模拟干旱处理下毛竹光响应特征分析

【目的】研究毛竹叶绿素含量和光响应参数的变化,比较分析毛竹对干旱胁迫的响应特点,探讨毛竹抗旱生理与适应变化,为毛竹林的水分管理提供理论依据。【方法】以Ⅰ～Ⅲ度毛竹为试验材料,分别测定干旱和对照条件下毛竹叶片光合色素含量和光响应曲线,并计算出其最大净光合速率(P_n,max)、光饱和点(P_LSP)、光补偿点(P_LCP)、暗呼吸速率(R_d)和表观量子效率(η_AQY)等光合参数。【结果】毛竹叶片叶绿素含量在不同竹龄之间差异都不显著,而Ⅱ度竹光合速率显著高于Ⅰ度竹和Ⅲ度竹,Ⅰ度竹和Ⅲ度竹之间光合速率差异不显著; Ⅰ度竹各叶绿素含量在干旱条件下显著低于对照,而Ⅲ度竹各叶绿素含量在干旱和对照间差异不显著,Ⅱ度竹只有类胡萝卜素含量在干旱条件下显著高于对照。各竹龄毛竹叶绿素含量与光合速率变化不一致,干旱处理下Ⅰ度竹和Ⅲ度竹P_n显著高于对照,Ⅱ度竹则无显著差异。【结论】干旱处理提高了Ⅰ度竹和Ⅲ度竹光能利用效率,降低了Ⅱ度竹对光的生态适应能力。     

兴安落叶松天然林新老枝叶光合能力及水分利用效率研究

【目的】兴安落叶松林是我国大兴安岭地区顶级植被,每年长出的新枝和老枝间有明显的特征差异,而这种差异可能会引起新枝叶和老枝叶光合能力及水分利用效率的差异。笔者探究新枝叶和老枝叶间光合能力的差异,分析兴安落叶松光合能力对环境变化的响应,以准确估算大兴安岭地区顶级群落的光合及水分利用情况。【方法】于2016年6—9月在黑龙江漠河森林生态系统定位研究站对不同分化等级的兴安落叶松新枝叶和老枝叶的光合能力(P_n,max)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(C_WUE)等指标进行测定。【结果】兴安落叶松新枝叶和老枝叶平均P_n,max分别为5.654和3.248 μmol/(m²·s),平均T_r分别为1.291和0.779 μmol/(m²·s),新枝叶P_n,max和T_r分别比老枝叶高74.1%和65.7%。新枝叶和老枝叶平均C_WUE分别为5.077 和4.762 μmol/mmol,新枝叶比老枝叶高6.61%。【结论】兴安落叶松林各分化等级间P_n,max、T_r和C_WUE均差异不显著(P>0.05); 但新枝叶及老枝叶的P_n,max和T_r均表现为差异极显著(P<0.01),新枝叶和老枝叶平均C_WUE则差异不显著(P>0.05),仅6月中旬与其他月份间C_WUE差异极显著(P<0.01)。因此,兴安落叶松新老枝叶在光合能力和蒸腾速率上存在较大差异,而水分利用效率的差异较小。     

施肥对增温促花后‘长寿冠’海棠叶片生长及光合特性的影响

【目的】探究氮磷钾复合施肥对增温促花后的优质盆栽观赏海棠品种‘长寿冠’(Chaenomeles speciosa‘Changshouguan’)生长和光合特性的影响，为‘长寿冠’增温促花后的复壮栽培提供理论依据。【方法】采用正交设计进行根部施肥试验，设置对照组(CK)和9个处理组(处理1—9)。研究其对生长、叶绿素相对含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。【结果】(1)处理1—9均对‘长寿冠’单株叶片数和叶面积有显著影响。以处理8(N₃P₂K₁)效果最好，分别比对照增加了10.74%、11.13%,均差异显著(P<0.05)。(2)各处理组能显著提高叶片相对叶绿素量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r),胞间CO₂浓度(C_i)变化不明显，说明‘长寿冠’叶片净光合能力的提升是由气孔和非气孔两方面因素导致的。(3)处理1—9均提高了‘长寿冠’PSⅡ光化学淬灭系数(qP)、实际光化学效率...     

不同修剪措施对薄壳山核桃幼树光合特性的影响

【目的】探索不同修剪措施对薄壳山核桃光合特性的影响,为选择合理的整形修剪技术以及栽培优质高产的薄壳山核桃提供科学依据。【方法】以5年生薄壳山核桃幼树为研究对象,采用环割(T1)、环剥(T2)和摘心(T3)3种修剪措施处理当年生枝条,再对其枝条进行光合作用的测定。【结果】3种修剪措施处理下的光合参数及其日变化曲线、光响应参数(包括表观量子效率(A_QY)、光补偿点(L_CP)、最大净光合速率(P_n,max)和光饱和点(L_SP)、暗呼吸速率(R_d)均有较大差异。3个处理的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)日变化整体呈现相似的趋势,日平均大小均为T3>T1>T2,而胞间CO₂浓度呈现相反的日变化。T3处理的P_n,max值、A_QY值最高,而L_CP值显著低于其他处理,L_SP和R_d值相对较低,说明T3处理的薄壳山核桃幼树叶片光合能力最强,对光的适应范围广。【结论】在薄壳山核桃开花初期进行摘心处理,能有效提高叶片的光合能力,而环剥、环割则降低其光合能力。     

兴安落叶松林降雨再分配及其穿透雨的空间异质性

【目的】探究大兴安岭北部兴安落叶松林对降雨的截留再分配及树冠下穿透雨空间分布规律,了解兴安落叶松林生态水文过程。【方法】通过长期定位观测研究的方法,获取了2013年兴安落叶松林19场降雨事件的林外降雨、穿透雨和树干径流的观测数据,采用相关分析,总结了兴安落叶松林降雨再分配规律,比较了树冠下不同位置处穿透雨的变异性。【结果】观测期内兴安落叶松林的林冠截留量、穿透雨量和树干径流量依次为35.14、148.61和0.250 7 mm,分别占大气降雨量的19.10%、80.77%和0.14%; 不同降雨事件中,树冠不同位置处的穿透雨具有空间异质性; 当降雨量、温度等气象因子一致时,3/4树冠半径处的穿透雨变异最小,树冠外缘(4/4树冠半径处)变异最大; 当冠层结构稳定时,穿透雨的变异程度均随降雨量的增加而减小,二者呈一定的负相关性(P<0.01)。【结论】穿透雨是兴安落叶松林降雨再分配的主要水文分量(约占降雨量的81%),选择变异最小、最接近林分穿透雨率(误差约1%)的3/4树冠半径处布设穿透雨收集装置,能够适当减少野外工作量,提高科研观测效率,可为落叶松林区森林水文模型的参数化提供依据。     

遮阴对濒危植物朝鲜崖柏光合特性的影响

【目的】分析濒危植物朝鲜崖柏(Thuja koraiensis)光合特性,探讨光合作用与环境因子的关系,为开展朝鲜崖柏的有效保育提供依据。【方法】应用Li-6400便携式光合仪器,测定朝鲜崖柏7年生扦插苗在不同光环境(L0、L1、L2、L3,即遮阴度分别为0%、25%、50%和75%)下光响应曲线、光合日变化和色素含量,并进行通径分析。【结果】随遮阴度增加,最大净光合速率(P_n,max)、暗呼吸速率(R_d)、光饱和点(L_SP)和光补偿点(L_CP)显著减小,表明朝鲜崖柏具有一定的耐阴性。随遮阴度增加光合日变化的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)随之降低,非气孔限制因素是朝鲜崖柏光合速率下降的主要原因。朝鲜崖柏通过增加叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量适应遮阴环境。在不同光环境下,空气相对湿度是影响光合日变化净光合速率的主要环境因子;根据决定系数排序,在L0和L1处理中空气相对湿度影响最大,在L2和L3处理中光合有效辐射(P_AR)影响最大。【结论】朝鲜崖柏在全光照和遮阴25%时有较好的光合性能,具有一定的耐阴性,但遮阴度过高时会因光照不足影响植株的正常生长。     

舟山海岛主要造林树种幼苗的光合特性

【目的】比较舟山海岛主要造林树种对光的适应性和耐阴性,探讨树种在海岛植被恢复过程中的配置依据。【方法】使用Li-6400便携式光合仪对普陀樟(Cinnamomum japonicum var. chenii)、舟山新木姜子(Neolitsea sericea)、红楠(Machilus thunbergii)、全缘冬青(Ilex integra)、滨柃(Eurya emarginata)、柃木(Eurya japonica)和厚叶石斑木(Raphiolepis umbellate)等7个树种幼苗叶片的光合日进程、光响应过程等进行测定,并对其光合特性和耐阴性进行比较分析。【结果】红楠净光合速率(P_n)日变化趋势呈双峰型,其他6个树种呈现单峰型,厚叶石斑木P_n显著高于其他树种(P<0.5),普陀樟P_n显著低于其他树种(P<0.5); 7个树种的气孔导度(G_s)与蒸腾速率(T_r)日变化趋势与P_n变化趋势相似,胞间CO₂浓度(C_i)日变化趋势与P_n变化趋势相反; 在光响应过程测定中,7个树种的P_n都随着光合有效辐射(PAR)的增强而增大,达到一定值后不同树种间的表现略有不同; 滨柃的光饱和点(LSP)最高,厚叶石斑木光补偿点(LCP)最高,普陀樟的光饱和点和光补偿点都最低; 对光饱和点和光补偿点进行聚类分析表明,滨柃属于强阳性树种,厚叶石斑木、全缘冬青、柃木、舟山新木姜子为阳性树种; 红楠、普陀樟为耐阴性树种。【结论】在舟山海岛植被恢复过程中,滨柃、厚叶石斑木应配置在全光环境下,全缘冬青、柃木应配置在疏林或灌丛下,红楠、普陀樟、舟山新木姜子应配置在弱光环境中。     

丛枝菌根真菌对盐胁迫下桢楠光合生理的影响

【目的】研究盐胁迫条件下,桢楠接种丛枝菌根真菌(AMF)后叶片光合色素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数的变化情况,以期为桢楠在盐碱地造林提供参考。【方法】采用分光光度法测定叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Car)含量,采用Li-6400便携式光合仪测定气体交换参数和叶绿素荧光参数。【结果】不同浓度NaCl胁迫下,AMF接种与未接种处理桢楠光合色素含量均呈现显著差异,AMF显著提高了桢楠叶片的光合色素含量。盐胁迫下AMF接种处理后桢楠叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)显著高于未接种处理;AMF接种桢楠叶片的最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)变化不显著,而未接种处理则显著降低;未接种处理的非光化学淬灭系数(NPQ)在盐浓度为300 mmol/L时显著升高,而AMF接种处理的NPQ没有显著变化。双因素方差分析表明,接种AMF对Chl a、Chl b、Car含量和Φ_PSⅡ有显著影响。【结论】AMF通过改善光合色素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数,提高了桢楠对光能的利用能力,从而减轻了盐分对桢楠造成的伤害,表明AMF能够增强桢楠的耐盐性,进而促进桢楠在盐碱性土壤中生长。     

IAA对幼苗期夏橡生长及光合特性的影响

幼苗期夏橡在生长发育过程中存在封顶现象,为探究外源植物生长调节剂吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)对封顶现象的破除作用,以1年生夏橡播种苗木为研究对象,在夏橡封顶时喷施不同质量浓度的IAA.通过对夏橡生长特性、光合特性的测定,运用最小显著性差异法(least significant difference,LSD)及沃勒-邓肯对比分析在喷施不同质量浓度IAA后幼苗期夏橡生长特性与叶片光合性能的差异,结果表明:喷施IAA提高了夏橡光合特性日变化指标G_s、T_r及C_i,进而提高了植株的净光合速率(P_n),低质量浓度IAA处理下幼苗期夏橡P_n下午峰值提前,高质量浓度处理后光合“午休”现象消失;IAA处理对于延缓P_n下降有一定作用,质量浓度为60 mg/L的IAA处理时P_n最大;IAA处理前期主要受气孔限制,后期以非气孔限制为主.得出结论:IAA的喷施会提高夏橡幼苗的P_n,延缓P_n的下降,此外IAA质量浓度为100~120 mg/L时,破除幼苗期夏橡封顶现象效果最显著.     

模拟干旱环境下伐桩注水对毛竹光合蒸腾特性的影响

【目的】研究干旱条件下伐桩注水对毛竹光合蒸腾特性的影响及其与环境因子间的关系,为毛竹林节水灌溉提供理论参考。【方法】在试验毛竹林中选取10 m×20 m样地9块,设置3个伐桩注水处理CK(0个)、T1(12个)和T2(18个),测定各处理2年生立竹的光合蒸腾生理指标及各主要环境因子。【结果】①不同处理下毛竹净光合速率(P_n)与蒸腾速率(T_r)日变化趋势基本相同,均为单峰曲线,均无“光合午休”现象,净光合速率与蒸腾速率日变化均表现为T2>T1>CK。②各处理下毛竹水分利用效率(E_WUE)均为双峰曲线,随着注水伐桩数量的增加而降低,全天基本表现为CK>T1>T2。③不同处理下对毛竹净光合速率起最大直接作用的环境因子不同,CK处理为空气相对湿度(φ),T1和T2处理为光合有效辐射(R_PAR); 各处理下对毛竹蒸腾速率起最大直接作用的环境因子均为大气CO₂浓度(C_a)。④各处理下毛竹净光合速率和蒸腾速率的主要决定变量均为R_PAR; T1和T2处理下毛竹净光合速率、蒸腾速率的主要限制变量均分别为空气温度(t_a)、φ,而CK处理分别为φ、C_a。【结论】注水伐桩数量与毛竹净光速率和蒸腾速率正相关,而与水分利用效率负相关。增加注水伐桩能够显著提高毛竹的光合蒸腾能力,增加毛竹光合产物的积累,并且可以改变环境因子对毛竹净光合速率与蒸腾速率的影响作用。     

重金属铬胁迫对髯毛箬竹光合特性的影响

【目的】 探讨髯毛箬竹(Indocalamus barbatus McClure)光合特性对铬胁迫的响应,为铬胁迫环境下髯毛箬竹生理响应机制的研究提供依据。【方法】采用盆栽法研究不同浓度铬(含量分别为0、100、400、800 mg/kg)胁迫对其光合气体交换参数及叶绿素荧光参数的影响。【结果】随着铬浓度的增加,髯毛箬竹叶绿素相对含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)均呈先上升后下降趋势,而胞间二氧化碳浓度(C_i)则呈相反趋势,说明在铬胁迫下,髯毛箬竹的光合作用具有“低促高抑”现象,且胁迫导致的P_n变化主要受非气孔因素影响。与对照相比,低浓度铬胁迫(含量100 mg/kg)均导致髯毛箬竹PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F₀)、PSⅡ有效光化学效率(F_v'/F_m')、PSⅡ实际光化学效率(η_ΦPSⅡ)、电子传递速率(R_ETR)、光化学猝灭系数(C_PQC)升高而非光化学猝灭系数(C_NPQ)下降,说明低浓度铬促进光合作用与刺激叶肉细胞光化学活性和增强光能利用效率有关,而PSⅡ反应中心开放率的增加和热耗散的降低是光能利用率提高的主要原因。随着铬胁迫浓度和时间的增加,髯毛箬竹的F_v/F_m、F_v/F₀、 F_v'/F_m'、η_ΦPSⅡ、C_PQC和R_ETR总体上均呈现下降趋势,而C_NPQ呈上升趋势。说明高浓度长时间铬处理使髯毛箬竹光合机构受损,光化学活性降低,并产生了明显的光抑制。热耗散的增强是髯毛箬竹叶片防御高浓度铬胁迫下光破坏的重要机制。【结论】髯毛箬竹能适应一定浓度的铬胁迫环境,并对不同浓度铬胁迫产生不同的光合响应调节。     

底部渗灌下缓释肥对华北落叶松容器苗生长和氮积累的影响

【目的】确定底部渗灌技术下培育华北落叶松容器苗合理的缓释肥施用量,探索在高效节水的渗灌条件下缓释肥对华北落叶松容器苗的苗木生长以及氮养分积累的影响。【方法】以华北落叶松播种容器苗为研究对象,在底部渗灌条件下,采用单因素完全随机区组设计,设置3个不同浓度梯度的缓释肥施氮量(50 、100 、150 mg/株),通过比较苗木不同生长期的形态指标、氮浓度和氮含量以及基质不同部位的酸碱度和电导率的差异,系统研究底部渗灌下缓释肥对1年生华北落叶松容器苗生长和氮积累的影响。【结果】施氮量对华北落叶松容器苗不同时期的苗高和地径影响差异显著。当施氮量为100 mg/株时,1年生华北落叶松容器苗的苗高、地径达到最大值,分别为34.38 cm、3.67 mm; 施氮量对生长季末的根生物量影响差异显著,对茎、叶不同时期的生物量影响差异显著,当施氮量为100 mg/株时,华北落叶松容器苗的总生物量最大,生长季末达1.80 g; 施氮量越大,华北落叶松容器苗各器官的氮浓度和氮含量越大,施氮量为150 mg/株下的氮浓度和氮含量显著高于50 mg/株的处理,而与100 mg/株的施氮处理无明显差异; 当施氮量为150 mg/株时,苗木体内的氮浓度和含量达到最大,根、茎、叶的氮质量分数分别为1.78%、1.28%、2.14%,氮含量分别为8.41、9.56、11.71 mg/株,但其苗高、地径、生物量等形态指标呈下降趋势; 随着施氮量的增大,基质的EC值升高、pH降低,且基质上层的EC值显著高于下层的,而pH则表现为上层较低,但未影响苗木质量。【结论】缓释肥能够促进华北落叶松容器苗生长,并且有利于苗木体内的氮积累; 底部渗灌技术下培育华北落叶松容器苗合理的缓释氮量为100 mg/株。     

六盘山华北落叶松林分蒸腾特征及其影响因素

【目的】林分蒸腾作为土壤-植物-大气连续体的关键过程,是森林生态系统中重要的水分输出项,可占森林总蒸散的50%以上,探究林分蒸腾对环境因子的响应规律可为科学指导造林及林水综合管理提供理论依据和数据支持。【方法】以国家林业和草原局宁夏六盘山定位站为依托,在2016年生长季(5—9月),对六盘山半湿润区的华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林的树干液流进行观测,经尺度上推得到林分蒸腾量,并同步观测林外大气因子和林内土壤含水量,分析林分蒸腾对大气因子和根系层(0~60 cm土层)土壤含水量的响应。【结果】①研究期间,林分日蒸腾变化范围为0.005~1.866 mm/d,平均值为1.042 mm/d。不同月份的林分日蒸腾平均值从大到小依次为:6月(1.325 mm/d)、5月(1.099 mm/d)、7月(1.077 mm/d)、8月(1.009 mm/d)、9月(0.717 mm/d)。②通过各大气因子与林分日蒸腾的相关系数矩阵发现,影响林分日蒸腾的主要大气因子为太阳辐射强度(R_n)、饱和水汽压差(D_VPD)及空气相对湿度(H_RH),相关性从大到小依次为R_n(0.784)、D_VPD(0.754)、H_RH(-0.704)。③借助因子分析可将影响林分日蒸腾的大气因子降维成气候波动因子(44.9%)、蒸腾驱动因子(35.2%)和空气运动因子(15.7%)3个综合指标,其中构成蒸腾驱动因子的3个载荷因子(R_n、D_VPD和H_RH)均与林分日蒸腾显著相关,且蒸腾驱动因子与林分日蒸腾的拟合效果(R²=0.688)优于潜在蒸散(T_PET)与林分日蒸腾的拟合效果(R²=0.649)。④通过多元回归拟合及偏相关系数的可比性得出,太阳辐射强度(R_n)和饱和水汽压差(D_VPD)二者对林分日蒸腾的贡献率可达93%,其中R_n的贡献率为54.2%,D_VPD的贡献率为38.8%。⑤基于脱耦联系数与林分蒸腾的日内变化曲线得到,R_n主导蒸腾的时间一般在太阳升起到净辐射最高的上午11:00,而D_VPD主导蒸腾的时间一般是下午和夜间。⑥在土壤湿润条件下[根系层平均土壤相对可利用水分(W_REW)>0.38],林分日蒸腾与≥40~60 cm土层W_REW显著正相关(P<0.01),与其他土层W_REW不相关或显著负相关。在土壤干旱条件下(根系层平均W_REW≤0.38),林分日蒸腾与≥20~40和≥40~60 cm土层W_REW显著正相关(P<0.01),与0~10和≥10~20 cm土层W_REW显著负相关。【结论】影响华北落叶松林分日蒸腾的大气因子主要是R_n和D_VPD,且在日内尺度上二者主导蒸腾的时段不同;本研究中提出的蒸腾驱动因子在反映大气因子对林分蒸腾综合影响上优于潜在蒸散(T_PET);在土壤湿润条件下华北落叶松林蒸腾耗水主要利用深层(≥40~60 cm土层)土壤水分,而在土壤干旱条件下华北落叶松蒸腾耗水将利用≥20~60 cm土层的土壤水分。     

黑龙江省红松和长白落叶松人工林树冠外部轮廓模拟

【目的】红松和长白落叶松是黑龙江省主要的造林树种,构建两个针叶树树冠外部轮廓预估模型,为进一步科学合理地经营人工林提供参考。【方法】采用黑龙江省红松和长白落叶松人工林中各50株解析木的枝条解析数据,以分段抛物线方程、修正Kozak和Weibull方程为基础模型,构建以样木为单一水平树冠外部轮廓的非线性混合效应模型,并对两树种的树冠轮廓进行比较。【结果】两树种树冠外部轮廓的分段抛物线预估模型包含的变量均为D_BH(胸径)、C_L(冠长)、C_R(冠长率)、H_D(高径比),修正Kozak和Weibull预估模型包含的变量为D_BH、C_R、H_D。加入混合效应后,各模型的拟合效果较基础模型均有所提高。修正Weibull方程对红松和长白落叶松的拟合效果最好,但与分段抛物线和Kozak方程之间的差别不是很大。对于红松,分段抛物线方程预估的树冠半径在靠近树冠基部要低于修正的Kozak方程和修正的Weibull方程; 对于长白落叶松,各模型之间的拟合效果差别较小。【结论】分段抛物线方程、修正Kozak和Weibull方程均能够对黑龙江省红松和长白落叶松人工林树冠外部轮廓进行比较准确的模拟。修正Kozak方程和Weibull方程包含的树木变量较少,参数估计相对简单,容易通过积分计算树冠体积及表面积。     

结合冠层密度的森林净初级生产力遥感估测

【目的】 森林冠层密度与林分年龄、植被生长状况有关,在区域森林净初级生产力遥感估测中,结合森林冠层密度以期提高估测精度。【方法】 以广东省韶关市为研究对象,选用2017年Landsat-8 OLI影像、2017年357块森林资源连续清查固定样地数据为主要信息源,分别采用随机森林、多元线性回归、人工神经网络和K最近邻分类法等4种模型,结合森林冠层密度制图器(FCD)进行区域森林净初级生产力特征变量的选取、参数建模、模型精度评价和森林净初级生产力空间制图。【结果】 特征变量中,红光波段(B4)、归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、叶面积指数(LAI)、缨帽变换土壤植被因子、纹理特征和地形特征在森林净初级生产力反演中有重要作用。将森林冠层密度因子加入反演模型后,4种遥感估测模型精度均有大幅度提高。对4种遥感估测模型进行性能比较,随机森林模型精度最高,其次是多元线性回归模型、人工神经网络模型,K-最近邻分类模型精度最低。研究区内森林净初级生产力平均值为10.689 t/(hm²·a),高森林净初级生产力 [≥18 t/(hm²·a)]林分面积仅占研究区的19.61%,主要分布在海拔较高的西北部。【结论】 结合冠层密度进行森林净初级生产力的建模,可有效提高模型估测精度。     

两个乌桕新品种苗木光合特性比较

【目的】探讨两个乌桕新品种‘海滨绯红’、‘海滨紫晶’夏季光合特性并进行比较,为乌桕新品种的栽培与推广应用提供理论依据。【方法】盆栽条件下测定2年生嫁接苗叶片光合色素含量、光合日变化、光响应曲线以及CO₂响应曲线,并进行灰色关联分析。【结果】① ‘海滨紫晶’的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Car)含量以及叶绿素a/b(Chla/b)均高于‘海滨绯红’,其中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量存在显著性差异;② 两个品种8月光合日变化曲线皆为典型的单峰型,无“午休”现象,‘海滨紫晶’净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)的日均值和峰值均显著高于‘海滨绯红’,而胞间CO₂浓度(C_i)则相反;灰色关联分析表明,影响两个品种P_n的主要环境因子是大气温度(T_a)和光合有效辐射(PAR)。与‘海滨绯红’相比,‘海滨紫晶’的P_n与T_a的关联度更大,而与大气CO₂浓度(C_a)关联度较小;③ ‘海滨紫晶’的最大净光合速率(P_n,max)、光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(R_d)和光补偿点(LCP)均高于‘海滨绯红’,表观量子效率(AQY)低于‘绯红’,其中P_n,max、LSP和R_d存在显著性差异;④ ‘海滨紫晶’的最大光合能力(A_n,max)、CO₂饱和点(CSP)、羧化效率(CE)和光呼吸速率(R_p)大于‘海滨绯红’,CO₂补偿点(CCP)小于‘海滨绯红’,其中A_n,max、CSP存在显著性差异。【结论】两个乌桕新品种在光合特性上均表现出较强的夏季生长适应性。与‘海滨绯红’相比,‘海滨紫晶’光合性能较优,对高温及强光的适应性更强。其较强的光合能力与其在高温强光下所受的非气孔限制相对较小有关,较高的羧化效率和1,5-二磷酸核酮糖(RUBP)再生能力可能是‘海滨紫晶’改善非气孔限制的主要原因,光呼吸可能是其在高温强光下避免光抑制和光破坏的一种机制。     

夏季淹水胁迫对北美枫香苗木叶色及光合荧光特性的影响

【目的】评价北美枫香(Liquidambar styraciflua)耐涝性,并从叶色与色素、光合荧光等生理指标间的协同性分析其耐涝机理,为沿海和涝害地区耐水湿观赏树种的筛选提供参考。【方法】模拟中国南方洪水季节性发生的特点,在夏季高温期间,对北美枫香1年生扦插苗进行60 d的户外盆栽淹水处理,分析其在淹水过程中生长、叶色(色彩参数与色素比例)及光合特征[净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和胞间CO₂浓度(C_i)]、叶绿素荧光动力学特性[单位叶面积反应中心数(N_RC/CSm)单位叶面积热耗散的能量(E_DIo/CSm)、PSⅡ捕获能量从Q_A传递到Q_B的效率(ψ_O)、电子传递的量子比率(φ_Eo)、受体侧末端电子受体的量子产额(φ_Ro)、综合性能指数(I_total)]的动态变化趋势,并根据各指标峰谷值出现时间分析指标间的协同性。【结果】①淹水持续60 d并未对北美枫香的生长产生抑制作用,苗木的成活率能达到90%以上。②叶色参数结果显示,随着淹水时间的延长,色调角h值呈现显著下降趋势,40 d后,叶片由绿色相域转变为红色相域(h<90°)。③叶片色素相对含量比值结果显示,随着淹水时间的延长,处理的叶片叶绿素与花青素及类胡萝卜素相对含量的比值[Chl/(Anth+Car)]呈现下降趋势。20 d后,处理Chl/(Anth+Car)的值显著低于对照(CK),在40 d后,Chl/(Anth+Car)的值小于1(胡萝卜素和花青素相对含量占据主要地位),这与叶片外观色彩参数变化表现出同步性。④处理与CK叶片光合气体交换参数变化趋势整体相似,P_n与C_i均呈现下降—上升—下降趋势,T_r与G_s均呈现下降趋势;在淹水初期(0~20 d)处理与CK各光合参数值差异不显著,但在淹水中后期(20 d后),处理各参数值显著低于CK,且二者差异整体呈现增大趋势。⑤光响应曲线特征表明,处理在各光强下的P_n显著低于CK,且随着淹水时间的延长,处理与CK的P_n差值越大,表现出较低的光能利用率。⑥叶绿素荧光动力学参数表明,淹水30 d后,叶片反应中心数目(N_RC/CSm)和光系统PSⅡ向PSⅠ的电子传递能力(Ψ_o、$φ_{Ro}$和$φ_{Ro}$)均显著下降,叶片的热耗散($E_{\text{DIo/CS m}}$)显著上升,最终导致PSⅡ综合性能指数显著下降。【结论】北美枫香具有较强的短期耐水淹能力,尤其在淹水20 d内,各指标均优于CK;北美枫香主要通过增加叶片热耗散以及调节光合色素含量权重来减少激发能和过剩激发能产生的伤害,从而降低涝害程度;净光合速率、叶片色素比值及荧光参数之间存在协同性,各参数拐点出现的时间呈节律性变化,分别为20、30 及40 d,其中光合参数反应最为灵敏。     

鹅掌楸光合性能的测定与分析

利用751分光光度计测定鹅掌揪树冠阴阳面和上下冠层4个方位在不同生长季节叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量；应用LI-6400红外气体分析仪测定鹅掌揪不同部位不同生长季节中净光合速率日变化及季节变化。采用多元统计分析，得出净光合速率与光强、温度和生活幸福湿度等环境因子之间的相关关系，找出不同条件下影响净光合速率的主导因子，分析不同方位及冠层对净光合速率的影响。初步了解了鹅掌揪的光合性能。     

长期结实和不结实红松针叶光合生理参数的差异

【目的】选择营养生长基本一致而结实状况差异很大的红松(Pinus koraiensis)个体，分析其光合生理指标差异情况，为红松果材兼用培育提供科学依据。【方法】以吉林省露水河林业局种子园内30年生红松为研究对象，通过对不同结实特性及环境差异下红松个体光合指标进行连续观测，分析其生长季内叶绿素含量、比叶面积(SLA)、光响应参数、非结构性碳水化合物(NSC)含量等指标的变化情况。【结果】(1)不同结实状况红松叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Car)和总叶绿素(Chl T)含量存在显著差异。在生长季期间，不结实红松中的Chl a、Chl b、Car和Chl T含量显著高于结实红松，而叶绿素a与b质量比(Chl a/b)相反，除7月外SLA均表现为结实红松>不结实红松。两种结实特性红松各指标在不同月份之间差异显著。两种结实特性红松叶绿素含量和比叶面积变化趋势一致，Chl a、Chl b、Car和Chl T含量呈下降趋势，而SLA则上升，Chl a/b先下降后上升；(2)两种结实特性的红松只有光饱和点(LSP)存在显著差异，表观量子效率(AQY)、光补偿点(...     

基于TLS辅助的长白落叶松一级枝条生物量模型构建

【目的】探究利用地基激光雷达(terrestrial laser scanning, TLS)点云数据估测枝条生物量的可行性,构建预测长白落叶松(黄花落叶松)枝条生物量的最优模型。【方法】以利用孟家岗林场26株长白落叶松点云数据提取出的733个一级枝条的特征因子[枝长(L_BL)、弦长(L_BCL)、基径(d_B)、着枝角度(A_B)、弓高(H_BAH)、枝条基部断面积(S_BAB)、相对着枝深度(d_RDINC)]和对应的实测数据为数据源,分别建立枝条水平上的一级枝条生物量基础模型,通过对比基础模型之间的差异来分析利用TLS数据建立枝条生物量模型的可行性。最后利用TLS数据分别对比基础模型、混合效应模型和随机森林模型的预测效果。【结果】基础模型中最终选定的自变量为S_BAB和L_BCL。利用TLS数据建立的枝条生物量基础模型具有更好的预测精度。对比3种模型预测能力结果显示,随机森林模型无论在训练集还是测试集...