青藏高原草地植物叶解剖特征

运用常规石蜡制片技术对我国青藏高原66种草地植物优势种的叶解剖特征进行研究,并分析了叶解剖特征与海拔、生长季降水及生长季均温之间的关系.结果表明:青藏高原草地植物叶片具有很多适应高寒环境的结构特征,如表皮层厚且表皮细胞大小差异显著,表皮毛等表皮附属物发达,异细胞丰富,通气组织普遍发达等;叶片各组成部分厚度的变异程度不同,其中海绵组织厚度变异最大,其次为上角质层、下表皮层、下角质层、上表皮层、栅栏组织,叶片厚度的变异最小;青藏高原草地植物叶片各组成部分的厚度存在协同进化,上下角质层厚度呈强烈正相关,海绵组织厚度与叶片厚度相关性最强;青藏高原草地植物叶片各组成部分的厚度与海拔、生长季降水、生长季均温3个重要环境变量呈较弱的相关性,总体表现为随海拔升高叶片各组成部分的厚度减小,而随生长季降水和生长季均温的增加叶片厚度增加.     

西藏色季拉山林线薄毛海绵杜鹃种群分布

薄毛海绵杜鹃是西藏东南部地区高山林线灌丛的优势种,在色季拉山分布在海拔4300 ～4500 m.通过样地调查和基径结构分析,研究了色季拉山林线薄毛海绵杜鹃种群分布.结果表明:随着海拔升高,薄毛海绵杜鹃种群密度增加而高度降低;在同一海拔,阴坡的种群密度和高度大于阳坡,而基径较小.在阴坡和阳坡,薄毛海绵杜鹃种群年龄结构的峰值均呈“n”型曲线,中龄级个体较多,幼苗、幼树相对不足.薄毛海绵杜鹃种群的种内竞争呈波浪式发展,强度为阴坡高于阳坡,且存在自疏现象.     

马蔺叶片解剖结构特征与其抗旱性关系研究

通过温室模拟干旱胁迫试验,从中国北方不同生境生长的15份野生马蔺种质材料鉴定出3个不同抗旱性群体(强抗旱、中度抗旱和弱抗旱),从中选择具代表性的不同抗旱级别的4份马蔺种质,进行其叶片组织解剖结构特征的观察和比较,以进一步证实马蔺叶片解剖结构特征及其与抗旱性的关系。结果表明,各种质材料间叶片厚度、上下表皮细胞厚度、角质层厚度、气孔密度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅栏组织/海绵组织厚度、CTR值和SR值等结构参数指标均与马蔺种质材料抗旱性存在密切的关系。其中,强抗旱种质材料的叶片厚度、上下表皮细胞厚度和角质层厚度大,气孔密度大,栅栏组织和海绵组织较发达,叶片组织紧密度大、疏松度小,栅栏组织/海绵组织厚度比较高;弱抗旱种质材料的叶片厚度、上下表皮细胞厚度和角质层厚度小,气孔密度小,栅栏组织和海绵组织较薄,叶片组织紧密度小、疏松度大,栅栏组织/海绵组织厚度比较低。     

不同居群驼蹄瓣叶片解剖结构比较研究

以南疆不同居群的驼蹄瓣叶片为研究对象,采用石蜡切片法,对其解剖结构特征进行比较研究,探究各指数之间的变化与生境的相关性。结果表明:三个不同居群中驼蹄瓣叶片厚度、上角质层厚度、上表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、下表皮厚度及下角质层厚度存在着显著差异;T-1叶片厚度、上角质层厚度、上表皮厚度、海绵组织厚度、下表皮厚度及下角质层厚度最大,其栅海比最高为2.233,说明T-1叶片光合作用效率最高,生态适应性最强。不同居群驼蹄瓣叶片解剖结构的显著差异性表明了不同的环境因子影响驼蹄瓣的生长发育,体现了植物适应环境变化所形成的生存对策。     

越冬期遮阴条件下3个不同秋眠型紫花苜蓿品种叶片解剖结构与其光生态适应性

在我国南北气候过渡地区, 采用遮阴试验和石蜡切片法, 研究越冬期不同光强对3个不同秋眠型紫花苜蓿(Medicago sativa)品种(‘维多利亚’、 ‘巨人201’和‘游客’)叶片解剖结构的影响。结果表明: 随着光强减弱, 各紫花苜蓿品种表皮结构中上、下表皮角质层厚度, 气孔密度和气孔开度明显下降; 上、下表皮厚度呈上升趋势。随着遮阴强度增加, 叶肉组织中海绵组织细胞宽度显著上升, 栅栏组织厚度、栅栏组织细胞层数、栅栏组织厚度/海绵组织厚度显著下降; 品种间海绵组织厚度和栅栏组织细胞宽度变化趋势不一致。叶片结构整体特征中叶片厚度、叶肉厚度、中脉厚度、组织结构紧密度随光强减弱而显著下降, 组织结构疏松度明显上升, 叶脉突起度变化不明显。品种间各叶片解剖性状变幅及可塑性指数具有明显的差异, 表明其对弱光适应方式不同。Pearson相关分析表明, 各紫花苜蓿品种叶片气孔密度、栅栏组织厚度、叶肉厚度、叶片厚度及栅栏组织厚度/海绵组织厚度与光强呈显著正相关, 可能是紫花苜蓿叶片解剖结构光强敏感特征参数, 其中, ‘维多利亚’叶片敏感特征参数与光强相关程度较低, 与光强相关的性状较少。综合各项分析结果, 初步确定越冬期紫花苜蓿耐阴性与其秋眠性相关, 半秋眠型品种‘维多利亚’ >秋眠型品种‘巨人201’≥非秋眠型品种‘游客’。     

成都地区10种园林灌木叶片结构与抗旱性关系研究

利用石蜡切片法和指甲油印迹法,对成都地区10种常见园林灌木叶片解剖结构的13个指标:主脉厚度、叶片厚度、上下表皮角质层厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、下表皮气孔密度、气孔长度、气孔宽度、叶片结构紧密度、栅栏组织与海绵组织厚度比(栅海比)进行测定和分析,再用方差分析和主成分分析法选取有代表性的指标,结合隶属函数法对物种间的抗旱性进行综合评价。结果显示,13个指标的变异系数为17.40%～68.20%,在10种园林灌木间差异极显著。10种植物都属于异面叶,组织结构易于辨识(三角梅的下表皮角质层太薄,无法测出数据)。叶片结构紧密度、栅海比、气孔密度、气孔长、气孔宽、栅栏组织厚度可作为评价这10种园林灌木抗旱性的重要指标。抗旱性由强到弱依次为:红花继木、鸭脚木、红叶石楠、栀子、西洋杜鹃、海桐、山茶、雀舌黄杨、三角梅和金边大叶黄杨。其中红花继木、鸭脚木、红叶石楠和栀子属于强抗旱品种,可用于屋顶、边坡等区域种植。     

延安城区10种阔叶园林植物叶片结构及其抗旱性评价

利用石蜡切片法和指甲油印迹法,对延安城区10种阔叶园林植物叶片解剖结构——叶片厚度、上下表皮角质层厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、中脉厚度、维管束厚度、下表皮气孔密度、气孔长度、气孔宽度等进行测定,对栅栏组织与海绵组织厚度比、叶片结构紧实度、维管束厚度与叶脉厚度比等15个植物抗旱性指标进行分析,并运用方差分析和主成分分析,结合抗旱隶属函数法对物种间的抗旱性进行综合评价。结果表明:(1)15个旱性指标在10种阔叶园林植物间差异显著,变异系数为19.34%～73.73%,均具有较高灵敏度。(2)10种植物叶片均具备抵抗干旱环境的解剖结构,表皮、角质层、栅栏组织、叶脉、维管束等较为发达,气孔主要分布在下表皮,国槐为等面叶,其余为异面叶。(3)叶片上下表皮厚度、栅栏组织厚度、维管束厚度、气孔密度可作为园林植物抗旱性综合评价的主要指标,10种阔叶园林植物的抗旱性大小顺序为:樱花>月季>红叶李>国槐>紫丁香>紫藤>爬山虎>丝绵木>连翘>紫叶小檗。     

青藏高原矮火绒草(Leontopodium nanum)叶片性状对海拔高度变化的响应

植物叶片对环境变化十分敏感,能反映植物适应环境所形成的生存策略。为揭示高寒植物叶片性状对海拔高度变化的响应,对位于青藏高原东北部的冷龙岭3400—4200 m之间5个不同海拔高度的矮火绒草(Leontopodium nanum)叶片进行取样,采用常规石蜡制片技术和显微观察方法测定叶片外部形态、表皮气孔特征和解剖结构,探讨其叶片性状随海拔的变化,结果表明：（1）随海拔高度升高,叶面积呈减小的趋势,而比叶重和叶干物质含量增加;（2）叶片下表皮气孔密度随海拔升高呈先增加后下降的趋势,且气孔密度、气孔器面积、长度、宽度和潜在气孔导度指数等气孔特征之间存在显著相关性;（3）叶厚、栅栏组织和海绵组织厚度随海拔升高呈显著增厚的趋势;（4）叶片解剖结构可塑性和相关性分析显示,上、下角质层厚度的可塑性指数最大,而部分解剖结构指标间存在极显著的相关性。研究表明,矮火绒草为适应沿海拔上升温度降低的环境,主要采取叶片变小、变厚的对策,使植物趋于保温、保水和抗机械损伤的方向发展,并将资源最大化地投入到自身生长发育中。     

6种豆科牧草叶片解剖性状与抗旱性关系研究

以百脉根、二色胡枝子、黄花苜蓿、紫花苜蓿、野火球和扁蓿豆6种豆科牧草的成熟叶片为材料,采用石蜡制片法和光学显微技术测定了叶片上表皮厚度、叶片下表皮厚度、叶片厚度、维管束直径、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、叶片栅栏组织结构紧密度和叶片海绵组织结构疏松度等抗旱相关的解剖结构特征参数,并进行统计分析和抗旱性综合评价.结果表明:除栅海比外,6种豆科牧草的其他指标均表现出显著或极显著的种间差异,并以叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度变化幅度较大;叶片上表皮厚度、叶片下表皮厚度、叶片厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度之间呈极显著正相关和显著正相关,相关系数在0.84～0.99之间;各解剖结构特征参数的第3个主成分(贮水能力)的特征值为14.52,累计贡献率达95.71%,前3个主因子基本上能概括9个指标的主要信息;6种豆科牧草的综合抗旱能力表现为扁蓿豆>百脉根>黄花苜蓿>二色胡枝子>紫花苜蓿>野火球.可见,所选9个叶片解剖结构性状可以用来有效综合评价豆科牧草的抗旱性.     

不同杉木无性系叶片解剖结构对大气增温的响应

以10个不同杉木无性系幼林叶片为研究对象,在对研究地气候因子进行分析基础上,采用微波石蜡快速切片法制作叶片解剖结构,通过观测比较叶片8项解剖结构指标的差异规律,研究不同杉木无性系叶片解剖结构在大气增温背景下的响应特征。结果表明：（1）研究地2020年度夏季气温呈先上升后下降的趋势,降水量变化与之相反,呈现出明显的高温干旱现象。（2）不同杉木无性系叶片解剖结构相似,叶肉组织分化为栅栏组织和海绵组织,为典型异面叶;解剖结构指标除下表皮厚度外,其余指标在无性系间呈现出不同程度的改变,表现出对大气增温响应的形态可塑性差异。（3）相关性分析结果表明,叶片解剖结构指标之间存在一定自相关关系;气候因子中,月平均气温与栅栏组织呈极显著正相关关系（P<0.01）,月均降水量与栅栏组织、海绵组织、栅海比均呈极显著正相关关系（P<0.01）。（4）根据主成分分析结果,筛选出海绵组织、栅栏组织、叶片厚度、表皮组织和角质层为表征杉木叶片解剖结构的典型指标,反映出在大气增温背景下杉木叶片解剖结构变化特征以抵抗强烈光照和减少水分散发的特性。（5）不同杉木无性系叶片可塑性指数均值排序结果为W2 > P11 > S4 > P32 > P41 > P17 > P18 > S22 > S23 > 洋061,表明不同杉木无性系对大气增温的生态适应性与之相对应。综上可见,不同杉木无性系对环境的适应能力存在差异,叶片具有较强的形态可塑性变化,当气温改变时,杉木可通过叶片解剖结构调整以应对不断增加的大气温度带来的高温干旱复合逆境胁迫,未来应充分重视气候变化对杉木人工林生长发育的影响。     

不同色彩珙桐叶片和苞片解剖结构及色素含量比较研究

以生长于同一生境下的粉红珙桐(粉红色叶片、苞片)与普通珙桐(绿色叶片、白色苞片)为试材,对比两种色彩珙桐叶片/苞片解剖结构和色素含量的差异,以揭示珙桐色彩转变的规律。结果显示：(1)两种珙桐叶片均属于异面叶类型,栅栏组织由一层长柱形细胞整齐排列而成,海绵组织排列疏松,部分粉红叶片的上表皮细胞向外凸起,绿叶无此现象;粉红叶片的总厚度及其表皮角质层、栅栏组织和海绵组织厚度都高于绿叶,而表皮较薄。(2)两种珙桐苞片均无栅栏组织和海绵组织的分化,粉红苞片上表皮细胞明显隆起,上表皮角质层增厚,而下表皮变薄。(3)粉红叶片的类黄酮、花色苷含量分别是绿色叶片的1.52倍、3.67倍,两者的光合色素含量无显著差异,但粉红叶片的叶绿素a/b值比绿色叶低很多;粉红苞片花色苷含量显著高于白色苞片,而两者类黄酮含量差异不大。研究表明,花色苷是珙桐叶片和苞片色彩转红的直接因素,类黄酮有助于叶片呈红色;粉红珙桐叶片/苞片的解剖结构发生了一定变化,对光能的利用效率更高,对阴湿环境的适应性增强。     

酸枣叶片结构可塑性对自然梯度干旱生境的适应特征

叶片是植物体暴露于环境中面积最大的器官,其最易感知环境变化而发生形态和结构上的改变。为探究植株叶片结构对不同生境的适应机理,研究以生长在烟台-石家庄-宁夏-新疆不同地域气候条件形成的自然梯度干旱环境中的酸枣为试验材料,应用植物显微技术研究酸枣叶片的结构的可塑性对不同自然梯度干旱环境的适应特征。结果表明:酸枣叶表皮着生有表皮毛,表皮细胞外覆有角质层与蜡质。叶肉为全栅型,栅栏组织发达,海绵组织退化,叶肉中有晶体及大量的分泌细胞。从烟台至新疆随生境梯度干旱加剧,酸枣叶片叶面积逐渐变小,叶片厚度依次增加,叶表皮角质层加厚,且上角质层厚度大于下角质层厚度;叶片上下表皮细胞长径及短径先增后降,栅栏组织总厚度和密度依次增大、层数减少,各层栅栏组织细胞的长径逐渐增加。叶脉薄壁细胞相对厚度逐渐减小,导管管径增大,晶体(草酸钙晶体)数增多。在梯度干旱环境中酸枣植株通过减小叶面积、提高栅栏组织密度、增加叶片及角质层厚度降低蒸腾作用,减少水分散失;通过增大导管管径提高水分利用率;通过增加晶体数量提高叶片机械性能,改变细胞的渗透势、提高吸水和保水能力。上述叶片结构的变化是酸枣植株长期对不同自然梯度干旱生境的适应特征。由此可知,叶片形态结构中叶面积、叶片厚度、角质层及叶肉组织(栅栏组织)随环境变化的可塑性较大。     

青藏高原不同海拔3种菊科植物叶片结构变化及其生态适应性

采用常规石蜡制片技术和显微观察方法,对分布于青藏高原祁连山东部山地冷龙岭3600—4400 m不同海拔高度的蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand-Mazz)、火绒草(Leontopodium leontopodioides(Willd.)Beauv)和美丽风毛菊(Saussurea superba Anthony)的叶片形态解剖结构进行了研究,并探讨了其对海拔高度的响应及生态适应性。结果表明:随海拔高度的升高,3种植物气孔器外拱盖内缘、角质层纹饰、气孔与表皮细胞的位置关系以及上、下表皮气孔器内缘呈现不同的变化趋势;火绒草上、下表皮气孔密度随海拔升高而增加,而蒲公英和美丽风毛菊的气孔密度则降低;3种植物上、下表皮气孔指数随海拔高度的增加均未出现规律性变化;3种植物叶片厚度、上下表皮厚度、上下角质层厚度、栅栏细胞系数均随海拔升高而增加;解剖学指标之间大多呈明显的协同进化;叶片结构,尤其是气孔密度对海拔高度变化表现出较大的可塑性。研究表明3种植物采取不同的响应机制来适应海拔高度的变化,植物对高原环境变化的适应具有多样性。     

罗汉松雌雄株叶形态结构的比较研究

该研究以雌雄异株植物罗汉松(Podocarpus macrophyllus)成熟叶为研究材料,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察比较罗汉松雌、雄植株叶在形态、显微结构和超显微结构的差异,以明确罗汉松雌、雄株在进化过程中叶对环境功能的适应性。结果显示:(1)罗汉松雌株的叶片大于雄株,且两者的叶长、叶宽和叶柄长差异极显著,而叶柄厚、叶面积、叶体积、叶质量、比叶重(SLW)、面积与体积之比(A/V)等性状无显著差异。(2)雌株叶片的气孔相对较大,密度较高,且雌株气孔宽度极显著大于雄株;雌株叶片的上表皮长细胞宽度和下表皮短细胞宽度均显著大于雄株,但雌株叶片的上表皮长细胞和短细胞的长度则显著小于雄株。(3)罗汉松雌株叶片的栅栏组织厚度、海绵组织厚度、传输组织长度和宽度、上下角质层厚度、维管束厚度、叶片紧密度(CTR)及疏松度(SR)均极显著大于雄株,而雌株的下表皮厚度极显著小于雄株,但雌雄株叶片的上表皮细胞厚度和栅海比差异不显著;雌株叶片的栅栏组织细胞、叶绿体和线粒体均较雄株的长而细,且雌株的线粒体宽度极显著小于雄株。(4)罗汉松雌株叶片上表皮蜡质饰纹、下表皮角质层纹饰、气孔外拱盖纹饰及内缘类型等4个微形态特征与雄株差异明显。(5)叶表皮蜡质层能谱分析表明,罗汉松雌株叶片含有9种元素,而雄株叶片仅有8种(缺少K元素);且雌株的Si元素含量高于雄株,而雄株的C、O、Na、Mg、Al、Ca和Au元素含量均高于雌株。研究表明,罗汉松雌、雄植株之间存在明显的第二性征,雌株叶片结构有助于提高光合等性能以满足生殖需求;罗汉松雌、雄株叶形态结构的差异是其长期进化形成的有利于物种繁衍的适应策略。     

弄拉典型峰丛岩溶区青冈栎叶片形态特征及对环境的适应

选取广西弄拉典型峰丛洼地生态系统中不同地貌类型的青冈栎 (Cyclobalanopsisglauca)叶片进行形态解剖特征比较分析 ,结果表明 :( 1 )峰丛洼地生态系统中不同地貌青冈栎叶片形态解剖特征差异显著。山顶青冈栎叶片部分表皮结构 (角质膜、表皮毛、表皮细胞、气孔 )趋向旱化。山顶青冈栎下表皮毛比山腰青冈栎的浓密且长。两者叶片的厚度和宽度、上表皮细胞个数、气孔指数、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度存在着显著性差异 ;位于山顶的青冈栎受到水分的胁迫 ,在形态解剖上呈现出中生偏旱的结构。 ( 2 )青冈栎的各种形态解剖指标说明在岩溶区青冈栎的抗旱性主要是通过抵御干旱来适应水分的胁迫 ,并主要取决于减少蒸腾失水和维持水分吸收能力两个方面     

玉龙雪山不同海拔草血竭叶片形态与解剖结构的比较研究

采用常规石蜡制片技术和显微观察方法,对生长于滇西北玉龙雪山3 000~4 600m之间9个不同海拔高度的草血竭(Polygonum paleaceum)叶片表型及解剖结构进行比较研究,其目的是揭示该植物对不同海拔环境条件的响应特征,进而探讨植物对全球气候变化的生态适应性。结果显示:(1)草血竭叶片长度、宽度、长宽比均与海拔呈显著负相关关系,其降幅分别达84.64%、74.87%和37.50%。(2)草血竭叶片为异面叶,由表皮、叶肉、叶脉三部分组成;表皮细胞单层,角质层厚;叶肉的栅栏组织具2层或3层细胞;叶脉中的维管束呈1圈不连续的环状排列。(3)叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、主脉厚度、以及主脉中维管束的长度和宽度均与海拔呈显著正相关关系,增幅分别达38.32%、47.30%、47.39%、156.46%、173.51%及337.42%;上表皮厚度、下表皮厚度、叶片紧密度、叶片疏松度、栅海比以及维管束的个数与海拔梯度之间的相关性则均不显著。研究表明,随着海拔升高,草血竭叶片形态结构的改变主要是有利于植物降低蒸腾,增强储水性和提高光合效率。     

淮北相山恢复演替群落优势树种叶片的生态解剖

对淮北相山混交林5个优势种叶片的生态解剖学观察表明,其叶片结构具有一定的旱生特征:表皮具发达的表皮毛或角质层,全栅等面叶或具发达的栅栏组织,维管组织发达。牡荆(Vitex negundo var. cannabifolia)和酸枣(Ziziphus jujuba var. spinosa)作为两个广布优势树种,叶片结构表现出很大的可塑性:1)同一群落环境(混交林)中,叶片结构随着季节的变化表现出发育可塑性(5月初的叶片比9月中旬更具有阳生叶的特点);2)不同恢复演替阶段的群落中,叶片结构随着群落环境的变化表现出环境可塑性,其变化趋势为:灌草丛(旱生/阳生)-灌丛(旱生/阳生)-落叶疏林(中生/阳生)-人工侧柏(Platycladus orientalis)林(中生/阴生)。这种可塑性既是植物适应其异质生境的一种重要机制,同时又是不同群落环境的反映。非参数相关分析表明,牡荆和酸枣的叶片结构受多个生态因子综合影响,其中水分和风速是影响叶片结构的主导因子。叶片的上表皮角质层厚度、气孔器密度、栅栏组织厚度、叶片厚度、木质部厚度、韧皮部厚度、维管束厚度等性状均与土壤含水量和空气相对湿度呈显著负相关,与风速呈显著正相关。