川滇高山栎的光合作用特征
林芝地区川滇高山栎群落物种多样性保护建议
8℃;年均降水量800.Omm,年均相对湿度64%。土壤为漂灰化
山地暗棕壤.土层平均厚度60cm,腐殖质化程度不明显。地势北 高南低,印度洋暖流北上,与北方寒流汇合,形成了热带、亚热带、 温带和寒带并存的特殊气候,植被从低海拔到高海拔主要分布有 山地温带针阔混交林、落叶阔叶林、高山寒带灌丛、草地和草甸。 主要树种有高山栎、高山松、林芝云杉、急尖长苞冷杉等。据资料 显示,对川滇高山栎群落林隙特征而言,林芝地区高山栎中主要 以砍伐形成的林隙最为普遍,占全部林隙的79.3%,自然立枯、放 牧、风倒形成的林隙比例相对较少。主要原因是居民对生活燃料 的需求,大量的砍伐形成许多扩展林隙,以川滇高山栎为建群种 的森林群落中,乔木层少量出现高山松、云冷杉、沙棘等,林分组 成较为单一,说明川滇高山栎在群落中竞争力较强,现实生态位 独特。而灌木层特别是草本层物种数量和多度.以及复杂性皆优
本文链接:/Periodical_kjdb201227004.aspx
、
围为海拔2400--3400m,下限可到1900m.上限达4000m左
右。适应性和抗环境干扰能力很强,具备旺盛的萌蘖能力。 林芝地区地处藏东南雅鲁藏布江下游,平均海拔3000m左 右.海拔最低的地方仅仅900m。林芝地区的地理位置为东经920 09’一98047’,北纬26052’一30040’,平均海拔3100m。东西长 646.7km,南北宽353.2km,总面积1 1.7km2。年平均气温一 1岛cC,最冷月(1月)平均气温一7.8。c,最热月(7月)平均气温
科技导报2012。30(27)
科技工作大家谈(Opinions and Suggestions)
文/卫敏
林芝地区川滇高山栎群落 物种多样性保护建议
物种多样性是物种丰富度和分布均匀度的综合反映,体现了 群落结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境的差异,是 揭示植被组织水平的生态基础。反映了生物群落在组成、结构、功 能和动态方面表现出的异质性。林芝地区是西藏原始森林的主要 分布区,该区保留着我国目前为数不多的保持原始状态的森林. 这些森林大多分布在我国及周边国家大江大河的上游.在维护江 河中下游地区的生态平衡和国民经济发展中发挥着重要作用。川 滇高山栎是世界上分布最高的常绿阔叶林树种.是青藏高原最具 有代表性的主要硬叶栎林类型,大多分布在江河上游陡坡地带, 是极好的土木保持和水源涵养林。 1川滇高山栎地理分布特征及研究区自然概况 川I滇高山栎是世界上分布最高的常绿阔叶林树种,是青藏高 原最具有代表性的主要硬叶栎林类型.在我国主要分布于四川西 部高山峡谷区和西部山区,云南西北部和西藏东南部的高山峡谷 及林芝、工布江达、错那、吉隆、察隅等地。在向阳山坡形成广袤的 森林类型,垂直分布幅度较宽,在四川海拔高度在3000— 于乔木层,因而物种多样性较高。 川滇高山栎是川滇两省和青藏高原的重要水土保持和水源 涵养林,但目前部分地区林分遭受过度薪采,破坏较为严重,在当 地发掘替代燃料新能源,寻求更有效的利用和保护手段.推动可 持续利用,促进当地经济、生态环境可持续发展,是当今社会各界 不可推卸的责任。针对本区目前川滇高山栎群落物种多样性的现 状及存在问题,本人认为应该从以下几方面来加强和完善物种多 样性保护。 2林芝地区川滇高山栎群落物种多样性保护建议 1)严格贯彻执行政策法规。加强地方立法.杜绝乱采乱挖的 行为,采取法律制裁措施,建立健全各项规章制度,保护生物多样 性,建立资源的有效使用和效益补偿制度。按照生态环境和自然 资源的特点及客观生态规律开发利用物种资源.走可持续发展道 路,一定要先保护好森林资源,确定合理的采伐量,实行森林资源 的限额采伐,采伐量不超过森林自然生长量,伐后的更新面积不 少于采伐面积。开发利用自然资源要以生态环境和自然资源的持 续性为先决条件,开发利用自然资源者应依法向政府支付相应的 税费,以补偿对自然资源的损耗。 2)广泛使用薪柴替代能源。受能源匮乏和长期以来形成的 生活习惯影响,林芝地区农牧民主要靠薪柴作为生活燃料和取暖 燃料,据不完全统计,西藏几十年的薪柴消耗量高达3000多万 m3,严重影响着当地植被覆盖率。为改变传统能源汲取方式,也为 了适应西藏经济和社会发展对能源需求的日益扩大.应进一步加 强替代能源的开发,尽量采用当地丰富的太阳能和水电能等.减 少对林木的过度依赖.保护森林资源。 3)提高大众对物种多样性的保护意识。通过开展宣传教育 活动及媒体等多种形式,深入基层,面向群众,广泛宣传保护森林 群落物种多样性的重要意义。同时宣传国家和地方有关的法律、 法规和政策,增强人们对保护物种多样性的生态意识、法制观念 和责任感,并逐步将其融入到人们的价值观、道德观和民风民俗 等各种行为中去。号召人们积极参与到保护物种多样性的行动中 去,为保护生物多样性奠定坚实的群众基础。 4)培养一批专业技术管理人员。目前,林芝地区森林生物多 样性保护的科研及技术力量相对薄弱,科技人员缺少有关生物的 特性、群落特征、资源的开发利用价值等方面的知识,难以胜任日 趋多样化的保护工作。要采取走出去请进来的方法,加强培训学 习,更新科技人员知识。培养专业技术人员.建立森林生物多样性 资源监测系统,以提高森林生物多样性保护的科技水平。
西藏色季拉山川滇高山栎种群结构与动态
顶极 的特征 , 存在被其他树种替代 的可能。川滇高 山栎存活 曲线 介于 D eyI与 D ey ev I ev Ⅲ型之间 , 整个生命过 程出 现 4次死亡 高峰 , 以幼苗进人幼树时期最为强烈 ( 亡率 7 . %) 高死亡率会带来 高的生命 期望值 , 内资源竞争 死 73 , 种 是影响个体寿命 和造成种群波动的主要原 因。环境因子对川滇高山栎种群 高度 的影 响程度排序 为: 土壤湿度 >年
s o s o t eso e T e s ailwae atr in fc nl f ce h n ii u lgo n n o uain d v lp n . p n e t h lp . h p ta trp t n sg i a ty af td te i dvd a rwi g a d p p lt e eo me t e i e o
e tn ie,c ni u u it b t ni h o te s i e oe t e in tp a sa mp ra trl n s i a d wae o s ra xe sv o t o sdsr u i n tes u h atT b tfrs go .I ly n i otn oeo ol n trc n e v — n i o r t n o h li eg re ae s i ft e ap n — og ra .Th o u ain sr cu e,q a t aied n mis h eain hp ewe n h ih n n i o e p p lto tu t r u n i tv y a c ,t e rlt s isb t e eg ta de v — t o r n n r td e sn o o i o fsz ls e ,lf a l o me twe esu id u i gc mp st n o ieca s s i tbe,s ria H V i e u vv lC Ie,a d r n or lt n a ay i.Th e ut n a k c reai n lss o ers l
川滇高山栎朱颈褐锦斑蛾 (鳞翅目:斑蛾科) 生物学特性
川滇高山栎朱颈褐锦斑蛾 (鳞翅目:斑蛾科) 生物学特性唐晓琴;臧建成;卢杰【摘要】[目的] 2011年至2013年西藏林芝地区川滇高山栎受到食叶害虫朱颈褐锦斑蛾的严重危害,但文献资料仅有该害虫成虫的形态特征和分布记载.研究朱颈褐锦斑蛾的生物学特性和完整的形态特征,以期为该害虫的科学防治提供依据.[方法] 2011年3月到2012年3月通过野外实地调查与室内饲养观察相结合的方法,在野外选定3个有代表性的观察基地,在每个基地中选择5株典型受害植株,每株按东、西、南、北方向随机选10枝带虫的川滇高山栎枝条,每枝条用纱网笼罩,每星期观察一次,记录斑蛾习性、形态特征等.2011年3 月中旬从观察基地采集斑蛾幼虫带回后置于室外饲养,每星期更换川滇高山栎枝条及水1次,每天观察记录幼虫蜕皮、幼虫体长体宽、取食、结茧、羽化、交配、产卵、孵化、越冬等特性.[结果] 朱颈褐锦斑蛾成虫雌雄二型,雄蛾头、胸、腹部黑色,腹部时有蓝色闪光,颈片朱红色,雌蛾头部和颈片朱红色,胸部黄色,腹部黑、黄相间,有蓝色金属闪光;蛹被饺子状丝质茧,茧初期为白色,渐变至土黄色;幼虫蛞蝓型,胸足3对、腹足5对,腹足趾钩二横带;卵长椭圆形,鲜黄色,半透明,孵化前1~2天渐变浅灰色.该害虫在林芝地区1年1代,10月下旬以3~4龄幼虫在栎叶及枝梢隐蔽处越冬,次年3月上旬越冬幼虫开始活动取食,6月下旬至7月上旬老熟幼虫开始结茧化蛹,8月上旬林间蛹开始羽化,8月中旬为羽化高峰期,随后交尾、产卵,卵6~7天后孵化.成虫白天羽化、活动,交尾当天或第2天14:00-17:00产卵,趋光性弱,食性为单食性.[结论] 川滇高山栎是林芝地区的主要树种之一,近年来其受朱颈褐锦斑蛾危害严重,根据该虫的生物学特性,每年的3月应在川滇高山栎林中对该虫的危害和虫口数量进行调查,提前采取防治措施可有效防止该害虫对高山栎的严重危害.%[Objective] Quercus aquifolioides was seriously damaged by Soritia leptalina (Kollar)(Lepidoptera:Zygaenidae)from 2011 to 2013 in Linzhi,Tibet.The pest is acaterpillar,however only the adust morphology and distribution have been recorded.The pest biology and the detail morphological feature were investigated for effective control of the insect.[Method] A field investigation and indoor feeding experiment were conducted from March 2011 to March 2012.Three experimental plots were selected in forests and five trees were chosen in each plot.Ten branches with the insects were selected randomly from the east,west,south,and north of each tree.The branches were covered with gauze,and then,the pest status was observed once a week and the habits and morphology changes were recorded.The larvae of S.leptalina from experimental plots were taken to the lab for feeding experiment in mid-March 2011.The larvae were fed with fresh leaves on Q.aquifolioides branches that were placed once a week.The larval molting,body length and bodywidth,feeding,cocooning,emergence,mating,oviposition,hatching and overwintering were recorded each day.[Result] The result showed that the adult moths with sexual dimorphism: Male moths with head,chest and abdomen black,sometimes with blue flash on the abdomen,neck piece vermilion;female moths with head and neck piece vermilion,chest yellow,abdomen black and yellow and having slightly blue metallic tint.The pupae were in silk cocoon with dumplings shape and the cocoon was white to soil yellow.The larvae were slug-like in shape with three pairs of thoracic legs and five pairs of abdominal legs.The abdominal leg crochet had two transverse bands.The eggs were long oval,bright yellow andsemitransparent at first and gradually changed to light grey within one or two days before hatching.It developed one generation per year in Linzhi region.It overwintered as 3rd or 4th instar larvae stage from late October to early March of next year in litter.The mature larvae made cocoons and pupate from late June to early July.Its adult emergence began in early August with emergence peak in mid-August.Subsequently,mating and egg-laying,hatching in six or seven days after emergence.The adults were active and mating at day-time.It was found that egg-laying usually occurred between 14:00 and 17:00 after the 1st or 2nd day of mating.The adults did not showed clear phototaxis.[Conclusion] In Linzhiregion,Tibet,S.leptalina severely damaged Q.aquifolioides and its population should be investigated in March.The control techniques adoption should be carried out in its larval stage in advance.【期刊名称】《林业科学》【年(卷),期】2017(053)006【总页数】6页(P175-180)【关键词】川滇高山栎;朱颈褐锦斑蛾;形态特征;防控.【作者】唐晓琴;臧建成;卢杰【作者单位】西藏大学农牧学院林芝 860000;西藏高原资源昆虫与应用昆虫实验室林芝 860000;西藏大学农牧学院林芝 860000;西藏高原资源昆虫与应用昆虫实验室林芝 860000;西藏大学农牧学院林芝 860000【正文语种】中文【中图分类】S718.7川滇高山栎(Quercus aquifolioides)为壳斗科栎属常绿乔木,是四川西部、云南西北部及西藏东南部的三江河谷、林芝尼洋河流域、然乌至扎木的帕隆藏布流域、米林至派镇的雅鲁藏布江两侧、察隅等地的特有树种(李文华, 1985),大多分布在江河上游陡坡地带, 对该地区水土保持和水源涵养具有十分重要的防护作用和具有较高的生态效益(管中天, 2005)。
藏东南川滇高山栎叶功能性状海拔分布特征
1材料与方法
1.1研究区概况 采样地设置于川藏线G318国道藏东南林芝地区波密-然乌段(95°37'31"~96°27'30"E, 29。33'19"~
协调和权衡分配来达到适应外部垂直海拔梯度变化的生存环境的目的。
关键词:叶功能性状;海拔;川滇高山栎;西藏
中图分类号:S792.114
文献标识码:A
文章编号:2096-0018(2021)04-0366-07
Altitude distribution of leaf functional traits of Quercus aquifolioides in southeastern Tibet
开放科学标识码 (OSID 码)
为:比叶面积与叶干物质含量呈极显著负相关(r = -0.924)、与叶厚度和叶组织密度呈显著负相关(r = -0.706;
r = -0.696);叶干物质含量与叶厚度呈极显著正相关(r =0.813),与叶组织密度、相对水分含量呈显著正相关(r = 0.811;
r = 0.829)等。藏东南亚高山地区海拔因子对川滇高山栎叶片功能性状的影响显著,川滇高山栎通过多个功能性状的相互
森林与环境学报2021, 41(4): 366-372 Journal of Forest acf.2021.04.005
第41卷第4期 2021年7月
藏东南川滇高山栎叶功能性状海拔分布特征
王 超",卢 杰",周晨霓",姚慧芳「,4,加央朗珍5,拉 巴5 (1.西藏农牧学院高原生态研究所,西藏林芝860000; 2.西藏高原森林生态教育部重点实验室, 西藏林芝860000; 3.西藏林芝高山森林生态系统国家野外科学观测研究站,西藏林芝860000; 4.西藏生态安全联合重点实验室,西藏林芝860000; 5.西藏拉萨市林周县气象局,西藏拉萨850000)
西藏三种木材生物质的燃烧特性及动力学分析
西藏三种木材生物质的燃烧特性及动力学分析罗红英;顾岩城;赖佳斯;任烁【期刊名称】《高原农业》【年(卷),期】2024(8)1【摘要】为了探讨西藏地区丰富的藏川杨、高山松和川滇高山栎3种木材生物质在燃烧过程中的反应机理,采用热重分析了三种木材的燃烧特性,通过Coats-Redfern积分法研究了其动力学特性。
结果表明:3种木材生物质燃烧过程总体趋势一致,可分为失水干燥、生物质燃烧、焦炭燃烧和生物质燃尽共4个阶段,其中挥发分燃烧阶段失重占比最大。
根据综合燃烧特性指数,川滇高山栎的燃烧特性最好,其次是藏川杨、高山松;随着升温速率增大,木材生物质的综合燃烧特性指数增大,燃烧速率增大,DTG曲线峰值增大,峰形变宽;藏川杨、高山松和川滇高山栎的最佳反应级数分别为1、2、2,相关系数均大于0.95。
燃烧反应活化能从低到高分别为:藏川杨46.10 kJ/mol、高山松70.05 kJ/mol、川滇高山栎85.59 kJ/mol;频率因子从低到高依次为:藏川杨2.25×10^(4)min^(-1)、高山松3.99×10^(6)min^(-1)、川滇高山栎2.14×10^(7)min^(-1),该研究为优化燃烧过程和提高能源利用效率提供了理论依据。
【总页数】10页(P1-10)【作者】罗红英;顾岩城;赖佳斯;任烁【作者单位】西藏农牧学院水利与土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】TK16【相关文献】1.醇酸清漆对典型装饰木材燃烧特性和生烟特性的影响∗2.两种生物质燃烧性能及燃烧动力学特性的研究3.农业生物质燃烧特性及燃烧动力学4.生物质与烟煤混合燃烧特性及动力学分析研究5.气化细渣掺烧煤和生物质的燃烧特性及动力学分析因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
川滇高山栎幼树叶片反射光谱对不同程度水分胁迫的响应
R s o s fR f c n eS eta o uru q i l i sL a e o Df rn geso ae tes ep n eo e et c p c fQ ec sa u oid e vst iee tDere fW trSrs l a r f o e
s et l e e t c dcs h t l e a kt h n e fef a r o t t f r o u o o e h s l o e a u d r a r t s , h p c a rf c nei i a c sl t c e a g a w t ne ec q i 1 d . er ut s w dt t n e t r s te r l a n e t o yr h c o l e c n oO f / T e sh h w e se set l e et c c ae i icn yi t i b g n V S a dten a- n a drg n N R) n r l e ie n evgt i d x p c a r c n ei r s s n a t ev il ri ( I ) e i r e i ( I ,o i d d f e c e e t ni e r f a l ne d gf l nh s eeo i n h r f r eo ma z fr ao n
a l a p crlr f ca c a e n o ev d u d rv ri trr gme rn h O reo r ame tThssu y ame od tr n fe tv swel ss e ta e e tn e h d b e bsr e n e ayngwae e i sdu gt eC U S fte t n . i td i dt ee mie efcie l i
川滇高山栎种群不同海拔空间格局的尺度效应及个体间空间关联
川滇高山栎种群不同海拔空间格局的尺度效应及个体间空间关联尤海舟;刘兴良;缪宁;何飞;马钦彦【摘要】川滇高山栎灌丛(Quercus aquifolioides)是我国西南高山典型的植被类型,研究其空间格局对于研究种群的生态学过程有重要意义.为了弄清川滇高山栎种群空间格局及其个体间空间关联对海拔,尺度和大小级等因素的响应情况,研究中应用点格局分析的方法,在巴郎山沿高山栎分布海拔范围设置4个海拔梯度,并根据体积大小将高山栎分为4个大小级等级,比较不同海拔、不同尺度、不同大小级间的高山栎种群空间格局及个体间空间关联.结果表明,川滇高山栎种群空间格局及其个体间关联与空间尺度、植株形体大小和海拔梯度密切相关:在小尺度上,种群趋向于聚集分布,个体间有较强的空间关联,随着空间尺度的增大,种群逐渐趋于随机分布,个体间空间关联减弱,区域无关联;个体间形体差异越小,个体间正关联就越强,个体间形体差异越大,正关联就越弱,负关联就越强;海拔因子对聚集分布的聚集规模和个体间关联的关联程度有较大影响.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2010(030)015【总页数】8页(P4004-4011)【关键词】川滇高山栎;点格局分析;空间格局;个体间关联【作者】尤海舟;刘兴良;缪宁;何飞;马钦彦【作者单位】北京林业大学林学院,北京,100083;四川省林业科学研究院,成都,610081;四川省林业科学研究院,成都,610081;四川大学,成都,610064;四川省林业科学研究院,成都,610081;北京林业大学林学院,北京,100083【正文语种】中文森林群落建群种的分布格局是群落结构的重要特征[1]。
种群格局的形成、格局规模是种群自身特性、种间关系及环境条件综合作用的结果。
种群空间格局是研究种群生物学特性、种内和种间关系以及种群和环境关系的重要手段,在种群生态研究中占据重要地位,一直是植物生态学中的研究热点[1-5]。
建群种的分布格局及其相互关系是种群和群落与环境长期相互作用的结果,是种群结构、群落结构合理性的体现,也是种群和群落动态与稳定性的标志[2]。
川滇高山栎研究综述
第29卷 第2期四川林业科技 Vo1.29, No .22008年4月Journal of Sichuan Forestry Science and Technol ogy Ap r ., 2008 收稿日期:2007207230 作者简介:王国严(19832),男,汉族,河南邓州人,硕士研究生,专业方向为种群(群落)生态学。
川滇高山栎研究综述王国严,徐阿生(西藏农牧学院高原生态研究所,西藏林芝 860000)摘 要:川滇高山栎(Q uercus aquifolioides )自被定名以来,国内外学者对其开展了很多研究。
本文通过收集和参阅相关文献,从分类、生物学、生态学和遗传学等几个方面综述了自开展研究以来所取得的成果。
由于不同的分类学家所采用的依据不同,导致栎属乃至壳斗科的分类系统目前在学术界还有很多争议,分布在我国的高山栎组植物同分布在地中海冬雨区的冬青栎的相似性和亲缘关系也是目前分类学界讨论的热点。
目前对川滇高山栎生长特点与生物量研究较多,遗传和分子生物学研究还刚刚开始,种群群落生态学研究较为零碎,并且多停留于定性描述。
重点针对分子生物学和生态学领域对其开展进一步的系统的定量化研究是下一步工作的重点。
关键词:川滇高山栎;分类学;生态学;生物学中图分类号:S71814 文献标识码:A 文章编号:1003-5508(2008)02-0023-07A Revi ew of Researches on Q uercus aqu ifolioidesWANG Guo 2yan XU A 2sheng(I nstitute of Ecol ogy,Tibet Agriculture and Ani m al Husbandry College,L inzhi 860000,China )Abstract:Since itwas denom inated,researches on Q uercus aqu ifolioides have been conducted at home and abr oad .This paper su mmarizes research results in the fields of bi ol ogical taxonomy,ecol ogy,genetics and s o on .Because of their vari ous basis,the taxono m ists give different op ini ons about the classificati on of Fagaceae .The si m ilarity and genetic relati onshi p bet w een Q uercus suber Secti on in China and Q uercus i 2lex distributed mainly in the Mediterranean als o is a hotly 2discussed t op ic .Up t o now,many studies of itsgr owth characteristics and bi omass have been made,and yet the research work of its genetics and molecu 2lar bi ol ogy just begins,its populati on and community ecol ogy studies are frag mentary and most are qualita 2tive descri p ti on .Farther syste matic quantitative research in molecular bi ol ogy and ecol ogy fields is a working e mphasis at the p resent ti m e .Key words:Q uercus aquifolioides ,Taxonomy,Ecol ogy,B i ol ogy 川滇高山栎(Q uercus aquifolioides Rehd .et W ils .)为常绿乔木,叶片椭圆形或倒卵形,长215c m~7c m [1],全缘或有刺状锯齿,背面被褐色鳞秕及星状毛,侧脉6对~8对。
川滇高山栎
种子贮藏:种子贮藏,川滇高山栎属于无休眠种子,成熟后只要温度和湿度条件适宜,立即萌发,在-3至5℃低温下贮藏6个月后,种子萌发率为74%,-3至-5℃适合川滇高山栎种子贮藏,考虑贮藏成本和条件等综合因 素,生产上建议采用-3℃条件贮藏川滇高山栎种子。
川滇高山栎
壳斗科栎属植物
01 形态特征
03 繁殖方法 05 主要价值
目录
02 产地生境 04 栽培技术
川滇高山栎(Quercus aquifolioides Rehder & on in Sarg.)是壳斗科,栎属常绿乔木,生于干旱阳坡 或山顶时常呈灌木状。高达20米,幼枝被黄棕色星状绒毛。叶片椭圆形或倒卵形,叶柄有时近无柄。雄花序轴及 花被均被疏毛;有花。果序不长,壳斗浅杯形,包着坚果基部,小苞片卵状长椭圆形,钝头,坚果卵形或长卵形, 5-6月开花,9-10月结果。
栽培技术
川滇高山栎无论是采集种子在苗圃地播种繁育再移栽进行造林,还是就地采取秋季种子成熟后采集种子直播 方式进行造林,出苗后进行常规的土、肥、水管理均可。
主要价值
川滇高山栎(3张)川滇高山栎在西南高山地区是组成硬叶常绿阔叶栎林的主要树种。川滇高山栎具有较强的 生态效应,它的适应性和抗环境干扰能力很强,并且根系发达,萌蘖能力强,对高海拔干旱地区的水土保持和涵 养水源具有重要作用。另外因川滇高山栎的树皮含单宁,坚果含有大量的淀粉、蛋白质、脂肪和维生素等营养素, 具有一定的食用和药用价值,同时它还是著名食用菌松茸的伴生树种,所以具有较高的经济价值。
高山栎生物学特性
高山栎生物学特性
高山栎树(Quercusserrata)是一种在亚洲热带地区常见的乔木,它主要分布在日本、朝鲜、蒙古、中国、越南等国。
它是日本的国树之一,也是被普遍用于园林美化的树种。
它原生于温带和亚热带的山地上,喜温暖湿润的气候。
高山栎树木材坚硬,质地较细,木质深红色,质地直,表面两侧有一层厚厚的黄灰色的皮层,纹理细腻,硬度高,木质较轻,经久耐用,除用于家具的制作外,也可用于雕刻精美的工艺品。
在高山栎的属性上,最引人注目的是它的生长性,普遍较其他栎树长得更快。
它的茎柔软,容易折断,但可以很好地延伸,它的树冠一般不太密集,枝叶灵巧,小叶色泽绿亮,枝叶因个体而异,但一般都圆润,深浅不一,花朵小,白色,萼片短,有时带有香味,树皮微粗,表层带灰色,下有皮层,抗寒力强,杂草也不容易在上面生长。
高山栎树的特性使它有着独特的适应性。
它的叶子冬季会变成褐色,表示其处于休眠状态,冬季花开季节可以让高山栎树非常活跃,尤其是在冬季雪花飞舞的景象中,它们更是显得格外美丽。
随着叶子变成深绿色,季节性的霜降也可以保护高山栎树免受春季雨水的伤害,可谓十分有利。
高山栎树在生态系统中也发挥了重要作用。
它拥有众多的果实,是野生动物的重要食物来源,可为灵长类动物、鸟类提供营养丰富的食物。
秋季,高山栎的果实掉落在地上,成为营养丰富的栖息地,每年都有大量果实落入土壤,丰富土壤中的营养元素,促进植物的成长。
从以上可以看出,高山栎树具有很高的生物学价值,可以为植物、动物及土壤提供高质量的生态环境。
因此,为了护卫山地美景,保护山地的生态系统,人们应当采取有效的措施,加大高山栎树的保护和繁殖力度,使其得到充分的保护,以维护山地生态的平衡。
川滇高山栎水分利用策略
川滇高山栎水分利用策略
川滇高山栎是一种生长在川滇高山地区的植物,它在高山环境中的水分利用策略主要包括以下几个方面:
1. 深根系,川滇高山栎通常具有发达的深根系,这有助于植物从土壤深层获取水分。
深根系可以帮助植物在干旱季节或者土壤水分不足的情况下存活,提高了植物的抗旱能力。
2. 减少蒸腾,川滇高山栎通常通过调节气孔开闭,减少蒸腾量来节约水分。
在高山地区,气温较低,湿度较大,植物通常会减少气孔开放时间,降低蒸腾速率,从而减少水分流失。
3. 生长适应,川滇高山栎在生长习性上也具有一定的适应性,例如生长较小的叶片,减少蒸腾面积,以减少水分流失。
另外,一些植物还会通过调整根系结构,增加根系表面积,以增强对水分的吸收能力。
4. 水分储存,川滇高山栎可能会通过在植物体内储存水分的方式来应对干旱。
一些植物会在雨水充沛的季节大量吸收水分,储存在茎、叶、根等部位,以备干旱时期使用。
总的来说,川滇高山栎在高山环境中的水分利用策略是多方面的,包括深根系获取土壤深层水分、减少蒸腾、生长适应和水分储
存等方式。
这些策略使得植物能够在恶劣的环境条件下生存和繁衍。
希望这些信息能够帮助你更好地了解川滇高山栎的生存策略。
2022届高三模拟试题45:川滇高山栎
2022届高三模拟试题45:川滇高山栎硬叶常绿阔叶林是我国青藏高原东南边缘特有的植被类型。
中新世后青藏高原大规模隆起,原有森林大幅消退,数量稀少的硬叶常绿阔叶林存活并繁衍,成为该地区优势植被。
川滇高山栎是其建群种,从河谷至雪线均有分布,极低温下仍终年常绿。
图5示意高山栎平均高度与海拔的关系。
据此回答11~13题。
11.青藏高原大规模隆起前,其东南边缘的优势植被最可能为()A.常绿阔叶林 B.针叶林C.落叶阔叶林 D.高山草甸12.影响海拔3.2km以下地区川滇高山栎植株高度的主要因素是()A.水分条件 B.热量条件C.河谷风速 D.人类干扰13.为维持终年常绿,雪线附近高山栎与低海拔地区高山栎相比()A.叶片较厚 B.叶片宽阔C.叶片较绿 D.枝干弯曲11.【A】解析:结合材料分析,青藏高原未大规模隆起抬升时,青藏高原东南边缘地区地形落差较小,青藏高原隆起抬升后,这些地区海拔升高,气温下降,气候较原先冷干,原有森林因无法适应环境变化而衰退,意味着原来的建群种不耐寒耐旱,结合以上地区的经纬度位置,可推测中新世森林的优势种群应为常绿阔叶林,选A。
12.【D】解析:根据图片材料,3.2km处为高山栎平均植株高度最高处,3.2km以下植株高度快速下降,3.1km处植株最低。
植被的性状会因环境的胁迫而变化,根据材料,高山栎分布最低临近河谷,说明并非因为热量不足、水分不足而导致植株矮小,A、B错误;低海拔的河谷地带虽然可能因为狭管效应出现风力较大的情况,但结合山谷地形阻挡,大风日数与风速不如高海拔地区,但图中高海拔地区的植株仍高于3.1km处,说明风力并非主要因素,故不选C;青藏高原气候寒冷,人类聚落多选择分布于温暖的低海拔地带,同时因取暖生活需要,樵采行为严重,人类樵采极大阻碍了植株的生长,导致植株高度剧烈下降,故选D。
13.【A】解析:结合图片,可知高海拔地区植株高度较矮,说明高海拔的高山栎为了适应风大、低温的条件在植株形状上发生变化。
卧龙巴郎山川滇高山栎群落植物叶特性海拔梯度特征
卧龙巴郎山川滇高山栎群落植物叶特性海拔梯度特征摘要: 川滇高山栎林是中国植被非常特殊的亚高山硬叶栎林类型,广泛分布在横断山地区。
为了阐明川滇高山栎群落植物科组成对海拔梯度的响应,用群落学调查方法研究了组成群落的植物科沿海拔梯度(15个海拔梯度,海拔2 200 m~3 600 m)的变化特征。
研究结果表明:巴郎山川滇高山栎群落植物科的分布区类型,有世界分布31科、热带分布21科和温带分布21科,分别为占42.47%、28.77%和28.77%。
川滇高山栎群落的植物科数具有低海拔比高海拔多的特点,在海拔3 100 m以上,分布的植物科数没有变化。
在各个海拔梯度以世界分布科占主要地位,其次为热带分布科和温带分布科。
热带分布科随海拔的升高具有递减的趋势,温带分布科随海拔的升高出现2个峰值。
在海拔2 200 m~2 800 m范围,热带分布科和温带分布科相当,海拔2 900 m以上,温带分布科明显增多。
Abstract: The evergreen oak(Quercus aquifolioides Rehder & E. H. Wilson) forests are widely distributed in the subalpine zone on the HengduanMountains,southwestern China. In order to understand the response of plants to the elevational gradient, studies were made of the plant family position of Q. aquifolioides munity from 15 different sites along an elevational gradient from 2200 to 3600 m. a. s. l. on the Balang Mountain,Wolong Nature Reserve,SW China. The distribution types of Q. aquifolioides munity included the world distribution of 31 families,21 families of tropical distribution and 21 families of temperate distribution,respectively,accounting for42.47%,28.77% and 28.77%. The number of plant families in Quercus aquifolioides munities at low altitudes was more than that at high altitudes. Above 3100 m. a. s. l., the distribution of the number of plant families did not changed. The world distribution families were dominant in each altitudinal gradient, followed by families of tropical and temperate distributions. Tropical distribution families had a decreasing trend with the increasing altitude, temperate distribution families exhibited two peaks with the increasing altitude. From 2 200 m to 2 800 m, tropical and temperate distribution families were basically the same. Temperate distribution increased significantly above 2 900 m. a. s. l..。
不同海拔川滇高山栎叶片的解剖结构特征
不同海拔川滇高山栎叶片的解剖结构特征作者:姜永雷邓莉兰黄晓霞来源:《江苏农业科学》2015年第01期摘要:采用生态解剖学方法,分析滇西北玉龙雪山自然保护区不同海拔(2 750、2 900、3 050、3 200、3 350、3 500 m)梯度内川滇高山栎叶片细胞解剖结构特征,探讨其对高山环境的生态适应机制。
结果表明:随着海拔的升高,叶片总厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和栅栏组织厚度/海绵组织厚度的比值(P/S值)等均呈增大趋势;而栅栏细胞的长径、短径等的变化呈降低趋势;叶片解剖结构在不同海拔高度的这种差异表明,不同海拔梯度上复杂的环境条件限制了植物的生长和分布;川滇高山栎通过叶片细胞结构组织发生的变化是在一定程度上适应环境的表现。
关键词:川滇高山栎;叶片解剖;海拔;形态结构;适应环境中图分类号:Q944.56;S792.180.1 文献标志码: A文章编号:1002-1302(2015)01-0195-04收稿日期:2014-06-06基金简介:国家自然科学青年基金(编号:31100292);云南省省部级重点学科、省高校重点实验室及校实验室共享平台资助;西南林业大学博士启动项目(编号:11032)。
作者简介:姜永雷(1988—),男,河南周口人,硕士研究生,研究方向为园林植物。
E-mail:10-29jyl@。
通信作者:黄晓霞,博士,副教授,主要从事植物生理生态研究。
E-mail:huangxx@。
环境因子对植物的分布有重要的影响,其中海拔对植物的生长发育、组织功能和叶片的解剖结构等影响较显著,是影响植物分布的重要生态因素之一[1-2]。
海拔对植物分布的限制归结于高海拔的自然环境因子,随着海拔的上升,平均气温下降,大气压及CO2分压降低,光强增强,UV-B辐射增加等,这些因素对植物叶片的形态结构和生理特性都有重要的影响。
此外,随着海拔的升高,土壤养分、含水量也都能极大地影响高山植物的生长,导致植物叶片的组织结构发生差异。
纳帕海流域五种优势乔木树种光合速率日变化特征
纳帕海流域五种优势乔木树种光合速率日变化特征张曦;栗忠飞;赵慧丽;李璇;马旭晨【期刊名称】《广西植物》【年(卷),期】2016(036)005【摘要】为了解纳帕海流域高山环境中优势乔木树种光合速率特征及其对环境因子的响应规律,运用LI-6400便携式光合测定仪,分别测定了香格里拉纳帕海流域5种优势乔木树种净光合速率( Pn)、蒸腾速率( Tr)、水分利用效率(WUE)等主要光合生理参数日变化,并对其与环境因子的相关性进行统计分析。
结果表明:(1)所测定的5种优势树种中,除川滇高山栎以外,其他4个树种的Pn均呈双峰型;5种树种Pn峰值大小依次为云杉>高山松>山楂>清溪杨>川滇高山栎,分别为21.58、21.57、15.21、14.18、11.87μmol•m-2•s-1。
(2)树种气孔导度( Gs)和蒸腾速率( Tr)在一天之内都呈现出早晚低、中午高的规律,胞间CO2浓度( Ci)与Pn基本呈相反趋势。
(3)树种WUE和LUE日均值与Pn值表现出基本一致的顺序特征,云杉和高山松相对较高,WUE分别为3.27和5.82 mmol•m-2•s-1,LUE分别为4.42%和2.99%,川滇高山栎最低,仅为0.92 mmol•m-2•s-1和0.74%。
(4)树种Pn对PAR和Gs的变化具有显著的响应特征。
该区域树种的Pn最大值高于低海拔区域的同类树种;区域内针叶树种的WUE和LUE显著大于阔叶树种,对高山区域内相对较高的辐射环境具有更高效的适应策略;当地环湖面山上种植的大面积云杉树对区域植被的恢复具有高效的现实意义。
%In order to understand the photosynthetic physiological ecology characteristics and its response to environmen-tal factors of arbor dominant species in alpine environment of Napahai,use LI-6400 portable photosynthesis measuring system todetermine the characters of diurnal change of net photosynthetic rate ( Pn) and the physiological, transpiration rate ( Tr) and water using efficiency ( WUE) and analyzed ecological factors of the 5 dominant species in Napahai. And compare the correlation analysis of photosynthesis parameters and environmental factors. The results were as follows:( 1) According to the determination of the 5 dominant tree species, daily variation of Pn of the species showed bimodal type except for Quercus aquifolioides. The level of peak value of Pn was:Picea asperata>Pinus densata>Crataegus pinnatifi-da> Populus rotundifolia>Quercus aquifolioides. The numbers of Pn were 21.583 3,21.566 7,15.208 3,14.1833 and 11.866 7μmol•m-2•s-1. (2) Tr and Gs of the species were higher in the noon and lower in the morning and evening, which are consistent with PAR. Ci was instead point to the trend of Pn. (3) The average of WUE and LUE were consist-ent with the Pn. Picea asperata and Pinus densata were relatively higher. The numbers of WUE were 3. 27 and 5. 82 mmol•m-2•s-1;the numbers of LUE were 4.42% and 2.99%. Quercus aquifolioides was the lowest, only 0.92 mmol•m-2•s-1and 0.74%. (4) Pn of the species had significant response to the change of PAR and Gs. WUE of conifer was significantly greater than broad leaved tree species; it was more efficient to the alpine environment strategy. Planting large area of Picea asperata in the mountains around the lake has efficient practical significance for the regional vegeta-tion restoration.【总页数】8页(P515-522)【作者】张曦;栗忠飞;赵慧丽;李璇;马旭晨【作者单位】西南林业大学环境科学与工程学院,昆明650224;西南林业大学环境科学与工程学院,昆明650224; 云南玉溪森林生态系统国家定位观测研究站,昆明650224;西南林业大学环境科学与工程学院,昆明650224;西南林业大学环境科学与工程学院,昆明650224;西南林业大学环境科学与工程学院,昆明650224【正文语种】中文【中图分类】Q945.11【相关文献】1.新疆鼠尾草叶片净光合速率日变化特征研究 [J], 孙良志;谭勇;李国玉;朱芸;王恒;王航宇;赵文斌;王金辉2.不同演替序列的藻结皮净光合速率日变化特征 [J], 苏延桂;李新荣;陈应武;张志山3.乌鲁木齐市秋季夏橡净光合速率日变化特征与生理生态因子的关系 [J], 文强;韩炜;马霄华;党亚玲;蔡寅潮;孔凯凯4.大马士革Ⅲ玫瑰蕾期净光合速率日变化特征及其与生理生态因子的关系 [J], 刘雷;黄怡;赵丹;母欢;索朗次珍;陈红梦;李志鹏;杨玉霞5.烤烟叶片光合速率日变化特征及其影响因素分析 [J], 余凌翔;鲁韦坤;张加云;朱勇;逄涛;赵泽因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
云南玉龙雪山川滇高山栎生理生化特性对海拔梯度的响应
云南玉龙雪山川滇高山栎生理生化特性对海拔梯度的响应黄晓霞;冯程程;姜永雷;唐探;程小毛【期刊名称】《西部林业科学》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】以云南玉龙雪山自然保护区内不同海拔梯度( A1:2750 m, A2:2900 m, A3:3050 m, A4:3200 m, A5:3350 m, A6:3500 m)的川滇高山栎为研究对象,通过分析其主要生理生化指标变化,探讨了该树种适应垂直气候环境变化的生理机制。
结果表明,随着海拔的升高,川滇高山栎叶片各生理指标呈非线性变化。
在较低海拔点(2750 m)及较高海拔点(3500 m)的叶绿素含量均显著降低,而在中间海拔点(3200 m)的叶绿素含量增加;在海拔3050m处,膜脂过氧化产物MDA含量、脯胺酸含量、可溶性糖含量、抗氧化酶( SOD、CAT、 APX)活性等指标均处于最低水平,而当海拔超过或低于3050m时,其值都有所增加。
海拔3050 m是川滇高山栎的最适生长区域,光照充足,叶绿素含量较多,生长较快,膜脂过氧化程度轻;在低海拔区域,由于光照不足或人为破坏,导致其生长较缓慢;在高海拔区域,虽然该物种能通过抗氧化酶活性的增加和可溶性细胞代谢物质的调节形成一定的生态适应,但随海拔的进一步增加(3500 m),由于低温、大气稀薄或强的紫外辐射等不利环境的加剧,植株体内的抵御能力有限,亦限制了川滇高山栎的生长发育。
该研究结果可为西南地区川滇高山栎天然林的保护提供一定的理论支持。
%Taking Quercus aquifolioides, which grown at different altitude gradient ( A1: 2 750 m, A2: 2 900 m, A3: 3 050 m, A4: 3 200 m, A5: 3 350 m, A6: 3 500 m) of Nature Reserve in Yulong Snow Mountain as the main materials, the main physiological andbiochemical indexes were studied and the physiological mechanisms of Quercus aquifolioides responses to changes of vertical climate were analyzed .The results showed that with the in-crease of altitude, there was nonlinear variation in the physiological indicators in leaves of Quercus aquifolioides. The chlorophyll contents were significantly lower at low (2 750 m) and high altitude (3 500 m), while increased at the middle altitude (3 200 m) .In addition, it was not only the content of membrane lipid peroxidation products (MDA), proline content and soluble sugar content, but also the activities of antioxidant enzyme (SOD, CAT and APX) reached to the lowest level at the 3 050 m altitude, while the values of these indicators were increased at oth-ers altitude.In conclusion, the 3 050 m altitude was an optimum zone for the growth of Quercus aquifolioides as a re-sult of sufficient sunlight , more content of chlorophyll , faster growth and lower level of membrane lipid peroxidation;At the low altitude, the lack of sunlight or man-made destruction resulted the slower growth of Quercus aquifolioides;At the high altitude, although the Quercus aquifolioides could form certain ecological adaptation by increasing the ac-tivities of antioxidant enzymes and regulating the soluble cell metabolism substance , the growth and development of Quercus aquifolioides were limited with the further increase of altitude ( reached to 3 500 m)for the seriously adverse environment, such asthe low temperature , thin atmosphere and strong ultraviolet radiation .The research could pro-vide certain theoretical support to protect the natural Quercus aquifolioides forest of Southwest China .【总页数】7页(P1-6,24)【作者】黄晓霞;冯程程;姜永雷;唐探;程小毛【作者单位】西南林业大学园林学院,云南昆明650224;西南林业大学园林学院,云南昆明650224;西南林业大学园林学院,云南昆明650224;西南林业大学园林学院,云南昆明650224;西南林业大学园林学院,云南昆明650224【正文语种】中文【中图分类】S792.18【相关文献】1.卧龙巴郎山川滇高山栎群落植物生活型海拔梯度特征 [J], 杨朗生;刘兴良;刘世荣;潘红丽;冯秋红;李迈和2.巴郎山川滇高山栎灌丛地上生物量及其对海拔梯度的响应 [J], 刘兴良;刘世荣;宿以明;蔡小虎;马钦彦3.巴郎山川滇高山栎群落植物科组成的海拔梯度特征 [J], 刘兴良;贾程;何飞;蔡小虎;潘红丽;马文宝;冯秋红;姬慧娟4.川滇高山栎光合特性对不同海拔梯度的响应 [J], 宁朋;王菲;程小毛;黄晓霞5.基于AFLP的滇西北玉龙雪山不同海拔川滇高山栎遗传多样性分析 [J], 程小毛;李响;姜永雷;黄晓霞因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
川滇高山栎凋落物分解及养分释放特征研究
川滇高山栎凋落物分解及养分释放特征研究
曾加芹
【期刊名称】《现代农村科技》
【年(卷),期】2018(000)002
【摘要】森林凋落物分解是森林生态系统物质循环和养分转化过程中不可或缺的一个环节.本文将以色季拉山的川滇高山栎为研究对象,采用不同网孔(4 mm、2 mm和0.01 mm)分解袋,开展对凋落物分解速率和主要养分元素释放状况的研究.结果表明:①川滇高山栎凋落物不同网孔年际之间分解速率存在显著差异,3种网孔中第1年分解速率远远大于第2年.其中4 mm、2 mm网袋内川滇高山栎分解速率在冬春季相对较高,0.01 mm网袋内川滇高山栎分解速度季节变化不显著.②利用Olsen指数衰减模型得出川滇高山栎凋落物分解常数t0.50和t0.95,均表现为:4 mm<2 mm<0.01 mm.③研究期间3种网袋内川滇高山栎C元素含量随分解持续减少,N元素含量表现为先富集再分解,P元素表现为富集一段时间后开始缓慢释放.研究期间3种网袋内川滇高山栎凋落物纤维素和木质素含量变化基本一致,均表现为持续下降趋势.
【总页数】3页(P67-69)
【作者】曾加芹
【作者单位】西藏农牧学院西藏林芝 860000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.不同退化程度下川滇高山栎群落土壤种子库特征研究
2.林芝地区川滇高山栎林林隙特征研究
3.应用修正的Gash解析模型对岷江上游亚高山川滇高山栎林林冠截留的模拟
4.川西亚高山川滇高山栎林火烧迹地土壤呼吸特征及其影响因素
5.岷江上游亚高山川滇高山栎林的降雨再分配
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
藏东南川滇高山栎群落物种多样性格局
藏东南川滇高山栎群落物种多样性格局王国严;罗建;徐阿生;鲁闯【期刊名称】《林业科学研究》【年(卷),期】2012(025)006【摘要】通过样方调查,采用物种多样性指数和DCCA排序方法,并结合种间联结、种间协变和系统聚类分析,对藏东南川滇高山栎(Quercus aquifolioides)群落的物种多样性及其分布格局进行了研究.结果表明:1)川滇高山栎群落物种数(丰富度)随海拔增高而降低,一定程度的人为干扰(即中度干扰)、较大的林分郁闭度和较矮的林冠层有利于群落物种多样性的增加;另外干旱河谷现象对群落物种多样性格局也有影响.2)群落各层次间物种多样性呈现出草本层>灌木层>乔木层的特征.3)群落种间较高的正负关联比理论上说明川滇高山栎群落结构较为稳定,生态习性和分布差异造就了种间的联结和协变格局.海拔梯度和年均降水量是影响各种群空间分布的主要因素.4)结合种-环境DCCA排序结果、种间关系和聚类分析结果可将川滇高山栎群落中除川滇高山栎之外的48个主要物种划分为4个生态种组.%The special topographic and climate conditions of Himalaya-Hengduan Mountains gestate a rich forest resource, and plant and animal diversity in southeast Tibet. Through plot investigation, the species diversity and spatial distribution of Quercus aquifolioides community in southeast Tibet were studied using diversity index and detrended canonical correspondence analysis ( DCCA) combining with specific association, interspecific covariation and systematic cluster analysis. The results indicated that: ( 1 ) The species richness decreased with the raise of altitude, but a certaindegree of human disturbance (i. e. moderate disturbance) , higher canopy density and lower canopy layer usually increased the species diversity. In addition, the pattern of species diversity was influenced by the microclimate of dry valley. (2)The species diversities of different layers in the community appeared as herb layer > shrub layer > tree layer. (3 ) Theoretically, the higher ratios of positive and negative association implied the more stable community structure, and the ecological habits and distributional differences among species of Q. aquifolioides community formed different interspecific relationship. Moreover, the distribution of species was mainly affected by altitudinal gradient and annual precipitation. (4) According to the outcomes of DCCA, specific association, interspecific cova-riatieo and systematic cluster analysis, the main populations of Q. aquifolioides community could be divided into four ecological species groups, it helps to understanding the local community structure and plant ecological habits, and further studying on the community succession, conservation and utilization.【总页数】9页(P703-711)【作者】王国严;罗建;徐阿生;鲁闯【作者单位】西藏农牧学院,西藏林芝860000;西藏高原生态研究所,西藏林芝860000;西藏高原生态研究所,西藏林芝860000;西藏高原生态研究所,西藏林芝860000;西藏农牧学院,西藏林芝860000【正文语种】中文【中图分类】S718.54【相关文献】1.西藏色季拉山川滇高山栎群落生态位特征 [J], 尼玛曲珍;张玺;谭坤;鲁闯;王国严;徐阿生;罗建2.卧龙巴郎山川滇高山栎群落植物生活型海拔梯度特征 [J], 杨朗生;刘兴良;刘世荣;潘红丽;冯秋红;李迈和3.巴郎山川滇高山栎群落植物科组成的海拔梯度特征 [J], 刘兴良;贾程;何飞;蔡小虎;潘红丽;马文宝;冯秋红;姬慧娟4.藏东南川滇高山栎叶功能性状海拔分布特征 [J], 王超;卢杰;周晨霓;姚慧芳;加央朗珍;拉巴5.藏东南川滇高山栎叶功能性状海拔分布特征 [J], 王超;卢杰;周晨霓;姚慧芳;加央朗珍;拉巴因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
香格里拉4种典型针叶树种高光谱特征分析及判别
香格里拉4种典型针叶树种高光谱特征分析及判别字李;谢福明;舒清态;吴荣【摘要】以香格里拉市云南松、高山松、云杉和冷杉4种典型针叶树种为研究对象,运用ASD Field Spec 3地物光谱仪测定野外叶片光谱,并对原始光谱进行微分变换处理,再采用Fisher判别分析方法对4种针叶树种最佳波段窗口进行分析.结果表明:Fisher判别分析能有效判别4种典型针叶树种原始光谱、一阶微分光谱和二阶微分光谱差异显著的波段,主要位于近红外波段,最佳波段窗口分别为980~989、415~424、960~969 nm;原始光谱的二阶微分处理更能有效判别4种针叶树种,Fish-er总判别精度高达98.8%;根据4种典型针叶树空间分布特征,将其分为云南松、高山松和云冷杉两组,云南松、高山松的最佳波段窗口为870~879、1020~1029、530~539 nm,云杉、冷杉的最佳波段窗口为540~549、520~529、1150~1159 nm.本研究结果可为中大尺度机载、星载高光谱遥感树种精细分类提供指导.【期刊名称】《福建农林大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2019(048)001【总页数】7页(P55-61)【关键词】高光谱;最佳波段窗口;光谱微分变换;Fisher判别分析;香格里拉【作者】字李;谢福明;舒清态;吴荣【作者单位】西南林业大学林学院,云南昆明650224;西南林业大学林学院,云南昆明650224;西南林业大学林学院,云南昆明650224;西南林业大学林学院,云南昆明650224【正文语种】中文【中图分类】S771.8与传统的遥感数据相比,高光谱数据具有分辨率高、波段多、信息含量丰富的独特优势,然而其庞大的数据量也给研究和应用带来了困难.为此,国内外学者做了大量关于高光谱树种精细判别的研究.王志辉[1]、洪娇[2]等对比了不同树种的原始光谱、一阶微分光谱、二阶微分光谱曲线图,发现区分不同树种的波段主要位于近红外波段,并且利用欧式距离法对波段选择结果进行检验. 褚西鹏等[3]采用平滑处理提高了叶片高光谱数据树种分类的精度.丁丽霞等[4]利用包络线去除法对高光谱数据降维处理,有效解决了高光谱数据冗余的问题.刘秀英等[5]发现原始数据对数变换的一阶微分的杉木和马尾松的判别精度最高.相比于国内,国外对于树种精细判别的研究相对较早,应用更为广泛.Prospere et al[6]在判别牙买加热带湿地树种的研究中发现弹性网规则化广义线性模型更适合于基于特征选择的光谱指数. Meng和Dennison[7]使用特征选择技术,采用决策树算法分类比较冠层尺度的高光谱数据,减少数据冗余和计算时间,提高了树种分类精度.但目前利用非成像高光谱遥感数据精细判别森林针叶树种的研究较少,对生态脆弱区典型针叶树种的判别就更少.本试验以香格里拉市生态脆弱区云南松(Pinus yunnanensis)、高山松(Pinus densata)、云杉(Picea asperata)、冷杉(Abies fabri)4种典型针叶树种为研究对象,在利用ASD Field Spec 3地物光谱仪野外采集光谱数据和预处理的基础上,对实测的叶片高光谱数据进行原始光谱、一阶微分光谱、二阶微分光谱分析,借助Fisher判别分析方法对4种典型针叶树最佳波段窗口和判别精度进行验证,旨在为中大尺度机载、星载高光谱遥感树种精细分类提供指导.1 材料与方法1.1 试验区概况位于滇西北的香格里拉市地处世界自然遗产“三江并流”核心区(99°20′—100°19′E、26°52′—28°52′N),平均海拔3 459 m.主要气候类型为山地寒温带季风气候,降雨量充足,优越的水热条件为当地森林的生长提供了良好的环境.香格里拉市林地面积9 509 km2,森林覆盖率74.99%,主要有高山栎、云冷杉、落叶松、云南松、高山松、华山松等10种植被类型.本试验所选的4种树种均为当地典型针叶树种,合计占林地总面积的60.20%,阴坡、阳坡均有分布.其中云南松林面积984 km2,占林地总面积的10.35%,分布海拔为1 700~2 800 m,主要土壤为褐土、红壤、黄棕壤、亚高山和高山草甸土,上限与亚高山的高山松林犬牙交错;高山松林面积1 742 km2,占林地总面积的18.32%,分布于云杉、冷杉林下限,分布海拔为2 800~3 500 m,主要土壤为棕壤、亚高山和高山草甸土;云杉林面积956 km2,占林地总面积的10.05%,分布于冷杉林下限、高山松上限,分布海拔为2 900~3 500 m,主要土壤为亚高山和高山草甸土;冷杉林面积2 044 km2,占林地总面积的21.50%,分布上限接高山杜鹃灌木林或高山草甸,下限接云杉林,分布海拔为3 000~4 500 m,主要土壤为暗棕壤、棕色针叶林土、亚高山和高山草甸土.1.2 光谱数据采集本试验采用ASD Field Spec 3地物光谱仪采集4种针叶树种的叶片光谱反射率,该设备在350~1 500 nm波长范围内分辨率为3 nm,采样间隔为1.4 nm;在1 500~2 500 nm波长范围内设备分辨率为10 nm,采样间隔为2 nm.由于测定的树种比较高大,故采用离体测量的方法采集数据[8],即先用高枝剪剪下向阳面健康的树枝,将松针紧密地铺在黑布上,再进行数据采集.采集时间为2015年11月18—21日11:00—16:00,该时段天气晴朗少云无风.选用10°光谱仪视场角,测定时探头垂直向下,与采集样本的垂直距离以松针全部落入视场范围内为准.每次采集光谱数据前,都进行一次标准的白板校正,并根据当地的天气变化实时优化系统,取10个光谱值的平均值作为一个采样光谱样本.每个树种选取10棵树,从每棵树的3个高度(2、4、6 m)采集6个向阳面的健康树枝.以枝条为单位,每种树采集60个样本,共计240个样本数据.1.3 数据预处理1.3.1 异常光谱数据处理在处理异常光谱时,首先采用View SpecPro 6.0光谱处理软件导出由美国ASD Field Spec 3地物光谱仪测量的原始光谱反射率曲线,每次显示10条光谱反射率曲线,删除与整体样本偏离较大的样本和异常光谱样本,重复以上步骤直到整个样本数据分布均匀.然后检查样本数据的所有波段(350~2 500 nm),删除受空气中的水汽以及仪器的系统误差影响较大的波段(1 350~1 400、1 800~1 950、2 300~2 500 nm)的数据,保留质量较高的波段(350~1 349、1 401~1 799、1 951~2 299 nm)的数据.1.3.2 均值处理由于不同针叶林类型不同高度叶片的生化参数空间分布不均匀,导致各高度对应的光谱反射率也有所变化.将不同高度枝条测得的光谱反射率值取平均作为一棵树的光谱反射率值,某一树种的光谱反射率值是所有树种样本的光谱反射率平均值.1.3.3 平滑去噪处理研究表明,采用Savitzky-Golay滤波算法对数据进行平滑去噪,不仅能有效去除脉冲噪声和白噪声,还可以保留原始高光谱数据的奇异特征并对移动窗口的曲线进行拟合,从而提高光谱数据特征波段提取的精度[9],计算公式如下:(1)式中,Yi为滤波后的光谱曲线,Yi+1为原始光谱曲线,Cj为滤波系数,N为滑动窗口所包括的数据点2 m+1.对比分析本试验光谱曲线实际情况,滑动窗口N取值为25.1.3.4 数据统计分析利用Excel 2013软件对预处理得到的原始光谱反射率、反射率一阶微分和反射率二阶微分结果逐个进行分类整理,得到3张相对应的样本光谱特征表.随机选取2/3(云南松、高山松、云杉和冷杉各40个)样本进行敏感波段分析,选取1/3样本(云南松、高山松、云杉和冷杉各20个)进行SPSS判别分析及精度检验.1.4 微分法由于受仪器自身和大气的影响,野外采集的非成像高光谱数据之间普遍存在系统误差以及大气吸收、散射和辐射等背景噪声.利用光谱微分法不但可有效消除这些误差和背景噪声,还可分辨原始光谱的重叠光谱,增强微分光谱曲线上的细微变化,提取出可判别树种的光谱吸收峰参数,以达到树种的判别精度[10-13].1.4.1 光谱一阶微分光谱一阶微分代表原始光谱曲线在各个波段的斜率,反映了原始光谱反射率升降的程度,光谱反射率升降分别用正值和负值表示[11],计算公式如下:(2)式中,λt为第波段,FDRλt为波段t和波段t+1之间的光谱一阶微分,Rλt、Rλt+1为相对应的波段t、t+1处原始光谱反射率值,Δλ为1.1.4.2 光谱二阶微分光谱二阶微分代表了原始光谱曲线的弯曲状况,原始光谱曲线凹凸分别用用正值和负值表示,相比于光谱一阶微分,光谱二阶微分更加有效地扩大了光谱间细微的差别[14],计算公式如下:(3)式中,λt为第波段,SDRλt为波段t和波段t+2之间的光谱二阶微分,Rλt、Rλt+1、Rλt+2为相对应的波段 t、t+1处原始光谱反射率值,Δλ为1.1.5 Fisher判别分析Fisher判别分析的基本思想是投影,将k组p维数据投影到某一个方向,使得它们的投影对组与组之间来说差异尽可能地大[15].给定一个样本,要判断它属于哪个总体,其判别函数为:(4)实际应用中,要从贡献率最大的函数选起,依次选择第一个函数,第二个函数,第三个函数……使函数的累积贡献率达到一定的水平.利用Fisher判别函数判别后,使各组间的差异尽量大,而组内各个样本的差异尽量小,组间差异和组内差异的比值越大越好.Fisher判别分析可以筛选出树种判别能力最强的波段并显示判别精度,对多波段高光谱数据的判别效果更佳[16].本试验对香格里拉4种典型针叶树种进行判别时,先基于原始光谱曲线、光谱一阶微分曲线和光谱二阶微分曲线选出特征波段,分别对应到原始光谱的80个样本,筛选出每组特征波段所对应的原始光谱反射率值,利用SPSS 17.0分别对3个特征组处理结果进行Fisher判别分析.Fisher判别分析时分组变量选择“树种”,自变量为对应的3种数据转换方法所选出来的特征波段;采用步进式方法,使用马氏距离进行逐步变量选择,选用F值作为逐步判别停止的标准,进入变量和剔除变量的F值分别为3.84和2.71.由于4种树种的所选样本数量相等,在进行逐步判别时,每种树种的权重值相等,在进行4种典型针叶树种判别的基础上,针对根据空间分布特征分开的两组树种进一步判别.2 结果与分析2.1 光谱特征图1 4种典型针叶树种原始光谱曲线Fig.1 The original spectrum curve of 4 tree species2.1.1 4种典型针叶树的光谱曲线 4种典型针叶树种的原始光谱曲线如图1,整体上4种树种的曲线状态较为相似,符合绿色植被的光谱曲线.由于叶绿素强烈的吸收作用和反射作用,在490、550、680 nm附近呈现“蓝谷现象”、“绿峰现象”、“红谷现象”,在710~800 nm波段反射率陡峭上升,在800 nm附近呈现“红边现象”.但在特定的波段仍然存在差异,如在“绿峰”附近,冷杉的反射率明显低于其它树种;在“红边”附近,云南松的反射率明显高于其它树种.由光谱一阶微分曲线(图2)可知,在730 nm附近原始光谱反射率变化程度最大,且云杉的变化程度明显高于其它三种树种;在1 140 nm附近,其反射率变化程度也存在明显差异.由光谱二阶微分曲线(图3)可得,原始光谱曲线凹凸比较明显的波段主要位于690、740、1 160、1 410 nm附近.图2 4种典型针叶树种光谱一阶微分线Fig.2 The first derivative spectrum of 4 tree species图3 4种典型针叶树种光谱二阶微分曲线Fig.3 The second derivative spectrum of 4 tree species用于树种判别,以10 nm为步长,在原始光谱曲线、一阶微分光谱曲线、二阶微分光谱曲线分别选出21、11、9个波段,具体波段详见表1.表1 4种典型针叶树种不同光谱处理方法的显著差异波段Table 1 Bands which showed significant difference by 3 spectra processing methods光谱类别显著差异波段/nm原始光谱 440~449、550~559、790~899、970~989、1 170~1 199、1 650~1 669、1 780~1 789一阶微分光谱415~424、430~439、520~529、565~574、715~724、930~939、950~959、1 125~1 134、1 135~1 144、1 140~1 149、1 325~1 334二阶微分光谱405~414、510~519、530~539、730~739、960~969、1 125~1 134、1 150~1 159、1 335~1 344、1 660~1 6692.1.2 云南松、高山松的光谱曲线在海拔2 800 m附近,云南松、高山松交替分布,二者具有极其相似的叶片形态和空间分布特征,所以对其进行做进一步的判别.原始光谱差异最明显的波段为800~1 120 nm(近红外波段),在730 nm附近二者原始光谱反射率变化程度最大(云南松大于高山松),原始光谱曲线凹凸比较明显的波段位于690 nm和740 nm附近,以10 nm为步长从中选取光谱差异性较大波段用于云南松、高山松的判别(表2).表2 云南松、高山松不同光谱处理方法显著差异波段Table 2 Bands that showed significant difference by 3 spectra processing methods when distinguishing P.densata from P.yunnanensis光谱类别显著差异波段/nm原始光谱 440~459、550~559、870~899、980~1 019、1 070~1 099、1 110~1 129、1 180~1 189、1 270~1 279、1 340~1 349、1 650~1 659、1 780~1 789、2 200~2 209一阶微分光谱420~439、520~529、570~579、720~729、770~809、930~939、1 020~1 029、1 140~1 149、1 320~1 329、1 500~1 509、1 510~1 519二阶微分光谱410~419、510~519、530~539、550~559、690~699、730~739、960~969、1 120~1 129、1 150~1 159、1 340~1 349、1 720~1 7292.1.3 云杉、冷杉的光谱曲线对比云冷杉的原始光谱曲线(图1)、光谱一阶微分曲线(图2)、光谱二阶微分曲线(图3)可以看出,二者原始光谱在550(绿峰)、1 190、1 650 nm附近差异明显,在730 nm附近二者原始光谱反射率变化程度最大(冷杉大于云杉),原始光谱曲线凹凸比较明显的波段位于690 nm和740 nm附近,以10 nm为步长从中选取差异性较大的波段用于云杉、冷杉的判别(表3).表3 云杉、冷杉不同光谱处理方法显著差异波段Table 3 Bands that showed significant difference by 3 spectra processing methods whendistinguishing P.asperata from A.fabri光谱类别显著差异波段/nm原始光谱540~569、850~859、1 070~1 079、1 190~1 199、1 330~1 349、1 401~1 410、1 440~1 449、1 540~1 549、1 640~1 649、2 220~2 229一阶微分光谱420~429、520~529、650~659、720~739、950~959、1 020~1 029、1 140~1 149、1 220~1 229、1 330~1 339二阶微分光谱410~419、510~519、530~539、670~679、700~709、730~749、960~969、1 150~1 159、1 300~1 3092.2 树种判别2.2.1 4种典型针叶树种的判别 4种针叶树不同光谱处理方法的树种判别精度及入选波段见表4.原始光谱共入选7个波段,其中5个位于近红外波段,1个位于绿光波段,1个位于蓝光波段,最佳波段窗口位于近红外波段(980~989 nm).一阶微分光谱共入选8个判别波段,3个位于近红外波段,1个位于红光波段,2个位于绿光波段,2个位于蓝光波段,最佳波段窗口位于蓝光波段(415~424 nm).二阶微分光谱入选8个波段,其中5个位于近红外波段,2个位于绿光波段,1个位于蓝光波段,最佳波段窗口位于近红外波段(960~969 nm).3种数据处理方法树种判别的总体精度均不低86.3%,说明利用Fisher判别分析对特征波段的降维效果显著,可用于叶生态脆弱区典型针叶林树种的判别.此外,一阶微分光谱和二阶微分光谱的总体判别精度(分别为97.5%和98.8%)都高于原始光谱的判别精度(86.3%),说明对原始光谱进行微分变换,尤其二阶微分变换可以有效地提高针叶林树种精细判别的精度.表4 4种典型针叶树种不同光谱处理方法的树种判别精度及入选波段Table 4 Accuracy of different spectrum processing methods and candidate bands for spectral discrimination光谱类别总识别精度%入选波段/nm最佳波段nm 位置原始光谱 86.3980~989,1 180~1 189,440~449,800~809,1 780~1789,1 650~1 659,550~559980~989近红外波段一阶微分光谱97.5415~424,1 125~1 134,1 140~1 149,430~439,565~574,715~724,520~529,1 325~1 334415~424蓝光波段二阶微分光谱98.8960~969,1 125~1 134,1 150~1 159,1 660~1 669,530~539,730~739,510~519,1 335~1 344960~969近红外波段2.2.2 云南松、高山松的判别云南松、高山松判别精度及判别函数所入选波段见表5,原始光谱入选7个波段用于判别,其中6个位于近红外波段,1个位于蓝光波段,最佳波段窗口位于近红外波段(870~879 nm);一阶微分光谱入选的8个波段中,4个位于近红外波段,1个位于红光波段,1个位于绿光波段,2个位于蓝光波段,最佳波段窗口位于近红外波段(1 020~1 029 nm);对于二阶微分光谱入选的5个波段, 1个位于近红外波段,1个位于红光波段,2个位于绿光波段,1个位于蓝光波段,最佳波段窗口位于绿光波段(530~539 nm).相比于4种树种的总体判别精度,其3种数据处理方式总体判别精度明显提高,所选波段可用于两种树种的判别.表5 云南松、高山松不同光谱处理方法树种判别精度及入选波段Table 5 Accuracy of different spectrum processing methods and candidate bands for spectral discrimination when comparing P.densata and P.yunnanensis 光谱类别总识别精度%入选波段/nm最佳波段nm位置原始光谱 90.0870~879,1 000~1 009,1 110~1 119,1 270~1 279,1 650~1 659,1 780~1 789,450~459870~879近红外波段一阶微分光谱100.01 020~1 029,430~439,930~939,420~429 ,520~529,720~729,770~779 ,1 140~1 1491 020~1 029近红外波段二阶微分光谱100.0530~539,510~519,730~739,960~969,410~419530~539绿光波段2.2.3 云杉、冷杉的判别原始光谱共入选5个波段用于判别云杉和冷杉(表6),其中3个位于近红外波段,2个位于绿光波段,最佳波段窗口位于绿光波段(540~549 nm);对于一阶微分光谱,入选的5个波段中,1个位于近红外波段,2个位于红光波段,1个位于绿光波段,1个位于蓝光波段,最佳波段窗口位于绿光波段(520~529 nm);对于二阶微分光谱,入选的7个波段中,3个位于近红外波段,2个位于红光波段,2个位于绿光波段,最佳波段窗口位于近红外波段(1 150~1 159 nm).表6 云冷杉不同光谱处理方法树种识别精度及入选波段Table 6 Accuracy of different spectrum processing methods and candidate bands for spectral discrimination when comparing P.asperata and A.fabri光谱类别总识别精度%入选波段/nm最佳波段nm位置原始光谱 87.5540~549,1 401~1 410,1 440~1 449,560~569,1 070~1 079540~549绿光波段一阶微分光谱95.0520~529,650~659,730~739,420~429,1 140~1 149520~529绿光波段二阶微分光谱100.01 150~1 159,700~709,1 300~1 309,730~739,510~519,530~539,960~9691 150~1 159近红外波段3 讨论香格里拉市地处青藏高原南延部分和横断山脉纵谷地带,特殊地貌和寒冷气候导致了脆弱的生态环境,境内森林覆盖率高,树种比较单一.区分不同针叶树种所选择的波段宽度都为10 nm,说明要区分不同的针叶树种,应充分利用高光谱数据波段窄的优势,挖掘出不同针叶树种高光谱信息特征的差异性.已有许多高光谱遥感影像能提供足够窄且覆盖近红外波段的数据,如 MODIS 数据(9 个近红外波段)、Hyperion数据(216 个近红外波段).本试验分析了4种不同树种的实测光谱曲线,虽然整体上不同的树种的光谱特性十分相似,符合绿色植被的光谱曲线,但也存在着微小的差异.为有效地对4种针叶树种精细判别,将其分为云南松、高山松和云冷杉两组进一步判别.4种树种、云冷杉和云南松、高山松差异最显著的原始波段分别为980~989、540~549、870~879 nm;利用光谱微分变换处理能够增强这些差异,一阶、二阶微分变换后其差异最显著的波段分别为415~424、520~529、1 020~1 029 nm和960~969、1150~1159、530~539nm;利用光谱微分变换处理能够增强这些差异,提高光谱判断的精确度. 不同谱微分换方法选择的波段有些不同,但用于识别不同树种的波段大都位于近红外波段.Fisher判别方程入选波段中,510~559和680~739 nm是本试验最重要的光谱区域,与任何其它分区相比,510~559 nm包含最多的多次选择波长,这是与叶绿素有关的反射作用影响差异所致;680~739 nm区域包含了多次选择的最高频率的连续波长,这归因于近红外波段的重要性,这与Jones et al[17]、Cross et al[18]等国外研究成果较为一致.虽然实验结果较为理想,但也存在以下不足之处:(1)在样本数据的采集时,考虑到针叶林类型的树木冠层过高,只是借鉴了前人的研究成果,利用黑布和成簇的松针来模拟树木冠层的环境,而并未采集真实冠层的非成像高光谱数据.在今后的研究之中,若能获取实测的冠层非成像高光谱数据,将更好的为中大尺度机载、星载高光谱遥感树种精细分类提供指导.此外采集的数据由于受到水汽波段的影响剔除了(1 350~1 400、1 800~1 950、2 300~2 500 nm)的数据,而借鉴丁丽霞等[4]的研究结果,选择出的最佳波段中有1 920 nm左右的波段,室外采集的数据一定程度上降低了树种判别的精度.(2)本试验的数据采集时间为11月份,未能检测到叶片光谱树种判别的最佳时相,基于不同时相的4种树种的叶片光谱的动态变化分析需要进一步探索.而且不同树种具有不同的最佳判别年龄,今后的研究中,可采用树种不同年份的光谱数据,综合各年份的光谱特征进行树种的精细判别.参考文献【相关文献】[1] 王志辉,丁丽霞.基于叶片高光谱特性分析的树种识别[J].光谱学与光谱分析,2010,30(7):1 826-1 830.[2] 洪娇,舒清态.滇西北高寒山区云冷杉高光谱差异性研究[J].西北林学院学报,2017,32(2):252-255.[3] 褚西鹏,葛宏立,陈柯萍.基于小波变换的叶片高光谱数据的树种分类[J].光谱实验室,2012,29(5):2 795-2 799.[4] 丁丽霞,王志辉,葛宏立.基于包络线法的不同树种叶片高光谱特征分析[J].浙江林学院学报,2010,27(6):809-814.[5] 刘秀英,臧卓,孙华,等.基于高光谱数据的杉木和马尾松识别研究[J].中南林业科技大学学报,2011,31(11):31-34.[6] PROSPERE K, MCLAREN K, WILSON B. Plant species discrimination in a tropical wetland using in situ hyperspectral data[J]. Remote Sensing, 2014,6(9):8 494-8 523.[7] MENG R, DENNISON P E. Spectroscopic analysis of green, desiccated and dead tamarisk canopies[J]. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 2015,81(3):199-207.[8] 李圣娇.基于高光谱遥感的不同针叶林类型的光谱分析与识别研究[D].昆明:西南林业大学,2016.[9] 许师凯,王基,刘树勇,等.基于Savitzky-Golay算法的混沌平滑去噪[J].环境工程,2014,32:105-109.[10] 闫晓勇.基于冠层光谱的南疆盆地主栽果树树种识别有效波段选择研究[D].乌鲁木齐:新疆农业大学,2014.[11] 吴见,彭建,王孟和,等.几种常见树种叶片光谱秋季变化特征分析[J].光谱学与光谱分析,2017,37(4):1 226-1 232.[12] 徐光彩,庞勇,李增元,等.小兴安岭主要树种冠层光谱季相变化研究[J].光谱学与光谱分,2013,33(12):3 304-3 309.[13] 李伟涛,彭道黎,张艳,等.琅琊山区主要树种冠层光谱年际变化研究[J].光谱学与光谱分析,2015,35(8):2 247-2 233.[14] 江春梅,陈文惠,黄传印.基于实测冠层光谱数据的三明市13种树种识别研究[J].亚热带资源与环境学报,2016,11(2):58-67.[15] 李静萍,谢邦昌.多元统计分析方法与应用[M].北京:中国人民大学出版社,2008.[16] 齐浩,王振锡,岳俊,等.基于叶片光谱特征的南疆盆地主栽果树树种遥感判别[J].浙江农业学报,2015,27(12):2 141-2 146.[17] JONES T G, SHARMA T, SHARMA T. Employing ground-based spectroscopy for tree-species differentiation in the Gulf Islands National Park Reserve[J]. International Journal of Remote Sensing, 2010,31(4):1 121-1 127.[18] CROSS M D, SCAMBOS T A, PACIFACI F, et al. Validating the use of metre-scale multi-spectral satellite image data for identifying tropical forest tree species[J]. International Journal of Remote Sensing, 2018,39(11):3 723-3 752.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第39卷第3期林业科技Vol.39No.3 2014年5月FORESTRY SCIENCE&TECHNOLOGY May2014文章编号:1001-9499(2014)03-0028-03川滇高山栎的光合作用特征*索郎拉措杨小林**尼珍辛福梅(西藏大学农牧学院,林芝860000)摘要:采用光合测定仪Li-6400,对西藏川滇高山栎生长季节(5 10月份)的光合作用进行了测定。
结果表明:在自然环境条件下生长季节光合速率呈增长趋势,8月份最大,是生长最旺盛的月份;光合速率日变化呈现单峰型,仅在6月的中午14:00时出现“午休”现象;根据双曲线修正模型得出,川滇高山栎光饱和点和光补偿点分别为1444.19μmol/(m2·s)和37.78μmol/(m2·s);CO2浓度的增加有助于川滇高山栎叶片净光合速率的提高,CO2浓度达到1800μmol/mol时,净光合速率有下降的趋势,产生光抑制现象。
关键词:川滇高山栎;光合作用;日进程;光响应中图分类号:S792.189,S718.45文献标识码:A川滇高山栎(Quercus aquifolioLides)是藏东南地区特有的树种,分布广,具有适应能力强、抗干扰、萌蘖能力强等特点,是当地人们喜爱的薪柴;其木质坚硬,亦被用做机舱板、刨架、木钉等[1-3]。
川滇高山栎林分不仅有丰富的林下产品,而且具有极好的涵养水源、水土保持的作用及生态效益[4],能适应高海拔或低海拔河谷季节干热气候,在高原脆弱生态系统稳定性的维持和受损生态系统的恢复重建中起着重要的作用。
植物进行光合作用时对碳的同化积累是植物生长和生产力形成的基础[5];日变化特征是了解植物光合能力利用过程的基础,光合能力的大小对环境因子的适应性起着关键作用。
通过对川滇高山栎光合特征的研究,了解促进川滇高山栎光合作用的主导因素,为进一步揭示川滇高山栎的环境适应性奠定基础。
1试验地概况本研究地点设在西藏农牧学院后山,地理位置29ʎ39'55ᵡN,94ʎ20'31ᵡE,海拔3011m。
研究区域位于藏东南,地处雅鲁藏布江中下游,雨量充沛,年平均气温8.6ħ,年降水量达700mm,年日照时数2200h,无霜期160天[6],平均海拔3000m。
林内主要树种有川滇高山栎、高山松(Pinus densata)、林芝云杉(Picea likiangensis var.linzhiensis)、杨树(Populus sp.)、蔷薇(Rosa multiflora sp.)、禾草(Pooideae spp.)、草莓(Fragaria)及菌类等丰富的林下资源,为当地居民提供了有利的经济植物资源。
2研究方法在川滇高山栎天然林分中设置典型样地,样地规格为30mˑ30m。
在样地内进行每木检尺确定平均木,选取3株与林分平均木大小相近、生长良好且无病虫害的川滇高山栎植株作为测定的标准木并标号。
测定时间为5 10月川滇高山栎生长季节的晴朗天气,测定时选取生长旺盛且长势一致的成熟顶芽第3至第4片叶片。
测定仪器采用美国基因公司生产的LI-6400便捷式光合测定仪。
2.1光合作用日进程测定方法在生长季节选择晴朗的天气,从早8:00时至晚20:00时,每隔2h测定1次数据。
每次读取稳定数据5组,并做3次重复,最终取平均值。
测定的生理指标有叶片光合有效辐射、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度等[7]。
每次测定时都更换叶片,以避免因叶室的长时间挤压而造成钝化。
2.2光响应曲线的绘制上午光强达到一定程度时,开始测定光响应,此时设定CO2浓度为400μmol/mol。
测定时,净*植被与环境变化国家重点实验室开放课题(LVEC-2012kf07)第3期索郎拉措等:川滇高山栎的光合作用特征光合速率从高光强到低光强设定,梯度为2000、1800、1600、1400、1200、1000、800、600、400、200、100、50、0μmol/(m2·s)。
根据拟合曲线,寻找光补偿点和光饱和点。
2.3CO2响应的测定上午10ʒ00 12ʒ00之间测定CO2响应曲线,测定时采用液化CO2注射器,可对室内提供稳定可调的CO2气源,试验用液化CO2钢瓶可提供不同的CO2浓度;采用LI6400-02红蓝光源提供不同光合有效辐射强度,仪器设定流速为500mol/s。
有效辐射强度(PAR)控制在1500μmol/(m2·s),参比室CO2浓度从400μmol/mol降到零,然后再从零升至1800μmol/mol,共设置2000、1800、1600、1400、1200、1000、800、600、400、200、100、50、0μmol/mol13个浓度水平。
等待叶片在该CO2浓度下各项指标(净光合速率、蒸腾速率)比较稳定后,开始测定并记录。
3结果与分析3.1川滇高山栎光合作用的日进程从川滇高山栎光合作用日进程值(图1)可以发现,生长季节川滇高山栎的净光合速率(Pn)随着诸多生态因子的变化而表现出不同的日变化规律。
图1不同时期川滇高山栎净光合速率日进程从5月至10月份,月净光合速率总体上呈逐渐增长的趋势,并在8月份达到最大值,为12.08μmol/(m2·s);其次是7月份和9月份,为11.13μmol/(m2·s)和12.08μmol/(m2·s)。
因为8月份是川滇高山栎生长最旺盛的季节,净光合速率较快;5月开始进入生长期,净光合速率较弱;10月份进入秋季,川滇高山栎净光合速率开始降低,最小为0.3μmol/(m2·s)左右。
夏季叶片发育完全,叶片的羧化效率高,环境条件较好,温度较高,故净光合速率较高,说明生长季节为当年植物生长提供了大部分有机物质。
生长季日变化从总体看,随着光强的增加,净光合速率也逐渐升高,从8ʒ00 14ʒ00时逐渐达到最大值,之后则开始下降。
仅在6月份的中午14ʒ00时出现“午休”现象,因为在6月份,藏东南地区未进入雨季,光照达到最强,植物缺水严重,为了减少水分蒸发,此时气孔处于暂时关闭状态。
3.2川滇高山栎光响应曲线光响应曲线反映了植物净光合速率随光照强度增加而变化的规律。
图2显示,在光强增大的初期,随着光照强度的不断增大,川滇高山栎的净光合速率也在不断加快,当光强增加到1000μmol/(m2·s)时,净光合速率达到最大值为12.92μmol/(m2·s),说明达到了光饱和光强。
根据不同CO2体积分数下光合作用的光响应曲线,运用双曲线修正模型,得出川滇高山栎光饱和点和光补偿点分别为1444.19μmol/(m2·s)和37.78μmol/(m2·s)。
其光饱和点较高,表明生长在高海拔、强紫外辐射条件下的川滇高山栎,对强光有较好的适应能力。
图2川滇高山栎光响应曲线从图2看出,川滇高山栎叶片光响应曲线的数学模型拟合效果较好(R2=0.9815),存在显著的正相关关系。
曲线显示,在弱光时净光合速率较快,达到光饱和点后净光合速率趋于平稳。
3.3不同光合有效辐射下光合作用的CO2响应CO2浓度增加,在短时间内可以促进植物的光合作用[8]。
植物光合作用对CO2的响应主要表现在降低CO2浓度水平上显著,而在CO2浓度较高的条件下其光合作用很大程度上受到环境条件,如水分、养分、光照、植物生长空间等因素的影响。
图3不同CO2浓度下净光合速率的变化由图3可以得出,净光合速率(Pn)对CO2浓92林业科技第39卷度变化与光响应趋势相似,在适合的光照条件下,随着外界CO2浓度的升高,净光合速率增加,当光强达到800μmol/(m2·s)之后,净光合速率基本稳定;川滇高山栎净光合速率的最小值和最大值分别为-1.2μmol/(m2·s)与14.19μmol/(m2·s),说明CO2浓度的增加有助于川滇高山栎叶片净光合速率的提高。
CO2浓度达到1800μmol/mol 时,净光合速率有下降的趋势,产生光抑制现象。
4结论与讨论4.1川滇高山栎的净光合速率在生长季节呈增长趋势,8月最大,是生长最旺盛的月份,其次是7月和9月,5月和10月较小;净光合速率日变化总体上呈现单峰型,14ʒ00时达到最大,仅在6月份中午14ʒ00时出现“午休”现象。
4.2川滇高山栎叶片的净光合速率随着光合有效辐射的增加而增加,当光合有效辐射增加到一定程度时,净光合速率的变幅相对较小,逐渐趋于稳定。
根据双曲线修正模型得出,川滇高山栎光饱和点和光补偿点分别为1444.19μmol/(m2·s)和37.78μmol/(m2·s)。
4.3随着外界CO2浓度的升高,川滇高山栎净光合速率增加,当CO2浓度达到800μmol/mol之后的净光合速率基本稳定,当CO2浓度达到1800μmol/mol时,净光合速率有下降的趋势,产生光抑制现象。
4.4植物的光合作用是叶片光合能力与环境条件日变化综合的结果,本研究采用的测定仪器为LI -6400,要求晴朗的天气条件,对于气候因子变化较为复杂的藏东南地区(5 10月)开展植物光合特征研究,选择天气条件显得尤为重要。
参考文献[1]陈焕镛,黄成就.中国植物志[M].北京:科学出版社,1998.[2]中国科学院青藏高原考察队.西藏植物志(1)[M].北京:科学出版社,1983.[3]端木炘.我国栎属资源的综合利用[J].河北林果研究,1994,9(2):177-181.[4]管中天.森林生态研究与应用[M].成都:四川科技出版社,2005.[5]曾烨,薛翔楠,司海倩,等.不同品系黄连叶片光强和CO2响应曲线的研究[J].湖南农业科学,2012(19):37-40,43.[6]刘敏,方江平.西藏川滇高山栎光合速率对环境因子的响应[J].水土保持研究,2008,15(3):267-269.[7]项文化,田大伦,国文德,等.白栎光合特性对CO2浓度增加和温度升高的响应[J].浙江林学院学报,2004,21(3):247-253.第1作者简介:索郎拉措(1987-),女,森林培育研究生。
通讯作者:杨小林(1968-),男,教授,主要从事森林培育、生物多样性保护方面的研究。
收稿日期:2014-01-20(责任编辑:潘启英)Photosynthetic Characteristics of Quercus aquifolioidesSUOLANG Lacuo(Tibet Agriculture and Animal Husbandry College of Xizang University,Linzhi860000)Abstract In this research,photosynthesis of Quercus aquifolioides(5 10month)was studied in growing season by using Lico-6400.The results showed that photosynthetic rate appeared a rising trend in the growing conditions at the natural environmen.August was the biggest and was the most vigorous growth month.The diurnal variation of photosynthetic rate showed single peak type,only in June14at noon“noon break”phenomenon.According to the hyperbolic model,we deduced that the light saturation point and light compensation point of Quercus aquifolioides were1444.19μmol/(m2·s)and37.78μmol/(m2·s)respectively.The increase of CO2concentration was helpful for improvingleaf net photosynthetic rate of Quercus aquifoliode.When the concentration of CO2at1800μmol/mol,leaf net photosynthetic rate had a downward trend,produced light inhibition phenomena.Key words Quercus aquifolioides;Photosynthesis;Daily progress;Light response03。