楸树人工林生长规律及其最优生长模型研究——以河南省洛宁县楸树为例

为更系统地研究楸树的生长规律,进一步确定其速生期和最优生长模型,以河南省洛宁县树龄18~37年生的楸树为研究对象,通过树干解析获取树木的生长数据,应用系列模型对树高、胸径和材积生长过程进行拟合,筛选出楸树最优生长模型。研究结果表明:①树高总生长量随着树龄的增加呈抛物线型增加形式,胸径总生长量呈S型曲线增加形式,材积总生长量呈J型曲线增加形式;前15 a为树高速生期,平均生长速率为0.715 m/a,3~15 a为胸径快速生长期,此阶段平均生长速率为1.083 cm/a;材积连年生长量与平均生长量曲线在37 a时未相交,此时楸树未达到数量成熟,不宜进行采伐;②树高的最优生长模型为修正Weibull与Mitscherlich模型,决定系数R 2达到0.999;胸径的最优生长模型为修正Weibull模型,R 2达到0.995;材积的最优生长模型为Gompertz与Richards模型,R 2达到0.998。将树木生长指标实测值与模型拟合值进行线性拟合,发现两者相关性十分显著(P<0.01),R 2超过了0.990。从而得到结论,河南省洛宁县楸树的速生期是在造林后前15 a,轮伐期应超过37 a,利用树木生长的最优模型能够准确预测楸树的生长规律。

低温胁迫及恢复对杏树品种雌蕊生长发育的影响

以抗寒品种‘围选1号’和冷敏感品种‘龙王帽’的雌蕊为试验材料,利用LED人工气候箱对杏树枝条进行低温处理,研究低温胁迫和恢复处理对‘围选1号’和‘龙王帽’雌蕊表型、解剖结构和生理指标(相对电导率、丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性)的影响。结果表明:‘围选1号’和‘龙王帽’雌蕊的相对电导率随温度的降低呈上升的趋势且与抗寒性呈负相关关系,‘围选1号’和‘龙王帽’雌蕊的低温半致死温度(LT50)分别为-3.44℃和-2.30℃。相较于‘围选1号’,‘龙王帽’出现的裂隙较多且裂隙在较高温度时就会出现;‘龙王帽’和‘围选1号’雌蕊的褐化率和MDA质量摩尔浓度随温度的降低呈上升的趋势,与其抗寒性呈负相关关系;CAT和POD活性呈先上升后下降的趋势,与杏树雌蕊的抗寒性呈正相关关系。恢复过程中‘围选1号’的MDA质量摩尔浓度较‘龙王帽’低,POD和CAT活性较高,表明‘围选1号’恢复能力较强;另外,相较于低温胁迫,恢复过程的MDA质量摩尔浓度较低,POD和CAT活性较高,表明温度的恢复使雌蕊的膜损伤有所减缓。

生物炭和氮沉降对落叶松人工林土壤呼吸及其理化性质的影响

为了探讨氮沉降下施用生物炭在短期内对土壤呼吸和土壤理化性质的影响,以神农架林区落叶松(Larix gmelinii)人工林为研究对象,设置对照(CK)、添加氮素(处理1)、添加生物炭(处理2)以及添加氮素和生物炭(处理3)共4个处理。2019年5月—9月采用Li-8100A土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸速率,9月底采集土壤样品测定理化性质,分析施肥对落叶松人工林土壤呼吸的影响。结果表明:落叶松人工林土壤呼吸速率(R_(s))的变化趋势与土壤温度(T)的变化趋势一致,呈现明显的季节动态。处理1的R_(s)在7月份和8月份均显著高于CK(P<0.05),分别比CK增加189.84%和95.70%;处理2的R_(s)在7月份显著高于CK(P<0.05);处理3的R_(s)在7月份和8月份均显著高于CK(P<0.05)。4种处理的R_(s)与T都呈极显著的指数关系。与CK相比,处理1和处理3的Q_(10)值明显增大,而处理2的Q_(10)值没有明显变化。处理3的土壤有机碳(SOC)和土壤全氮(TN)质量分数均显著高于其他处理(P<0.05),SOC质量分数为52.98 g·kg^(-1),分别比CK、处理1和处理2提高26.48%、22.88%和17.30%;土壤TN质量分数为2.88 g·kg^(-1),分别比CK、处理1和处理2提高13.24%、13.41%和15.99%;处理1、处理2和处理3的土壤全磷(TP)质量分数均显著高于CK(P<0.05),分别比CK提高9.99%、6.92%和8.90%。土壤温度是该地区落叶松人工林生长季土壤呼吸的主要影响因素,模拟氮沉降下添加生物炭有助于该地区土壤碳汇和氮汇的增加。

不同种源蒙古栎遗传变异

分析蒙古栎EST序列和叶绿体全基因组SSR位点信息,开发SSR引物,对蒙古栎群体遗传变异进行分析,为蒙古栎分子标记辅助育种奠定基础。利用est-trimmer、CAP3对蒙古栎EST序列处理,通过perl结合MISA、Primer3和Electronic PCR查找SSR位点,设计引物并筛选验证。EST序列中发现SSR位点163个,主要重复类型为二核苷酸。叶绿体基因组上88个SSR位点以单核苷酸重复为主。7对引物共检测到37对等位基因,平均等位基因数(N_(a))=5.286,Shannon’s信息指数(I)=1.291,期望杂合度(H_(e))=0.622,多态性信息含量(P_(IC))=0.692;群体间遗传分化系数(F_(st))=0.147,基因流(N_(m))=1.933;AMOVA分析表明,种源间遗传变异占10.216%。蒙古栎种源群体间存在中等水平的遗传分化,其遗传变异主要来源于种源内,且种源间的遗传变异与地理距离无显著相关性。基于EST序列及叶绿体基因组SSR位点信息,有效开发SSR引物,为蒙古栎遗传多样性研究提供更多的标记支持。