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干旱-复水对桂西北喀斯特地区青冈栎幼苗叶片光合能力、叶绿素荧光和显微结构的影响

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西北植物学报 2024年第1期44卷 63-76页

作者：邓平吴敏林丁赵英陆海娇岑英玉林师范学院广西农产资源化学与生物技术重点实验室、广西高校亚热带生物资源保护与利用重点实验室广西玉林537000 中南林业科技大学林学院长沙410004

【目的】探讨喀斯特地区适生种青冈栎幼苗对“干旱-复水”环境的适应机制,为该地区植被恢复和人工造林提供理论依据。【方法】以当年生实生苗为材料,通过盆栽控水试验研究4种土壤干旱胁迫强度[对照(-0.1 MPa)、轻度干旱(-0.5 MPa)、中... 详细信息

【目的】探讨喀斯特地区适生种青冈栎幼苗对“干旱-复水”环境的适应机制,为该地区植被恢复和人工造林提供理论依据。【方法】以当年生实生苗为材料,通过盆栽控水试验研究4种土壤干旱胁迫强度[对照(-0.1 MPa)、轻度干旱(-0.5 MPa)、中度干旱(-0.9 MPa)和重度干旱(-1.5 MPa)]及复水处理对叶片水分状况、光合效率、叶绿素荧光和解剖结构参数的影响。【结果】(1)随干旱胁迫加剧,叶片相对含水率、水势、净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、气孔导度(Gs)和胞间CO_(2)浓度(C_(i))均显著降低,而气孔限制值(L_(s))显著增加,但轻度胁迫下各光合参数以及轻中度胁迫下瞬时水分利用效率(WUE)均不受显著影响。复水后,各干旱处理叶片水分参数、P_(n)、T_(r)、Gs、C_(i)、WUE均比复水前提高,L_(s)比复水前降低;轻度胁迫复水后叶片水分和光合参数均优于对照,中度胁迫仅L_(s)未恢复,重度胁迫复水后叶片水分和光合参数均未恢复。(2)随干旱胁迫加剧,叶片初始荧光(F_(o))显著增加,最大荧光(F_(m))、最大光化学量子产量(F_(v)/F_(m))和潜在光化学效率(F_(v)/F_(o))均显著下降,且在轻度胁迫下均与对照显著差异。复水后,各干旱胁迫处理F_(m)、F_(v)/F_(m)和F_(v)/F_(o)比复水前提高,而F_(o)均略低于复水前,轻度胁迫复水后各叶绿素荧光参数均恢复或优于对照,中度和重度胁迫复水后F_(o)未恢复,且重度胁迫复水后F_(v)/F_(m)仅为0.75。(3)随干旱胁迫加剧,叶片厚度、上下表皮厚度、气孔密度、主脉导管直径均显著增加,叶片气孔器长度、宽度、开口面积、海绵组织厚度均显著降低,而栅栏组织厚度、栅海比和主脉厚度均表现为中度>轻度>对照>重度。复水后,各干旱胁迫处理气孔开口面积和主脉厚度比复水前显著提高;而轻度胁迫叶片结构参数也均恢复或优于对照,中度胁迫气孔开口面积仍显著低于对照,重度胁迫气孔开口未能恢复打开,主脉厚度也低于对照。【结论】青冈栎幼苗有较强耐旱性和旱后恢复能力,适合作为喀斯特地区的生态恢复树种,但在青冈栎幼苗抚育阶段应免受中度以上干旱胁迫(-0.9 MPa),以利于旱后恢复生长。

关键词：干旱复水青冈栎光合作用叶绿素荧光气孔叶片结构

缓释肥和复合肥施氮量对青冈栎容器苗质量的影响

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江苏农业科学 2024年第5期52卷 151-158页

作者：鞠昕萌黄逢龙喻方圆南京林业大学林学院/南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 江西省吉安市林业科学研究所江西吉安343000

为探究缓释肥和复合肥不同施用水平对青冈栎容器苗生长、生物量和非结构性碳水化合物积累的影响,探索培育青冈栎容器苗的最佳肥料类型和施氮量,对青冈栎容器苗施用缓释肥和复合肥,分别设置4个施氮浓度梯度(0.1、0.2、0.3、0.4 g/株)和1... 详细信息

为探究缓释肥和复合肥不同施用水平对青冈栎容器苗生长、生物量和非结构性碳水化合物积累的影响,探索培育青冈栎容器苗的最佳肥料类型和施氮量,对青冈栎容器苗施用缓释肥和复合肥,分别设置4个施氮浓度梯度(0.1、0.2、0.3、0.4 g/株)和1个对照处理。在生长季末测量苗高、地径、根系指标,并将随机选取的苗木烘干,以测定生物量和非结构性碳水化合物含量。结果表明,缓释肥和复合肥均显著促进了青冈栎容器苗的生长。在同等用氮量情况下,施用缓释肥效果总体上优于复合肥。其中在H4处理下,青冈栎容器苗的苗高、地径、总根长、根表面积、根体积和根平均直径均为最大值,分别为69.08 cm、4.79 mm、281.92 cm、111.57 cm^(2)、3.86 cm^(3)和1.40 cm;在H3处理下,青冈栎容器苗的总生物量、可溶性糖和淀粉含量均为最大值,分别为6.09 g、207.22 mg/g和188.77 mg/g,分别是CK的1.86、1.33、1.76倍。施肥促进生物量更多地分配给青冈栎容器苗的茎和叶;可溶性糖多集中在叶部;淀粉多集中在根部。就青冈栎容器苗而言,施用缓释肥的总体效果优于复合肥,H3和H4处理下,青冈栎容器苗质量最好,结合成本、肥料利用率和实际效果等方面考虑,青冈栎容器苗的最佳肥料类型为缓释肥,最佳施肥处理是H3,即最佳缓释肥用量为2.14 g/株,施氮量为0.3 g/株。

关键词：青冈栎容器苗缓释肥复合肥苗木质量

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青冈栎次生林林分形高模型构建

林草资源研究 2024年第1期 134-142页

作者：吴莎边更战易烜吕勇中南林业科技大学林学院长沙410004 湖南省林业资源调查监测评价中心长沙410004 湖南省青羊湖国有林场长沙410600

探索林分形高模型的构建与评价方法,可为湖南省青冈栎林分蓄积量的精准测定提供理论依据。以芦头林场和青羊湖林场的青冈栎次生林为研究对象,基于35个样地的1055株单木实测数据,建立青冈栎次生林一元、二元林分形高模型。由孔兹干曲线... 详细信息

探索林分形高模型的构建与评价方法,可为湖南省青冈栎林分蓄积量的精准测定提供理论依据。以芦头林场和青羊湖林场的青冈栎次生林为研究对象,基于35个样地的1055株单木实测数据,建立青冈栎次生林一元、二元林分形高模型。由孔兹干曲线推导出青冈栎树高曲线以计算林分条件平均高,基于林分形高与林分平均胸径、林分条件平均高的一元、二元相关关系,选取6个一元模型和8个二元模型,以决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、解释方差(EA)、平均绝对误差(MAE)和模型预估精度(P_(1))作为评价指标。经过评估和比较,选定一元林分形高模型为f(D)=2.8707×D^(0.2618)、f(H)=2.0224+0.3395×H和二元林分形高模型为f(D,H)=0.5906×exp(-0.0083×D)×H、f(D,H)=(0.7102-0.0701×logD)H和f(D,H)=2.4799×(D^(2)×H)^(0.1092)。通过留一交叉验证和配对T检验对模型进行检验,结果显示一元、二元林分形高模型均具有较高的精度和较强的适用性,进一步验证了以林分平均胸径和林分条件平均高构建林分形高模型的方法合理可行,可为其它类型的林分形高模型构建和林分形高表的编制提供示范和参考。

关键词：青冈栎林分条件平均高林分形高模型林分蓄积量留一交叉验证

啮齿动物对单性木兰和青冈栎种子搬运行为比较

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广西师范大学学报（自然科学版） 2022年第4期40卷 199-204页

作者：唐创斌董佩佩黄秋婵谭卫宁周岐海汪国海广西民族师范学院化学与生物工程学院广西崇左532200 珍稀濒危动植物生态和环境保护教育部重点实验室(广西师范大学) 广西桂林541006 木论国家级自然保护区管理局广西环江547100 广西珍稀濒危动物生态学重点实验室(广西师范大学) 广西桂林541006

啮齿动物种子搬运行为对植物种群的更新和扩散具有重要意义。为探讨喀斯特微生境和种子大小对啮齿动物搬运行为的影响,2019年9—10月在单性木兰Kmeria septentrionalis和青冈栎Cyclobalanopsis glauca种子成熟期,将上述2种不同大小的植... 详细信息

啮齿动物种子搬运行为对植物种群的更新和扩散具有重要意义。为探讨喀斯特微生境和种子大小对啮齿动物搬运行为的影响,2019年9—10月在单性木兰Kmeria septentrionalis和青冈栎Cyclobalanopsis glauca种子成熟期,将上述2种不同大小的植物种子同时摆放在4种不同的喀斯特微生境中(石洞、石槽、石面和土面),比较啮齿动物对不同微生境种子的搬运率差异。结果表明:单性木兰种子和青冈栎种子间的搬运率呈极显著差异(Z=-21.902,P青冈栎种子间的搬运率都呈极显著差异(P青冈栎种子搬运的重要因素。啮齿动物对植物种子的搬运行为是喀斯特微生境和种子大小共同作用的结果。

关键词：单性木兰青冈栎种子搬运啮齿动物同域分布喀斯特微生境

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地面激光雷达青冈栎单木参数提取研究

地面激光雷达青冈栎单木参数提取研究

作者：潘政尚中南林业科技大学

学位级别：硕士

地面激光雷达(Terrestrial Laser Scanning,TLS)能够快速准确地获取被观测物体表面的三维信息,并以点云的形式保存下来,在短时序、小尺度地物观测上具有其他遥感手段无可比拟的优势。其发射的激光束能够穿透森林冠层中的缝隙,能够用于... 详细信息

地面激光雷达(Terrestrial Laser Scanning,TLS)能够快速准确地获取被观测物体表面的三维信息,并以点云的形式保存下来,在短时序、小尺度地物观测上具有其他遥感手段无可比拟的优势。其发射的激光束能够穿透森林冠层中的缝隙,能够用于森林参数提取,利用地面激光雷达进行森林资源的定性与定量分析已成为当下的研究热点。目前利用激光雷达进行森林资源调查的研究工作主要集中于城市林地或人工林区域,天然林环境下的地面激光雷达数据采集与处理方法有待进一步探究。论文以中南林业科技大学芦头实验林场为研究区,将天然林环境下生长的青冈栎(Quercus glauca Thunb.)作为研究对象,使用FAROFOCUS3DX330地面三维激光扫描仪采集数据。首先从原始扫描数据中分离出青冈栎立木点云数据,然后使用改进的分类回归树点云分类模型分离青冈栎树干点云,采用分层聚类法构建树干骨架,最后利用树干骨架对现有的单木参数提取算法进行改进,并对参数提取结果进行分析,主要研究结论如下:(1)建立了标准化的天然林地面三维激光点云数据采集与自动化处理流程方法。研究以青冈栎天然林为例,针对天然林环境特点,阐述了基于球形标靶的地面三维激光点云数据配准机制。并通过大量试验,总结不同类型样地对应的最优测站布设方案,对现有的地面三维激光点云数据采集与自动化处理流程方法体系进行了补充。(2)提出了一种优化的单木枝叶点云分离方法。为了实现高精度的点云枝叶分类,研究根据点云的邻域特征构造了 8个特征描述子,通过逐步引入变量的方式对分类回归树模型进行改进,并通过调整模型结构消除模型过拟合问题。改进后的分类回归树模型准确率有较大提升、稳定性好且模型结构较为简单,无过拟合现象。该方法在小样本上也能取得良好的分离结果,稳定性高。(3)提出了一种基于树干骨架的改进胸径提取方法。研究采用分层聚类法对树干点云进行骨架点分离,并基于图论知识与生态学理论,使用分层最短路径算法构建骨架点间的拓扑关系。通过计算树木在胸高处的树干倾斜角对胸高点云进行校正,分别使用凸包算法与最小二乘圆拟合算法提取胸径参数。改进后的最小二乘圆拟合算法胸径参数提取效果最好,其决定系数R2为0.927,均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)为 1.951 cm,相对均方根误差(Relative Root Mean Squared Error,RRMSE)为10.891%,改进方法显著优于传统的最小二乘圆拟合算法,能够为地面激光雷达在森林资源调查在胸径参数的提取上提供参考。(4)天然林环境下,基于骨架法提取的单木树高与实际树高存在差异。论文探究了利用树干点云骨架提取树高参数的可行性,通过计算树梢点到树底的高差、直线距离与骨架路径长度提取树高参数,并与传统方法进行对比。结果表明利用树干骨架获取树高的精度低于传统方法,大部分的树高结果偏低,其中利用骨架高差获得的结果与实际值相差最大,平均偏差达到了-1.767m,相对平均偏差约16%。在天然林环境下,利用树干骨架提取树高得到的三种指标中,骨架路径距离与实际值最为接近,但其整体偏高,其残差与传统树高提取方法的残差具有显著性差异。论文对地面激光雷达林木参数提取算法在天然林环境下的适用性开展了系统研究,并结合青冈栎树木的干形特征对算法进行改进,改进算法的大部分胸径参数提取结果能够满足林业调查需求。研究结果可为地面激光雷达在森林资源调查与监测工作中的应用提供方法与技术参考。

关键词：地面激光雷达枝叶分离分类回归树点云骨架林木参数青冈栎

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气候敏感的青冈栎单木胸径生长模型

林业科学 2021年第1期57卷 95-104页

作者：刘帅李建军卿东升朱凯文马振燕中南林业科技大学长沙410004

【目的】构建气候敏感的青冈栎单木混合效应模型,探索气候对青冈栎胸径生长的长期影响,为未来气候变化下的青冈栎林经营决策提供依据。【方法】基于湖南省芦头林场青冈栎解析木数据,选择Mitscherlich生长方程作为基础模型,构建包含气候... 详细信息

【目的】构建气候敏感的青冈栎单木混合效应模型,探索气候对青冈栎胸径生长的长期影响,为未来气候变化下的青冈栎林经营决策提供依据。【方法】基于湖南省芦头林场青冈栎解析木数据,选择Mitscherlich生长方程作为基础模型,构建包含气候变量的再参数化模型和非线性混合效应模型,预测未来3种典型浓度路径(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)下2011—2100年青冈栎单木胸径生长。【结果】1)非线性混合效应模型能够准确描述青冈栎单木胸径生长与气候变量之间的复杂关系,在拟合优度、误差水平等方面相比传统回归模型更具优势;2)加入气候变量的青冈栎生长模型能够响应气候变化对林木生长的影响,最冷月均温是影响青冈栎胸径生长最主要的气候变量,并负相关于胸径生长,其他气候变量在统计上不显著没有入选生长模型,对青冈栎生长的影响尚不明确;3)青冈栎胸径生长对不同时期不同气候场景的响应不同,高排放的RCP8.5对青冈栎胸径生长的不利影响更大,低排放的RCP2.6对青冈栎胸径生长的负面影响相对较小,这些影响随时间推移将更加强烈。预计至2100年,30年树龄的青冈栎胸径生长在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5场景下相比气候条件不变时将分别下降6.3%、15.6%和53.1%。【结论】本研究构建的青冈栎单木混合效应模型具有气候敏感、统计可靠和预测有效等优点,研究结果有助于林业工作者在经营实践中应对未来气候变化所带来的挑战。

关键词：青冈栎胸径生长气候变量混合效应模型气候场景

青冈栎次生林主要树种空间分布格局及其关联性研究

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中南林业科技大学学报 2019年第6期39卷 66-71页

作者：胡满曾思齐龙时胜湖南省农林工业勘察设计研究总院湖南长沙410007 中南林业科技大学湖南长沙410004

青冈栎次生林作为亚热带地区次生林的典型代表之一,研究其林分内主要树种的空间分布格局及关联性,可以更好地开展次生林经营指导工作。通过对9块青冈栎次生林样地的调查,运用空间点格局分析方法对其林分内主要树种的空间分布格局及种间... 详细信息

青冈栎次生林作为亚热带地区次生林的典型代表之一,研究其林分内主要树种的空间分布格局及关联性,可以更好地开展次生林经营指导工作。通过对9块青冈栎次生林样地的调查,运用空间点格局分析方法对其林分内主要树种的空间分布格局及种间关联性进行研究。结果表明:1)以完全空间随机模型为零假设时,林分整体的空间分布格局在0~12m尺度上呈聚集分布,在12~25m尺度呈随机分布,大于25m尺度趋于均匀分布态势;以异质泊松模型为零假设时,林分整体的空间分布格局总体上呈随机分布;2)样地内青冈栎、杜鹃和拟赤杨在小尺度上呈聚集分布,随尺度增加呈随机分布或均匀分布;甜槠、杉木和檵木基本在所有尺度呈随机分布。3)样地内建群种青冈栎与杉木在所有尺度呈负相关,与其它主要树种在小尺度呈负相关,随着尺度增加变为不相关;所有伴生树种的种间关联性在0~2m为负相关,在其它尺度上不相关为主。青冈栎次生林的空间分布格局受生境异质性的影响,且空间分布格局和主要树种间的关联性随空间尺度的不同而变化。

关键词：空间分布格局种间关联性青冈栎随机分布

高大乔木原位与离体叶片气体交换特征的比较--以三种环境下的青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)为例

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生态学报 2008年第9期28卷 4508-4516页

作者：黄玉清莫凌赵平张中峰何成新中国科学院华南植物园广州510650 广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所桂林541006

乔木由于个体高大,采用便携式仪器（如Li-6400）进行气体交换测定时的采样存在很多困难。研究了岩溶区、非岩溶区和盆栽等3种生境条件下的青冈栎植物叶片离体后的气体交换参数衰变特性并与活体状态进行比较,以确定叶片离体后仍能代表原... 详细信息

乔木由于个体高大,采用便携式仪器（如Li-6400）进行气体交换测定时的采样存在很多困难。研究了岩溶区、非岩溶区和盆栽等3种生境条件下的青冈栎植物叶片离体后的气体交换参数衰变特性并与活体状态进行比较,以确定叶片离体后仍能代表原位状态的最佳测定时间。叶片离开母体后,气孔短时内略微变大,然后逐渐关闭。不同条件下气孔的这种变化差异较大;蒸腾作用与气孔导度极显著线性相关,蒸腾作用受到气孔关闭的影响明显。离体叶片的蒸腾作用的大小与叶片的温度高低相一致。光合效率与气孔导度也呈显著相关,但相关程度较前者弱。不同温度条件下离体叶片的气体交换特征是不一样的,岩溶区高温加速了叶片的蒸腾速率,减少叶片组织自由含水量,导致水分胁迫的提前到来。温度越低离体叶片光合作用的衰减过程越慢。离体叶片的气体交换参数的在一定时间范围内的可靠性取决于叶片温度。在温度较低的时候（如20℃）,离体叶片的可靠性20min以上,温度比较高（非岩溶区,温度约为32℃））的情况下,只有10min左右,而温度很高（岩溶区,叶温≥32℃）的情况下,这种可靠时间只有3～6min。

关键词：离体和活体叶片气体交换青冈栎生境最佳测定时间

喀斯特干旱环境对青冈栎叶片生长及叶绿素荧光动力学参数的影响

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应用生态学报 2019年第12期30卷 4071-4081页

作者：吴敏邓平赵英赵仕花陈金妮舒颖黄天凤玉林师范学院桂东南珍稀经济物种保护利用重点实验室培育基地广西玉林537000 西北农林科技大学林学院陕西杨凌712100 广西大学林学院南宁530004

为了探讨喀斯特植被恢复树种青冈栎对干旱环境的适应机制,以当年生青冈栎实生幼苗为材料进行盆栽控水试验,设置正常浇水(-0.1 MPa,对照)、轻度干旱(-0.5 MPa)、中度干旱(-0.9 MPa)和重度干旱(-1.5 MPa)胁迫处理,研究持续干旱处理(15、30... 详细信息

为了探讨喀斯特植被恢复树种青冈栎对干旱环境的适应机制,以当年生青冈栎实生幼苗为材料进行盆栽控水试验,设置正常浇水(-0.1 MPa,对照)、轻度干旱(-0.5 MPa)、中度干旱(-0.9 MPa)和重度干旱(-1.5 MPa)胁迫处理,研究持续干旱处理(15、30、45、60和90天)对其幼苗叶片生长及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:随着干旱胁迫强度的加剧,叶片的单叶面积、健康叶片数量、叶片含水率、总叶绿素、类胡萝卜素、最大荧光、最大光化学量子产量和潜在光化学效率均显著下降,而枯叶数量和初始荧光显著增加.这些参数在轻度干旱胁迫处理和对照之间均无显著差异.在轻度干旱胁迫处理下,青冈栎幼苗叶片PSⅡ单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、捕获用于还原qA的能量(TRo/RC)、单位面积内有活性的反应中心数目(RC/CS)、单位面积捕获的光能(TRo/CS)和单位面积内用于电子传递的光能(ETo/CS)均与对照无显著差异,其中RC/CS总是略高于对照,TRo/CS和ETo/CS均在第45天达到峰值,分别为606.12和440.78;而中度和重度干旱胁迫处理叶片的ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC、DIRo/RC、RC/CS、TRo/CS和ETo/CS均低于对照,且随干旱胁迫时间的延长,重度干旱胁迫处理下降更显著.随干旱胁迫的加剧和时间的延长,叶片最大量子效率、其他电子受体的概率和电子传递的量子比率均下降,而用于热耗散的量子比率增加.轻度干旱胁迫下青冈栎幼苗表现出较强的适应性,中度干旱胁迫引起部分叶绿素荧光参数和光合色素指标下降,导致幼苗生长缓慢,而重度干旱则对幼苗生长的影响较为严重,但幼苗未出现死亡现象.因此,青冈栎幼苗有较强的干旱忍受能力,适合在喀斯特地区植被恢复重建和造林工程中应用.

关键词：青冈栎干旱胁迫光合色素叶绿素荧光参数