【摘要】：針對毛竹(Phyllostachys edulis)林竹材和竹筍價(jià)格下滑,經(jīng)濟(jì)效益嚴(yán)重下降,毛竹林土地利用率和產(chǎn)出率低的現(xiàn)狀,開展了毛竹林下固氮植物資源調(diào)查,并基于生活型、生態(tài)型、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、藥用部位進(jìn)行了毛竹林下復(fù)合經(jīng)營藥用固氮植物篩選,進(jìn)一步探討了篩選出的藥用固氮植物生長和生理生態(tài)特征的立竹密度、坡位效應(yīng)等,旨在為毛竹林下藥用固氮植物復(fù)合經(jīng)營提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:1毛竹林下固氮植物資源及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值分析在浙江、福建等毛竹主要分布區(qū)采用踏查法調(diào)查了毛竹林下固氮植物資源。結(jié)果表明:毛竹林下固氮植物共有4科23屬41種,其中,豆科Leguminosae植物占絕大多數(shù),占比達(dá)85.37%,其中,以蝶形花亞科Papilionoideae種類為主,占比為75.61%,胡頹子科Elaeagnaceae、大戟科Euphorbiaceae、楊梅科Myricaceae非豆科植物分布較少;毛竹林下固氮植物有喬木、灌木、草本和藤本類型,其中,灌木20種,喬木7種,草本5種,藤本9種;有旱生、中生、濕生3種生態(tài)型,以中生為主;毛竹林下所調(diào)查的41種固氮植物均有藥用價(jià)值,23種還有食用價(jià)值,10種可用作飼料,7種可用作肥料。毛竹林下固氮植物按入藥部位分,其種類數(shù)量總體上為根莖全株葉花果實(shí)種子。從毛竹林下固氮植物的生活型、生態(tài)型、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、藥用部位等方面分析,篩選出苦參(Sophotora flavescens)、決明(Catsia tora)二種藥用固氮植物可在毛竹林下進(jìn)行復(fù)合經(jīng)營。2毛竹林下苦參和決明幼苗生長和生物量分配的立竹密度效應(yīng)以立地條件和經(jīng)營水平一致的3種立竹密度D1(1600±200株·hm~(-2))、D2(2400±200株·hm~(-2))和D3(3200±200株·hm~(-2))毛竹林下種植的固氮植物苦參和決明為試驗(yàn)對象,調(diào)查分析了不同立竹密度下苦參和決明的生長指標(biāo)和生物量積累以及分配規(guī)律。結(jié)果表明:毛竹林下苦參和決明的株高、地徑及葉生物量、莖生物量、豆莢生物量、根生物量、地上生物量、全株生物量均隨立竹密度的增大而降低,且D1立竹密度顯著高于D2、D3立竹密度;苦參葉重比、豆重比隨立竹密度的增大呈“∧”型變化,根重比、根冠比呈“∨”型變化,莖重比呈持續(xù)下降趨勢,且D1立竹密度顯著高于D2、D3立竹密度(P0.05),除莖重比外,其它生物量比在不同立竹密度毛竹林間均無顯著差異(P0.05)。隨立竹密度的增大,決明莖重比、根重比、根冠比的變化趨勢與苦參相同,而葉重比和豆重比呈持續(xù)增大趨勢,且D1、D2與D3立竹密度間差異顯著(P0.05);主成分和R型因子綜合評定法分析表明3種立竹密度毛竹林下苦參和決明生長及生物量分配的綜合得分大小順序?yàn)镈1D2D3立竹密度。研究表明立竹密度對毛竹林下苦參和決明的生長和生物量分配有重要影響,從試驗(yàn)毛竹林立竹密度分析,毛竹林下苦參和決明復(fù)合經(jīng)營適宜的立竹密度均為D1(1600±200株·hm~(-2))。3毛竹林下苦參和決明光合特性的立竹密度效應(yīng)及其環(huán)境解釋以立地條件和經(jīng)營水平一致的3種立竹密度D1(1600±200株·hm~(-2))、D2(2400±200株·hm~(-2))和D3(3200±200株·hm~(-2))毛竹林下種植的固氮植物苦參和決明為試驗(yàn)對象,在苦參和決明生長旺盛期測定分析其主要光合特性指標(biāo)等的變化規(guī)律及其與主要環(huán)境因子間的關(guān)系。結(jié)果表明:試驗(yàn)毛竹林下光合有效輻射(PAR)和氣溫(Ta)的日變化呈先上升后下降的趨勢,大氣CO_2濃度(Ca)和空氣濕度(RH)呈相反變化趨勢。D1立竹密度毛竹林PAR顯著大于D2、D3立竹密度毛竹林,而Ca和RH均顯著小于D2、D3立竹密度毛竹林。Ta在不同立竹密度毛竹林之間無顯著差異;苦參在D1、D2立竹密度下凈光合速率(Pn)日變化均呈雙峰型,D3立竹密度下呈單峰型,而決明在D1立竹密度下呈雙峰型,D2、D3立竹密度下呈單峰型�？鄥⒑蜎Q明分別在D1和D2立竹密度下P_(nmax)顯著大于D3立竹密度,苦參光飽和點(diǎn)(LSP)D1D2D3立竹密度,決明D2D3D1立竹密度,D1立竹密度下苦參和決明光補(bǔ)償點(diǎn)(LCP)和暗呼吸速率(Rd)均顯著大于D2、D3立竹密度,并分別在D2和D1立竹密度下表觀量子效率(AQY)顯著大于其他兩個(gè)立竹密度�？鄥n、蒸騰速率(Tr)、水分利用效率(WUE)和氣孔導(dǎo)度(gs)均為D2D1D3立竹密度。決明Pn、Tr、gs和WUE值均為D1D2D3立竹密度。苦參和決明胞間CO_2濃度(Ci)均在D3立竹密度下最高;苦參Pn與gs正相關(guān)系數(shù)最大,而決明Pn與PAR正相關(guān)性系數(shù)最大,其次為Ta�？鄥⒑蜎Q明Pn與Ca負(fù)相關(guān)系數(shù)絕對值最大。研究表明,gs和PAR分別是影響苦參和決明Pn的主要因子。從毛竹林下二種固氮植物的光合特性分析,在試驗(yàn)區(qū)毛竹林下種植苦參和決明的適宜立竹密度分別是D2、D1。4毛竹林下苦參和決明氮磷養(yǎng)分化學(xué)計(jì)量特征的立竹密度效應(yīng)以立地條件和經(jīng)營水平一致的3種立竹密度D1(1600±200株·hm~(-2))、D2(2400±200株·hm~(-2))和D3(3200±200株·hm~(-2))毛竹林下種植的固氮植物苦參和決明為試驗(yàn)對象,分析了不同立竹密度毛竹林下苦參和決明N、P養(yǎng)分化學(xué)計(jì)量特征的變化規(guī)律。結(jié)果表明:隨著立竹密度的增大,毛竹林下苦參和決明植株N、P積累量和總生物量均呈顯著下降趨勢,苦參和決明植株N、P總含量以及各器官N、P含量也呈下降趨勢,且均為D1立竹密度顯著大于D3立竹密度,除葉片、莢果N含量及葉片、莖、根P含量外,其余器官N、P含量D2立竹密度與D1、D3立竹密度之間差異不顯著。立竹密度對毛竹林下苦參植株和根的N:P影響不大,對葉片和莖的N:P有一定程度的影響,但對莢果的N:P有明顯影響,隨立竹密度的增大而顯著下降。決明植株和葉片的N:P隨立竹密度的增大呈倒“V”型變化,莖和莢果的N:P呈下降趨勢,根的N:P呈上升趨勢。主成分分析和R型因子綜合評定法綜合表明,毛竹林下苦參和決明各組織器官N、P含量及N:P在3種立竹密度條件下的綜合得分為D1D2D3立竹密度。研究表明立竹密度明顯影響毛竹林下苦參和決明的N、P養(yǎng)分化學(xué)計(jì)量特征,在試驗(yàn)毛竹林立地條件和經(jīng)營水平條件下,毛竹林下苦參、決明復(fù)合經(jīng)營適宜的立竹密度均為D1(1600±200株·hm~(-2))。綜合分析毛竹林下苦參和決明生長和生物量分配、光合特性和主要養(yǎng)分化學(xué)計(jì)量特征的立竹密度效應(yīng),毛竹林下苦參、決明復(fù)合經(jīng)營適宜的立竹密度為D1(1600±200株·hm~(-2))。5毛竹林下苦參和決明幼苗生長和生物量分配的坡位效應(yīng)以經(jīng)營水平一致的下坡、中坡、上坡(S1、S2、S3)3種坡位的毛竹林下種植的固氮植物苦參和決明為試驗(yàn)對象,調(diào)查并分析不同坡位毛竹林條件下苦參和決明的株高、地徑和各器官生物量積累以及分配規(guī)律。結(jié)果表明:隨著坡位的增高,毛竹林下苦參和決明株高和地徑呈降低趨勢,苦參各器官生物量及全株生物量也呈降低趨勢,而決明各器官生物量與苦參呈相反趨勢�？鄥⑷~重比、莖重比呈“∧”型變化,根重比、豆重比呈持續(xù)下降趨勢,而根冠比呈持續(xù)上升趨勢。決明葉重比、根重比、豆重比呈持續(xù)下降趨勢,而莖重比和根冠比隨坡位的增高而持續(xù)升高。主成分和R型因子綜合評定法表明,毛竹林下苦參生長和生物量分配在3種坡位綜合得分為S1S2S3坡位,決明為S3S2S1坡位。研究表明坡位對毛竹林下苦參和決明的生長和生物量分配有重要影響,從試驗(yàn)毛竹林條件分析,毛竹-苦參、毛竹-決明復(fù)合經(jīng)營適宜的坡位分別為下坡位(S1)和上坡位(S3)。6不同坡位毛竹林下苦參和決明光合日變化及其主要環(huán)境氣象影響因子分析以經(jīng)營水平一致的下坡、中坡、上坡(S1、S2、S3)3種坡位的毛竹林下種植的固氮植物苦參和決明為試驗(yàn)對象,測定其光合特性及主要環(huán)境氣象因子日變化,采用通徑分析法探討環(huán)境氣象因子對苦參和決明凈光合速率(Pn)的直接和間接影響,揭示毛竹林下苦參和決明光合特性對坡位的適應(yīng)機(jī)制。結(jié)果表明:不同坡位毛竹林下環(huán)境氣象因子間關(guān)系密切,其中,光有效輻射(PAR)是驅(qū)動(dòng)因子,能觸發(fā)空氣溫度(Ta)的變化,進(jìn)而引起空氣濕度(RH)和CO_2濃度(C_a)的明顯變化。3個(gè)坡位毛竹林下苦參Pn日變化均為單峰曲線,無光合“午休”現(xiàn)象,中坡位Pn日均值最大(0.13mmol·m~(-2)),顯著高于上、下坡位;決明Pn日變化在中、上坡位呈雙峰曲線,有明顯的光合“午休”現(xiàn)象,下坡位呈單峰曲線,無光合“午休”現(xiàn)象,上坡位Pn日均值最大(2.18μmol·m~(-2)·s~(-1)),顯著高于下坡位。苦參在12:00之前各坡位水分利用效率(WUE)均較大,但之間差異不明顯,日均值也無明顯差異;決明在10:00之前上坡位WUE顯著大于其它兩個(gè)坡位,但上、中坡位WUE日均值顯著高于下坡位。上坡位影響苦參和決明Pn變化的主要環(huán)境氣象因子分別為PAR、RH和PAR、C_a;中坡位均為PAR,主要限制因素為RH與Ta之間的相互作用;下坡位主要受到PAR的影響�？鄥⒑蜎Q明分別在中坡位和上坡位由于PAR和RH較高而Ta較低,Pn和WUE可維持較高水平。因此,從毛竹林下苦參和決明的光合特性和環(huán)境氣象因子分析表明,試驗(yàn)毛竹林苦參和決明適宜種植的坡位分別是中坡位(S2)和上坡位(S3),其他坡位種植時(shí)需對毛竹林立竹密度進(jìn)行調(diào)整。7坡位對毛竹林下苦參和決明葉片光合色素及波動(dòng)性不對稱的影響以經(jīng)營水平一致的下坡、中坡、上坡(S1、S2、S3)3種坡位的毛竹林下種植的固氮植物苦參和決明為試驗(yàn)對象,調(diào)查并分析3個(gè)不同坡位毛竹林下苦參和決明葉片光合色素含量、凈光合速率、葉片波動(dòng)性不對稱以及三者之間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明:苦參葉片Chla、Chlb、Car含量及Pn均為S2S1S3,決明均為S1S2S3�？鄥⒑蜎Q明葉片面積、周長、寬具有波動(dòng)性不對稱的特征。隨坡位的增高,苦參葉片F(xiàn)AA、FAP、FAW均呈現(xiàn)“V”型變化,且S2坡位顯著大于S3坡位,S1坡位與其它兩個(gè)坡位差異均不顯著。決明葉片F(xiàn)AA、FAP、FAW隨坡位的增高均呈下降趨勢,且S3坡位顯著大于S1坡位,S2坡位與其它兩個(gè)坡位之間差異不顯著�？鄥⑷~片F(xiàn)AA和FAW與Chlb、Car含量相關(guān)性不顯著,與Chla、Pn之間顯著相關(guān),且隨毛竹林坡位的增高相關(guān)系數(shù)降低,FAP與3種光合色素含量均無顯著性相關(guān)。決明葉片F(xiàn)AA與Chla含量、Pn之間顯著相關(guān),且隨坡位的增高相關(guān)系數(shù)降低,FAP和FAW與3種光合色素含量相關(guān)性小。研究表明坡位對毛竹林下苦參和決明葉片光合色素含量、凈光合速率及葉片波動(dòng)性不對稱有重要影響,從試驗(yàn)毛竹林坡位條件分析,毛竹-苦參、毛竹-決明復(fù)合經(jīng)營適宜的坡位分別為中坡位(S2)和上坡位(S3)。從毛竹林下苦參和決明生長和生物量分配、光合日變化及其主要環(huán)境氣象影響因子和葉片光合色素及波動(dòng)性不對稱的坡位效應(yīng)等綜合分析,毛竹林下苦參、決明復(fù)合經(jīng)營適宜的坡位分別為中坡位(S2)、上坡位(S3)坡位。
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S759.82
【圖文】：

圖 3-1 不同立竹密度毛竹林下苦參和決明株高和地徑Fig.3-1 The height and stem basal diameter of Sophora flavescens and Catsia tora under different density ofmoso bamboo注：同一植物不同立竹密度之間比較。不同字母表示在 0.05 水平上差異顯著。下同。Note: Differentletters above columns for the different densities indicate significant difference at the 0.05 probabilitylevel.The same below.3.2.2 立竹密度對毛竹林下苦參和決明生物量積累的影響毛竹林下苦參和決明葉生物量、莖生物量、根生物量、莢果生物量、地上生物量和全株生物量均隨著立竹密度的增大而降低（圖 3-2），說明若要在毛竹林下種植苦參和決明，高光照強(qiáng)度（低立竹密度）比低光照強(qiáng)度（高立竹密度）對器官生物量積累的促進(jìn)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2800620