亚热带人工林4种典型树种木质部形成季节动态研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李思雨 |
| 答辩日期 | 2024-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 王辉民 |
| 关键词 | 形成层物候 木质部发生 微树芯 环境因子 生长量 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 茎干木质部形成是木材生产的关键过程，解析茎干木质部形成动态对于深入理解森林生产力的形成机制具有重要意义。我国亚热带人工林是重要的木材生产基地，但主要造林树种的木质部形成物候规律及其与环境因子的关系仍不明晰，限制了对木材形成机制的深入理解。因此，本研究以千烟洲站的4 个亚热带人工林典型树种为对象，包括常绿针叶树杉木 (Cunninghamia lanceolata) 和湿地松(Pinus elliottii)，常绿阔叶树木荷 (Schima superba) 以及落叶阔叶树枫香树(Liquidambar formosana)，利用微树芯技术，从2022 年1 月15 日到2023 年1 月7 日，每7-10 天监测木质部形成过程，旨在研究不同树种木质部形成物候和生长动态的差异，评估木质部形成与环境因子的关系，探讨木质部生长量的差异及成因。研究的主要结果如下： （1）4 个树种木质部形成开始于3 月中旬-4 月初，结束于8-10 月。针叶树杉木、湿地松比阔叶树木荷、枫香树更早开始产生扩大细胞且更晚结束，其中湿地松木质部形成开始最早（3 月12 日，DOY 71.0±7.0），且细胞产生持续时间最长；落叶树种枫香树细胞扩大（4 月7 日，DOY 97.5±4.6）、细胞壁加厚（5 月14日，DOY 134.2±6.9）、细胞成熟（6 月1 日，DOY 152.8±4.8）的开始均显著晚于其他3 个常绿树种；木荷木质部生长季显著短于其他3 个树种。 （2）4 个树种一年中形成层区域宽度变化不大；扩大细胞生长量符合“钟”形曲线分布；细胞壁加厚阶段，杉木和湿地松存在较明显的“一大一小”的“双峰”趋势，枫香树呈较紧凑的小“双峰”，而木荷为典型的单峰“钟”形曲线，“双峰”的出现可能与异常生长结构的形成有关。在细胞成熟阶段，木荷木质部细胞出现皱缩，导致生长轮宽度在干旱期间出现了一定程度的下降。枫香树生长速率最大，16.8 μm/天，而杉木最小，为6.2 μm/天，但4 个树种全年木质部平均生长速率无显著差异。 （3）Pearson 相关分析的结果表明，4 个树种细胞扩大、细胞壁加厚均与土壤温度显著正相关。此外，杉木、湿地松、枫香树细胞扩大与空气温度及光合有效辐射显著正相关，而降水存在3-5 天的滞后效应；相比之下，木荷细胞扩大过程对大气水分条件更为敏感，与降水和相对湿度显著正相关，与饱和水汽压差显著负相关。杉木、木荷、枫香树细胞壁加厚过程与空气温度和土壤含水量显著正相关，而湿地松与取样前3-7 天的平均温度和最高温度显著正相关。枫香树、杉木细胞壁加厚与光合有效辐射显著正相关，枫香树细胞壁加厚还与饱和水汽压差显著正相关。4 个树种木质部生长速率均与空气温度和土壤含水量显著正相关，湿地松、木荷、枫香树木质部生长速率还与土壤温度显著正相关。此外，枫香树和杉木木质部生长速率与大气水分条件有关，即与相对湿度负相关，与饱和水汽压差正相关。线性混合效应模型结果表明，土壤含水量是解释杉木、木荷和枫香树木质部生长速率模型的关键变量，而所有因子对湿地松木质部生长速率的解释均不显著。 （4）Gompertz 模型可以很好地拟合4 个树种木质部累积生长量，解释率均达超过90%。湿地松木质部管胞数量最多、直径最大，同时木质部生长季最长，导致其木质部生长量最大，且显著大于木荷和杉木；而枫香树木质部平均生长速率最大，且导管数量多，因此年轮也较宽。 本研究表明湿地松木质部生长季最长，枫香树木质部生长速率最大。土壤温度是驱动细胞扩大、细胞壁加厚过程的关键因子，空气温度和土壤含水量上升可能显著提高木质部生长速率。木荷、枫香树木质部生长速率比湿地松和杉木高，木质部生长量较高，在针叶纯林改造、提高森林生产力方面有较大的潜在价值。湿地松木质部生长速率虽低于阔叶树，由于生长季更长，木质部年生长量最高。研究结果对深入理解亚热带树木木材形成机制，评估全球变化背景下森林生产力变化以及指导森林经营管理具有一定的参考价值。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 79 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/208058]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李思雨. 亚热带人工林4种典型树种木质部形成季节动态研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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