Biomass Productivity of Taiwania flousiana Plantation and Successive Rotation Plantation of Cunninghamia lanceolata in Cutover Forest Land of C.Lanceolata

[Objectives] The aim was to reveal the accumulation characteristics and differences of biomass productivity of Taiwania flousiana plantation and successive rotation plantation of Cunninghamia lanceolata .[Methods] The biomass and productivity of the 23-year-old T. flousiana plantation and successive rotation plantation of C. lanceolata were studied at Nandan Shankou Forestry Farm of Guangxi., China.[Results] There were differences in the biomass distribution of different organs of T. flousiana plantation and successive rotation plantation of C.lanceolata. The biomass for the T. flousiana plantation was distributed in the order of stem 〉 branch 〉 leaves 〉 bark, and the successive rotation plantations of C. lanceolata was stem〉 root 〉 branch 〉 bark 〉 leaves. The biomass of tree layer of 23-years-old T. flousiana plantation and successive rotation plantations were 195.21 and 136.82 t/hm^2, respectively, including 113.32 and 87.91 t/hm^2 of economic biomass （stem）. The annual net productivity of tree layer of the 2 plantations were 8.49 and 5.95 t/（hm^2·a）, respectively, including 5.14 and 3.82 t/（hm^2·a） of stem. Therefore, T. flousiana plantation has higher biomass accumulation ability than that of successive rotation plantations of C.lanceolata, and can be used as an excellent substitute tree species for the regeneration of C.lanceolata cutover plantation.[Conclusions]

5种柏科植物叶绿体基因组密码子偏好性分析

【目的】通过叶绿体基因组密码子偏好性,分析5种柏科植物(秃杉、水杉、杉木、福建柏、日本柳杉)的亲缘关系,筛选出与秃杉亲缘相近者作为异种砧木,为秃杉无性繁殖与规模化生产提供理论参考。【方法】通过NCBI下载并筛选5种柏科植物的蛋白编码序列,使用CUSP、CodonW、SPSS、MAFFT等软件分析密码子偏好性形成模式,并构建聚类树和系统发育树。【结果】5种柏科植物叶绿体密码子的A/T碱基均较多,且第3位以A/T结尾为主;有效密码子数基本高于35,密码子使用偏好性总体较弱;由中性绘图分析、ENC-plot分析、PR2-plot分析可得,密码子偏好性的形成同时受自然选择、碱基突变等多种因素影响,且自然选择是主导因素;通过相对同义密码子分析和最优密码子分析确定AAA、CCA、GCU同时为秃杉、水杉、杉木与福建柏的最优密码子,无以G/C结尾的密码子;秃杉与水杉、杉木、福建柏、日本柳杉共有的最优密码子分别为9、7、11、7个,数量上差异较小;基于相对同义密码子使用度与基于蛋白编码序列构建的进化树结构相似,基于全序列和蛋白编码序列构建的系统进化树均显示秃杉与杉木的亲缘关系最为接近。【结论】叶绿体基因组密码子偏好性可用于异砧嫁接中砧木选择方法的优化,杉木与秃杉的亲缘关系相近,推荐使用杉木作为秃杉嫁接的异种砧木。

不同药剂浸种对秃杉低温贮藏种子萌发的影响

为探索提高低温贮藏种子活力、促进种子萌发的适宜方法,以4℃条件下贮藏365 d的秃杉种子为材料,研究了不同质量浓度的6-BA、GA_(3)、NAA、Ca(NO_(3))2、NH_(4)NO_(3)和KNO_(3)浸种处理对种子发芽与幼苗生长的影响。结果表明:6种药剂对低温贮藏种子发芽和幼苗生长均有不同程度的促进作用,同种药剂不同质量浓度间亦存在差异。与清水浸种空白对照(control check,CK)相比,NAA、KNO_(3)浸种的平均发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均有显著提高。发芽率以12 mg/L NAA最高,达到35.56%,约为CK的2.7倍;发芽势、发芽指数、活力指数均以4 mg/L NAA最高,分别达到14.44%、1.94、2.70,约为CK的13.0、3.5、4.0倍。NAA、KNO_(3)、NH_(4)NO_(3)浸种的平均苗高显著高于CK,以12 mg/L NAA最高,达到1.48 cm,约为CK的1.2倍。NAA、KNO_(3)、Ca(NO_(3))_(2)浸种的平均根长显著高于CK,以12 mg/L NAA最高,达到0.98 cm,约为CK的1.6倍。NAA、KNO_(3)浸种有利于秃杉低温贮藏种子的萌发与幼苗生长,以12 mg/L NAA浸种为最优。该研究结果将为经过低温贮藏的秃杉种子的播种育苗提供参考。

不同年龄阶段秃杉人工林微量元素分布及其生物循环特征

为了研究不同年龄阶段秃杉人工林微量元素的生物循环特征,以广西南丹县秃杉人工林为研究对象,通过样地调查观测和室内样品分析,对不同年龄阶段(9、17、25和37年生)秃杉人工林的5种微量元素(Fe、Mn、Zn、Cu和B)分布及其生物循环特征进行了研究。结果表明:(1)5种微量元素在乔木层中平均质量分数为w(Mn)>w(Fe)>w(Zn)>w(B)>w(Cu);各微量元素在秃杉不同器官的质量分数存在差异且随林龄变化而变化。(2)9、17、25和37年生的秃杉人工林微量元素总贮存量分别为15.828、29.675、35.428和48.379 kg·hm^(-2),其中乔木层微量元素贮存量随林龄的增加而减少,分别占总贮存量的91.32%、88.00%、84.53%和83.59%;灌草层微量元素贮存量分别占总贮存量的2.41%、2.76%、3.94%、3.62%;凋落物层微量元素贮存量分别占总贮存量的6.27%、9.24%、11.52%、12.79%;各微量元素中Mn或Fe的贮存量最高,其次是Zn和B,Cu的贮存量最低。(3)乔木层中微量元素贮存量的分配随林龄的增加发生变化,树干(干材和干皮)和树根的比例随林龄增加而增大,树冠(树叶和树枝)所占比例则表现为相反的变化趋势。(4)林分微量元素年积累量分别为1.606、1.536、1.218和1.041 kg·hm^(-2)·a^(-1),随林龄的增加而减少。不同微量元素中Mn的年净积累量最高,其次是Fe、B和Zn,Cu的年净积累量最低。(5)微量元素年吸收量分别为2.800、3.344、4.527和4.630 kg·hm^(-2)·a^(-1),年归还量分别为1.164、2.651、3.309和3.589 kg·hm^(-2)·a^(-1),微量元素的利用系数分别为0.194、0.128、0.149和0.117 a,循环系数分别为0.416、0.793、0.731和0.775;周转期分别为12.417、9.851、9.203和11.014 a。因此,秃杉人工林生长9年生时微量元素的积累较快,但归还速率慢,周转期较长,会较多消耗林地微量元素的有效养分;9年生后微量元素积累速率逐渐减慢,归还速率加快,有利于促进生态系统微量元素生物循环,维持和提高林地生产力。

桂西北不同林龄秃杉人工林土壤理化性质

2018年3月份,在广西南丹县山口林场9、17、25、37年生秃杉(Taiwania flousiana)人工林中,分别选择邻近分布、立地条件基本一致地段,各设置3块20 m×20 m的样地;在每块标准地内按S形随机设置5个代表性采样点,按照土层深度(h)0<h≤20 cm、20 cm<h≤40 cm分层采集土壤样品,将相同样地同一土层样品混合,晾干并粉碎过筛后,测定土壤化学性质(土壤的pH、有机质质量分数、全氮质量分数、全磷质量分数、全钾质量分数、水解氮质量分数、有效磷质量分数、速效钾质量分数);用100 cm^(3)环刀采集原状土壤,测定土壤物理性质(土壤的含水量、密度、孔隙度、持水量);依据试验测定结果,采用单因素方差分析法分析不同林龄秃杉人工林各土层土壤理化学性质的差异及林龄对秃杉人工林土壤理化性质的影响。结果表明:①不同林龄,土壤密度为0.852~1.011 g·cm^(-3)、总孔隙度为53.69%~78.48%、最大持水量为53.11%~78.48%,同层土壤总孔隙度、最大持水量均随林龄增加而增加,土壤密度则呈现相反的变化趋势。②同层土壤有机质质量分数、全氮质量分数、全磷质量分数、水解氮质量分数,均随林龄增加逐渐升高,土壤速效磷质量分数、速效钾质量分数总体也随林龄增加呈增加趋势,土壤pH则随林龄增加逐渐下降。③相关性分析显示,秃杉人工林土壤密度,与总孔隙度、最大持水量、主要养分指标均呈现极显著负相关;有机质质量分数,与土壤氮素、磷素、钾素(除全钾)呈极显著或显著相关,与pH呈极显著负相关。④综合试验研究结果,秃杉人工林的生长过程,能够改善土壤结构和水分状况,提高土壤有机质质量分数、主要养分质量分数。

桂西北不同林龄秃杉人工林土壤碳氮储量

依据广西南丹县山口林场秃杉人工林的栽植和分布状况,于2018年3—4月份在广西南丹县山口林场9、17、25、37年生秃杉(Taiwania flousiana)人工林中,分别选择邻近分布、立地条件基本一致地段,各设置3块20 m×30 m的标准样地;在每块标准样地内按S形随机设置5个代表性采样点,按照土层深度(h)0<h≤20 cm、20 cm<h≤40 cm、40 cm<h≤60 cm、60 cm<h≤80 cm分别采集土壤样品,将同一样地同一土层样品混合均匀,自然风干并粉碎过筛后,测定土壤有机碳质量分数、全氮质量分数;用环刀法采集各土层原状土,测定土壤密度、自然含水量;依据试验测定结果,采用单因素方差分析法、邓肯多重比较法,分析不同林龄秃杉人工林0~80 cm土层土壤有机碳储量、全氮储量及其变化规律。结果表明:①土壤有机碳质量分数、全氮质量分数,随土壤深度加深而下降、随林龄增加而增大。②9、17、25、37年生秃杉人工林土壤(0~80 cm土层),有机碳储量分别为142.47、144.42、151.90、160.64 t·hm-2,全氮储量分别为12.34、12.92、14.41、15.11 t·hm-2,均随林龄增加而增加。③不同林龄土壤,土壤碳质量分数(w(C))∶土壤氮质量分数(w(N))在8.23~13.43之间,随林龄增长而减少、随土壤深度增加而下降。④土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、w(C)∶w(N)、土壤密度4个指标之间,均存在密切的相关性,其中土壤有机碳质量分数与全氮质量分数间呈极显著正相关,两者也均与w(C)∶w(N)呈现极显著正相关,但两者与土壤密度呈极显著负相关。⑤综合试验测定结果,秃杉人工林的生长过程,有利于土壤有机碳和全氮的生物积累,从而提高土壤有机碳和全氮储量。

我国秃杉种源选择试验研究进展

秃杉是我国一级濒危珍稀植物,为保护野生种质资源,我国多地相继建立保护区,开展育苗造林研究工作。开展秃杉种源试验是为不同的立地条件选择最适宜的种源,对秃杉种源的区划及良种选育提供科学指导。在查阅秃杉引种相关的文献资料基础上,围绕秃杉近40年的种源试验研究内容,综合评述了秃杉的分布特征、不同种源的生态适应性差异、苗期和幼林期生长量变异、种源地理变异、种源区划分和栽培区划等研究成果,并就秃杉遗传育种研究未来努力方向提出建议。

不同林龄阶段秃杉人工林养分元素分布及其生物循环特征

2018年3—4月份,在广西南丹县地理位置毗邻、立地条件相似的区域,以9、17、25、37年生秃杉(Taiwania flousiana)林为研究对象,在不同林龄的秃杉人工林中分别设置3个样地(20 m×30 m),测定样地林冠郁闭度、林分密度,林木胸径、树高、冠幅、枝下高等;在每个林龄阶段样地外选择3株平均木并伐倒,分别测定树叶、树枝、干皮、干材、根系鲜质量,并按灌木层、草本层、凋落物层测定生物量鲜质量,计算林分各结构层次生物量;在每个样地内随机设置5个1 m×1 m木框架尼龙网收集器,按凋落叶、凋落枝、杂物等组分分别测定年凋落物归还量;选取不同结构层次植物各组分样品,分别测定N、P、K、Ca、Mg质量分数;以养分贮存量与分配、养分年净积累量、养分利用系数、养分循环系数、养分周转期为评价指标,采用单因素方差分析法(ANOVA)、邓肯(Duncan)多重比较法,分析不同林龄阶段秃杉人工林养分积累、分布及其生物循环特征。结果表明:①林木各器官5种养分元素质量分数均以树叶最高,其次是干皮、树枝和树根,干材最低;各器官中不同养分元素质量分数,由大到小依次为N、Ca、K、P、Mg。②乔木层中,各器官养分元素积累量占总累积量比例随林龄的增长发生变化,树叶养分元素占总累积量比例随林龄增加而逐渐下降,干材和树皮养分元素占总累积量比例表现出相反的变化趋势。③9、17、25、37年生秃杉人工林养分元素总贮存量,分别为775.91、1120.41、1320.50、1570.39 kg·hm^(-2);其中,乔木层养分元素贮存量,分别占总贮存量的89.30%、86.66%、83.62%、82.04%,随林龄增加而下降;灌草层养分元素贮存量,分别占总贮存量的5.01%、5.93%、6.55%6.43%、5.69%;凋落物层养分元素贮存量,分别占总贮存量的5.69%、7.42%、9.83、11.53%,均随林龄的增加而增加。④9、17、25、37年生秃杉人工林,养分元素年积累量分别为76.99、57.10、44.18、33.90 kg·hm^(-2)·a^(-1),随林龄的增加而减少,不同养分元素年净积累量以N最高,其次是K、Ca,P、Mg较低。⑤9、17、25、37年生秃杉人工林养分元素,年吸收量分别为114.57、135.39、142.66、118.67 kg·hm^(-2)·a^(-1),年归还量分别为37.58、78.29、98.48、85.52 kg·hm^(-2)·a^(-1),养分元素利用系数分别为0.17、0.14、0.13、0.09,养分元素循环系数分别为0.34、0.58、0.69、0.72,养分元素周转期分别为18.44、12.40、11.21、15.20 a。秃杉人工林,9年生以前自身养分积累速率较快,但养分利用率较低,归还速率较慢,周转时间较长;25年生后养分积累速率减慢,归还速率加快,有利于促进生态系统养分元素生物循环,恢复和维持林地持久生产力。

屏边县不同秃杉种源生长差异及选择研究

为探讨秃杉不同种源间的遗传变化,在秃杉适生区的屏边县大凹腰建立秃杉11个种源(含CK)试验林,3、6、9 a生时每木调查不同种源的树高、胸径(地径)的生长量并计算出材积。结果显示:(1)不同林龄的秃杉各种源间树高、胸径、材积存在极显著差异(P<0.01),9 a生时生长最快种源比生长最慢种源树高、胸径、材积分别高24.50%、32.45%、110.57%;(2)树高、胸径(地径)、材积等生长性状在种源水平上受较强的遗传控制,遗传力分别为0.780~0.786、0.712~0.815、0.754~0.815;(3)树高、胸径、材积在不同林龄间表型相关和秩相关呈显著或极显著相关,秃杉早期选择的年龄以6 a生为宜;(4)以9 a生秃杉树高、胸径、材积为选择指标选出适宜滇东南山区造林最好的种源是龙陵,其次是盈江、梁河、临翔、腾冲,材积遗传增益分别达54.24%、38.43%、29.98%、28.08%、19.22%。

闽清县几种杉科树种造林对比试验

为增加闽清县人工林造林树种,2012年闽清美菰国有林场引种了台湾杉和峦大杉,并与本地的秃杉和杉木一起进行造林对比试验。结果表明:不同树种的成活率和保存率均在90%以上,成活率和保存率为杉木>峦大杉>台湾杉>秃杉,不同树种的成活率和保存率差异极显著;峦大杉的树高、胸径最大,杉木其次,不同树种的树高、胸径差异极显著。初步认为峦大杉生长优势明显,可用于闽清县山地造林。

梵净山一种重点保护植物分布新纪录

本文报道了贵州省梵净山国家级自然保护区新纪录植物——秃杉(Taiwania flousiana Gaussen),调查植物生境和特征,并提出保护建议。

贵州雷公山秃杉的种群结构和空间分布格局

在贵州雷公山秃杉分布区域选择6类典型样地,运用相邻格子法,对秃杉种群进行生态学调查,采用空间序列代替时间序列的方法,编制种群的特定时间生命表与存活曲线,并应用均值(-X)、聚集度指数(I)、聚集指数(Ca)、扩散系数(C)、负二项分布指数(K)等聚集强度指数分析种群分布格局,为贵州雷公山秃杉种群的保护提供一定的理论依据。研究结果表明:(1)秃杉种群年龄结构呈金字塔形,幼苗严重不足,成年阶段个体较为丰富,种群有衰退趋势;(2)秃杉种群的死亡率qx从Ⅰ龄级至Ⅶ龄级增大,其中在Ⅴ龄级与Ⅵ龄级有两次死亡高峰,存活曲线基本接近DeeveyⅡ型;(3)种群分布格局整体上呈聚集分布。

秃杉人工林生态系统碳素积累的动态特征

Carbon accumulation and spatial distribution as well as their variations in three different age(8-year-old,14-year-old and 28-year-old) stands of Taiwania flousiana plantation ecosystem were investigated in Nandan Shankou Forestry Station of Guangxi,China. The results showed that carbon content in different organs of T.flousiana ranged form 418.4 g·kg-1 to 516.4 g·kg-1,which was in order as follows:bark>branch>stem>root>leaf. The vertical distribution of carbon content within the stand was in the following order:tree layer>shrub layer>herb layer.Carbon content in the soil obviously declined with increased soil depth from 0 to 80 cm. Total carbon storage in the ecosystems was 159.37,194.21 and 278.22 t·hm-2,respectively for 8-year-old,14-yea-old and 28-yea-old stands. The tree layer in the three-age stands respectively accounted for 18.30%、28.37% and 43.59%;the shrub and herb layers for 0.14%、1.17% and 1.44%;the litter layer for 0.33%、0.89% and 1.11%;the soil for 81.23%、69.58% and 54.78% of the total storage of carbon. Carbon storage in different organs was roughly in proportion to the biomass of corresponding organ. For example,stem occupied the greatest proportion of carbon storage in the trees,up to 46.37%,and increased with the stand age while branches,leaves,bark and roots occupied more than 37.32%. The annual net productivity of the 8-year-old,14-year-old and 28-year-old T.flousiana plantation was respectively 8.93,10.82 and 12.53 t·hm-2a-1,and annual net carbon storage was respectively 4.19,5.07 and 5.93 t·hm-2a-1.

贵州雷公山秃杉种群生活史特征与空间分布格局

秃杉是一种珍稀濒危植物,以斑块状分布于雷公山东南面斜坡海拔800—1300 m之间的沟谷两侧。从年龄结构、生命表特征、存活曲线以及种群不同龄级个体空间分布格局等方面研究了雷公山秃杉种群生活史特征与空间分布格局。研究结果表明:秃杉的种群结构存在波动性,成年阶段个体较丰富,幼苗与老龄数目相对较少,秃杉自身的生物学特性及环境因素是形成这种现象的主要原因;秃杉种群存活曲线趋于DeeveyⅡ型,出现2个死亡率高峰,一个出现在第6龄级阶段,另一个出现在第12龄级阶段,期望寿命单调下降;秃杉种群空间分布格局总体上为聚集分布,处于不同发育阶段的秃杉种群,其分布格局随时间而发生变化,从幼龄期到中龄期再到老龄期,种群分布格局由聚集分布逐渐变为随机分布,秃杉种群在不同发育阶段的空间分布格局差异与其生物学和生态学特性密切相关,同时受群落小环境的影响。

贵州雷公山秃杉林不同林冠环境下箭竹分株种群结构特征

通过对贵州雷公山秃杉林的4种林冠环境,即林下(FU)、中林窗(MG)、大林窗(LG)和林缘旷地(FEW)内的箭竹的分株种群结构(包括株高、基径、生物量、叶和分株数等)和年龄结构进行较系统对比研究。结果显示:(1)从林下→中林窗→大林窗,箭竹分株种群的株高(h)、基径(bd)与生物量显著增加。(2)在4种林窗环境中,箭竹各构件的生物量的百分比发生相应变化,枝和叶片生物量的百分比沿林下→中林窗→大林窗→林缘旷地的顺序显著减小,在林缘旷地,地下茎、粗根(d>0.5mm)和细根(d≤0.5mm)生物量的百分比显著高于其他3种林冠环境。(3)箭竹分株单位叶面积叶重沿林下→中林窗→大林窗→林缘旷地的顺序显著增大,单叶生物量与叶面积以中林窗最大,林缘旷地次之,二者与大林窗或林下差异显著;大林窗的单株叶片数显著高于其余3种林冠环境。(4)在4种林冠环境中,箭竹分株种群死亡率以林下最低,但各种群平均年龄间无显著差异。研究表明,箭竹分株种群对林冠环境变化的响应主要体现在形态与生物量的分配上,而非种群的年龄。

秃杉混交林水源涵养功能的研究

对秃杉混交林及秃杉纯林的地上部分持水能力及土壤孔隙度、渗透性能及持水能力等土壤物理性质的研究结果表明 :秃杉混交林的水源涵养能力优于秃杉纯林 ,其中以秃杉杉木檫树混交林最好 ,其土壤稳渗速度和稳渗系数分别为 44.1和 2 6.4mm· min-1,林分总持水量达1 0 97.33t·hm-2 .其它依次为秃杉杉木混交林 >秃杉纯林 >

秃杉的物种确立、天然林种群特征、保护、引种和种源选择研究

根据秃杉有关的研究文献,对秃杉物种的确立,天然林的生物多样性、空间分布、动态和更新演替等种群特征,原生地保护与迁地保护,引种地气候和立地的适应性,速生性,抗寒、耐高温干旱、耐萌、抗风和抗病虫害能力等抗逆性,种源的遗传多样性,种源地理变异和生态适应性,种子、苗期及林木生长的变异,不同年龄林木生长性状的相关性,优良种源选择和种源区划等的研究进行了综合评述。

桂西北秃杉人工林土壤肥力变化的研究

采用时空互换法,于广西南丹县山口林场选取不同林龄(9、14、20 a)的秃杉人工林作为研究对象,对其土壤物理性质、化学性质和生物化学性质(土壤酶活性)进行研究。结果表明:不同林分年龄土壤性质存在一定的差异,8、14、20 a秃杉人工林表层土壤(0 20 cm)土壤密度分别为0.978、0.914、0.890 g·cm-3,总孔隙度分别为63.10%、65.53%、66.40%,土壤最大持水量分别为64.55%、71.70%、74.58%。随着林龄的增长,土壤各化学和生物化学指标的变化不尽相同,但林分年龄到20年生时,多数土壤养分和酶活性指标都有所升高,土壤肥力状况得到提高。

不同林龄秃杉人工林凋落物储量及其持水特性

对广西南丹山口林场不同林龄(8、14和28年生)秃杉(Taiwania flousiana)人工林凋落物的储量及其最大持水量、持水率和吸水速率等水分特征参数进行了测定研究。结果表明,秃杉人工林凋落物储量为1.31～7.39t.hm-2,随林龄的增长而增大。各林分凋落物的最大持水量大小依次为28年生(22.35t.hm-2)>14年生(11.83t.hm-2)>8年生(3.54t.hm-2)。8、14和28年生秃杉人工林凋落物的最大持水率分别为270.2%、292.8%和302.4%。3个林分凋落物的吸水速率均随浸泡时间的增长按方程W=a+b.t-1下降。

广东省秃杉引种栽培效果及栽培区划分研究

198 1年以来在广东 12个点开展了秃杉引种栽培试验 ,结果表明 :秃杉在我省显示了广泛的生态适应性和引种潜力 ,在粤北地区其生长量从幼林起高于速生树种杉木 ,在全省范围内 7a以前略低于杉木。秃杉生长状况受土壤质地和小地形影响 ,在海拔 5 0 0m以上的山地比杉木更适生。用 12个造林点和 10个环境因子材料建立了秃杉生长数量模型。根据栽培区气候因子与秃杉生长表现 ,可将秃杉造林区划分为 :Ⅰ区 :粤北区 ,Ⅱ区 :粤东北区 ,Ⅲ区 :粤西沿海丘陵区 ,Ⅳ区 :粤东、粤中丘陵区 ,其中 ,Ⅰ、Ⅱ区为秃杉适宜引种栽培区。