4种广西主要造林树种人工林地土壤微生物比较分析

[目的]研究广西主要造林树种与人工林地土壤微生物的相关性。[方法]以杉木、相思、巨尾桉、灰木莲4个南方速生造林树种人工林为研究对象,对比分析林地土壤微生物的种类及分布状况。[结果]土壤微生物总数量以及共生固氮菌数量以灰木莲人工林地最多,总微生物数量达到277 859.5×10^(7)个/g,生物活性最丰富;不同季节间,细菌数量在不同树种人工林中均为最多,平均占比达到0.97%;不同季节间微生物及固氮菌数量差异不显著,但在不同树种人工林中差异极显著。[结论]从土壤微生物角度来看,4个南方速生树种中,灰木莲具有较大的生长优势。

八角林分水源涵养功能的研究

选择邻近分布、母岩一致、立地条件及林龄相近且均为成熟林(40a)的八角、灰木莲和马尾松林分标准地,对3种不同人工林的林冠层、林下植被层、枯枝落叶层和林地土壤贮水性能进行比较分析。结果表明,林分地上部分持水量大小顺序为灰木莲、八角林、马尾松林;八角林地土壤(0～100cm)持水量与灰木莲林基本一致,均明显高于马尾松林;林地表层土壤(0～20cm)的初渗值和稳渗值均为八角林最高,马尾松林最低。若以林分的总持水量即地上部分与林地土壤的持水能力总量为指标,则灰木莲林分的总持水量最大(765.04t/hm2),其次为八角林分(713.35t/hm2),最小为马尾松林分(573.30t/hm2)。因此,八角林兼有经济林和生态林的功能,除了经济效益外,对改善土壤结构、提高水源涵养功能等都有良好的生态作用。

遮荫处理对灰木莲幼苗叶片光合氮利用效率的影响

以适生在我国南亚热带地区的珍贵树种灰木莲(Manglietia glauca)为研究对象,对其幼苗叶片的光合氮利用效率(PNUE)及影响因素在不同遮荫条件下的适应情况进行了研究,以期为这种珍贵树种的栽培育苗,以及人工纯林的改造提供科学理论依据。结果表明:60%遮荫条件下生长的灰木莲幼苗叶片光饱和净光合速率最高(Amax,6.03μmol m^(-2)s^(-1)),主要是由于60%遮荫条件下的灰木莲幼苗叶片具有最高的最大羧化速率(V_(cmax),32.93μmol m^(-2)s^(-1))及较高的最大电子传递速率(J_(max),61.83μmol m^(-2)s^(-1))。不同遮荫处理下的灰木莲幼苗叶片PNUE并没有显著差异,这是因为其在不同遮荫条件下的单位面积叶片氮含量(N_(area))及A_(max)会同步变化,核心是其分配到1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)及生物力能学组分的氮比例(PR及PB)在不同遮荫处理下并没有显著差异。灰木莲幼苗叶片光合系统中捕光组分氮分配比例(PL)会随着遮荫程度的增加而显著增大,三个处理下的PL大小顺序为:90%遮荫(0.296 g/g)>60%遮荫(0.216 g/g)>全光(0.132 g/g),但这部分氮比例的提高并不会提高叶片的PNUE。灰木莲幼苗叶片捕光组分氮并不与细胞壁氮、Rubisco氮或者生物力能学组分氮形成协同变化,其随着遮荫程度的增加而增大的氮比例来源于其他氮库,这种变化是多因子综合作用的结果。因此在培育灰木莲幼苗时要进行适度遮荫,进行纯林改造时开出的林窗也不宜过大,要选择较为荫蔽的林下环境进行栽植;在遮荫的同时也要适度增施氮肥,以补充因捕光组分氮比例提高而造成的叶片氮消耗。

氮、磷、钾对灰木莲幼苗生长和光合作用的影响

采用L18(37)正交设计,开展灰木莲幼苗N、P、K配方施肥研究,依据幼苗生长表现和光合作用筛选其适宜N、P、K施肥配方。结果表明,处理8(N 0.668g·株^(-1)、P_2O_51g·株^(-1)和K_2O0.668g·株^(-1))和18(N 0.668g·株^(-1)、P_2O_52g·株^(-1)和K_2O 0.334g·株^(-1))的生长和光合表现最优,其苗高、地径、总生物量、叶片数、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率分别比对照高314%、88%、598%、282%、83%、56%和37%,而根冠比和胞间CO_2浓度则比对照低70%和14%。N和P显著影响灰木莲幼苗的生长和光合作用,而K对灰木莲幼苗的叶片数和光合作用具有显著影响。影响灰木莲苗高和根冠比的因素次序为N>P>K,影响其他生长指标和光合参数的因素次序为P>N>K。

灰木莲的开花特性及繁育系统的研究

通过野外观察和实验室检测,研究了广西南宁市的灰木莲的花部结构、开花物候、花粉活力、访花者行为,用杂交指数（OCI）、花粉/胚珠比（P/O）及去瓣、去雄、套袋、人工授粉等方法测定了其繁育系统。结果表明,灰木莲群体在3月下旬-5月下旬开花,个体开花持续时间约28天,相对开花强度主要分布范围是30%~60%,开花的同步性指数达0.735,属于集中开花模式;灰木莲两性花为雌雄蕊异熟类型,同花雌蕊先成熟,失去授粉机能后雄蕊花药才裂开散粉;灰木莲花粉粒的生活力超过60%;花粉/胚珠比为953.2,杂交指数为4,表明灰木莲繁育系统属于异交为主,部分自交,需要传粉昆虫才能完成其繁殖;自然状态下灰木莲无结实,人工授粉后结实率为20%~30%;在灰木莲中未发现有访花昆虫,只有花蓟马在花中活动,而且未能形成有效的传粉。传粉者的缺乏可能是导致灰木莲在南宁市不能自然结实的主要原因。

灰木莲叶面积回归方程的建立

以两年生灰木莲叶片为材料,对其叶长、叶宽、叶长×叶宽与叶面积进行回归方程的建立、检验及比较。结果表明:采用5个回归方程拟合,叶长、叶宽、叶长×叶宽与叶面积之间均存在一定的相关性,且各回归方程差异达极显著水平,但以叶长×叶宽与叶面积的回归方程拟合得最好;经验证,以叶长×叶宽与叶面积的线性回归方程和叶长×叶宽与叶面积的幂函数回归方程2个方程理论值与实测值的误差率较小,在±1%之内,能比较准确地测量灰木莲的叶面积。

灰木莲人工林碳贮量及其分配特征

对广西南宁市高峰林场46年生灰木莲人工林生态系统碳素贮量及其分配格局进行系统研究.结果表明,灰木莲各组分碳素含量变化范围为476.8～ 532.5 g/kg,各器官碳素含量为树干＞树根＞树枝＞树皮＞树叶,土壤层（0～80 cm）碳素含量为10.36 g/kg,不同土层碳素含量随土壤深度增加而降低.灰木莲人工林生态系统总碳贮量为236.70 t/hm2,其中乔木层碳贮量（118.03 t/hm2）最大,占生态系统总碳贮量的49.86％；灌木层碳贮量为2.00 t/hm2,占0.84％；草本层碳贮量为1.18 t/hm2,占0.50％；现存凋落物碳贮量为3.48 t/hm2,占1.47％；土壤层有机碳贮量为111.71 t/hm2,占47.19％.灰木莲人工林生态系统乔木层碳素年净固定量为3.72 t/.（hm2 ·a）,各组分碳素年净固定量大小依次为：树干＞树叶＞树根＞树枝＞树皮.

八角林生长对土壤水分-物理特性的影响

研究了八角林地土壤水分-物理特性,并与相似立地条件、相近林龄且均为成熟林的马尾松林和灰木莲林进行比较.结果表明,与马尾松林相比,八角林、灰木莲林的表层土壤(0～20cm)和下层土壤(20～40 cm)的水稳性团聚体、非毛管孔隙度、毛度孔隙度、自然含水量、最大持水量、田间持水量和渗透性能均呈增大趋势,土壤结构破坏率和容重则呈减小趋势.八角林具有改良土壤结构和水分性能,有利于林地地力的维持和林业的持续发展.

不同年龄灰木莲人工林对林内小气候的影响

人工林小气候效应是森林生态系统研究的重要内容之一.在广西南宁市北郊的高峰林业示范基地内,选择代表性的3种不同年龄灰木莲人工林设置样地,分别对主要气象要素进行对比观测.结果表明:(1)3,8和46年生灰木莲林内太阳辐射能日平均值依次为12.53,6.09和2.44w/m2,随着林分年龄的增大,林内的太阳辐射能显著减少.(2)3,8和46年生灰木莲林内空气温度依次为24.1℃、23.9℃和23.4℃,随着林分年龄的增大,林内空气温度逐渐降低.(3)3,8和46年生灰木莲林内地面温度依次为23.6℃、21.8℃和21.3℃,随着林分年龄的增大,林内地面温度逐渐降低.(4)3,8和46年生灰木莲林内空气相对湿度依次为80%,86%和85%(RE值),随着林分年龄的增大,林内的增湿作用明显.研究结果表明,当灰木莲人工林恢复到8年生时,其林内的空气相对湿度与相同类型的成熟林相当,但削减林内太阳辐射能以及降低林内空气温度和地面温度的效果尚未达到成熟林的水平.

人工林灰木莲木材物理力学性质研究

研究了灰木莲木材的密度、干缩性、弯曲强度、冲击韧性、硬度等主要物理力学性质。结果表明:基本密度、气干密度(含水率为12%)和全干密度分别为0.408、0.463和0.435 g/cm3,气干密度属于国产木材的轻等级水平。全干差异干缩和气干差异干缩分别为1.714和1.900,弦向和径向干缩湿胀差异较大。抗弯强度81.2 MPa,顺纹抗压强度43.7 MPa,冲击韧性17 kJ/m2,端面、弦面和径面硬度分别为4 200.1、2 984.8和2 589.7 N。灰木莲木材的综合强度为124.9 MPa,属低等材。

灰木莲花粉的萌发率和生活力

以灰木莲(Manglietia glauca)的新鲜花粉为材料,研究不同浓度蔗糖、硼酸和氯化钙组合的培养基对灰木莲花粉离体萌发的影响,并用TTC染色法、I-IK染色法和无机酸法对灰木莲的花粉生活力进行了测定。结果表明:在p H值6.0时,以150 g/L蔗糖+50 mg/L硼酸+100 mg/L氯化钙+7 g/L琼脂的培养基配方最适合灰木莲花粉的培养,离体萌发率达到62.2%,花粉管生长良好;无机酸法不适宜灰木莲花粉生活力的检测;TTC染色法和I-IK染色法的测定结果与离体萌发法的结果较接近,分别为60.6%和64.1%,但I-IK染色法在观察判断上较为困难。因此,TTC染色法是快速检测灰木莲花粉生活力的最佳方法。

广西优良珍贵树种灰木莲的组织培养

【目的】探索灰木莲组培快繁体系,为灰木莲的进一步开发和利用提供参考依据。【方法】以灰木莲盆栽苗的带芽茎段为外植体,以MS为基本培养基,通过添加不同种类、不同浓度植物生长调节剂,研究不同培养基对腋芽萌发、芽增殖及生根的影响。【结果】1～5号培养基均可以诱导灰木莲腋芽萌发,其中3号培养基MS+6-BA0.5mg/L+NAA0.1mg/L腋芽萌发速度最快,芽的诱导率89.3%;添加KT(Kinetin,激动素)的10～13号培养基增殖系数为2.2～2.7,没有添加KT的6～9号培养基增殖系数为1.8～2.2,11号培养基MS+6-BA0.3mg/L+NAA0.05mg/L+KT1.0mg/L芽的增殖系数可达2.7,为最适宜的增殖培养基;添加生长调节剂浓度在0.5mg/L以上的17～21号培养基能诱导灰木莲组培苗生根,其中NAA浓度为0.5、1.5、2.0mg/L生根率分别为33.3%、45.4%、58.3%,21号培养基1/2MS+NAA2.0mg/L上生根率最高。【结论】初步建立灰木莲组织培养体系,组培苗的芽诱导率和增殖率较高,苗木长势良好。

10年生灰木莲人工林碳库及其分配特征

为了解灰木莲人工林碳素累积能力,通过野外调查和实验室分析,对广西南宁市10年生灰木莲人工林的碳库及其分配格局进行了研究。结果表明,灰木莲不同器官碳素含量在470.0～532.1 g/kg之间,不同器官碳素含量排列次序为干材〉树根〉树枝〉干皮〉树叶。凋落物层碳素含量为493.2 g/kg。土壤（0～80 cm）中碳素含量为8.53 g/kg,随土壤深度的增加而明显下降。灰木莲人工林碳库为138.49 t/hm^2,其中乔木层为49.04 t/hm^2,占35.41%;凋落物层为4.40 t/hm^2,占3.18%;土壤层为85.05 t/hm^2,占61.41%。10年生灰木莲人工林年净生产力为11.62 t/（hm^2·a）,碳素年净固定量为5.81 t/（hm^2·a）,折合成CO2的量为21.29 t/（hm^2·a）。认为,灰木莲可以作为碳汇功能高效的生态公益木材树种。

10年生灰木莲人工林生长规律和生物生产力

以广西南宁市10年生灰木莲人工林为研究对象,研究其生长过程和生物生产力特征。结果表明:110年生灰木莲人工林平均胸径(去皮)、树高、单株材积分别达到13.4 cm、12.9 m、0.0909 m3;灰木莲树高和胸径生长均以前6 a最快,随后随林龄的增长而下降;材积生长在10年生时仍未达到峰值。210年生灰木莲人工林林分生物量为104.73 t·hm-2,其中乔木层、林下植被层和凋落物层生物量依次为93.54、0.24、10.95 t·hm-2,分别占89.31%、0.23%、10.46%。林分乔木层年净生产力为11.80 t·hm-2·a-1,不同器官净生产力大小顺序为树干、树叶、树根、树枝、树皮。

3种木兰科植物聚合果轴的比较解剖

对木兰科Ｍａｇｎｏｌｉａｃｅａｅ中华木莲ＳｉｎｏｍａｎｇｌｉｅｔｉａｇｌａｕｃａＺ．Ｘ．Ｙｕ．ｅｔＱ．Ｙ．Ｚｈｅｎｇ、乳源木莲ＭａｎｇｌｉｅｔｉａｙｕｙｕａｎｅｎｓｉｓＬａｗ和白玉兰ＭａｇｎｏｌｉａｄｅｎｕｄａｔａＤｅｓｒ．３种植物从开花至聚合果成熟期的着生心皮的花、果轴进行横切制片的比较解剖观察，主要特点是：开花期———３种植物的花轴无明显差异。幼果期———３种植物聚合果轴中维管束数目依次为２６～２９，１７～１９和１１～１２束；华木莲的维管束间区射线细胞已基本解体消失，维管束纤维鞘细胞壁次生增厚较明显。聚合果发育增大期———华木莲聚合果轴中维管束间射线细胞完全解体消失，纤维鞘细胞壁厚达１５．２μｍ。聚合果成熟期———乳源木莲和白玉兰果轴中维管束间区部分射线细胞均呈放射状分枝，纤维鞘细胞壁分别厚达７．６μｍ和８．４μｍ。本研究丰富了木兰科的比较解剖学资料，亦为上述３种植物的成熟聚合果轴开裂与否提供了可靠的解剖学证据，并支持华木莲属的建立。

华木莲与木莲属两树种光合生理生态研究

采用美产Li-6400P便携式光合作用测定仪首次比较测定了濒危植物华木莲与乳源木莲、巴东木莲的光合生理生态特征和光合日进程。其中4年生华木莲的净光合速率为(9.75±0.73)μmolm-2s-1,蒸腾速率为(2.59±0.34)mmolm-2s-1,水分利用效率为(3.81±0.37)μmolCO2mmol-1H2O,光饱和点约为900μmolm-2s-1,光补偿点约20μmolm-2s-1,CO2饱和点为1000μmolmol-1,补偿点为43.79μmolmol-1,表观量子产额为0.0498,羧化效率为0.059。与乳源木莲、巴东木莲相比,华木莲净光合速率、蒸腾速率、表观量子产额、羧化效率、光补偿点高;水分利用效率、光饱和点、CO2饱和点和补偿点低。华木莲要求较高的水湿条件,与其濒危机制有关。

灰木莲人工林营养元素分配及其积累特征

对南宁市46年生灰木莲人工林的9种营养元素(N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn和Cu)的含量、积累量、年净积累量及其分配特征进行了研究。结果表明:灰木莲不同组分的营养元素含量大致为树叶>树皮>树根>树枝>干材。大量元素N、K在树根中的含量最高,P、Mg在树叶中的含量最高,而Ca则在树皮中含量最高;微量元素在各组分中的含量则以Mn最高,Fe、Zn次之,Cu最低。灰木莲人工林营养元素积累总量为1 948.78 kg/hm2,其中乔木层的营养元素积累量为1 715.22 kg/hm2,占林分营养元素积累总量的88.02%;草本层为74.33 kg/hm2,占总积累量的3.81%;灌木层为83.19 kg/hm2,占总积累量的4.26%;凋落物层为76.04 kg/hm2,占总积累量的3.90%。灰木莲人工林营养元素年净积累量为37.32 kg/(hm2·a),各组分营养元素年净积累量排列顺序为干材>树根>树皮>树叶>树枝。

灰木莲二次开合开花动态与雌雄异熟特征

为了研究灰木莲Manglietia glauca在中国引种地区的开花及雌雄异熟特征对其生殖的影响,以中国林业科学研究院热带林业实验中心树木园、白云实验场、伏波实验场的灰木莲人工林作为观测对象,调查研究灰木莲在该地区的花期物候、开花动态、花期不同阶段的花粉活力及柱头可授性。结果表明:(1)在引种地区广西凭祥,灰木莲的花期主要集中在3月上旬至5月下旬,个别单株1月下旬就开花,偶尔出现1 a中2次花期,第2次花期从10月中旬持续到12月上旬。(2)在花期不同阶段,由于气温条件不同,灰木莲的开花表现不同模式的二次开合现象,开花各进程发生的时间,以及二次展花间隔时间差异较大。(3)灰木莲在单花内表现为雌雄异熟,雌蕊先熟,雌蕊位于雄蕊上部,在时间和空间上均避免了自花传粉发生。灰木莲在单株水平上为同步集中式开花,同一植株第1轮花的花粉释放时间正好为第2轮花发生初次展花柱头活力最强的时间,2轮花的雌雄性征表达均较强,重叠可达1~6 h,保证它在有限的可授期内授粉成功。(4)灰木莲异株异花、同株异花及自花授粉皆能正常结实,异株异花授粉结实率明显较同株异花和自花授粉高,表明其繁育习性是以异交为主,但存在自交亲和的现象;灰木莲不同花期的授粉结实率以低温的始花期最低,过渡期和盛花期较高,说明低温不利于其受精及胚胎发育。

盐分胁迫对灰木莲苗木生长及生理指标的影响

2010年6～8月在广西大学苗圃地，通过对灰木莲幼苗在盐分胁迫下生长与生理指标的测定试验，结果表明，不同程度的盐分胁迫对灰木莲苗高和地径生长量、叶片膜透性、MDA含量、脯氨酸含量等生理指标的影响达到显著水平。灰木莲的苗高和地径的增长量随着盐分浓度的增加而减少；叶片膜透性、MDA摩尔浓度、SOD含量、脯氨酸含量随着盐分浓度的增加而增加，当NaCl溶液浓度大于等于0．6％时，叶片膜透性、MDA摩尔浓度、SOD含量与对照相比有显著性增加；可溶性糖含量随着浓度的增大呈先增加后减少的趋势；由以上研究得出灰木莲苗木具有一定的耐盐性。

广西高峰林场林业示范基地3种人工林林地土壤理化性质的研究

对地处南亚热带的广西高峰林场林业示范基地不同林龄的尾巨桉林、灰木莲林和厚荚相思林3种人工林林地0～40 cm土层土壤的理化性质进行了研究。结果表明,3种人工林林地的土壤较为疏松,持水性能较强;土壤养分含量除磷元素相对偏低外,其他元素的含量较为丰富。其林地土壤的养分含量及物理性状优良度的排序为:灰木莲林>厚荚相思林>尾巨桉林。方差分析结果表明,3种林分林地土壤除pH值差异显著外,其他指标的差异不显著。