云南铁杉开花结实特性及其与环境因子的关系

以进入生殖阶段的8个天然云南铁杉(Tsuga dumosa)种群为对象, 对开花、结实植株(24个样株)的生长量进行测定, 并采用标准枝法对不同树冠层次与方位的开花及结实数量进行调查, 研究了开花结实规律和对其有主要影响的环境因子。结果表明: 云南铁杉雌、雄球花比为1:2, 雌球花转化为果实的数量仅占28%, 胸径为7 cm (树龄约25年)的植株最早进入开花结实阶段, 胸径为25-30 cm的植株开花结实量最高, 胸径为89 cm (树龄约200年)的植株开花结实最晚; 树冠不同层次与方位上开花结实数量有着明显的差异; 相关性分析得出植株胸径与开花结实量极显著相关(p < 0.01)、与冠幅显著相关, 生境中林分郁闭度与开花结实量、株高、胸径之间均呈负相关关系, 其中与结实量的相关性达显著水平; 主成分分析得出植株开花及结实主要受到温度因子、水分因子、光照因子协同作用的影响。云南铁杉雌雄球花的比例偏雄性、结实周期长、结实方式不经济、灾害性天气的影响是造成该种群逐渐走向濒危的主要原因。因此, 采用人工促进天然更新、建立母树林和种子园以提高种子的质量, 对云南铁杉种群的恢复和保护具有重要意义。     

兴安落叶松的结实及其与短枝年龄结构的关系

继1989年以后,1991年大兴安岭林区兴安落叶松又出现一次结实,结实率平均为63.8％,且结实的林木多出现在过火的林地上。胸径28cm以上的林木结实率可达到80％以上,而且结实量多的林木绝大部分(85％以上)是树冠稀疏的。球果多集中于树冠的中部。短枝年龄结构格局对结实具有重要影响。短枝的数量以1、2年生最多,但结实的短枝主要属于3—7年生的短枝,一次种子丰收年,需要消耗大量的短枝数量,花芽中大部分为雄花,直接用于形成球果的雌花,一般尚不足20％。开花结实成熟年龄短枝的存蓄率愈高,其结实的潜力也愈大,出现种子年的可能性也愈大。     

濒危植物银杉的结实特性及动物对果实的危害性

银杉结实量的年际波动很大,具有明显的大小年之分,一般在２～３个小年之后为１～２个大年。银杉母株的结实量在不同的母树间差别很大,平均单株的球果数仅为６６个。球果结实量在树冠南北侧有差异,南侧球果数占球果总数的６０％;球果结实量的垂直分异明显,树冠中、上部的球果数占总量的９０％以上。松鼠对树上尚未完全成熟的银杉果实的取食危害是长期性的,对银杉种子种群造成严重破坏。以１９９５年为例,被啃食的球果数占球果总数的比重可达１５％左右。试验表明,土壤种子库中地表的银杉种子几乎全部被动物取食,种子埋藏深度增加有利于逃避动物的取食。     

磷肥对不同结实能力马尾松无性系雌球花量及针叶氮磷营养的影响

为实现马尾松无性系种子园精准施肥和丰产经营,用不同结实能力无性系作为材料,设置每株0、400、800和1600 g 4个磷肥水平(分别记为P₀、P₄、P₈和P₁₆),分别在花原基形成前和球果采摘后施肥,研究磷肥对马尾松无性系雌球花量的影响,以及花原基形成期和球花分化前期不同高度的针叶N、P含量的变化。结果表明: 与P₀处理相比,P₈和P₁₆处理显著提高马尾松无性系雌球花量,2018年增幅分别为67.4%和61.2%,2019年增幅分别为28.9%和14.1%。雌球花量与针叶N含量和N/P呈显著负相关,与P含量呈显著正相关。不同结实能力无性系针叶N、P含量对P肥的响应存在差异。花原基形成期,结实能力弱的无性系N含量高,N/P值在11.5～12.5;结实能力强的无性系P含量高,N/P值在9.5～10.5,且在此时期大多数无性系在P₈处理下P含量最高,N/P最低。球花分化前期,两种无性系N/P值分别在15.3～17.0和13.2～15.1。无性系上部针叶P含量显著高于中部和下部,而N/P显著低于中部和下部。综上,每株施800 g磷肥可提高不同结实能力无性系花原基形成期针叶P含量,降低N/P,有利于雌球花的形成,对提高无性系种子园产量具有促进作用。     

红松人工林树冠大小与果实产量关系的研究

以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场红松人工林为研究对象,基于12块样地70株枝解析数据及21块固定样地2008~2010年的结实量数据,利用异速生长方程建立立木树冠体积和表面积预估模型,同时对树冠大小与欠年、平年、丰年的红松结实量进行了相关分析。结果表明:树冠体积和表面积与冠长、胸径、冠幅和树高均显著相关,其中与胸径相关系数最大,与树高相关系数最小。本文所建立的模型确定系数R2都在0.55以上,预测精度大多数在85%以上。利用所建立的树冠体积与表面积模型,我们分析了其对结实量的影响。结果显示,红松人工林结实量与其树冠体积大小以及与树冠表面积大小呈线性关系,其中,结实丰年的结实量与树冠体积以及与树冠表面的线性关系最明显(r=0.726 7-0.733 8),平年次之(r=0.688 8-0.667 5),欠年最差(r<0.5)。总的来说,本文所建立的红松人工林立木树冠体积和表面积单变量和多变量模型能对红松立木树冠大小进行很好的估计,为进一步研究红松人工林结实规律及果材兼用林优化经营提供基础。     

李肖叶甲成虫数量及三维空间格局动态

对合肥地区李肖叶甲成虫数量动态及三维空间格局进行研究,结果表明该成虫5月下旬初见,6月4日至7月16日为发生高峰期,9月上旬仍有零星虫口。6月4日至9月10日种群增长模型为y=1692.2258e-0.0545t,6月4日至8月27日树冠上部部位增长模型为y=205.60e-0.0523t,树冠西部部位的增长模型为y=257.13e-0.0505t。样地中的李肖叶甲5月21日至8月13日半变异函数方程是y=0.0709x3-10.479x2+391.67x-300.71、y=-0.0122x3+1.1201x2-19.781x+317.84、y=-0.0013x3+0.1613x2-4.4862x+67.363、y=-0.0016x3+0.9177x2-11.495x+551.94、y=-0.0029x3+0.3034x2-7.5906x+103.37和y=-0.0002x3+0.0172x2-0.4975x+13.691,变程在20.3938—65.0289之间,均为聚集格局,聚集强度指标表明也均为聚集格局;树冠东、西、南、北方位的水平分布5月21日至8月13日的C值均大于1,I值均大于0,CA值均大于0,Iw值均大于1,为聚集格局;树冠上、中、下方位的垂直分布6月4日至8月13日的C值均大于1,I值均大于0,CA值均大于0,Iw值均大于1,为聚集格局;5月21日至8月13日的树冠东、南、西、北、上、中、下部位的C值均大于1,I值均大于0,CA值均大于0,Iw值均大于1,三维分布均为聚集格局。用Iwao公式计算的结果与聚集强度指标分析的结果一致。6月4日—8月13日林间李肖叶甲的种群聚集均数λ值均大于2,聚集是李肖叶甲本身的行为所致。     

山西文峪河上游河岸林群落稳定性评价

稳定性是植物群落结构与功能的综合特征。该文运用模糊综合评判理论评价了山西文峪河上游13种河岸林群落的稳定性。基于群落整体稳定性和结构稳定性的考虑, 选取乔木层优势树种更新潜力、物种多样性、Godron指数、立地质量和保护程度等5项特征指标, 通过计算各群落5项指标隶属度的平均值来评价群落稳定性。研究结果表明, 多数群落的稳定性隶属度介于0.40-0.60, 属于低山森林演替系列的青杨辽东栎(Populus cathayana + Quercus wutaishanica)混交林和油松白桦(Pinus tabulaeformis + Betula platyphylla)混交林的稳定性居中; 中高山森林演替系列中, 群落稳定性随着演替的进展而增加, 青杨(Populus cathayana)林结构简单, 稳定性最低, 青杄(Picea wilsonii)林接近演替顶极, 稳定性最高; 但并非只有近演替顶极的群落是稳定的, 客观存在的各种林冠干扰和河岸生境的高度异质性也使得白杄杨桦(Picea meyeri + Populus cathayana + Betula platyphylla)混交林、落叶松白杄(Larix principis-rupprechtii + Picea meyeri)混交林和落叶松青杄(Larix principis- rupprechtii + Picea wilsonii)混交林有较高的稳定性。     

纵坑切梢小蠹蛀梢期空间分布

在昆明地区,纵坑切梢小蠹(Tomicus piniperda)成虫蛀梢多集中在蛀干木附近。 种群密度以蛀干木为中心向周围呈指数递减,散布半径约30m。在蛀梢过程中,该种群逐渐向新区扩张。在树冠内,纵坑切梢小蠹主要分布在4-10轮枝上。第7轮枝虫口百分率最高。6-7轮枝受害率最大。 树冠上层受害较其下层严重。从树冠水平层次考察,树冠外层虫量相对集中,约为树冠中、内层虫量之和。 树冠内层虫量最少。纵坑切梢小蠹在树冠内的种群分布系由梢径、种群密度、蛀梢行为、降落方式、光照等因素综合影响的结果。     

吉林老白山鱼鳞云杉树轮蓝光强度和轮宽指数与气候响应关系随海拔变化的对比

树轮数据是晚全新世古气候研究中最重要的代用指标。树轮参数各具优缺点, 蓝光强度(BI)是一种获取成本低廉的最大晚材密度(MXD)的光学替代参数, 其蓝色光反射率或强度最小值(256-BI)与相应的MXD值高度相关, 被很多的学者认为是树轮气候学研究中一个具有重要潜能的新兴参数。该研究以吉林老白山3个海拔(900、1 200和1 500 m)的鱼鳞云杉(Picea jezoensis)为例, 分析鱼鳞云杉的BI及轮宽指数(RWI)与气候因子的响应差异, 以期为BI参数在树轮气候学的进一步应用提供参考。结果表明: 不同海拔鱼鳞云杉BI或RWI对气候的响应趋势基本一致。BI与温度主要呈正相关关系, 而RWI与温度主要呈负相关关系, 其中BI与当年夏季及生长季最高温度显著正相关, 而RWI (低、中海拔)与全年平均气温、当年生长季和全年最低温度显著负相关。BI与当年夏季标准化降水蒸散指数(SPEI)显著负相关, RWI与夏季SPEI负相关关系较弱或为正相关; BI和RWI几乎相反的生长-气候关系可能是早、晚材权衡关系的体现。研究区域鱼鳞云杉的BI参数可能与年轮宽度记录不同的气候信号, 在空间尺度上对于当年夏季降水、最高温度以及SPEI的响应好于传统宽度指标。BI与主要气候因子相关关系的时间稳定性好于RWI, 因此, BI在树轮气候学的研究中具有一定的应用潜能。     

植株大小、枝龄和环境共同驱动红松枝性状的变异

许多枝性状的变异受植株大小、枝龄或环境的影响, 但少有研究同时评估这些因素对枝性状种内变异的重要性。该研究以红松(Pinus koraiensis)为研究对象, 通过测定69株胸径(DBH) 0.3-100.0 cm范围内植株不同年龄枝的形态性状、化学性状和解剖性状, 探讨植株大小(DBH或树高)、枝龄与环境因素(光照强度、土壤养分及土壤含水率)对枝性状的影响。结果表明: (1) DBH与树高对枝性状的影响存在差异: 木质密度(WD)、木质部面积占比(R_XA)、韧皮部面积占比(R_PHA)及髓面积占比(R_PA)对DBH更敏感, 而树脂道总面积占比(R_RC)和枝氮含量(WN)受树高影响更大; (2)枝龄是导致红松枝性状种内变异的最主要因素, 植株大小次之, 而环境因素的影响最小; (3) WD、R_PHA与DBH显著正相关, R_PA与DBH显著负相关, R_RC、WN与树高显著正相关; 除WN外, 其余枝性状与枝龄均显著相关, 且随着树木生长, R_RC随枝龄增大而减小的速率加剧, 相反, R_PA随枝龄增大而减小的速率减缓。研究结果有助于了解局域尺度上枝性状种内变异的影响因素以及枝条应对环境变异的适应机制。     

大丽轮枝菌VdSCH9基因的功能研究

大丽轮枝菌是一种土传性植物病原真菌,可侵染多种植物并引发黄萎病。目前,人们关于大丽轮枝菌的侵染和致病机制的了解还很不深入。本文通过敲除大丽轮枝菌编码丝氨酸/苏氨酸的蛋白激酶基因VdSCH9,阐明了其在大丽轮枝菌生长发育及致病过程中的作用。SCH9基因在酵母中的表达与cAMP-PKA途径和TOR信号通路相关,对酵母的生长、压力响应和寿命等有重要作用。大丽轮枝菌VdSCH9敲除突变体的生长速率显著下降,菌落边缘菌丝更为稀疏,菌丝分枝减少,对棉花植株为害的平均病情指数为56.6,显著低于野生型和互补突变体的平均病情指数90.5和82.8,对茄子植株为害的平均病情指数为65.9,也显著低于野生型和互补突变体的平均病情指数91.1和89.8。另外,敲除突变体对于高渗透压、氧化还原压力、细胞膜和细胞壁完整性等压力条件的敏感性增强。因此,VdSCH9对于大丽轮枝菌的生长、压力响应及致病力均有重要作用。     

风雨强度指数及其在棉铃虫种群数量变动分析中的应用

长期以来,风雨强度仅是个模糊概念。作者通过棉铃虫自然种群生命表的研究实践,认识到风雨的冲刮作用实质为两因子的迭加效应。提出了风雨强度的数学表示式I=RW,并应用于棉铃虫种群数量变动分析与预测预报中,得出风雨强度(x)与其所致的消亡率(y)的关系式为:二代卵y′=-2.0996+0.3704x,三代卵y′=-1.044+0.354x,四代卵y′=-2.6252+0.4506x,二代一龄虫y′=-0.5816+0.1996x,三代一龄虫y′=-0.0486+0.1329x,四代一龄虫y′=-0.2025+0.184x。     

云杉雌球花与枝条同源的直观材料

在中学高中生物学教学中,因学生的“植物学”知识欠缺,理解雌球花与枝条同源等概念非常困难。笔者在指导学生研究性学习的备课过程中,发现了罕见的云杉雌球花发育逆转和大孢子叶的多态现象,遂采集了标本,用数码相机拍了照片,并作了进一步的探究,深感是直观教学的良好资料,愿与同行分享。1我校学生对校园云杉的认识云杉(Picea asperata)属裸子植物(Gymnospermae)、球果纲(Coniferopsida)、松科(Pinaceae)、云杉属(Picea),是我校校园绿化的优势树种,所以也是历届学生植物学研究性学习的必选“材料”。根据以往学生的调查记录:我校园内云杉4月中下旬开花,雌球花呈穗状,紫红色,多生于树冠中上部主、侧枝端,较雄球花迟1周     

松树内含物与松墨天牛种群数量的关系

对不同林分松墨天牛种群密度进行解剖调查,黑松为32.63头/株,马尾松为16.69头/株,湿地松为12.44头/株,黑松与湿地松之间差异显著;对黑松、马尾松、湿地松枝条及韧皮部中蛋白质、可溶性糖、水分、N、P、K、S、Cl、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn、16种游离氨基酸和16种水解氨基酸进行测定,并与黑松、马尾松、湿地松上的松墨天牛种群数量(y)之间关系进行数学分析。蛋白质(x1)、可溶性糖(x2)与y的关系为y=-44.07-1.5601x1+6.9355x2,复相关系数为0.8374*;游离氨基酸与y的关系为y=63.24-1.1775x5-0.0680x11+0.1665x12-0.1257x15,复相关系数为0.9999**。x5为甘氨酸、x11为酪氨酸、x12为苯丙氨酸、x15为脯氨酸;水解氨基酸与y的关系为y=37.59-0.1146x10-0.5741x11+0.0112x15+0.1468x16,复相关系数R为0.9955**,x11为酪氨酸、x15为脯氨酸、x16为精氨酸、x10为亮氨酸;矿质元素与y的关系为y=-67.94+409.4696x3+37.4746x6-1004.4480x7+4.2958x8,复相关系数R为0.9826*,x3为K、x6为Ca、x7为Mg、x8为Cu。综合分析14种入选的内含物与y的关系为y=19.94+0.0114x2+0.0457x4-0.5317x5+62.5214x9,复相关系数R为0.9966**,x2为水解酪氨酸、x4为水解脯氨酸、x5为游离酪氨酸、x9为K,综合分析表明水解和游离的酪氨酸、水解脯氨酸和K的含量对松墨天牛种群有重要影响。     

VdToxD1和VdToxD3调控大丽轮枝菌微菌核的萌发

大丽轮枝菌Verticillium dahliae是一种土传性植物病原真菌,可侵染660多种植物,引发黄萎病。微菌核是大丽轮枝菌在侵染后期形成的特殊休眠结构,可在土壤中存活14年,是黄萎病的主要初侵染来源。本研究在前期大丽轮枝菌萌发与休眠微菌核转录组分析的基础上,选择微菌核休眠状态高表达的VdToxD1和VdToxD3基因进行功能研究。结果发现,VdToxD1和VdToxD3敲除突变体菌株的微菌核萌发率分别为87.3%和86.0%,显著高于野生型菌株的64.0%;负调控微菌核萌发的转录因子VdCrz1与VdToxD1上游的-937 bp到-349 bp中的特定基序结合,与VdToxD3上游的-752 bp到-496 bp中的特定基序结合,结合位点均位于2个基因的启动子区。     

间伐强度对黄桥林区辽东栎林结实规律的影响

为了阐明抚育间伐强度对辽东栎林结实规律的影响,以黄土高原南部黄龙山和桥山林区辽东栎中龄林为研究对象,对不同间伐强度(对照、10%、20%、30%)近自然经营抚育间伐5年后的林分密度与结实母树比例、平均单株结实与单位面积林分总结实量、种子在树冠上空间分布特征及种子特征等进行调查分析.结果表明: 辽东栎林结实母树的比例、平均单株结实量及发育种子比例均随着间伐强度的增大而增大,表现为30%>20%>10%>对照;而单位面积林分总结实量在20%强度间伐时达到最大,表现为20%>30%>对照>10%.从辽东栎种子在树冠上的空间分布来看,73.6%的种子集中分布于树冠上层,26.4%分布于下层.树冠阳面结实量占总结实量的65.8%,树冠阴面仅占34.2%,间伐强度对树冠下层、阴面结实量的提升幅度分别大于树冠上层和阳面.辽东栎种子的长径、短径及千粒重均随间伐强度的增大而增大,在30%间伐强度时达到最大.10%强度间伐对辽东栎林结实影响不显著,间伐强度达到20%时,才能显著提高辽东栎种子的数量和品质,继续提高间伐强度到30%时,并不能有效提高其结实,而其林分总结实量却下降.建议在对该林区进行抚育间伐时,应选择20%的间伐强度(保留郁闭度0.7),可有效提高辽东栎种群的结实量和品质.     

祁连山区青海云杉林冠层叶面积指数的反演方法

叶面积指数(Leaf area index, LAI)是陆地生态系统的一个十分重要的结构参数。随着空间精细化模型的发展和基于过程的分布式模拟技术的应用, 对LAI的区域估算显得越来越重要, 但目前尚缺乏有效的估算手段。该项研究以青海云杉(Picea crassifolia)林为研究对象, 利用LAI-2000冠层分析仪、鱼眼镜头法和经验公式法对林冠层LAI进行了测定, 观测值分别为1.03~3.70、0.48~2.26和2.27~8.20, 显然, 仪器测定值偏低。针对针叶的集聚效应导致仪器测定值偏低的现象, 利用跟踪辐射与冠层结构测量仪(TRAC)测定的青海云杉林聚集系数计算调整系数, 对鱼眼镜头法获取的LAI值进行订正。根据高分辨率的遥感数据反演青海云杉林的植被指数与LAI的关系, 最后获得了较合理的该地区林冠层LAI的空间分布图。     

水松——我国特有的孑遗植物之一

水松(Glyptostrobus pensilis),杉科,水松属。落叶乔木,高10-25米,树干基部常膨大,枝条有多年生和一年生两种。叶在枝上作螺旋形排列,有三种叶形:生在幼树一年生枝或大树萌生枝上的,呈线状、扁平、镰刀形,在冬季与小枝同时脱落;生在多年生或当年生主枝上的为鳞片形,不脱落;生在大树一年生短枝上的是针形,冬季与短枝同时脱落。雌雄同株。球花单生在有鳞片叶的枝条顶端,隔年结果。球果木质,倒卵形,果鳞覆瓦状排列。种子有翅(见右图)。在白垩纪和新生代时,水松曾遍布北半球,经第四纪冰川袭击,大部分灭绝,仅在我国东南沿海幸存,成为我国特有的孑遗植物之一。主要分布在珠江三角洲及     

红松半同胞家系遗传变异分析及果材兼用优良家系选择

以临江林业局闹枝林场内48个红松半同胞家系为材料,连续3年对其生长性状进行测定分析。方差分析结果表明不同家系间各性状差异均达极显著水平（P<0.01）;家系间各指标表型变异系数变化范围为2.74%~51.39%;半同胞家系间各性状遗传力均超过0.97;48个半同胞家系树高、胸径和单株球果数量的一般配合力变化范围为（-1.82~1.70）、（-7.91~9.99）和（-14.85~15.15）;不同树龄树高间、胸径间的相关系数达极显著水平（0.993 < r < 0.999,0.995 < r < 0.998）;分别利用生长性状和结实性状对家系进行综合评价,以10%的入选率,初步选出5个生长性状优良的家系,入选家系树高和胸径平均值分别为8.02 m和21.95 cm,遗传增益分别为7.63%和46.29%。初步选出5个结实性状优良的家系,球果数量和千粒重平均值分别为30.26个和736.20 g,遗传增益分别为86.49%和1.46%。本研究中评价选出的优良家系可为红松良种登记提供材料,选择方法为其它果材兼用树种良种选育提供理论基础。     

祁连山排露沟流域青海云杉种群种内竞争与促进作用分析

探索种群的空间分布格局及其相互作用有助于阐释种群结构构建过程和空间分布维持机制中的潜在驱动因素, 进而为森林生态系统内不同种群的配置、经营与管理提供指导, 也为当地生态环境保护和区域资源开发提供科学依据。该研究以青海云杉(Picea crassifolia)为研究对象, 在祁连山排露沟流域设置3个面积为1 hm²的重复样地, 对样地内所有胸径≥1 cm的树木个体进行测量记录。采用成对相关函数(单变量成对相关函数g(r)和双变量成对相关函数g₁₂(r))和标记相关函数(标记相关函数K_mm(r)、标记变异函数γ_m(r)和Schlather’s I_m(r)函数)等点格局分析方法分析青海云杉种群的空间格局及种内相互作用。发现: (1)青海云杉种群径级分布连续, 整体呈倒“J”形结构。(2)青海云杉整体及幼树、小树呈现出小尺度上的聚集分布, 随空间尺度的增大逐渐趋于随机分布, 中树在整个观察尺度内均为随机分布模式, 大树则表现为小尺度上的均匀分布和大尺度上的随机分布。(3)青海云杉大树在小尺度范围内与其他径级个体均呈现出负关联, 在中尺度上呈现出正关联, 中树与小树、小树与幼树在小中尺度上表现为显著的正相关关系且随着空间尺度的增大逐渐转变为不相关。(4)青海云杉个体属性(胸径、树高、树冠面积)间在小中尺度上呈现出高度的相关性、强烈的抑制作用和显著的对称性竞争。