土壤微生物是参与陆地生态系统生物地球化学循环过程的重要成员.造林可以显著影响土壤微生物群落结构与功能,但造林初期驱动的土壤理化因子变化对土壤微生物结构与功能的影响尚不清楚.通过分析由珍稀乡土树种组成的三种新造混交林(BB:银杏 Ginkgo biloba-桢楠 Phoebe zhennan;CB:香椿 Toona sinensis-红豆杉 Taxus wallichiana-桢楠 Phoebe zhennan;MB:鹅掌楸Liriodendron chinense-乐昌含笑 Michelia chapensis-香椿 Toona sinensis-玉兰 Yulania denudata)表层(0-20 cm)土壤真菌群落组成、功能类群及其土壤理化因子,并以草灌化未造林地作对照(CK),研究土壤真菌群落结构和功能对不同林型造林初期的响应.结果表明:(1)不同林型土壤真菌群落丰富度、多样性指数高于CK,表现为MB＞BB＞CB＞CK,主要受到土壤孔隙度、水解性氮的影响.(2)土壤真菌门水平优势类群在不同处理间无显著差异,其中子囊菌门占绝对优势,MB中的被孢霉门相对丰度显著高于CK(P＜0.05).与CK相比,球囊菌门与Leptodiscella相对丰度在各林型中均降低.(3)通过非度量多维尺度(NMDS)与置换多元方差(Adonis)分析表明,造林初期,造林土壤真菌群落结构与CK存在显著差异(P＜0.01).冗余分析(RDA)分析表明全钾、水解性氮、土壤容重及土壤碳氮比是影响真菌群落指示种的主要土壤理化因子;被孢霉门与水解性氮、碳氮比、全氮、非毛管孔隙度、含水率均呈正相关,与全钾呈负相关.(4)真菌群落主要以腐生营养型为主,病理营养型次之;造林后腐生营养型真菌相对丰度降低,而土壤腐生菌的相对丰度在BB与MB处理中反而显著增加(P＜0.05);MB处理中动物病原菌的相对丰度显著增加(P＜0.05);真菌优势功能类群主要受到土壤pH、土壤孔隙度、土壤碳氮比(C/N)、土壤有机质、全氮、全钾的影响.造林初期土壤真菌群落结构与功能类群发生了显著改变,阔阔混交林较针阔混交林变化更加明显,其中多种阔叶树混交林病原菌相对更高.

探讨不同育苗基质下桢楠(Phoebe zhennan)苗木对周期性干旱胁迫的适应能力及生存对策,为筛选抗旱育苗基质提供参考.以耕作土、森林腐殖土、泥炭土、蛭石为原料,按体积比配制成5种育苗基质,T1:耕作土=10(传统桢楠育苗)、T2:森林腐殖土=10、T3:耕作土∶森林腐殖土∶泥炭土∶蛭石=4∶3∶2∶1、T4:耕作土∶森林腐殖土∶泥炭土∶蛭石=3∶2∶4∶1、T5:耕作土∶森林腐殖土∶泥炭土∶蛭石=2∶1∶6∶1,采用随机区组设置干旱胁迫梯度,分析不同胁迫水平对桢楠幼苗生长的影响.结果表明:(1)配比基质的理化性质与苗木生长密切相关,正常浇水时,基质处理苗生长质量均优于传统育苗,但重度胁迫下,仅T3、T4处理苗木生长较好;(2)随着干旱胁迫程度的增加,各基质配比桢楠苗木株高、基径、叶面积、叶面积指数、地上生物量、地下生物量等生长指标均受到抑制,但受影响程度存在差异;(3)各基质处理苗木质量隶属函数值T3＞ T4=T1＞ T2 ＞T5,T3基质配比最优,所育苗木生长优良,耐旱抗旱性强,显著提高造林成效.表明适宜的基质配比能够协调植物生长所需的水、肥、气、热,有利于植物在逆境中生存.

采集四川盆地西缘都江堰灵岩山柳杉、含笑、桢楠和麻栎4种人工林两个层次(0-20 cm和20-40 cm)土壤样品,通过干筛法分离6个团聚体组分,分析各团聚体组分有机碳、全氮和全磷含量,并计算生态化学计量比值.结果显示,含笑林土壤平均碳、氮、磷含量为15.07、1.78和0.33 g/kg,总体低于其他3个森林类型;柳杉林0-20 cm土壤碳、氮、磷含量分别为20-40 cm土壤的2.38、1.72和1.51倍;而其他3种人工林土壤碳氮磷含量在两个土壤层次之间差异较小.团聚体粒径对土壤碳氮磷含量及化学计量比没有显著影响,但林型、土壤层次和团聚体之间的交互作用对土壤碳氮磷含量及其化学计量比影响显著;含笑林土壤碳氮磷化学计量比都显著低于其他3种人工林.本研究表明森林群落对土壤碳氮磷含量及其化学计量比有显著影响,而林型效应与土壤层次和团聚体粒径有关.

以二年生桢楠(Phoebe zhennan)幼树为研究对象,采用盆栽控水的方法,探讨了桢楠幼树在干旱胁迫下渗透调节和活性氧代谢的变化,以及施氮对桢楠幼树应对干旱胁迫能力的影响.试验先将土壤含水量调整到4个梯度(田间持水量的80％(80％ FC)、50％ FC、30％ FC和15％ FC),1周后测定受胁迫植株的相关生理指标,之后进行3个水平的施氮处理(对照N0,中氮MN,高氮HN,各施氮量分4次(即干旱梯度形成后第7、14、21和28天)分别施入).在施氮结束后30天(即开始施肥处理后51天)再次测定各项生理指标.结果表明:1)干旱处理7天后,桢楠叶片中游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量均随胁迫强度增大而显著增加,重度干旱(15％ FC)下的Pro含量增加尤为明显,可溶性蛋白(SP)含量则呈先增加后降低的趋势.施氮后,各种土壤水分状态下的Pro含量进一步增加.水分充足和轻度干旱MN水平下,SS含量也增加,而在中度和重度干旱下的SS含量显著降低,HN水平各干旱状态下SS含量变化均不显著.施氮结束后30天时,80％ FC和50％ FC下的SP含量表现为施氮组低于对照组,而30％ FC和15％ FC下则相反.2)施氮前随着干旱胁迫的增强,桢楠幼树叶片中过氧化氢(H2O2)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性显著上升,而过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降的趋势.施氮后,H2O2含量总体上表现为减少趋势,且MN水平下降幅度最大,HN水平反而不利于降低H2O2的含量.3种酶活性的变化则因干旱程度和施氮水平的不同而呈现出不同的变化趋势.3)施氮前随着干旱胁迫的增强,叶片丙二醛(MDA)含量呈显著上升趋势,相对电导率(REC)先显著下降后显著上升;施氮后,除重度干旱胁迫外,其他各干旱处理植株的MDA含量都表现为在MN水平下有所下降,而在HN水平下有所回升,但在重度干旱时,无论是MN或HN处理,MDA含量均呈上升趋势,表明在重度干旱胁迫下,难以通过施氮的方式缓解干旱胁迫产生的伤害.4)双因素方差分析显示,施氮与干旱胁迫间具有极显著的交互效应.以上结果表明:施一定量的氮肥有利于缓解桢楠幼树受到的干旱胁迫,以年施氮量计,施中氮(N元素质量为1.35 g.株1)对除重度干旱外的干旱胁迫具有一定的缓解作用,但施高氮(N元素质量为2.70 g.株1)时反而会对植株造成不利影响.

该研究对四川省珍稀濒危植物梓叶槭(Acer catalpifolium)种群的主要分布区进行调查,分析梓叶槭种群径级结构与种内和种间的竞争关系,探讨竞争强度与径级和距离之间的关系.结果表明:(1)梓叶槭胸径与树高之间存在显著的幂函数关系;种群径级结构呈正态分布,中小径级树木较多,高径级树木较少. (2)梓叶槭种内和种间竞争强度分别占总竞争强度(222 .87)的15 .16% 和84 .84%,说明竞争主要来自种间. (3)梓叶槭与主要伴生种之间的竞争强度大小依次为柳杉＞桢楠＞白栎＞刺楸＞灯台树＞桦木＞杉木＞厚朴＞光皮桦;对象木和竞争木距离与竞争指数之间较好地服从指数函数关系,当对象木与竞争木距离小于1m时,竞争指数可达到5 .5,随着距离逐渐增加,其竞争指数相应降低,并最终趋于平缓. (4)竞争强度随对象木胸径的增大而减小,当对象木胸径小于20 cm时,受到的竞争压力最大,竞争指数最大的分别是梓叶槭与整个林分(234 .98)以及梓叶槭与种间(184 .01) ;当对象木胸径小于10 cm时,竞争指数均可以达到18 ;当对象木胸径大于20 cm时,竞争强度变化很小且竞争指数较低;竞争强度与对象木胸径服从幂函数关系(CI＝ AD－ B). (5)模型预测结果表明,随着梓叶槭胸径的增加,竞争指数均越来越小,竞争强度呈降低趋势;当梓叶槭胸径为0 ～5 cm时,梓叶槭与整个林分受到的竞争强度最大,竞争指数为7 .14 ,占总竞争强度的50%;当胸径大于20 cm时,竞争指数变化不大;该模型能很好的预测梓叶槭种内和种间竞争强度.

于2015年3月、6月、9月和12月采集四川盆地西缘都江堰灵岩山4种人工林 (柳杉Cryptomeria fortunei、含笑Michelia wilsonii、桢楠Phoebe zhennan、麻栎Quercus acutissima) 2个土层 (0-20 cm和20-40 cm) 的土壤样品, 比较分析土壤铵态氮、硝态氮和微生物生物量氮, 并同步监测环境因子季节动态.结果显示:4种人工林土壤无机氮均以硝态氮为主;各土壤活性氮组分都呈现出显著季节动态, 土壤铵态氮含量在生长季 (6月和9月) 高于非生长季 (3月和12月), 而硝态氮、微生物生物量氮和无机氮呈相反的季节模式 (生长季低于非生长季);0-20 cm土层活性氮组分总体高于20-40 cm土层, 土壤活性氮受林型显著影响, 且与季节和土层密切相关;活性氮组分之间及活性氮组分与土壤温度、水分及月降水量总体上显著相关.综上所述, 土壤的活性氮季节变化远大于林型及土层之间的变异, 相比林木的生物作用, 环境因子对土壤活性氮的驱动作用更为强烈.

楠属与润楠属的许多树种的木材都属于珍贵木材, 这些木材的解剖构造特征非常相似, 仅仅依据传统的识别方法难以将这些木材准确识别出来.通过采用分子生物学中的DNA条形码技术对5种来自于楠属和润楠属的木材进行分子鉴定, 试图从分子水平识别5种木材.以楠属的闽楠 (Phoebe bournei) 、桢楠 (Phoebe zhennan) 、紫楠 (Phoebe sheareri) 和润楠属的建润楠 (Machilus oreophila) 、刨花润楠 (Machilus pauhoi) 为研究对象, 采用Qiagen试剂盒法提取木材总DNA, 并分别对5个树种的ycf3、psb C-trn S、rpo C1和ITS这4段DNA序列进行PCR扩增, 并对PCR产物进行测序和序列的比对分析.测序分析所得5个树种的ycf3序列中, 共有6个多态性位点, 根据其差异可将桢楠、建润楠、刨花润楠从中区分出来, 但是闽楠和紫楠之间不能区分.psb C-trn S序列的比对结果显示共有7个多态性位点, 可以将紫楠、建润楠和刨花润楠区分出来, 但其余两个树种难以区分.5个树种的ITS序列仅有1个多态性位点, 可以对两个属间进行区分, 不能进行种间的区分.5个树种的rpo C1序列完全一致, 不能用于区分这几个树种.综合来看, 将ycf3和psb C-trn S这两段DNA条形码结合起来对比分析, 可以将5种木材在分子水平区分开来.从5个树种的ycf3序列构建的系统发育树来看, 几个树种基本可以正确聚类, 作为区分几个树种的参考.

于2015年3月、6月、9月和12月采集四川盆地西缘都江堰灵岩山4种人工林(柳杉林、含笑林、桢楠林、麻栎林)两个层次(0-20 cm和20-40 cm)的土壤样品,测定3种与氮转化相关的土壤酶(脲酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶)活性,比较其季节动态,,为区域人工林生态恢复与重建提供科学依据.结果显示,相比亚硝酸还原酶,土壤脲酶和硝酸还原酶表现出明显的季节动态.在同一土壤层次,3种土壤酶活性在不同林型下具有相似的季节动态.春季时期两个层次土壤脲酶活性显著高于其他3个季节;秋季时期4种人工林均具有较高的土壤硝酸还原酶活性.土壤脲酶活性4个季节平均值由高到低依次为桢楠林(0.914 mg/g)、含笑林(0.704 mg/g)、柳杉林(0.647 mg/g)和麻栎林(0.640 mg/g);土壤硝酸还原酶活性4个季节平均值由高到低依次为柳杉林(0.017 mg/g)、含笑林(0.016 mg/g)、麻栎林(0.014mg/g)和桢楠林(0.013 mg/g);亚硝酸还原酶4个季节平均值由高到低依次为桢楠林(0.286 mg/g)、含笑林(0.276 mg/g)、柳杉林(0.273 mg/g)和麻栎林(0.236 mg/g).方差分析表明林型对土壤酶的影响与季节、土壤层次和酶种类有关.综上所述,相比于林型,季节动态对土壤氮转化酶活性具有更大的影响.

以3.5 a桢楠(Phoebe zhennan)幼树为试验材料,采用盆栽控制试验,探讨桢楠幼树光合生理在不同浓度镉(Cd)胁迫下的变化情况.试验设置6个Cd(CdCl2)处理水平(0、10、20、30、40、50 mg/kg).每处理施用量等分为5份,分五次施人,每两月施一次,待处理结束后测定相关指标.(1)随着Cd胁迫程度加重,叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜(Car)及叶绿素总量均呈下降趋势,Chla/b逐渐升高;(2)净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(LS)随Cd胁迫加重而显著下降,胞间二氧化碳浓度(Ci)则显著上升;(3)随着Cd胁迫程度的加重,最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)和暗呼吸速率(Rd)均呈下降趋势,光补偿点(LCP)则逐渐上升;(4)初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、实际光量子效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)均随Cd胁迫程度的加重呈下降趋势,非光化学淬灭系数(gN)则逐渐增加,最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)在T1-T4时无显著变化,T5时显著增高;(5)桢楠幼树对剩余光能的耗散均以热耗散途径为主,但随着Cd浓度的增加(T3-T5),会增加桢楠幼树非化学反应能量(Ex)的耗散,减少热耗散能量(D)和光化学反应能量(P).低浓度Cd(T1-T2)胁迫时,桢楠幼树的光合作用受到严重抑制,随着Cd浓度的进一步增加(T3-T4),叶绿素荧光参数变化显著,桢楠幼树对吸收光能的分配发生明显改变,表明其耐Cd的耐性较弱,因此需注重桢楠幼林造林地的选择,避免在Cd污染严重地区种植.

由于岩石裸露、地表破碎、坡度陡峻、洼地土壤堆积等因素的共同作用,喀斯特区域土壤具有明显的不连续性和高度异质性,土壤侵蚀往往较为严重.喀斯特地区高度异质性的生境为植物提供了不同的水分、肥料、空气和空间,对植物的生长和生理具有显著影响.在全球气候变化下,降雨时间格局的改变可能将进一步加剧喀斯特的生境异质性.桢楠是我国特有的国家二级保护树种,虽然它只零星分布在喀斯特地区,但由于它能在岩石间生长得很好,仍被认为是一种可能的适宜树种.以二年生桢楠(Phoebe zhennan S.Lee)幼苗为研究对象,研究总降水量相同条件下两种降雨时间格局(I2d:2 d降雨间隔;I19d:19d降雨间隔处理)和三种垂直异质小生境(S0:无石全土,S1/2:半石半土,S3/4:多石少土)对其光合生理和生长的影响.结果 显示:(1)在I2d条件下,桢楠幼苗的光合速率在半石半土生境(S1/2)下最大,且有较大的地径和株高;而在I19d条件下,桢楠的光合和生长(株高和地径)均随着岩溶裂隙层的增厚逐渐减小.(2)在全土生境(S0)下,降雨时间格局的改变并不影响桢楠的光合和株高,而在有岩溶裂隙层的生境下(S1/2和S3/4),降雨时间间隔的延长会抑制桢楠的光合和株高及地径的生长,提高气孔密度,且这种抑制或促进作用会随着岩溶裂隙层的增厚而加剧.研究表明,在降雨间隔时间短,降雨均匀充足时,有少量的岩溶裂隙能够促进桢楠的生长和光合,但降雨间隔时间延长后,这种作用丧失.另一方面,在土壤相对较厚时,降雨时间间隔的改变对桢楠的光合和生长影响不显著,但岩溶裂隙层的增加,加剧了降雨时间间隔增大对桢楠光合的负面影响.