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兴安落叶松林分空间结构参数多元分布与林木竞争
1
作者 张文刚 田依凡 +6 位作者 杨雨春 张鹏 谷加存 杨立学 姜雨希 张锟 王丽娜 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第7期74-81,共8页
【目的】探究大兴安岭火后同期的兴安落叶松天然林、经30%强度间伐后未经营的和间伐后按照目标树经营的人工林的空间结构参数多元分布格局,及Hegyi指数对其的响应模式。为深入了解落叶松人工林空间结构的异质性和未来的经营管理提供科... 【目的】探究大兴安岭火后同期的兴安落叶松天然林、经30%强度间伐后未经营的和间伐后按照目标树经营的人工林的空间结构参数多元分布格局,及Hegyi指数对其的响应模式。为深入了解落叶松人工林空间结构的异质性和未来的经营管理提供科学依据。【方法】以上述3种兴安落叶松林为研究对象,利用基于4株最近相邻木关系的混交度、大小比数、角尺度和开敞度4个空间结构参数,分析空间结构参数多元分布特征,并基于此分析林分Hegyi指数分布。【结果】1)从零元分布看,3种林分均是生长空间严重不足的中庸状态,目标树林分为零度混交,均匀分布;对照林分为弱度混交,随机分布;天然林分为中度混交,不均匀分布;2)从一元分布看,2种人工林混交度低的林木多,而天然林的在各混交度等级上的概率差异不大。天然林分随机分布林木最多,目标树林分的最低。3种林分大多数林木均处于生长空间不足或严重不足的状态;3)从四元分布看,3种林分中林木频度均以随机分布、零度混交和生长空间严重不足为峰值,目标树林分最集中,天然林最分散。各空间结构参数组合中,不同大小比数的频度分布差异不大;4)3种林分中Hegyi指数较高的个体占比均以随机分布,零度混交和生长空间严重不足的为峰值,且随大小比数递增。天然林分林木竞争强度大于人工林且差异显著,目标树林分略小于对照林分。【结论】本研究为兴安落叶松天然林与人工林的空间结构和林木竞争差异,及其目标树经营效果提供了科学依据。天然林空间结构比人工林的丰富,天然林中林木竞争强度大于人工林的;目标树经营使人工林空间结构更加单一,且削弱了林木间的竞争强度,促进了单木生长。本研究结合营林目的,提供了可操作的采伐木确定方法,并表明基于空间结构多元分布的Hegyi指数分布相比单纯的Hegyi指数,蕴含的信息更加丰富。 展开更多
关键词 兴安落叶松 空间结构 目标树经营 多元分布 林木竞争
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间伐对红松吸收根功能性状的影响
2
作者 陈晨 杨雨春 +5 位作者 申方圆 周思雨 姜雨希 赵宪军 郝景祥 杨立学 《生态学报》 北大核心 2025年第8期3969-3977,共9页
吸收根是植物吸收养分的重要器官,其功能性状能够反映植物地下资源获取策略。尽管间伐作为重要的经营管理措施得到关注,但其对根系功能性状的影响缺乏深入研究,不利于对植物地下资源获取策略的全面了解。为探究间伐对红松吸收根功能性... 吸收根是植物吸收养分的重要器官,其功能性状能够反映植物地下资源获取策略。尽管间伐作为重要的经营管理措施得到关注,但其对根系功能性状的影响缺乏深入研究,不利于对植物地下资源获取策略的全面了解。为探究间伐对红松吸收根功能性状的影响,并能否改变红松资源获取策略,以我国长白山林区经过间伐与未间伐红松(Pinus koraiensis)-青杨(Populus cathayana)混交林内的红松为研究对象,测定并分析其吸收根解剖结构、形态特征与化学性状功能性状,通过主成分分析探究功能性状间的联系。结果表明:(1)解剖结构方面,间伐显著增加1—3级吸收根皮层厚度,分别增加68.1%、30.5%、241.1%,显著增加1—3级根皮层厚度与中柱半径比,分别增加69.0%、52.0%与252.1%,并减小2、3级根的中柱直径,分别减小13.2%与24.2%。(2)形态特征方面,间伐对吸收根的根直径、比根长、比根面积、根组织密度无显著影响。(3)化学性状方面,间伐显著增加1—3级根的氮含量,分别增加24.4%、28.3%与29.6%,并减小1—3级根的碳氮比,分别减少17.0%、20.2%与22.2%,但对根碳含量无显著影响。(4)主成分分析表明,吸收根存在机会主义觅食策略与保守主义觅食策略之间的权衡,机会主义觅食策略根系能够对外界资源变化快速做出反应,保守主义觅食策略根系具有较强的竞争能力,而间伐处理下的红松吸收根偏向机会主义觅食策略,对照处理下的红松吸收根偏向保守主义觅食策略。综上,间伐显著影响红松吸收根解剖结构与化学性状,提高养分吸收能力并使地下资源获取策略偏向机会主义策略,这可能是由于间伐改善林内环境,根系需要为红松快速生长提供养分支持导致。研究结果能够为红松阔叶混交林的经营管理与生产力提高提供科学依据,并为进一步探究植物地下资源获取策略对外界因素的响应与调节机制提供理论依据。 展开更多
关键词 间伐 红松 吸收根 功能性状
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配比施肥对紫椴生长及生理特性的影响
3
作者 姜芙蓉 杨立学 +1 位作者 宋欣程 申方圆 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2025年第3期128-137,共10页
[目的]合理施肥可以提高土壤肥力,增加林木的抗病虫害能力,提高木材产量和质量。探究配比施肥对紫椴生长、光合、叶片养分含量以及叶片解剖性状的影响,为紫椴高效施肥技术提供理论参考。[方法]以7年生的紫椴为试验材料,采用N、P、K3因素... [目的]合理施肥可以提高土壤肥力,增加林木的抗病虫害能力,提高木材产量和质量。探究配比施肥对紫椴生长、光合、叶片养分含量以及叶片解剖性状的影响,为紫椴高效施肥技术提供理论参考。[方法]以7年生的紫椴为试验材料,采用N、P、K3因素3水平正交试验L_(9) (3~4),设置不同施肥配比处理,分别为T1 (N_(1)P_(1)K_(1))、T2 (N_(1)P_(2)K_(2))、T3 (N_(1)P_(3)K_(3))、T4 (N_(2)P_(1)K_(2))、T5 (N_(2)P_(2)K_(3))、T6 (N_(2)P_(3)K_(1))、T7 (N_(3)P_(1)K_(3))、T8 (N_(3)P_(2)K_(1))、T9 (N_(3)P_(3)K_(2)),共9个处理并设对照CK,测定叶片养分含量、气体交换参数、解剖性状以及树高、地径增长量等指标。[结果]1)合理施肥可以显著提高紫椴树高和地径增长量(P<0.05),其中均以T5处理的紫椴树高、地径增长量最高,较CK分别提高了155.86%和115.92%。2)不同配比施肥处理紫椴叶片全N和全P含量无显著变化,叶片N含量和P含量分别在T1和T2最高,但叶片N:K值显著提升(P<0.05),叶片全K含量和K:P值显著降低,钾含量在T9最低,低于CK32.5%。3)不同配比施肥处理紫椴叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO_(2)浓度与CK均存在显著差异(P<0.05)。其中,净光合速率在T4下最大,蒸腾速率和气孔导度在T5下达到最大,胞间CO_(2)浓度在T3下表现最佳。4)配比施肥对紫椴叶片结构及组织厚度均具有显著影响(P<0.05),对叶片组织紧密度无显著影响。其中,栅海比均高于CK,处理T5的栅海比表现最好,相较于CK提高了65.96%。叶片组织疏松度与对照差异均不显著,范围为0.29~0.42;各处理叶片组织紧密度均显著高于对照(P<0.05),但处理之间无显著差异,范围为0.31~0.49。[结论]合理的氮磷钾配比施肥可以提高紫椴的光合能力和养分积累能力,促进紫椴的生长。综合来看,本试验中T4的处理效果最好,即:尿素、过磷酸钙、氯化钾的施肥量分别为28.3、42.9、10.8 g/株。 展开更多
关键词 紫椴 配比施肥 生长量 叶片养分 光合特性 叶片解剖 综合评价
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植被控制对人工更新紫椴幼树叶片性状和生长量的影响 被引量：4
4
作者 杨立学 崔伟康 +2 位作者 付瀚萱 刘会锋 申方圆 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-10,32,共11页
【目的】紫椴是我国北方地区特有树种,具有重要的生态和经济价值,全光条件下紫椴更新困难,植被控制通过改变光照条件和土壤质量能够促进目的树种生长,研究植被控制强度对紫椴叶片性状和幼树生长量的影响,探讨最适宜于其更新的植被控制... 【目的】紫椴是我国北方地区特有树种,具有重要的生态和经济价值,全光条件下紫椴更新困难,植被控制通过改变光照条件和土壤质量能够促进目的树种生长,研究植被控制强度对紫椴叶片性状和幼树生长量的影响,探讨最适宜于其更新的植被控制强度。【方法】以株行距为1.5 m×1.5 m的紫椴人工林(5年生)为对象,设置不同植被控制强度T30、T50、T75(清除幼树周围半径30、50、75 cm的所有植被)的处理组和对照组(CK),测定叶片的形态、气体交换参数、光合色素和养分含量及幼树生长量等指标,通过方差分析揭示植被控制强度对叶片形态、光合和生理性质及幼树生长量的影响。【结果】光照强度与植被控制强度呈线性正相关(P<0.05),光照强度在T75组最大(84.43±7.30×10^(3)lx)。紫椴叶片形态指标(叶长、叶宽、单叶面积和比叶面积)均在CK组最大,随着植被控制强度的增加而减小,在T75组达到最小。叶片净光合速率在T30组最大(12.12±1.28μmol·m^(-2)·s^(-1)),胞间CO_(2)浓度在CK组最大(263.14±8.77μmol·mol-1),均随植被控制强度增大而减小。叶片气孔导度和蒸腾速率则随植被控制强度的增大而增加,分别在T75组达到最大(0.17±0.02 mol·m^(-2)·s^(-1)和7.02±1.21 mmol·m^(-2)·s^(-1))。植被控制对紫椴幼树叶片的全碳、全氮和全磷含量具有显著影响(P<0.05),但对叶碳氮磷化学计量比没有显著影响。植被控制提高了叶片中可溶性糖和淀粉的含量,降低了叶片中叶绿素a和叶绿素b的含量,促进了地径生长量,抑制了树高生长量。【结论】随着植被控制强度的变化,紫椴叶片形态、化学计量和生理特征均发生适应性变化,低光条件下,紫椴幼树增加叶片面积、比叶面积、光合色素及营养元素的吸收来提高对光能的捕获能力,增强其光合作用,促进幼树生长。紫椴幼树在T30处理下,净光合速率和地径生长量最大,生存竞争力最强,因此,以幼树为中心对半径30 cm范围的植被控制,是促进紫椴幼树人工恢复的最佳方式。 展开更多
关键词 紫椴 幼树 叶片 植被控制 形态特征 生理特征
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大兴安岭南部地区4种阔叶树种苗木自然越冬过程中抗寒性研究
5
作者 顾嘉欣 杨立学 +1 位作者 申方圆 刘会锋 《中南林业科技大学学报》 2025年第8期65-75,共11页
【目的】通过研究水曲柳、黄檗、胡桃楸、紫椴在自然越冬过程中枝条抗寒生理指标的动态变化,对4个树种的抗寒性进行初步评价,筛选出其中抗寒性最强的树种,为大兴安岭南部地区阔叶树种的跨区域引种提供参考。【方法】以4个树种2年生枝条... 【目的】通过研究水曲柳、黄檗、胡桃楸、紫椴在自然越冬过程中枝条抗寒生理指标的动态变化,对4个树种的抗寒性进行初步评价,筛选出其中抗寒性最强的树种,为大兴安岭南部地区阔叶树种的跨区域引种提供参考。【方法】以4个树种2年生枝条为研究材料,2023年9月—2024年3月在自然低温胁迫期间进行4次取样,测定其相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、可溶性糖(SS)含量、可溶性蛋白质(SP)含量、游离脯氨酸(Pro)含量和组织含水量9个指标,并结合相关性分析和模糊隶属函数等方法对4个树种的抗寒性进行初步评价。【结果】1)4个树种的REC随温度变化均表现出先升后降的趋势;水曲柳苗木的MDA含量表现为先升高后降低的趋势,其他3个树种则表现为“升—降—升”的趋势;2)除胡桃楸外,其余树种SP含量均呈现先升高后降低的单峰变化趋势;SS含量除黄檗苗木呈先降低后升高的趋势外,其他树种均呈现逐渐升高的趋势;不同取样月份,树种间均表现为黄檗Pro含量最高、胡桃楸次之,且水曲柳和紫椴Pro含量低于黄檗和胡桃楸;3)4个树种的保护酶活性均未呈现一致的规律性。胡桃楸SOD活性变化最大,黄檗POD活性变化最大,黄檗和胡桃楸CAT活性在4个取样月份均高于水曲柳和紫椴;4)除紫椴枝条含水量呈“升—降—升”趋势外,其他3个树种呈现与紫椴相反的趋势;5)黄檗、水曲柳、胡桃楸、紫椴的隶属函数值分别为0.489、0.488、0.484、0.480。【结论】自然低温胁迫过程中,不同树种2年生枝条的相关抗寒性生理指标差异显著,结合隶属函数综合评定值,可以初步判断出黄檗抗寒性最强,对低温表现出适应性,紫椴抗寒性最弱。 展开更多
关键词 水曲柳 黄檗 胡桃楸 紫椴 自然越冬 生理指标 隶属函数综合评价
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地下因子驱动的人工混交林生产力提高机制
6
作者 杨立学 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1-10,共10页
由于立地条件限制、商业需求等原因,世界范围内营建了大面积的人工林,其在木材生产、景观建设、环境改善和减缓气候变化等方面发挥着重要作用。然而,人工纯林经营带来的生产力下降和生物多样性降低等弊端是制约其发展的主要问题。营建... 由于立地条件限制、商业需求等原因,世界范围内营建了大面积的人工林,其在木材生产、景观建设、环境改善和减缓气候变化等方面发挥着重要作用。然而,人工纯林经营带来的生产力下降和生物多样性降低等弊端是制约其发展的主要问题。营建混交林是为了规避人工纯林中出现的上述问题,最大程度提高人工林的效益。受限于林木生长的长周期性、森林环境的复杂性和土壤“黑箱”特性,探索地下生态系统进程具有一定的挑战性。目前,混交林增产机制的研究多集中于树种组成和林分结构等地上部分,地下因子的探索多注重土壤养分含量和周转过程,对于最终驱动混交林增产的机制仍有诸多疑问。生态位互补导致的地下生态位分离、竞争减少和促进作用是混交林中物种共存的主要机制,有利于混交树种资源获取,根可塑性对种间相互作用的响应是植物避免直接竞争有限资源的另一种机制,甚至可能导致“超产效应”。植物-土壤反馈导致的根系分泌物和土壤微生物变化对某些混交林内的生理生态过程产生重要影响。因此,生态位互补和植物-土壤反馈在很大程度上决定了混交林的生产力和可持续性。鉴于此,本文的目的是基于生态位互补效应、植物-土壤反馈理论,阐述成功的人工混交林地下发生的相互作用,力图加深我们对于混交林树木地下资源获取策略变化与调节机制的理解,并提出目前研究的不足及展望。 展开更多
关键词 人工混交林 生态位互补 植物-土壤反馈 根系分布 根可塑性 根系分泌物 土壤微生物
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4种落叶松人工林凋落物分解与养分释放动态特征 被引量：1
7
作者 赵继德 杨雨春 +2 位作者 申方圆 孟俊 杨立学 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期119-129,共11页
【目的】研究落叶松属不同树种凋落物分解及养分释放动态特征,揭示凋落物分解与养分释放规律,对深入探究森林生态系统物质循环过程意义重大,为落叶松人工林的经营管理提供科学依据。【方法】以同一生境下4种40年生的落叶松人工林(兴安... 【目的】研究落叶松属不同树种凋落物分解及养分释放动态特征,揭示凋落物分解与养分释放规律,对深入探究森林生态系统物质循环过程意义重大,为落叶松人工林的经营管理提供科学依据。【方法】以同一生境下4种40年生的落叶松人工林(兴安落叶松、华北落叶松、日本落叶松和长白落叶松)为研究对象,采用凋落物网袋法进行分解实验。基于不同分解阶段,称量凋落物残留质量,测定凋落物中主要元素(C、N和P)和难降解成分(木质素、纤维素和缩合单宁)的含量,进而计算凋落物整体残留率、各分解阶段的质量损失率和养分释放率,建立Olson指数分解模型,分析树种间的差异。Pearson相关性分析和主成分分析分别明确凋落物质量损失率与初始基质质量和养分释放率的关系。【结果】分解到90 d,日本落叶松林凋落物质量损失率显著高于华北落叶松林(P<0.05),质量损失贡献率最大,且其木质素和纤维素释放率显著高于长白落叶松林(P<0.05)。凋落物质量损失率与初始C∶N比值呈显著负相关。分解90~360 d,华北落叶松林凋落物质量损失率最高,质量损失贡献率最大,且其木质素释放率显著高于长白落叶松林(P<0.05)。凋落物质量损失率与初始木质素含量和Lignin∶N比值呈极显著负相关,与N和木质素释放率呈较强正相关。分解360~450 d,长白落叶松林凋落物P和木质素释放率最高,缩合单宁释放率最低。兴安落叶松林凋落物纤维素和缩合单宁释放率显著高于其他3个树种(P<0.05)。凋落物质量损失率与C和纤维素释放率呈较强正相关,与P释放率呈较强负相关。4种落叶松人工林凋落物C、N元素、木质素和缩合单宁呈直接释放模式;P元素呈淋溶-富集-释放模式;纤维素呈淋溶-富集模式。【结论】凋落物初始N、木质素含量和C∶N比值及难降解成分释放率是影响其分解的重要因素。兴安落叶松林凋落物分解最快,加快了养分循环,而华北落叶松林凋落物分解最慢,减缓了养分循环。这对落叶松属不同树种人工林的经营管理具有重要意义。 展开更多
关键词 落叶松属 人工林 凋落物分解 养分释放
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腐胺对枫桦和欧洲白桦嫩枝扦插生根及根茎养分含量的影响 被引量：1
8
作者 周思雨 申方圆 +3 位作者 常雪薇 李春明 初冬 杨立学 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期67-75,共9页
【目的】枫桦和欧洲白桦作为用材林、土壤修复和城市绿化的优良树种,具有重要的经济和生态价值,优树嫩枝扦插是加快枫桦和欧洲白桦良种快速扩繁的重要途径,腐胺作为一类具有高生物活性的含氮碱与插穗生根关系密切,近年来受到诸多学者关... 【目的】枫桦和欧洲白桦作为用材林、土壤修复和城市绿化的优良树种,具有重要的经济和生态价值,优树嫩枝扦插是加快枫桦和欧洲白桦良种快速扩繁的重要途径,腐胺作为一类具有高生物活性的含氮碱与插穗生根关系密切,近年来受到诸多学者关注。研究腐胺对2个树种嫩枝扦插生根过程中的根系性状和根茎非结构化碳水化合物含量变化的影响,探讨其对2个树种嫩枝扦插生根作用效果的最佳浓度。【方法】以同家系枫桦和欧洲白桦2年生嫩枝为试验材料,设置不同浓度梯度T1、T2、T3(500、1000、1500 mg·L^(-1))的腐胺溶液浸泡组和对照组(CK1和CK2)处理,测定插穗不定根生根率、生根数、根长、根质量和根茎非结构化碳水化合物含量,通过方差分析、相关性分析和隶属函数分析揭示腐胺对2个树种插穗生根和养分含量的影响。【结果】腐胺对枫桦扦插生根促进效果最适浓度为500 mg·L^(-1),生根率达26.7%,生根数达5.3个,平均根长达9.4 cm;对欧洲白桦的最佳浓度为1000 mg·L^(-1),生根率达42.7%,生根数达6.7个,平均根长达6.5 cm。而对于根茎非结构化碳水化合物含量,1000 mg·L^(-1)浓度腐胺对枫桦根茎非结构化碳水化合物含量提升整体效果最佳,500 mg·L^(-1)浓度腐胺对欧洲白桦根茎非结构化碳水化合物含量的促进效果更好。【结论】腐胺浓度是影响2个树种扦插生根特性的关键因素,与传统处理方法ABT(生根粉)或IBA(吲哚丁酸)相比,腐胺不仅显著促进了2个树种插穗生根率、根长、根质量等性质,还对根茎非结构化碳水化合物含量具有提升作用,但通过隶属函数分析显示,腐胺+ABT(或IBA)整体指标促进效果虽然最优,但较仅使用ABT(或IBA)处理组该优势并不明显。 展开更多
关键词 腐胺 枫桦 欧洲白桦 扦插 生根特性
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