马尾松肉桂人工复层林肉桂生长、光合特性及桂油组分含量分析

摘要

人工复层林作为一种独特的林分结构，能满足可持续性发展对林业提出的新要求，不仅弥补了单层林经营存在的系统稳定性差、生物多样性下降、地力衰退、林分生产力低、易爆发病虫害等不足，具有比单层林更高的生态效益和经济效益。复层林中，由于上层植物对太阳光的遮挡，会对林下光环境产生不同程度的影响，而光对植物的生长发育、生理生化、形态结构等具有重要作用，光环境的变化往往会给植物带来深刻的影响。
　　本研究在桂东南地区的亚热带气候条件下，应用光环境调控技术，营造不同上层密度马尾松肉桂人工复层林，采用固定样地调查和室内测试分析技术，研究马尾松肉桂人工复层林下层林分的生长、光合特性和桂油组分差异，得出如下主要研究结果:
　　(1)在4种不同上层密度的马尾松肉桂人工复层林中，当上层马尾松林分郁闭度为0.5（处理3）时，下层肉桂胸径、树高生长量近纯林状态下（全光照条件）;其它处理的复层林中肉桂胸径、树高生长量均有不同程度的减小。表明当上层马尾松林分郁闭度为0.5时最适宜下层林分肉桂胸径、树高生长的生长，是最适宜的上层林分密度。
　　(2)在各处理条件下，除了对照CK的肉桂叶面积与处理1、2、3差异显著外，剩余各处理间的肉桂叶片面积、周长和长宽比均没有显著性差异。在不同光照强度条件下，4种处理复层林下的肉桂叶面积均大于全光照条件，说明肉桂通过增加叶面积来增大光合能力，这种形态的变化有利于其在低光环境下获得更多的光能，从而提高竞争优势。
　　(3)随着上层林郁闭度的降低，肉桂叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量均表现出先减少后增加再减少的变化规律。叶绿素a/b在各处理间变化较平稳，仅在上层林郁闭度为0.5的条件下有了显著降低。
　　(4)除气孔导度Gs外，不同上层林郁闭度下的肉桂光合有效辐射PAR、净光合速率Pn、蒸腾速率Tr均出现了显著变化。肉桂PAR、Pn随着上层林郁闭度的降低而增加，说明了肉桂在全光照条件下有机物质积累最快。在5种光照条件下，肉桂的Tr和Gs表现出相似的变化趋势，均随上层林郁闭度的下降呈现出先增后减再增大的“N”型变化规律，且均在郁闭度为0.5的情况下出现最小值。同时，在上层林郁闭度为0.5（处理3）条件下的肉桂瞬时水分利用效率WUE明显高于肉桂纯林，且瞬时光能利用效率LUE与纯林相近，这表明适度的上层遮阴有利于提高肉桂的水分利用效率和利用弱光的能力。
　　(5)纯林经营的肉桂总得油率显著高于在复层林下的肉桂总得油率，可见，在全光照条件下更利于肉桂油的合成与积累。从肉桂各部位得油率分布状况看，叶片得油率整体较为平稳，而嫩枝和树皮两个部位的得油率波动较大，且均表现为CK中有最大值，上层林郁闭度0.5条件下次之。对于肉桂油的组成，苯甲醛、苯丙醛、肉桂醛、邻甲氧基肉桂醛和乙酸肉桂酯约占了总量的90％，为桂油的主要化学成分。肉桂醛含量在各生长部位均以上层林郁闭度为0.5表现较好，并在树皮和嫩枝中保持很高的比重水平。
　　综合以上分析，得出在马尾松上层林分郁闭度为0.5的条件下肉桂生长最优。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外人工复层林研究概况

1．2．2 马尾松人工复层林研究

1．2．3 国内外肉桂研究现状

1．3 相关研究基础理论综述

1．3．1 光环境的异质性

1．3．2 植物的可塑性

1．3．3 不同光环境对植物的生长发育的影响

1．3．4 不同光环境对植物的光合特性的影响

1．3．5 不同光环境对植物的次生代谢产物的影响

1．4 选题依据和研究内容

1．4．1 项目来源与经费支持

1．4．2 研究目的与意义

1．4．3 主要研究内容

1．4．4 本课题的创新点

1．5 研究技术路线

第二章 材料与方法

2．1 研究区域概况

2．2 试验设计

2．3 研究材料

2．4 研究方法

2．4．1 生长量的测定

2．4．2 光合特性的测定

2．4．3 肉桂油提取及组分分析

2．5 数据处理

第三章 上层林分密度对肉桂生长量的影响

3．1 不同上层密度对肉桂树高生长量的影响

3．2 不同上层密度对肉桂胸径生长量的影响

3．3 不同上层密度对肉桂叶片形态的影响

第四章 上层林分密度对肉桂的光合生理影响

4．1 不同上层密度对肉桂叶绿素含量的影响

4．1．1 不同上层密度对肉桂叶绿素a的影响

4．1．2 不同上层密度对肉桂叶绿素b的影响

4．1．3 不同上层密度对肉桂叶绿素总量的影响

4．1．4 不同上层密度对肉桂叶绿素a／b的影响

4．1．5 不同上层密度对肉桂相对叶绿素含量SPADR的影响

4．2 不同上层密度对肉桂光合特性的影响

4．2．1 不同上层密度对肉桂光合有效辐射PAR的影响

4．2．2 不同上层密度对肉桂净光合速率Pn的影响

4．2．3 不同上层密度对肉桂蒸腾速率Tr的影响

4．2．4 不同上层密度对肉桂气孔导度Gs的影响

4．2．5 不同上层密度对肉桂水分利用效率WUE的影响

4．2．6 不同上层密度对肉桂光能利用效率LUE的影响

第五章 上层林分密度对肉桂油得率及其组分含量的影响

5．1 不同上层密度对肉桂油得率的影晌

5．2 不同上层密度对肉桂油组分含量的影响

5．3 不同上层密度对肉桂油中主要醛类物质含量的影响

第六章 结论与讨论

6．1 主要结论

6．2 讨论

6．2．1 不同光环境对肉桂的生长、形态影响

6．2．2 不同光环境对肉桂的生理影响

6．2．3 不同光环境对肉桂精油的影响

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文情况