通过树种选择与配置优化提高土壤磷有效性进而促进树木生长是值得关注的问题.本研究在南亚热带人工林树种多样性平台开展研究,采用随机区组的试验设计方法,选取马尾松、米老排、格木、红椎、火力楠、灰木莲、土沉香、降香黄檀8个乡土树种,建立了 1、2、4和6个树种丰富度梯度的混交造林试验,测定了根际土壤生物有效磷组分(氯化钙磷、柠檬酸磷、酶磷和盐酸磷),探究不同树种配置对根际土壤生物有效磷组分的影响.结果表明:对比非固氮树种,固氮树种(格木和降香黄檀)的混交有效增加了土壤含水率、全氮含量、全磷含量和微生物生物量磷,树种合理配置有利于土壤生物有效磷的生成积累.固氮树种混交条件下,土壤氯化钙磷含量显著增加了 46.2％～160.3％,微生物矿化产生的酶磷提高了 69.3％～688.2％,盐酸磷增加了 31.5％～81.3％;土壤微生物生物量磷提高了 81.8％～149.4％,土壤微生物量氮增加了 88.1％～160.6％.冗余和相关分析显示,土壤微生物生物量磷、速效磷、全磷、蛋白酶、纤维二糖水解酶、酸性磷酸酶、微生物生物量氮和有机碳是驱动根际土壤生物磷组分差异的关键因子;固氮树种混交提高了酶磷和柠檬酸磷含量,这两种生物有效磷组分含量与林分树木胸高断面积呈显著正相关.固氮树种(格木)混交有效提升了根际土壤生物有效磷含量,有利于促进林分树木生长.

摘 要:气候变化引发的干旱频度和强度严重影响植物生长发育,在全球气候变化背景下,量化植物木质部抗栓塞的能力对评估植物耐旱性尤为重要.为评价杜鹃品种间的耐旱性及筛选强抗旱性品种,该文以锦绣杜鹃'紫鹤'(Rhododendron × pulchrum'zihe')、西洋杜鹃'杨梅红'(Rhododendron × hybridum'yangmeihong')、映山红(R.simsii)3种灌木杜鹃为材料,利用光学技术构建花瓣和叶片栓塞脆弱性曲线,测定花瓣和叶片解剖结构性状,并分析木质部水力功能和解剖结构性状的相关性.结果表明:(1)锦绣杜鹃'紫鹤'、西洋杜鹃'杨梅红'、映山红3种杜鹃花瓣的P12、P50和P88值(分别发生12％、50％和88％栓塞时对应的水势值)大于叶片.(2)3种杜鹃的花瓣和叶片栓塞脆弱性存在一定的变异,花瓣和叶片发生栓塞的快慢不一致,这种变异可能是杂交园艺花卉植物的重要特征.(3)P50值与其形态特征相关性分析显示,叶片P50值与叶片栅栏组织厚度呈负相关,花瓣P50值与花瓣厚度呈正相关.综上认为,3种杜鹃花瓣栓塞脆弱性高于叶片,干旱胁迫下植物优先牺牲花瓣从而保护叶片,栓塞脆弱性可能与叶片栅栏组织厚度和花瓣厚度相关.该研究为干旱地区筛选、培育抗旱性强的杜鹃品种及园林杜鹃植物选择和树种配置提供了科学依据.

以往关于植物降温增湿效应主要基于绿带等大尺度测量和利用光合仪对叶片进行微观测量分析研究,模糊了植物群落结构差异的影响.该研究基于纯林群落的小尺度实测,采用stata虚拟变量回归分析法,探讨了降温增湿作用与群落疏透度、郁闭度的影响关系,并提出群落参数的最优阈值.结果表明:郁闭度和降温、增湿作用均呈显著的正相关,而疏透度和降温、增湿作用分别呈正相关和负相关,但影响都不显著.郁闭度在0.81~0.85,疏透度在0.31~0.35时,植物群落降温作用和增湿作用最优.同时,该文将树种类型作为一个相关因素,得出在降温作用上,枫香林和紫荆林的降温效果和广玉兰林相比无显著差异,而樱花林、鸡爪槭林、香樟林、红枫林的降温效果呈极显著性差异;在增湿作用上,桂花林、香樟林和红枫林的增湿效果和广玉兰林相比无显著差异,而乌桕、紫荆林的增湿效果差异显著.该研究结果为通过城市绿化建设缓解热岛效应的植物配置选择提供了科学依据,同时为城市绿地缓解热岛效应评价体系提供了量化的参考模式.

以石河子市区15条主要街道为研究对象,调查其行道树的树种组成和生长表现,分析各树种在城市绿化中的重要性以及各街道绿化树种的多样性.结果表明:石河子市主城区行道树共有9科13属17种,平均树高、胸径和冠面积分别为9.7 m、22.3 cm和45.2 m2;从树种多样性指数(S)、Shannon-Wiener指数(H)和Simpson指数(D)来看,树种丰富、结构较复杂的道路,其多样性指数高.其中,北一路最高(H=1.66、D=0.79),北子午路(H=0.13、D=0.05)最低;市区行道树优势种为大叶白蜡(Fraxinus rhynchophylla),次优势种为白榆(Ulmus pumila)、小叶白蜡(Fraxinus chinensis)、欧洲白榆(Ulmus laevis)、苹果(Malus pumila)、圆冠榆(Ulmus densa),这6个树种是石河子市街道绿化优先选择的树种.总体而言,石河子市行道树树种结构比较单一,以几个优势种或次优势种为主,需扩大其他树种的配置比例,引进新树种,提高各道路的树种多样性.

分析油松生态公益林空间结构并进行经营迫切性评价,为油松生态公益林空间结构的优化调整奠定理论基础.基于北京九龙山油松生态公益林的实测数据,选取混交度、大小比数、角尺度、密集度、林层指数、开敞度和竞争指数7个空间结构参数分析油松生态公益林的空间结构特征,并从密度、格局、竞争和混交等方面选取10个指标构建了经营迫切性评价指标体系并确定评价标准,进而对油松林进行了经营迫切性评价.结果表明:(1)油松纯林和油松混交林都接近随机分布,但油松纯林空间结构较为简单,树种组成单一,以零度和弱度混交为主,呈现单种聚集趋势;(2)林木大小分化不明显,主要树种油松与华北落叶松的优势度较大;(3)林木之间较为密集,处于密集的林木比例较高;(4)绝大部分林木都分布在中林层与上林层,林层结构不太明显;(5)两种林分处于中度竞争状态,与油松纯林相比,油松混交林的开敞度较小,生长空间较为不足;(6)油松纯林与混交林的经营迫切性指数分别为0.6与0.5,经营迫切性等级为特别迫切和十分迫切,说明油松生态公益林多数状态特征不符合标准,急需通过采取有效的经营措施优化林分配置,改善森林状况,以实现油松生态公益林可持续发展.

植被恢复是华北石质山区生态环境恢复的重要措施之一.本研究以北京九龙山灌木林、侧柏林、油松林为对象,探讨不同植被恢复类型下土壤碳、氮特征及其耦合关系,为该区域植被恢复树种配置和森林生态系统合理经营提供科学依据.结果表明:(1)灌木林0～30 cm各土层SOC含量均显著高于侧柏林和油松林,而两种针叶林之间差异不显著;灌木林各土层TN含量最高,油松林最低,差异性随土层深度加深逐渐变小;侧柏林各土层C/N均最小,在0～10和20～30 cm土层中与灌木林和油松林差异显著.(2)三种类型森林土壤SOC与TN均存在表层富集现象,含量均随土层加深而降低,但降低趋势随土层增加逐渐平缓;土壤C/N在不同土层中变化不显著,灌木林、侧柏林与油松林0～30 cm土层C/N波动范围分别为18.40～21.97、11.70～12.52和18.08～20.69.(3)土壤SOC和TN与大部分土壤理化学性质密切相关,其中与水解氮、有效磷、速效钾等呈极显著正相关(P＜0.01),与pH值呈显著正相关(P＜0.05).(4)灌木林作为华北石质山区重要植被恢复类型之一,在土壤有机碳和全氮含量方面表现出一定优势,可在生态公益林建设中有针对性的运用,发挥其重要固碳增汇的作用.

以三种(杉木+少量栎类、杉木+栎类+光皮桦、杉木+栎类+光皮桦+马尾松)不同树种配置的杉阔混交林为研究对象,计算了角尺度、大小比数、混交度三个林分空间结构指标,全面分析了湖北省九华山林场不同树种配置杉阔混交防护林林分空间结构特征,结果表明:优势树种主要有杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.)、栎类(Quercus L.)及光皮桦(Betula luminifera)三种,并有少量马尾松(Pinus massoniana)散生于林内,生长优势也较弱.不同树种配置所呈现的林分空间结构也不相同.树种配置Ⅰ(杉木+少量栎类)的角尺度平均值为0.42,大小比数平均值为0.31,混交度平均值为0.18,林木空间分布格局和生长优势度均较好,但混交程度较弱,近乎杉木纯林,对应的生物多样性也会较小.树种配置Ⅱ(杉木+栎类+光皮桦)的角尺度平均值为0.5,大小比数平均值0.32,混交度平均数0.48,空间分布格局整体呈现随机分布;林木主要处于亚优势生长状态,混交度以中度-强度混交为主;而树种配置Ⅲ(杉木+栎类+光皮桦+马尾松)的角尺度平均值为0.58,大小比数平均值0.51,混交度平均数0.54,林木空间格局呈现聚集分布,生长优势水平中庸,为中度混交.全面分析林分空间结构,可以明确林分空间结构中存在的不合理情况,为合理择伐以及近自然经营提供科学依据,使该地区的杉阔混交林的多种功能得到可持续发挥.

该研究运用方差比率法、x2检验、Pearson相关检验和Spearman轶相关检验,对广西雅长兰科植物国家级自然保护区南盘江流域的细叶云南松(Pinus yunnanensis Franch.var.tenuifolia Cheng et Law)次生林14个大树树种(DBH≥10 cm)、15个小树树种(5 cm≤DBH＜10 cm)和19个幼树树种(1 cm≤DBH＜5 cm)进行定量分析,以揭示南盘江流域细叶云南松次生林群落中木本种群的关联性及其更新演替规律,为桂西北细叶云南松林管理保护、干热河谷地区植被恢复和生态重建提供参考依据.结果表明:(1)研究区内细叶云南松林大树和小树的总体关联性表现为不显著负关联,幼树及群落总体表现为不显著正关联;X2检验显示,大树和小树负关联种对占多数(分别为48.35％和46.67％),幼树的正关联或负关联种对占比基本持平(分别为40.35％和39.18％),群落整体无关联种对占比较大(41.13％).(2) Pearson相关系数和Spearman秩相关系数检验显示,细叶云南松林的大树、小树、幼树和群落总体均表现为负关联种对较多,正关联次之.(3)群落大树和小树物种在资源竞争上较激烈,结构不稳定;群落幼树物种适应了林下荫蔽环境,对光照要求较低,种间关系已具有较低的稳定性,个别物种表现出独立性.研究认为,南盘江流域细叶云南松次生林群落物种间存在一定的关联性,但未能形成稳定的配置关系,群落结构尚不稳定,仍处于演替早期阶段.

以北京西山针阔叶树种(白皮松Pinus bungeana、油松Pinus tabulaeformis、柳树Salix babylonica、五角枫Acermono、银杏Ginkgo biloba、杨树Populus spp.)为研究对象,应用气溶胶再发生器测定植物叶片夏秋季PM2.5吸附量,同时用原子力显微镜(AFM)观察叶表面微形态特征,并分析叶表面粗糙度等参数,探讨树种叶表面特征与其PM2.5吸附能力间的相关性.结果 表明:针叶树种年均单位叶面积PM25吸附量(1.70 μg/cm2)＞阔叶树种(0.48μg/cm2);各树种年均单位叶面积PM25吸附量大小排序为白皮松(1.71μg/cm2)＞油松(1.67 μg/cm2)＞柳树(0.54 μg/cm2)＞五角枫(0.51 μg/cm2)＞银杏(0.47 μg/cm2)＞杨树(0.39 μg/cm2).针叶树种单位叶面积PM2.5吸附量季节变化趋势为冬(2.86 μg/cm2)＞春(1.39μg/cm2)＞秋(1.13 μg/cm2)＞夏(0.96μg/cm2);而阔叶树种则是秋(0.56μg/cm2)＞夏(0.55 μg/cm2)＞春(0.015μg/cm2).叶片粗糙度与单位叶面积PM2.5吸附量呈显著线性正相关(P＜0.01),其中,针叶树种吸附PM2.5能力受粗糙度影响较明显.北京作为国际化大都市,大气环境PM2.5污染趋于严重.因此,分析了北京西山典型针阔叶树种PM2.5吸附量的季节差异及其影响因素,探讨各树种叶片吸附PM2.5机理,根据各树种吸附PM2.5特征及其与叶表面形态的关系,对针阔叶树种进行合理配置,充分发挥城市绿地系统的生态服务功能,为城市绿化树种的科学选择提供参考.

为探索珍贵树种斑块化混交造林的可行性,以浙江楠为研究对象,通过干旱胁迫和复水试验,分析其光合生理特征、根系生长和抗氧化系统的响应.结果表明,对照条件下浙江楠的光合生理最优,重度干旱严重影响浙江楠的生理进程,具体表现为光合能力、光适应特征、瞬间气体交换参数和叶绿素荧光参数的显著下降,其光合速率的下降是由气孔因素导致;中度干旱条件下的浙江楠植株水分利用率最高,重度干旱条件下的水分利用率与对照、中度干旱相比较,分别下降了29.6％和46.4％;中度干旱条件下根半径下降,但SOD、POD和CAT未显著下降,CAT均值略有上升,重度干旱条件下的3种保护酶均表现出显著下降,抗氧化酶已不能有效清除掉活性氧物质.因此,浙江楠具备一定的抗旱能力,中度干旱并不影响浙江楠的正常生长,在实际斑块化造林过程中,可适度控制土壤含水量,有利于在不同树种斑块化混交配置应用中提升浙江楠造林的成活率和保存率.