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草本竞争对白桦、五角枫更新幼苗高生长的影响

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应用与环境生物学报 2024年第1期30卷 55-64页

作者：孟嘉欣南宏伟郭晋平朱丙轩储泽毅山西农业大学林学院晋中030801

草本竞争在森林更新早期具有显著的生态效应,然而对其发生机理的理论认知仍相当有限.以白桦和五角枫为试验对象进行盆栽控制试验,设置4种竞争方式(无竞争、全竞争、地上竞争、地下竞争)、4种土壤养分梯度(0、8、16、32 g/m^(2))及2种养... 详细信息

草本竞争在森林更新早期具有显著的生态效应,然而对其发生机理的理论认知仍相当有限.以白桦和五角枫为试验对象进行盆栽控制试验,设置4种竞争方式(无竞争、全竞争、地上竞争、地下竞争)、4种土壤养分梯度(0、8、16、32 g/m^(2))及2种养分分布水平(均、异质),各个处理8次重复,通过测量生物量及苗高、地径、叶片表面积、根系表面积和根长等形态指标,基于线性模型实现草本竞争效应的线性分解,精确衡量各竞争效应组分贡献率的相对重要性,进而基于结构方程模型揭示不同土壤养分状况下草本竞争对幼苗高生长的作用机理.结果显示:草本竞争对不同演替阶段幼苗生长存在显著的抑制作用(P植物分别主要通过影响白桦幼苗的养分吸收能力(0.62)和五角枫幼苗的光合能力(0.74)进而影响其高生长.在高养分浓度或异质土壤养分分布状况下,土壤养分吸收能力较光合能力更为重要.两种不同生态学习性树种的草本竞争效应存在明显差异(P<0.05).本研究表明草本竞争通过作用于白桦和五角枫幼苗的土壤养分吸收能力及光合能力,对更新幼苗高生长产生深远影响,草本竞争效应是维持幼苗高生长的重要生态学机制之一.(图7表8参42)

关键词：竞争机制更新幼苗生物量形态指标结构方程模型

尺度变化对关帝山庞泉沟云杉次生林空间分布格局的影响

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生态学报 2024年第9期44卷 3791-3801页

作者：张梦弢刘卓悦孙立柱韩晓阳张宇豪申欢欢万舒珂山西农业大学林学院晋中030801

林分空间格局研究对认识和理解森林群落结构的生态学过程具有重要作用。适宜的样地尺度不仅可以有效降低工作和时间成本,也可以提高林分属性的精确估计。同时,抽样尺度的适宜程度对科学评价林分空间结构调整也具有重要的现实意义。以关... 详细信息

林分空间格局研究对认识和理解森林群落结构的生态学过程具有重要作用。适宜的样地尺度不仅可以有效降低工作和时间成本,也可以提高林分属性的精确估计。同时,抽样尺度的适宜程度对科学评价林分空间结构调整也具有重要的现实意义。以关帝山庞泉沟4 hm^(2)云杉次生林固定监测样地为研究对象,运用样地划分法和空间点格局的K2函数,评估了林分主要树种空间格局随样地面积变化的规律。结果表明:通过重要值排序,选取云杉(青杄+白杄)、华北落叶松、桦树(白桦+红桦)+其它阔叶树(花楸+辽东栎+山杨+山楂)作为主要树种(组)。随着样地尺度的减小(从4 hm^(2)到0.25 hm^(2)),空间分布格局主要表现为较小尺度(≤4 m)的聚集分布过度为随机分布与均匀分布,以及聚集和随机分布交替出现。所有树种的次级样地与参考样地的一致性指数差异显著,云杉和华北落叶松组合1 hm^(2)样地一致性指数最高,而桦树和其它阔叶树完整1 hm^(2)样地一致性指数最高;此外,云杉、华北落叶松和桦树0.25 hm^(2)样地与组合1 hm^(2)样地空间格局一致性指数组间差异显著。研究认为1 hm^(2)样地尺度可以作为该地区云杉次生林空间分布格局的最小尺度。研究为探索云杉次生林空间格局的变化规律及样地抽样尺度的选取方面,提供了一定的理论基础和技术依据。

关键词：样地尺度云杉次生林空间格局 K2函数一致性指数

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黄连木变色期叶片色素变化规律及呈色机理

南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第2期48卷 97-104页

作者：许志钊杨秀云王祎琛杜淑辉山西农业大学林学院山西太谷030801

【目的】研究黄连木(Pistacia chinensis)秋季叶片变色期相关生理指标含量变化,揭示其叶色变化与生理特征间的内在规律。【方法】以变色期的黄连木为研究对象,对其叶色参数、色素、渗透物质、全氮、全磷含量和关键酶活性变化进行定量测... 详细信息

【目的】研究黄连木(Pistacia chinensis)秋季叶片变色期相关生理指标含量变化,揭示其叶色变化与生理特征间的内在规律。【方法】以变色期的黄连木为研究对象,对其叶色参数、色素、渗透物质、全氮、全磷含量和关键酶活性变化进行定量测定及分析。【结果】变色期黄连木叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量不断下降,花青素含量增多,叶片变为红色;黄连木变色期叶片中花青素与色相参数a^(*)值、类胡萝卜素与叶绿素质量比、花青素与叶绿素质量比、可溶性糖、游离氨基酸含量、苯丙氨酸解氨酶和花青素合成酶活性极显著正相关(P<0.01),与二氢黄酮醇-4-还原酶活性显著正相关(P<0.05),与全氮含量显著负相关(P<0.05),与全磷含量极显著负相关(P<0.01)。【结论】黄连木秋季变色期叶片中花青素与叶绿素质量比及花青素含量在变色中期剧增是导致叶片变红的物质基础,可溶性糖含量、苯丙氨酸解氨酶活性是影响呈色的关键因子,同时,变色期矿质元素氮和磷含量显著降低,共同促进花青素合成进而对叶色产生影响。

关键词：黄连木变色期花青素呈色机理

林窗对华北落叶松天然次生林林下物种多样性的影响

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北京林业大学学报 2024年第6期46卷 48-56页

作者：周来程小芳张梦弢山西农业大学林学院山西太谷030801

【目的】研究华北落叶松天然次生林林窗大小和光因子对林下植被多样性的影响,为森林物种多样性的保护和可持续经营提供科学依据。【方法】以关帝山华北落叶松天然次生林为研究对象,按面积等级选取12个林窗,于各林窗内设置3个5 m×5 m样... 详细信息

【目的】研究华北落叶松天然次生林林窗大小和光因子对林下植被多样性的影响,为森林物种多样性的保护和可持续经营提供科学依据。【方法】以关帝山华北落叶松天然次生林为研究对象,按面积等级选取12个林窗,于各林窗内设置3个5 m×5 m样方,以调查样方中的灌木。同时,在每个5 m×5 m样方内设置1个1 m×1 m的草本调查样方。设置12个面积相同的林内对照样方(CK),并采用同样的方法调查植被。应用Simpson优势度指数(H′)、ShannonWiener指数(H)、Pielou均匀度指数(Jsw)、Margalef丰富度指数(D)4种多样性指标,分析华北落叶松天然次生林不同面积等级林窗中物种组成及物种多样性的差异。调查不同面积林窗的光因子指标,并分析华北落叶松天然次生林不同面积林窗中光因子与物种多样性的关系。【结果】在调查的12个林窗中,共记录到灌木植物8种,草本植物32种。林窗草本层的物种多样性指数均大于林内,而灌木层的物种多样性指数仅有Ⅲ级林窗和Ⅳ级林窗大于林内;对于灌木层,随着林窗面积的增大,H值呈现先增高后降低趋势,其中Ⅲ级林窗内的H值最大,Ⅰ级林窗内的H值最小,均大于CK,但草本层的H′指数与林窗面积存在显著相关性(P<0.05)。对于草本层,H、H′、Jsw、D在小林窗最大,随林窗面积增大而逐渐减小,但均大于CK。草本层的D值较灌木层高,其随林窗面积增加的变化趋势比灌木层更加明显。林窗内的直射辐射量、散射辐射量和总辐射量随着林窗面积的增大而显著变化(P<0.05)。随着林窗面积的增大散射辐射量和总辐射量也随之增大,而直接辐射量是随着林窗的面积增大先减小后增大,在林窗面积为50~100 m^(2)时,直接辐射量最小。【结论】林窗面积在100~150 m^(2)时有利于提升灌木层的物种多样性水平,在0~50 m^(2)时有利于提升草本层的物种多样性水平,而在50~100 m^(2)林下群落物种丰富度最高;林窗内适宜的光因子有利于增加林下植被物种多样性,而过高的光因子反而不利于林下植被多样性的形成。华北落叶松天然次生林林下物种多样性保护过程中,应以中小面积的林窗为主。

关键词：森林生态林窗光因子物种多样性天然次生林华北落叶松

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种植方式和菌根类型对吸收根性状的影响

林业科学研究 2024年第1期37卷 92-101页

作者：梁佳芳任鑫华夏蕾刘碧桃山西农业大学林学院山西太谷030801

[目的]通过分析种植方式对两种菌根类型树种吸收根性状的影响,揭示物种共存的适应条件。[方法]本研究选择8个树种(5个AM树种和3个EM树种)的单种和所有树种混种的样地,分析不同种植方式(单种vs混种)下两类型菌根(AM vs EM)树种吸收根(1~... 详细信息

[目的]通过分析种植方式对两种菌根类型树种吸收根性状的影响,揭示物种共存的适应条件。[方法]本研究选择8个树种(5个AM树种和3个EM树种)的单种和所有树种混种的样地,分析不同种植方式(单种vs混种)下两类型菌根(AM vs EM)树种吸收根(1~2级根)的主要形态性状(根直径、比根长、根组织密度、单根长)和构型性状(根分支强度、根分支比)及菌根侵染率的差异。[结果]菌根类型极显著影响吸收根的形态和构型性状(p0.05)。AM树种根性状间的相关程度高于EM树种,混种大幅度降低AM树种根性状间的相关性。混种降低AM树种根形态性状的可塑性(比根长除外),增大其构型性状的可塑性;混种降低EM树种根组织密度的可塑性,增大根直径、构型性状及侵染率的可塑性。[结论]AM和EM树种的根形态和构型性状均有显著差异。混种对AM和EM树种根性状的可塑性有不同程度的影响,主要增大AM树种的分支强度,降低EM树种的根组织密度。可见,不同菌根树种可以通过调节不同根性状变化来实现物种共存。

关键词：树种丛枝菌根外生菌根根系性状菌根侵染率

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茶菊茎尖分生组织高效脱毒再生体系优化

西北植物学报 2024年

作者：史子尹张海楠李浩吕晋慧山西农业大学林学院

【目的】筛选适宜热处理时间和脱毒剂,优化茶菊茎尖分生组织高效脱毒再生体系,解决脱毒苗获得率低的问题。【方法】以6个茶菊品种无菌苗为材料,采用昼/夜40℃/32℃变温、化学脱毒剂及其组合预处理无菌苗,比较茎尖分生组织的出愈率、再... 详细信息

【目的】筛选适宜热处理时间和脱毒剂,优化茶菊茎尖分生组织高效脱毒再生体系,解决脱毒苗获得率低的问题。【方法】以6个茶菊品种无菌苗为材料,采用昼/夜40℃/32℃变温、化学脱毒剂及其组合预处理无菌苗,比较茎尖分生组织的出愈率、再生频率和平均再生芽数及不同方法脱毒效果。【结果】茎尖分生组织再生频率在不同品种茶菊间差异显著,并以‘婺源皇菊’最高(54.77%);茎尖分生组织再生在不同昼夜变温热处理时长间差异显著,且‘杭白菊’、‘七月雪’再生效果最好。‘婺源皇菊’茎尖分生组织再生在脱毒剂水杨酸、利巴韦林、脱落酸处理下均受到抑制,在水杨酸、利巴韦林结合变温热处理下得到促进,在高浓度脱落酸结合热处理下受到严重抑制,且10μmol/L水杨酸结合热处理的促进效果最好。在适宜热处理、化学脱毒剂结合热处理可获得茶菊完全脱毒苗。【结论】10μmol/L水杨酸浓度结合40℃/32℃昼/夜变温预处理40 d能显著提高茎尖分生组织再生频率,获得脱毒苗。

关键词：茶菊茎尖分生组织热处理化学脱毒剂再生体系脱毒

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百里香盛花期不同器官挥发物的分布特性

草业科学 2024年

作者：冯雨萌杨露露杨帆陈欣杨秀云山西农业大学林学院

本研究以山西浑源种源地百里香（Thymus mongolicus）为研究对象，通过研究其主要挥发物的分配格局及器官特有挥发物特性，为探明其生态策略及进一步开发利用提供一定科学依据。采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）... 详细信息

本研究以山西浑源种源地百里香（Thymus mongolicus）为研究对象，通过研究其主要挥发物的分配格局及器官特有挥发物特性，为探明其生态策略及进一步开发利用提供一定科学依据。采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）技术，对盛花期百里香根、茎、叶、花不同器官挥发物成分及含量进行分析，研究主要挥发物的分配格局及器官特有挥发物特性。结果表明，百里香盛花期共有挥发物种类64种，挥发物种类和含量存在器官分配格局的差异性。挥发物种类叶（50种）＞花（45种）＞茎（30种）＞根（22种）；挥发物含量叶(163.90 μg·g-1)＞花(107.17 μg·g-1)＞根(70.31 μg·g-1)＞茎(46.69 μg·g-1)，其中烯烃类物质的种类和含量占比最大。主要挥发物(含量＞3.00 μg·g-1)种类有15种，叶和花器官挥发物分配格局存在差异，叶主要挥发物有邻-异丙基苯(46.84 μg·g-1)、γ-松油烯(44.96 μg·g-1)和反式石竹烯(9.50 μg·g-1)等；而花主要挥发物有（+）-柠檬烯(25.92 μg·g-1)、莰烯(18.56 μg·g-1)和罗勒烯(17.15 μg·g-1)。主要香型有花香型、青香型、木香型、辛香型和香草型等5种，有柑橘味、柠檬味、樟脑味、胡椒味、香草味和树脂味等6种气味，其中叶的香型和气味类型最丰富。共有挥发物的主成分分析表明烯烃类和醇类是百里香不同器官挥发物差异化的主要影响因素，且花是盛花期4个不同器官中贡献度最大的。叶、花、茎和根特有挥发物种类分别有10种、7种、3种和2种，其中叶中α-蒎烯含量最多为5.35 μg·g-1。研究表明，百里香盛花期器官间挥发物的种类及含量分配格局特性具有明显差异。

关键词：百里香挥发物盛花期分配格局

基于非靶向代谢组学的沙枣花、叶片和幼枝的挥发性成分分析

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植物生理学报 2024年第2期60卷 363-376页

作者：解庆刘志红山西农业大学林学院山西晋中030801

本文运用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)研究了不同发育阶段沙枣花(花蕾、全开和凋谢)、叶片和幼枝的挥发性成分,并采用主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)等方法筛选出差异代谢物。结果表明,... 详细信息

本文运用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)研究了不同发育阶段沙枣花(花蕾、全开和凋谢)、叶片和幼枝的挥发性成分,并采用主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)等方法筛选出差异代谢物。结果表明,沙枣挥发油以酯类、烃类、醇类和醛类物质为主,主要成分为肉桂酸乙酯、β-罗勒烯和4-己烯-1-醇乙酸酯等。代谢组学分析共筛选出17种差异代谢物。其中沙枣花蕾中的特征成分为α-橙花叔醇、反式-2-己烯醇、十一醛和β-罗勒烯;沙枣花全开时的特征成分为肉桂酸乙酯和安息香酸乙酯;凋谢后沙枣花的特征成分为癸醛、庚醛、植酮和2-甲基丁酸乙酯;沙枣叶片的特征成分为4-己烯-1-醇乙酸酯和叶醇而沙枣幼枝的特征成分为壬醛、顺式-3-己烯基异戊酸酯、苯乙醇和3-己烯-1-醇。沙枣花、叶片和幼枝挥发性成分的代谢组学分析,可为沙枣精油的综合开发利用提供一定理论依据。

关键词：沙枣挥发性成分顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用非靶向代谢组学

枯落物厚度对华北落叶松人工林天然更新的影响

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应用生态学报 2024年第4期35卷 1025-1032页

作者：姚佳峰郭钰董媛隋想吉星宇杨南魏曦梁文俊山西农业大学林学院山西晋中030801

以关帝山林区华北落叶松人工纯林为对象,将枯落物分为未分解层和半分解层,基于厚度将其划分为8组,探究枯落物未分解层和半分解层厚度对林地天然更新的影响,以推动华北落叶松天然更新及生态恢复。结果表明:枯落物未分解层厚度在0.32~0.83... 详细信息

以关帝山林区华北落叶松人工纯林为对象,将枯落物分为未分解层和半分解层,基于厚度将其划分为8组,探究枯落物未分解层和半分解层厚度对林地天然更新的影响,以推动华北落叶松天然更新及生态恢复。结果表明:枯落物未分解层厚度在0.32~0.83 cm,半分解层厚度在0.18~0.89 cm时,更新指数较大(≥0.15),林下更新较好;未分解层厚度>1.1 cm,半分解层厚度>0.5 cm时,更新指数较小(≤0.07),林下更新较差。冗余分析显示,枯落物未分解层厚度对天然更新解释能力高且稳定,贡献率为38.7%;半分解层厚度对天然更新影响不显著。结构方程模型表明,枯落物未分解层厚度增加种子萌发机械阻力,对天然更新有负向直接影响(-0.617),同时通过影响碱解氮和速效磷含量对天然更新产生正向间接影响(+0.178),综合双重作用(-0.439)表现为对人工林天然更新过程的抑制作用。综上,华北落叶松林下枯落物未分解层厚度与天然更新关系最为密切,半分解层厚度对天然更新影响较小。

关键词：天然更新华北落叶松枯落物厚度冗余分析结构方程模型