源涵养指数随密度的增大而增大,最大值为最小值的1.29倍,当密度大于1 350株/hm2时,趋于稳定,且在1 350～1 800株/hm2之间,发挥的水源涵养功能较强。

落叶松RNA提取方法对比研究

以华北落叶松 (Larixprincipis -rupprechtiiMayr)为试材 ,采用 2种RNA提取方法 ,同时做了初提总RNA纯化对比试验 ,通过琼脂糖凝胶电泳和紫外光检测得到RNA的完整性和提取纯度 ,并计算RNA收率。试验结果表明 ,采用Concert试剂法提取和DNA酶提纯法纯化能够高效地从华北落叶松组织中分离获得纯度高。

华北落叶松生物制浆造纸性能的初步研究

为深入了解华北落叶松的纸浆物理性能,以华北落叶松为原料,对其生物浆的制浆和造纸性能进行了初步研究,并与芦苇生物浆的性能进行了比较。结果表明:落叶松生物浆的纤维长度和粗度较大;落叶松生物浆很容易打浆,可明显降低打浆能耗;落叶松生物浆具有较高的物理强度,适合生产瓦楞纸、纸板和一般文化用纸,但落叶松生物浆较难漂白。

不同林龄华北落叶松人工林根系特征和氮磷养分研究

采用野外调查取样和实验室分析相结合的方法,以陕西太白和甘肃小陇山5年（5a）,10年（10a）,20年（20a）生华北落叶松为试验材料,分析林下土壤全氮、全磷含量,林木根、茎、叶的生物量和全氮、全磷含量,根系形态特征,以及它们之间的相关性.结果显示：（1）不同林龄华北落叶松土壤全氮含量随土层深度的增加而降低,而土壤全磷含量并未表现出均一规律,0～60 cm土层中的全氮、全磷含量之间呈显著正相关关系.（2）叶中的氮磷含量最高,且叶和细根中的氮磷含量显著高于粗根和茎中的含量,各器官内氮磷含量存在显著正相关关系.（3）各器官生物量和氮磷积累量随着林龄的增加而显著增加,茎的生物量最大,叶中氮磷积累量最高.（4）表层土壤（0～20cm）氮含量和细根氮、磷含量均与细根比根长存在显著正相关关系.（5）粗根总长、侧根平均长、最大径向距离和最大根深随林龄的增加而增加;粗根氮、磷含量分别与粗根总长、粗根最大径向距离呈显著负相关关系.研究表明：土壤氮含量的适当提高,可以增加细根比根长,当粗根氮磷含量下降时,华北落叶松通过拓展根系吸收氮磷养分的范围来满足自身生长的需要.

鞘蛾危害后诱导华北落叶松体内化学物质变化的研究

本文于 1 997～ 1 998年在山西省关帝山和五台山林区 ,通过定点定期采样结合实验室化学测试 ,研究了华北落叶松鞘蛾 ,ColeophorasinensisYang (鳞翅目 ,鞘蛾科 ) ,取食危害后 ,诱导华北落叶松LarixPrincip pis rupprechtiiMayr.树体内化学物质的变化及其与抗虫性相关的生理生化反应。结果表明 ,华北落叶松鞘蛾危害后 ,能使树体产生一系列生理生化反应 ,表现出强烈的抗虫性。首先是树体内产生有毒次生代谢物如单宁和游离酚的变化。在鞘蛾幼虫暴食的 5月份 ,单宁在针叶内从低含量迅速增加 ,形成第 1个峰值。在中等受害区 ,这种增加幅度到鞘蛾取食后的 6月份可以超过对照区。严重受害区单宁在前、中期略低于前 2区 ,但持续增长时间更长。单宁在韧皮部内的含量在初期由高向低下降 ,说明它有可能是从枝条转向叶部 ,以补充抗性之急需。游离酚在鞘蛾危害后期才开始增加 ,中等受害区其含量最高 ,严重受害区和对照区之间差异不显著。其次 ,树体内保护酶系如过氧化物酶在受害区高于对照区 ,受害愈重 ,含量越高。第 3类是树体营养物质如还原糖和Vc的含量在受害区显著低于对照区 ,造成害虫的营养成份改变和质量下降。这 3方面因素参与了华北落叶松的化学防御体系。

华北落叶松采穗圃经营管理技术

为开拓华北落叶松扦插优质插条来源 ,建立采穗圃 .结果表明 :华北落叶松直干台形冠采穗树 ,插条产量高 ,生根效果好 ;早春及时修剪 ,有利于插条生根 ;连年修剪可显著提高优等插条率 ;采穗树整形、修剪宜用总状二歧式回缩修剪法 ;利用扦插易生根的家系材料营建采穗圃 ,可显著提高扦插生根效果 ;当年枝条伸长生长高峰过后立即采条扦插 ,生根效果最好 ;采穗树更新年限为 6～ 7龄 .依据连年修剪、扦插试验结果 ,提出了合格插条产量 >315万支 hm2 、扦插生根率达 80 %左右的采穗树密度调控。

五台山华北落叶松水源涵养林密度结构与生长动态

为探索华北落叶松水源涵养林的立地适应性和密度合理性,在山西省五台山水源涵养林区,利用标准木树干解析法,对10年生华北落叶松2种密度(2600和3500株.hm-2)的人工林生长过程和直径分布进行研究。结果表明:1)2种林分树高生长量基本相同,几乎不受密度变化的影响;林木直径和立木材积生长过程差别较大;低密度林分的生长状况和密度结构优于高密度林分。2)2种林分直径分布的偏度系数(Sk)差别较大;低密度林分Sk=0.01,接近正态分布,密度结构基本合理;高密度林分Sk=0.45,偏离正态分布,林木密度偏大。2种林分直径分布的峰度系数(K)相差不大(分别为-0.64和-0.74),密度因素对林木分化的作用较小。3)低密度林分的林木胸径、单株材积和干材蓄积生长量逐年增加,没有受到密度的影响;高密度林分的林木胸径、单株材积和干材蓄积生长量从6年生开始明显下降。4)华北落叶松人工林的林龄为10年生时,合理密度约2600株.hm-2;若不考虑10年生之前的间伐利用,可以作为人工造林合理的初植密度。

北京市华北落叶松优树群体遗传多样性分析

利用SSR分子标记对北京市华北落叶松人工林5个群体的220棵优树进行遗传多样性和群体结构分析。20对SSR引物共检测到81个等位基因,每个位点等位基因数2~8个不等,平均4.05个。群体观测和期望杂合度平均值分别为0.429和0.440,Shannon信息指数和多态性信息含量分别为0.756和0.380。5个群体中,百花山和云蒙山遗传多样性水平最高,雾灵山遗传多样性水平最低。AMOVA分析结果显示,2.65%的遗传变异来自于群体间,剩余97.35%的遗传变异来自于群体内。遗传分化系数仅为0.023,表明北京市华北落叶松优树群体遗传分化程度很低。基于Nei＇s遗传距离可以将5个群体划分为3个类群,四海镇和雾灵山归为第Ⅰ类,松山归为第Ⅱ类,百花山和云蒙山归为第Ⅲ类。STRUCTURE群体结构分析结果与上述聚类分析结果大体一致。以上研究为华北落叶松人工林遗传多样性评价和优良种质资源收集、保护和利用提供理论依据。

华北落叶松人工林林分密度对土壤持水能力的影响

为了评价冀北山地华北落叶松人工林土壤水源涵养功能高低,以木兰林管局华北落叶松人工林为研究对象采用四分法对不同林龄不同密度的华北落叶松土壤持水能力进行研究。结果表明:20、30、40、50 a华北落叶松人工林,对应的林分最佳密度分别为2 500株/hm2、1 800株/hm2、1 000株/hm2、800株/hm2时,土壤最大持水量和有效持水量均达到最大。随着林分密度增加,土壤层最大持水量和有效持水量呈先增加后减小的趋势。并根据土壤持水能力随林分密度的变化规律和林木生长规律的相关关系,编制华北落叶松人工林土壤持水能力的密度控制图,为冀北山地华北落叶松水源涵养林的密度管理提供数据参考和理论依据。

高温和CO_2浓度倍增对华北落叶松幼苗抗氧化酶及脂质过氧化的影响

在35℃高温和CO2浓度700μmol/mol的人工模拟复合处理下,研究了华北落叶松幼苗抗氧化酶活性及膜脂过氧化的变化。结果表明,高温胁迫下华北落叶松幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈下降趋势,而在CO2倍增和其与温度复合胁迫下上述酶活性增强;丙二醛(MDA)含量在高温胁迫下提高,在CO2倍增及与温度复合胁迫下降低。表明CO2倍增可以通过提高体内抗氧化酶活性,有效地提高华北落叶松幼苗对高温胁迫的防御能力。

大青山落叶松人工林直径分布规律的研究

本文运用正态分布、weibull分布和β分布3种概率密度函数,研究了内蒙古大青山32块落叶松人工林标准地的直径分布规律。结果表明,内蒙古大青山落叶松人工林的直径分布用β分布拟合效果较好,在此基础上建立了β分布参数的预估方程,预测林分理论直径分布,为华北落叶松人工林的科学经营提供理论依据.

华北落叶松雌雄配子体的形成及胚胎发育

华北落叶松的雄球花７月中旬开始分化，小孢子发生在次年的３月下旬至４月上旬，４月底散粉，成熟花粉为五个细胞。雌球花７月初分化，翌年４月上、中旬形成大孢子母细胞，经减数分裂后，形成大孢子。雌配子体经历游离核、细胞化、颈卵器及卵细胞形成几个阶段后，６月上、中旬受精，从传粉到受精约需４０ｄ．胚胎发育包括原胚、胚胎选择及发育和胚胎成熟３个阶段，历时两个半月。

河北省华北落叶松天然群体遗传多样性分析

以来自河北8个群体共312个华北落叶松天然个体为材料,利用10对SSR引物对群体进行扩增,所得数据用于其遗传多样性和遗传结构的研究。结果表明：10对SSR位点共检测到42个位点,平均每个位点有4.2个等位基因,位点的等位基因数（Na）为2～6个。群体平均等位基因数为3.36,Shannon指数（I）平均为0.749,观察杂合度Ho为0.405、期望杂合度He为0.423,来自河北北部的围场台子水和吉字以及兴隆雾灵山的多样性水平最高,南部的阜平群体多样性水平最低。AMOVA分子差异分析显示3%的遗传变异存在于群体间,97%的遗传变异则存在于群体内,基因分化系数Gst仅为0.028,表明华北落叶松在河北的群体分化很低。聚类结果表明河北围场两个群体为一类,蔚县、隆化和涿鹿为一类,阜平和赤城为一类,兴隆雾灵山群体距离其他较远。多样性北部群体较高,南部较低,表明华北落叶松可能的衍化方向是从北向南,印证了北部可能是起源中心的结论。

山西华北落叶松天然林的地理分布和种群变异规律的研究

对山西省内华北落叶松天然林调查,得到了41个调查点的生长量、球果、针叶和种子等性状的材料,并对这些数据进行了单相关分析和多元回归分析。结果表明:9个性状林分间的差异达到极显著水平,有的性状与经纬度、气候因子呈显著的相关。总的趋势是:随着气候干旱、寒冷、每簇针叶数目越来越多,呈单向渐变群的变异模式,且果鳞数目逐渐增多;年生长量也呈现由东北向西南逐渐增加之趋势,尤其是胸径生长量与海拔呈显著的正相关。多元回归分析表明:纬度、年均温,1月均温是影响生长量的主要因子:而影响每簇针叶数目变化的主要是7月均温和纬度。同时还筛选出影响变异的主导生态因子。

华北落叶松种子园控制授粉子代遗传多样性分析

以华北落叶松控制授粉群体的全部子代为材料,母本相同的个体视为同一家系,利用18对SSR分子标记对7个家系257个个体进行扩增,分析其遗传多样性及其遗传分化水平。结果表明：（1）18个SSR位点共检测到72个等位基因,平均等位基因数4个,有效等位基因数（Ne）为1.247~3.411。（2）7个家系的平均有效等位基因数为2.135个,观测杂合度（Ho）为0.518,期望杂合度（He）为0.502,Shannon信息指数0.846,其中55号家系遗传多样性水平最高,56号的遗传多样性水平最低。（3）遗传分化系数（GST）为0.113,各家系群体处于中等遗传分化水平,AMOVA分析结果显示82%的遗传变异存在于家系内,18%的遗传变异存在于家系间。（4）聚类分析结果表明,55号与59号家系的遗传距离最近,具有较近的亲缘关系,49号家系与其他家系的遗传距离最远。（5）结合遗传多样性及遗传分化水平结果,估算获得选择核心家系数及核心个体数,选择5个家系均可获得96%以上的遗传多样性,对于个体数较少的家系,选择15~20个个体;对于个体数较多的家系,选择35个个体,即可获得96%以上的遗传多样性。该研究结果对华北落叶松种子园育种群体的选择及其遗传多样性的保护具有重要意义。

燕山山地华北落叶松人工林乔木生物量空间分布格局

以燕山山地华北落叶松人工林为研究对象,应用典型样地调查法和相对生长法对乔木生物量展开研究,以揭示华北落叶松乔木层生物量分配格局。结果显示：各器官中生物量大小顺序为树干〉枝条〉根系〉叶片〉树皮,12年生和34年生树干生物量所占比例分别为35.16%-37.95%和51.12%-53.40%;立地条件越好,林龄越大,生物量越大,林分越稳定,变异系数较小;本研究还得出,树冠上部叶片生物量较小,但由于BNR较小,BNI和FC较大,与树冠下部相比其光合效率大大提高。

青海云杉、华北落叶松边材液流变化规律及其与气象因子的关系

运用Granier热扩散式探针（TDP）法对青海大通黄土高寒区主要针叶树种青海云杉Picea crassifolia和华北落叶松Larixprincipis-rupprechtii夏季边材液流变化规律进行连续观测,利用自动气象站对周围气象因子太阳辐射（Rs）、空气温度（Ta）、空气相对湿度（RH）和风速（Ws）进行同步观测,并对气象因子与青海云杉、华北落叶松边材液流通量（Fs）的相关性进行分析.结果表明：（1）边材面积（As）与胸径（DBH）存在较高的相关性,两者可以用幂函数很好地拟合.（2）青海云杉、华北落叶松边材液流速率（Vs）变化规律主体表现一致,晴天变化幅度最大,阴雨天变化幅度最小.（3）华北落叶松边材液流通量（Fs）仅为0.75 kg.h^-1,而青海云杉高达1.84kg.h^-1,为华北落叶松的2.4倍;青海云杉日耗水量（W）在9.56－37.14 kg.d^-1之间,而华北落叶松日耗水量W在5.61－14.25kg.d^-1之间.（4）青海云杉、华北落叶松Fs与气象因子关系密切,但气象因子的作用过程表现复杂.复相关分析表明：青海云杉、华北落叶松Fs与Rs、Ta、Ws之间呈极显著正相关,与相对湿度RH呈极显著负相关.按相关程度排序为：Rs〉Ta〉RH〉Ws.