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光照强度变化对5种耐阴植物氮磷养分含量、分配以及限制状况的影响

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植物生态学报 2017年第5期41卷 559-569页

作者：颉洪涛虞木奎成向荣华东沿海防护林生态系统国家定位观测研究站中国林业科学研究院亚热带林业研究所杭州311400

增强对耐阴植物在不同光环境下氮磷生理响应的理解可以为改善人工林林分结构和提高生态系统功能提供借鉴。该文选取5种亚热带地区具有较高生态和经济价值的耐阴植物幼苗为研究对象,通过控制实验模拟不同光环境,设置5个梯度探究光照强度... 详细信息

增强对耐阴植物在不同光环境下氮磷生理响应的理解可以为改善人工林林分结构和提高生态系统功能提供借鉴。该文选取5种亚热带地区具有较高生态和经济价值的耐阴植物幼苗为研究对象,通过控制实验模拟不同光环境,设置5个梯度探究光照强度变化对耐阴植物氮磷养分含量、分配以及限制状况的影响。结果显示:随着光强减弱,5种耐阴植物的总生物量和总氮磷积累均呈降低趋势,但各器官氮磷含量有增加趋势。其中,栀子(Gardenia jasminoides)氮含量最高,红茴香(Illicium henryi)氮含量最低;乌冈栎(Quercus phillyraeoides)和栀子的磷含量明显高于山杜英(Elaeocarpus sylvestris)、朱砂根(Ardisia crenata)和红茴香。栀子和乌冈栎在极低光强(6%自然光强)下氮和磷含量均为最高,朱砂根和红茴香则分别在低光强(15%自然光强)和中等光强(33%自然光强和52%自然光强)时氮磷含量最高;而杜英氮磷含量最高时对应的光照强度不同,分别为52%自然光强和6%自然光强。杜英、朱砂根和红茴香各器官的氮磷含量均为叶片>根系>枝干,栀子和乌冈栎为根系>叶片>枝干。随光强减弱,氮磷利用格局发生变化。在较高光强(100%自然光强)下,5种植物各器官氮含量变化表现出良好的一致性,但在较低光强(15%自然光强和6%自然光强)下表现出明显的分异;光强减弱时,植物各器官磷含量变化在红茴香、栀子和乌冈栎上表现出一致性,但在杜英和朱砂根上表现为分异性。光强减弱显著影响耐阴植物器官氮磷比,但未根本改变植物生长的元素受限状况。光强变化和树种差异均对耐阴植物在异质性光环境中的氮磷利用和分配产生调节,进而影响总生物量和总氮磷积累,这源于植物氮磷利用策略的改变。因此,在构建复层异龄林时应考虑耐阴植物氮磷养分平衡对光强的偏好。

关键词：光强耐阴植物氮含量磷含量分配适应策略

长三角地区乔木林碳汇及其对“双碳”目标贡献预测

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生态学杂志 2023年

作者：朱念福郑晔施童冉原文文刘道平洪奕丰吴统贵中国林业科学研究院亚热带林业研究所国家林业和草原局华东调查规划院国家林业和草原局华东沿海防护林生态系统定位观测研究站

基于“森林生长+森林采伐+新造林+森林质量提升”情景，预测长三角地区未来乔木林生物量碳汇及其对“双碳”目标的贡献，以期为长三角地区制定森林经营规划、林业“双碳”目标政策提供参考。利用第九次森林资源连续清查资料，采用长三... 详细信息

基于“森林生长+森林采伐+新造林+森林质量提升”情景，预测长三角地区未来乔木林生物量碳汇及其对“双碳”目标的贡献，以期为长三角地区制定森林经营规划、林业“双碳”目标政策提供参考。利用第九次森林资源连续清查资料，采用长三角地区各省份分优势树种(组)每公顷蓄积量-林龄模型，汇总同类研究获得生物量转换因子参数和树种含碳系数区间，估算乔木林碳储量，通过前后两期碳储量的差值估算碳汇量，预测2030年和2060年长三角地区乔木林碳汇及其对“双碳”目标贡献率。结果表明：到2030年，长三角地区乔木林碳储量为343.46 Tg，较基准年增加碳汇141.79 Tg，其中森林采伐减汇25.88 Tg，新造林(生长+质量提升)增汇12.96 Tg，森林质量提升(现有乔木林)增汇55.94 Tg；年均碳汇量为9.01 Tg·a-1，相当于吸收33.04 Tg的CO2，约抵消2030年碳排量的1.81%(“碳达峰”贡献率)。到2060年，长三角地区乔木林碳储量为573.55 Tg，较2030年增加碳汇230.09 Tg，其中森林采伐减汇13.46 Tg，新造林(生长+质量提升)增汇25.77 Tg，森林质量提升(现有乔木林)增汇72.76 Tg；年均碳汇量为7.67 Tg·a-1，相当于吸收28.12 Tg的CO2，约抵消2060年碳排量的9.53%(“碳中和”贡献率)。综上，长三角地区乔木林碳汇是一种稳定、高效的固碳途径，对于实现“双碳”目标贡献逐渐上升，具有较好的森林“碳库”功能，但存在碳汇总量不高、分布不均衡和碳汇潜力未充分发挥的问题。未来合理采伐促进森林更新，持续开展森林经营提质增汇活动，采用高固碳树种造林，推进碳密度低的人工纯林向碳密度高的混交林转变等是提升未来森林固碳能力的关键，将有助于长三角地区实现“双碳”目标。

关键词：长三角地区乔木林生物量碳汇 “双碳”目标

麻栎和闽楠幼苗叶功能性状及生物量对光照和施肥的响应

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生态学报 2021年第6期41卷 2129-2139页

作者：徐海东熊静成向荣凌高潮郑文华胡卫明虞木奎中国林业科学研究院亚热带林业研究所华东沿海防护林生态系统国家定位观测研究站杭州311400 浙江省开化县林场开化324300

光照和养分条件是影响植物生长的重要环境因子,不同生活型植物对环境异质性的响应机制不同。以落叶阔叶树种麻栎和常绿阔叶树种闽楠幼苗为研究对象,设置2个光照梯度(全光照和45%全光照)和4个施肥梯度(不施肥、氮磷供应比为5、15和45)共... 详细信息

光照和养分条件是影响植物生长的重要环境因子,不同生活型植物对环境异质性的响应机制不同。以落叶阔叶树种麻栎和常绿阔叶树种闽楠幼苗为研究对象,设置2个光照梯度(全光照和45%全光照)和4个施肥梯度(不施肥、氮磷供应比为5、15和45)共8种处理,研究光照和施肥及其交互作用对麻栎和闽楠生物量和叶形态、生理及化学性状的影响,并探讨了叶功能性状和生物量的关系。结果表明:(1)光照、施肥及其交互作用对光合气体交换参数(除水分利用效率外)、叶绿素荧光参数、叶形态指标(除比叶面积外)、单位质量叶氮含量和根冠比影响显著(P生态适应能力。

关键词：光合特性叶绿素荧光叶形态性状生物量麻栎闽楠

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不同种源麻栎生长性状的地理变异

应用生态学报 2021年第8期32卷 2791-2799页

作者：苑海静成向荣虞木奎汪阳东邰建武张春祥中国林业科学研究院亚热带林业研究所华东沿海防护林生态系统国家定位观测研究站杭州311400 滁州市红琊山国有林场安徽滁州239000

本研究在江西永丰、浙江开化和安徽滁州3个试验点,以32个种源的麻栎试验林为对象,分析了不同种源间林木生长变异、主要经济性状(地上单株生物量)随林龄的动态变化,并基于AMMI模型进行生长性状稳定性分析和优良种源选择。结果表明:3个试... 详细信息

本研究在江西永丰、浙江开化和安徽滁州3个试验点,以32个种源的麻栎试验林为对象,分析了不同种源间林木生长变异、主要经济性状(地上单株生物量)随林龄的动态变化,并基于AMMI模型进行生长性状稳定性分析和优良种源选择。结果表明:3个试验点麻栎不同种源间的树高、胸(地)径和地上单株生物量均具有显著差异。麻栎地上单株生物量受地点、种源、种源×地点交互作用的显著影响,其中地点对生长变异影响最大,其次为种源和种源×地点。不同地点麻栎苗期(1~3年生)和幼林期(4~11年生)优良种源的选择结果具有较大差异。根据第11年地上单株生物量分别筛选了在当地表现较好的种源,江西永丰试验点7个优良种源,高出试验点均值15.6%~57.8%;浙江开化试验点7个优良种源,高出试验点均值19.2%~45.2%;安徽滁州试验点8个优良种源,高出试验点均值24.9%~63.3%。综合生长量和稳定性表现,筛选出4个适于3个地理区域短轮伐期炭用林培育的优良种源,这些种源地上单株生物量均值为36.55 kg,稳定性参数均值为0.97。

关键词：麻栎种源生长性状地理变异稳定性

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沿海水杉防护林带三维结构参数模型

生态学杂志 2017年第4期36卷 1127-1133页

作者：张雷张鹏王华周新华虞木奎吴统贵国家林业局华东沿海防护林生态系统定位观测研究站中国林业科学研究院沿海防护林研究中心中国林业科学研究院亚热带林业研究所杭州311400 东台市林业中心江苏东台224200 Campbell Scientific IncLoganUSA UT 84321

为精准量化水杉林带三维结构,有效提高防风效应数值模拟的精度,对水杉标准木树干、枝条和叶片的表面积和体积进行测量,建立了水杉林带的三维结构参数模型。结果表明:所选水杉林带的表面积密度的变化范围为0.0012~3.4857 m^2·m^(-3),体... 详细信息

为精准量化水杉林带三维结构,有效提高防风效应数值模拟的精度,对水杉标准木树干、枝条和叶片的表面积和体积进行测量,建立了水杉林带的三维结构参数模型。结果表明:所选水杉林带的表面积密度的变化范围为0.0012~3.4857 m^2·m^(-3),体积密度的变化范围为0.000002~0.012397 m^3·m^(-3);水杉林带的树冠形状、树木生长状况等与林带结构密切相关;林带结构具有一定的空间异质性,枝条和叶片的表面积和体积主要集中在冠层中部,而树干则集中在下部;林带内各组分表面积和体积组成有很大区别,树干的体积较大(占总体积的75.28%),而表面积较小(占总面积的5.57%);叶片的表面积较大(占总表面积的78.39%),而体积很小(占总体积的3.87%);表面积/体积比为叶片(20.23)>枝条(0.77)>树干(0.07);与以往研究相比,模型可以全面反映林带的结构特征,更接近林带的真实结构。同时,林带表面积和体积对气流的影响作用有一定差异,利用林带的表面积密度和体积密度共同作为林带的结构参数,可以反映水杉林带各组分对气流影响的差异,更好地表现林带的空气动力学特征。

关键词：水杉结构参数数值模拟表面积密度体积密度

朱砂根幼苗在不同光照强度下的形态和生理响应

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植物科学学报 2018年第5期36卷 736-744页

作者：熊静王臣邢文黎虞木奎成向荣张翠华东沿海防护林生态系统国家定位观测研究站中国林业科学研究院亚热带林业研究所杭州311400 乳山市林业局山东乳山264500

通过人工遮荫模拟不同生境光强(100%、52%、33%、15%和6%的相对光照)的方法,对朱砂根(Ardisia crenata Sims)幼苗形态、生物量和生理指标的变化特征进行了分析。研究结果显示,朱砂根单株生物量在52%相对光照处理下显著高于其他光照处理,... 详细信息

通过人工遮荫模拟不同生境光强(100%、52%、33%、15%和6%的相对光照)的方法,对朱砂根(Ardisia crenata Sims)幼苗形态、生物量和生理指标的变化特征进行了分析。研究结果显示,朱砂根单株生物量在52%相对光照处理下显著高于其他光照处理,在15%～52%相对光照处理下分配给叶片的生物量比例高于全光照(100%)和极弱(6%)光照处理,但根冠比不受光强影响,其结构可塑性相对较低。硝酸盐含量随遮荫强度的增加而增大,且在6%相对光照处理下显著增加,硝酸盐还原酶的活性同硝酸盐含量变化规律一致,表明朱砂根主要通过改变叶面积和比叶面积等形态指标,以及调整生物量的分配和光合色素含量来适应不同的光环境。叶绿体超微结构分析结果显示,在15%～52%相对光照处理下,叶绿体数量较多且细胞结构较完整,而100%和6%光照处理下的叶绿体数量明显减少,且细胞结构严重受损发生质壁分离现象。因此,朱砂根适宜生长的光照条件为15%～52%,尤其是33%～52%的相对光照条件更佳。

关键词：朱砂根光强度形态生理超微结构

浦东东滩湿地围垦对土壤碳氮储量及酶活性影响

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生态环境学报 2018年第4期27卷 651-657页

作者：邢文黎王臣熊静成向荣虞木奎华东沿海防护林生态系统国家定位观测研究站//中国林业科学研究院亚热带林业研究所浙江杭州311400 乳山市林业局山东乳山264500

沿海滩涂湿地围垦为区域发展提供了潜在的土地资源,同时也深刻影响土壤质量演变及碳氮循环过程。以上海浦东东滩湿地光滩、2000年围垦后自然演替草地、2000年围垦林地和1994年围垦林地为研究对象,通过样地调查和室内分析研究了土壤总氮... 详细信息

沿海滩涂湿地围垦为区域发展提供了潜在的土地资源,同时也深刻影响土壤质量演变及碳氮循环过程。以上海浦东东滩湿地光滩、2000年围垦后自然演替草地、2000年围垦林地和1994年围垦林地为研究对象,通过样地调查和室内分析研究了土壤总氮、总有机碳、水解性氮、易氧化有机碳含量及土壤酶活性变化。结果表明:随围垦时间延长,土壤碳氮储量显著增加(P0.05),土壤尿酶和蔗糖酶活性随围垦年限增加而显著增大(P0.05)。土壤碳氮含量与土壤酶活性呈显著正相关,但与土壤含盐量呈显著负相关。土壤含盐量的降低是提高土壤酶活性,促进土壤碳氮积累的重要环境因素之一。该研究证实围垦有利于土壤碳氮储量的增加,围垦地造林提高了土壤固碳能力,加速了土壤肥力改善,但林分不同生长阶段对沿海围垦地土壤固碳增肥的效果具有较大差异。

关键词：碳储量氮储量土壤盐分酶活性

光照和氮磷供应比对木荷生长及化学计量特征的影响

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生态学报 2021年第6期41卷 2140-2150页

作者：熊静虞木奎成向荣汪成邹汉鲁中国林业科学研究院亚热带林业研究所华东沿海防护林生态系统国家定位观测研究站杭州311400 南京林业大学南京210037 江西省永丰县官山林场吉安331500

光照和养分限制是影响林下植物生长和更新的关键影响因素,以亚热带主要常绿树种木荷(Schima superba)实生幼苗为试验对象,研究了不同光照(全光照、遮阴即45%全光照)和N、P供应比例(5,15,45)对幼苗生长和化学计量特征的影响。结果表明:(1... 详细信息

光照和养分限制是影响林下植物生长和更新的关键影响因素,以亚热带主要常绿树种木荷(Schima superba)实生幼苗为试验对象,研究了不同光照(全光照、遮阴即45%全光照)和N、P供应比例(5,15,45)对幼苗生长和化学计量特征的影响。结果表明:(1)遮阴不仅严重抑制了木荷各器官和单株生物量积累,更加剧了P限制。尽管N、P添加对木荷生长没有显著促进作用,但N、P供应比例为5时的性状组合更有利于木荷后期生长,但高N、P供应比例可能导致P限制。(2)遮阴下叶N、P含量显著增加,但叶C/N和C/P比显著降低;不同光照处理组中各器官及总N含量均随N、P供应比例增大而显著增加,而C/N比逐渐降低;P的分配格局发生改变,全光照组各器官P含量为茎>叶>根,遮阴组各器官P含量为根>茎>叶。(3)随N、P供应比例增加或光照强度降低,木荷均趋向降低根冠比和根质比、增加叶质比或茎质比。(4)木荷生物量与各器官N、P含量、叶质比呈极显著负相关,而与C/N和C/P比及根冠比、茎质比、根质比呈极显著正相关。光强和N、P比例变化均显著影响了木荷幼苗的养分利用特征,因而木荷作为伴生树种优化林分环境对其早期生长具有重要意义。

关键词：光照氮磷供应比例化学计量生长性状生态适应

嘉兴市化工区土壤-植物-大气连续体硫氟含量水平变异特征

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生态环境学报 2017年第3期26卷 473-478页

作者：颉洪涛顾沈华刘丽月吴小双虞木奎华东沿海防护林生态系统国家定位观测研究站//中国林业科学研究院亚热带林业研究所浙江杭州314000 嘉兴市林特技术推广总站浙江嘉兴314050

采用典型设点调查法对嘉兴市北部化工区污染源正西方向上3条样带(分别距污染源100、600和1 200 m)和无污染区(距污染源8 000 m)的土壤、28种绿化树种叶片和空气进行取样分析,以明确该区域土壤-植物-大气连续体(SPAC)硫、氟含量在水平方... 详细信息

采用典型设点调查法对嘉兴市北部化工区污染源正西方向上3条样带(分别距污染源100、600和1 200 m)和无污染区(距污染源8 000 m)的土壤、28种绿化树种叶片和空气进行取样分析,以明确该区域土壤-植物-大气连续体(SPAC)硫、氟含量在水平方向上的变异特征。结果表明:土壤硫质量分数随水平距离增加而减少,而土壤氟质量分数先增加后减少;表层土壤硫质量分数最高(0.036%),而20 cm深处土壤氟质量分数最高(35.7 mg?kg^(-1))。乔木、小乔木和灌木叶片硫浓度均随水平距离增加而降低,但叶片氟浓度先增加后降低;各样带上乔木叶片硫浓度均高于小乔木和灌木,而氟浓度则比较接近,灌木叶片硫、氟浓度在水平方向上的变异均大于乔木和小乔木。空气中SO_2质量浓度峰值(0.176 mg?m^(-3))出现在100 m样带上,随水平距离增加而持续减小,但HF质量浓度的峰值(1.487μg?m^(-3))出现在600 m样带上,二者浓度呈现不同的水平变异特征。对土壤、树木叶片和空气硫、氟含量的相关性分析表明:空气中的SO2和HF可能是土壤中的硫和氟的主要来源,凋落物的贡献次之。总体上,研究区SPAC系统硫、氟含量水平变异特征是统一的,3种介质通过相互作用共同调节SPAC系统硫、氟的动态平衡。对于SPAC系统硫、氟含量水平变异特征的认识有利于更好地控制城市工业区硫、氟污染,采取相应的土壤和植物修复措施,营造更加美好的城市生态人居环境。

关键词：化工区硫氟污染 SPAC 水平变异环境修复