林學

董靈波，劉兆剛，馬妍，等

天然林林分空間結構綜合指數的研究

董靈波，劉兆剛，馬妍，等

目的：林分空間結構在很大程度上決定了林分的穩(wěn)定性、發(fā)展的可能性和經營空間的大小，因此確定合理的林分結構特征是實現森林可持續(xù)經營的前提。現有研究多采用傳統空間結構參數從多個方面來表征林分的結構特征，忽略了其作為一個整體的自然屬性，導致關注的角度不同從而所獲得的結論也不相同的弊端，這無疑給森林經營決策帶來困難。因此本文借鑒微觀經濟學中的柯布-道格拉斯生產函數理論構建定量化的林分空間結構綜合指標，為定量化研究森林的結構與功能及其定量撫育技術提供基礎。方法：以微觀經濟學中柯布-道格拉斯生產函數及其相關理論為基礎，以常用林分空間結構參數（即混交度、大小比數和角尺度）為切入點，通過構建以混交度、大小比數和角尺度為“投入”與林分整體空間結構為“產出”的林分空間結構生產函數，在此基礎上定義了林分空間結構指數（forestspatial structure index，FSSI）。同時，根據林分空間結構3參數的“三維散點圖”中現實的林分空間結構向理 想結構點變化的趨勢，定義了林分空間結構距離（forestspatial structure distance，FSSD）指數。采用黑龍江省3個不同區(qū)域、不同林分類型的75塊固定樣地調查數據評估了傳統林分空間結構參數以及新提出的林分空間結構指數和林分空間結構距離在林分空間結構定量分析與評價中的應用潛力。結果：研究結果表明：對本研究的3個林型而言，如果僅從混交度分析，林分空間結構的優(yōu)劣性表現為：涼水闊葉紅松林（0.764）＞帽兒山天然次生林（0.614）＞大興安嶺天然落葉松林（0.445）；而從大小比和角尺度方面分析，則為：大興安嶺天然落葉松林（0.495；0.498）＞涼水闊葉紅松林（0.503；0.513）＞帽兒山天然次生林（0.505；0.523），顯然這種結論的不一致性會給森林的經營決策帶來困難，而本研究所構建的林分整體空間結構指數——林分空間結構指數和林分空間結構距離，均能夠有效地、一致地判別出不同林型林分空間結構的優(yōu)劣程度，其中涼水地區(qū)的闊葉紅松林林分空間結構最優(yōu)，FSSI和FSSD值分別為69.709、75.083；大興安嶺地區(qū)的天然落葉松林林分空間結構相對較差，FSSI和FSSD分別為58.555、90.466；帽兒山地區(qū)的天然次生林介于兩者之間。林分空間結構指數（FSSI）與林分空間結構距離（FSSD）具有極顯著的線性關系，其擬合關系式為：FSSI＝－0.776×FSSD＋128.301，R2＝0.94**（P＜0.01），擬合程度較好，表明這二者均可作為定量化反映林分空間結構狀態(tài)和變化動態(tài)的指標。結論：林分空間結構指數和林分空間結構距離將傳統林分空間結構參數作為一個整體來考慮，是對目前廣泛使用的林分空間結構參數的深入完善和補充，理論分析和數據檢驗均表明二者均能作為定 量描述林分空間結構狀態(tài)和變化的綜合指標。

來源出版物：北京林業(yè)大學學報, 2013, 35(1): 16-22

入選年份：2015

水分脅迫下油蒿光合光響應過程及其模擬

魯肅，張宇清，吳斌，等

摘要：目的：油蒿（Artemisiaordosica）是干旱與半干旱地區(qū)植物群落的優(yōu)勢種或主要伴生種。但目前，水分脅迫影響油蒿光合作用等生理過程的機制尚不明確，嚴重限制了對油蒿環(huán)境適應機制的認知。本研究采用盆栽試驗的方法，探究油蒿在不同土壤水分條件下的光合作用特性及光合作用與土壤水分間的定量關系，明晰不同光響應模型在土壤水分脅迫下擬合油蒿光響應過程的適用性，進而探索油蒿的環(huán)境適應特性。方法：選取長勢均一、生長良好的2年生油蒿移植至盆栽，分成5組，通過每天充足澆水（至田間持水量），使其良好生長。待其生長良好后，停止?jié)菜?，使盆栽土壤含水量通過自然耗水而逐漸降低至5個設定的土壤體積含水率梯度（19%、16%、12%、9%、5%）。通過使用ECH2O（LI-COR Environmental，Nebraska，USA）土壤含水量測量系統監(jiān)測盆栽土壤體積含水率來確定 盆栽土壤水分是否達到要求。待土壤水分達到試驗要求后，在設定恒溫（30±0.5℃）和特定水分梯度下，采用Li-6400便攜式光合作用測定儀（Li-COR，Inc，USA）觀測植株枝條頂端葉序相同的成熟葉片在不同光照強度（2000、1800、1500、1200、1000、800、600、500、400、300、250、200、150、100、50、20、0 μmol/m2·s）時的葉片光合速率。分別使用直角雙曲線模型、非直角雙曲線模型和直角雙曲線修正模型對光響應曲線進行擬合。另外，在測定光響應過程的同時，同步測定標記葉片在自然光照條件下的凈光合速率與蒸騰速率，用于估算葉片的水分利用效率。結果：隨著土壤含水量的降低，油蒿的凈光合速率總體上呈下降趨勢，當光照強度（PAR）較低時（PAR＜1000 μmol/m2·s），體積含水率16%處理的油蒿凈光合速率值略大于19%處理的油蒿凈光合速率值，在受到較強光照條件下（PAR＞1000 μmol/m2·s），19%、16%、12%、9% 4種土壤含水率處理的油蒿凈光合速率能維持在最大光合速率（Pnmax）水平，受到的光抑制不明顯，5%土壤含水率處理的光合速率在光強大于500 μmol/m2·s后表現出下降趨勢，顯示出明顯的光抑制現象。所采用3個模型均能較好擬合19%、16%、12%、9% 4種土壤含水率處理的光合作用的光響應過程及其表觀量子效率、光補償點和暗呼吸速率等光響應特征參數。但對于土壤含水率5%處理組，在較強光照下，油蒿的光合速率表現出明顯下降趨勢，此時只有直角雙曲線修正模型能較好地擬合油蒿的光響應過程及其特征參數。另外，隨著土壤含水量的增加，葉片水分利用效率顯著增加，當土壤含水量大于12%后，水分利用效率將會下降。結論：適量增加土壤水分會促進油蒿光合作用進行，過量則反而產生了一定 的抑制作用。土壤水分的增加對油蒿水分利用效率的影響同樣存在閾值效應。本研究綜合不同土壤水分對油蒿葉片光合作用特性的影響結果及對葉片水分利用效率影響的兩部分結果，認為油蒿的適宜的土壤水分條件為9%～12%（土壤體積含水率）。

來源出版物：北京林業(yè)大學學報, 2014, 36(1): 55-61

入選年份：2015