【目的】研究日本落叶松冠层间光合特性的差异,揭示冠层光合特性的空间变化规律,为精确估算冠层生产力及构建冠层生产力模型提供依据。【方法】以8年生日本落叶松为研究材料,根据树冠长度,将树冠等分为8个层级,从上到下分别为第1～8层级,选择每一层级的南向一级侧枝作为光合测定枝条,测定每一枝条上针叶的光合日变化。【结果】多数冠层间光合参数日变化规律相似,净光合速率、蒸腾速率、气孔限制值、光合有效辐射、气温和水汽压亏缺均表现为单峰曲线,气孔导度从上午开始逐渐降低。随着冠层的升高,光合参数增加、比叶面积减小,而气温和水汽压亏缺表现为先增后降的趋势,不同冠层间均差异显著(P<0.05)。净光合速率、光合有效辐射、气孔导度和蒸腾速率与相对冠高存在指数函数关系(R~2≥0.94),气温和水汽压亏缺与相对冠高存在一元二次函数关系(R~2≥0.79)。通径分析表明,影响净光合速率的主要因素是光合有效辐射,而气温和空气相对湿度影响较小。【结论】光合有效辐射和叶肉细胞的光合活性分别是影响日本落叶松净光合速率空间变化的主要环境因素和生理因素。净光合速率随冠层的升高而显著增加,而冠层底部净光合速率为负值,始终处于碳消耗状态。

目的]比较日本落叶松不同冠层和方位光合生理参数的差异,探讨冠层及方位变化对光合生理参数的影响,为构建冠层生产力模型及估算冠层生产力提供理论参考。[方法]以7年生和19年生日本落叶松单木为研究对象,将树冠分为上、中、下3层,东、西、南、北4个方位,测定冠层每一部位的光响应曲线、CO_2响应曲线和光合色素含量,并分析不同冠层及方位的光合生理特性。[结果]表明:垂直方向上,2种林龄样木冠层对大多数光合生理参数影响显著;最大净光合速率(A_(max))、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_d)随冠层的升高而增大;最大羧化速率(V_(max))、最大电子传递速率(J_(max))、磷酸丙糖利用率(TPU)和羧化效率(CE)均为下冠层最小,而CO_2补偿点(CCP)均为冠层下部最大;不同冠层针叶光合色素含量差异显著,且叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和类胡萝卜素(Car)均随冠层的升高而降低。水平方向上,方位对2种林龄树木光合生理参数均影响不显著,南向和东向光合参数均值分别反映了7年生和19年生样木全冠层的光合特性。光合生理参数在林龄间无显著差异。[结论]日本落叶松冠层光合生理参数具有空间异质性,冠层对树木多数光合生理参数的影响显著,而方位和林龄对以上参数影响不显著。

林冠是树木与大气环境进行交换的主要界面,同时也是树木进行光合作用的主要场所。冠层光合生产力是推动和支撑森林形成的原初动力,研究冠层梯度光合与呼吸作用对揭示树木生产力形成具有重要意义。本研究以甘肃省小陇山林区3年生、8年生和20年生日本落叶松人工林为研究对象,对针叶养分含量、叶绿素含量(Chl(a+b))、比叶面积(SLA)、光合响应曲线、光合日变化和枝、干呼吸速率进行连续观测,比较了各冠层针叶生理和形态参数、光合特征和枝、干呼吸速率的时空变化规律,确定了影响光合作用的主要环境因子及各冠层最优环境因子,分别

以采穗圃中的采穗母株为研究对象,对日本落叶松、长白落叶松及其杂种进行了光响应曲线和CO2响应曲线的测定,通过估算光合参数,比较了它们的光合特性。结果表明:与日本落叶松相比,日本落叶松×长白落叶松杂种的最大净光合速率、表观量子效率和光合能力等与光合效率正相关的参数都较低,光强和CO2的利用范围也更窄,暗呼吸速率却更高,而羧化效率和光呼吸速率没有差别。与长白落叶松相比,尽管长白落叶松×日本落叶松杂种的暗呼吸速率较低,但其表观量子效率更低,CO2补偿点更高,而羧化效率、光呼吸速率、光补偿点没有差别。日本落叶松×长白落叶松杂种与长白落叶松×日本落叶松杂种相比,光呼吸速率和CO2补偿点稍高,羧化效率稍低...

在生长季定期测定兴安落叶松林主要组成树种兴安落叶松和白桦树冠上部、中部和下部叶片的光合作用和呼吸作用。结果表明:兴安落叶松当年生枝针叶在8、9月份最大净光合速率在冠层间差异显著。8月份最高,从上至下分别为13.09、8.63和9.07μmolCO2·m-2s-1。落叶松往年生枝针叶的最大净光合速率在生长季差异不显著,其平均最大净光合速率为8.22μmolCO2·m-2s-1。在整个生长季白桦冠层间的最大净光合速率均差异显著,从上至下,依次为17.56、13.01和9.58μmolCO2·m-2s-1;白桦叶片、落叶松当年生枝针叶和落叶松往年生枝针叶的暗呼吸速率差异随着时间的变化而发生改变,但冠...

【目的】揭示单木树冠光合特征的空间异质性，是准确预测林木冠层光合效率、估计林木固碳能力，确定林木有效冠的重要基础，为精确估算华北落叶松人工林生产力和碳循环提供理论参考。【方法】以塞罕坝机械林场15～17年生华北落叶松为研究对象，利用Li-6400便携式光合仪对5株样木不同冠层和方位的针叶进行光合生理生态因子进行测定，采用方差分析和相关性分析方法，分析树冠光合特征的空间异质性。【结果】在冠层垂直方向上，净光合速率、光合有效辐射、气孔导度、蒸腾速率、羧化效率、初始量子效率及最大净光合速率均呈现上层>中层>下层的规律，光饱和点、光补偿点和暗呼吸速率呈现为上层与中层相近，均大于下层，而胞间CO_2浓度呈现下层>中层>上层的现象。冠层下部叶绿素含量与冠层中部相近，均大于冠层上部，比叶重表现为上层>中层>下层的规律。在树冠水平方位上，净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO_2浓度和羧化效率具有显著性差异，光合有效辐射、比叶重、叶绿素含量、最大净光合速率、初始量子效率、光饱和点、光补偿点和暗呼吸速率无显著差异。净光合速率与光合有效辐射、羧化效率、比叶重、叶绿素含量呈显著正相关性，相关系数分别为0.954、0.908、0.896和0.950，与胞间CO_2浓度呈显著负相关性，相关系数为-0.833，与蒸腾速率、气孔导度和叶绿素a/b具有一定的相关性，相关系数分别为0.744、0.545、-0.728。【结论】华北落叶松冠层光合作用具有明显的空间异质性，因此，在估算华北落叶松人工林冠层生产力时，应充分考虑冠层光合作用的垂直变化和水平变化规律。

分析兴安落叶松天然林分级木和林分冠生长特性,建立冠幅生长及单株冠、枝、叶生物量模型。结果表明:1)年龄36～39年、密度983～3263株·hm-2林分和年龄54～61年、密度1101～2241株·hm-2林分,随林分密度增加,分级木冠幅差距趋于减小;冠长占树高比例及冠长与冠幅比值增加;优势木、平均木和被压木平均冠积分别达22.479,15.296,6.179和26.864,11.154,8.192m3。2)年龄36～39年和54～61年林分优势木、平均木和被压木平均单株冠生物量分别为0.0082,0.0049,0.0009和0.0079,0.0038,0.0014t;占单株地上生物量平均比例...

以辽宁大孤家杂种实生采穗园中的采穗母株为研究材料,对3个不同母本与同一多父本混合花粉杂交组合家系及3个同一母本与不同单一父本杂交组合家系进行了光响应曲线及CO2响应曲线的测定,以分析父母本对日本落叶松×长白落叶松杂种光合性状的影响。结果表明:不同母本与同一多父本混合花粉杂交组合间的表观量子效率、暗呼吸速率、羧化效率存在显著差异,光补偿点、CO2补偿点存在极显著差异,其他指标差异不显著,表现出较强的母本效应;同一母本与不同父本杂交组合间只有暗呼吸速率差异极显著,其他指标差异不显著,表现出较弱的父本效应。在高光效亲本选择时,应特别重视母本对杂种的影响。

为深入了解日本落叶松的纸浆物理性能,该文以日本落叶松ASAQ浆为原料,对纸浆的漂白特性进行了系统研究,并与KP浆的漂白特性进行了比较.研究结果表明:在常规CEH三段漂白中,最佳有效氯用量为8%,NaOH用量为2.5%,漂白纸浆的白度可达到73%(ISO).在CDEHD漂白中,最佳有效氯用量为9%,EH段NaOH的合理用量为2%,纸浆白度能够达到79%(ISO).在DCE1D1E2D2和DE1D1E2D2漂白中,当总有效氯用量为7.9%时,两种漂白流程都能将纸浆漂到83%(ISO)的高白度.采用过氧化氢加强氧漂再加两段过氧化氢漂白的漂白流程(即OPQP1P2)可以将白度为27%(ISO)的纸浆漂...

对不同树龄日本落叶松的化学组成和硫酸盐法制浆特性进行研究与比较。结果表明:随着树龄的增大,原料中碳水化合物含量逐渐降低;冷水抽出物、热水抽出物和1%NaOH抽出物含量增加。碳水化合物组成中,随树龄增大,葡萄糖和木糖含量降低,半乳糖含量增加。通过对日本落叶松硫酸盐法制浆工艺参数的优化研究,确定最佳蒸煮条件为:用碱量(Na2O计)21%、硫化度25%、液比1∶4、最高温度170℃、保温时间2.5h。随着树龄的增大,蒸煮耗碱量增加,纸浆硬度增高。树龄较小的12年生日本落叶松纸浆的物理强度性能较好。综合对不同树龄日本落叶松化学组成和硫酸盐法制浆特性研究结果认为:12年生日本落叶松的硫酸盐法制浆性能优于...

采用室温硅胶干燥法,研究了超干处理和加速老化(50℃,30d)对华北落叶松和日本落叶松种子活力和生理特性的影响。对2种落叶松不同含水量种子老化前后的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、相对电导率、脱氢酶活性和异柠檬酸裂解酶进行测定。结果表明:含水量50～28g/kg的华北落叶松和含水量48～28g/kg的日本落叶松种子老化前后均能维持较高的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和酶活性,说明2种落叶松种子的超干保存是可行的。老化前后,含水量28g/kg的2种落叶松种子各项指标均最好,表现出很强的抗老化能力,说明该含水量可以作为华北落叶松和日本落叶松种子超干贮藏的可选含水量。

为了揭示真空热处理对日本落叶松Ｌａｒｉｘ ｋａｅｍｐｆｅｒｉ木材的作用机制，以日本落叶松木材为研究对象，分别在１６０，１８０，２００，２２０和２４０℃的条件下对木材进行真空－常压热处理４ ｈ。采用ｘ射线衍射法研究了热处理对木材结晶性能的影响；利用傅里叶红外光谱、固体核磁共振和电子自旋共振分析了木材在热处理过程中化学基团和表面自由基的变化。结果表明：经真空度为０．０５～０．０９ ｍｐａ联合常压热处理后，木材纤维素结晶度的变化趋势为先增大，后减小，再增大。未处理材结晶度为３６．２１％，热处理温度为１６０，１８０，２００，２２０和２４０℃时，木材的结晶度分别为４３．５６％，４６．２６％，３２．０９％．．．

【目的】为改善林分结构和促进林木生长,对大兴安岭落叶松次生林进行不同强度的抚育间伐,研究落叶松冠层结构和光合特性指标的相关关系,进而探讨改善林内光环境特征的最佳间伐强度。【方法】设置间伐强度为9.43%、16.75%、29.00%、40.01%、53.09%、67.25%的实验样地和未进行间伐作业的对照样地。对不同样地落叶松冠层结构参数和光合特征参数指标值间的差异进行描述性统计,运用相关系数法确定不同指标间的相关关系进而剔除有显著正相关的部分指标,同时运用灰色关联法对各个样地的光环境特征进行综合评价。其中冠层结构选取林隙分数、开度、叶面积指数、叶倾角、直接定点因子、间接定点因子、总定点因子、冠上直接辐射、冠上间接辐射、冠上总辐射、冠下直接辐射、冠下间接辐射、冠下总辐射13项指标,光合特征参数选取蒸腾速率、光合速率、CO2参考值、叶片表面P.A.R、叶片温度、胞间CO2浓度、水蒸气气孔导度7项指标。【结果】各样地林隙分数表现为随间伐强度的增加先减少后增加,开度、直接定点因子、总定点因子与之变化趋势相同,各项指标值均在间伐强度为29.00%的样地中最小;叶面积指数在间伐强度为29.00%时达到最大值;不同间伐强度样地的冠上辐射通量无显著差异性;冠下直接辐射通量和冠下总辐射通量随间伐强度的增加先减少后增加。随着间伐强度的增加,落叶松的蒸腾速率、光合速率、水蒸气气孔导度均呈现先增加后减少的趋势,叶片表面P.A.R、叶片温度先增加后趋于稳定,间伐增加了林地内的CO2浓度;胞间CO2浓度随着间伐强度的增加先减小再增加后减小。林隙分数与开度、直接定点因子、总定点因子、冠下直接辐射、冠下总辐射呈显著正相关,与叶面积指数呈显著负相关;蒸腾速率、光合速率、水蒸气气孔导度之间呈显著正相关性。剔除相关性极强的指标后,冠层结构的林隙分数与光合速率呈显著负相关,叶面积指数与光合速率呈显著正相关。运用灰色关联综合评判林地内的光环境特征,关联度表现为间伐强度29.00%(0.823)>40.01%(0.794)>53.09%(0.739)>0%(0.724)>67.25%(0.713)>16.75%(0.701)>9.43%(0.673)。【结论】落叶松冠层结构与光合特征指标间存在相关性,落叶松冠层的透光率对于光合速率有明显的影响。结合二者综合评价不同间伐强度下的林地光环境特征,抚育间伐强度为29.00%、40.01%的落叶松天然次生林林地的林内光环境特征较好,说明29.00%~40.01%的中等强度间伐有利于林内光环境的改善。

【目的】消光系数(k)是模拟树冠光分布的重要指标,本研究通过对比常见的获得k值的方法,筛选最优方法,对长白落叶松人工林树冠内光合有效辐射(PAR)进行动态估计。【方法】(1)将实测的PAR数据按3∶1划分为拟合数据和检验数据,利用拟合数据构建k值预估模型(方法 I)。(2)用拟合数据,采用人为设定不同梯度的k值估计树冠PAR,筛选最优的k值(方法 II)。(3)基于叶倾角数据,采用2种不同的平均叶倾角公式(方法 III-1、方法 III-2),对k值进行计算。将检验数据作为独立样本对以上3种方法估计的PAR进行独立性检验。通过对比以上3种方法对树冠内PAR的估计效果,选择最优的k值计算方法,结合气象数据对PAR进行动态估计。【结果】根据实测PAR数据计算的树冠各轮层k值存在较大差异,总体在0.1～1.5之间,且与相对着枝深度(RDINC)呈明显的指数函数或幂函数关系。同时太阳高度角(Sa)、累积叶面积最大值(MCLA)、叶面积密度(NAD)和树冠表面积(CS)对k值的垂直变化也有明显影响。因此方法I将指数函数作为基础模型,以RDINC、Sa、CLA、NAD和CS为自变量建立了k值估计模型,模型的拟合效果较好(R2=0.736,RMSE=0.124)。方法 II中,当k取0.32时对PAR的估计效果最好。利用方法 III计算的各轮层消光系数差异较小,总体在0.3～0.7之间。采用独立样本检验以上3种方法对PAR估计的效果,结果表明方法 I对PAR的估计效果较好(平均误差ME=2.88,平均误差绝对值MAE=117.4,预估精度P=91.53%),方法 II对PAR的估计效果次之(ME=-7.2,MAE=217.5,P=88.12%),方法 III对PAR最差(方法 III-1中ME=121.4,MAE=210.1,P=55.85%;方法 III-2中ME=226.4,MAE=259.0,P=42.93%)。【结论】k值在不同林木、不同轮层及不同的太阳高度情况下并不是一个固定值。本研究建立的k估计模型充分考虑了以上3个重要变量,符合客观实际,且对估计长白落叶松树冠PAR有良好的效果,研究结果为人工长白落叶松树冠内不同位置净光合速率的模拟提供了基础。

【目的】以黑龙江省长白落叶松人工林为研究对象,分别从光合作用机理角度以及树干断面积生长量与叶生物量垂直分布规律角度提出了有效冠高(HEC)的确定方法,并分析了影响有效冠高的主要因子。【方法】首先,根据3株光合作用测定样木不同轮层枝叶在生长季内光合累积碳量对树干的贡献量判定有效冠位置,并分析该位置与累积叶生物量垂直分布的关系,提出基于累积叶生物量垂直分布判定有效冠位置的标准。其次,采用传统方法,通过分析树干断面积增长量与叶生物量的实际垂直分布规律,判定有效冠高。最后,根据实测的19块标准地133株解析木数据,对比两种方法判定的有效冠高的差异,确定有效冠高的判断依据,并分析有效冠高与林木因子及林分因子的关系。【结果】树冠中各轮层枝叶对树干的净碳贡献量随相对着枝深度(RDINC)的增加表现为"单峰"形式的变化趋势,将净碳贡献量大于0的轮层及以上部分确定为有效冠。3株光合样木有效冠高存在一定差异,分别为2.84、4.73和4.38 m,但有效冠位置对应的相对累积叶生物量分别为87%、90%和86%,均接近于90%,因此,可以采用相对累积叶生物量为90%处的位置作为判定有效冠位置的依据。相较于该方法,采用分析断面积增长量和叶生物量垂直分布规律判定HEC位置的方法虽然存在一定差异,但二者的差异并不显著。林分年龄(Age)是与HEC相关性最高的林分因子,二者呈线性正相关,相关系数达到0.8;单木因子中,接触高(CH)和树高(H)与HEC呈显著的线性正相关关系,相关系数为0.9左右。林分密度(SD)和竞争指数(CI)与HEC呈负相关,但该现象主要是受Age、CH和H的影响。【结论】采用相对叶生物量累积达到总叶生物量90%所对应的位置作为判定有效冠的依据具有一定可行性,处于该位置之上的相邻轮枝的高度即为有效冠高。有效冠长占总冠长的比例平均为四分之三,最小值为二分之一,本研究结果为长白落叶松幼龄林的人工整枝提供了科学依据。