木论喀斯特常绿落叶阔叶林木本植物萌生特征

萌生更新是植物进行自我更新的重要方式之一。为了阐明喀斯特常绿落叶阔叶林植物的萌生特征,基于木论25 hm²动态监测样地的调查数据,分析了木本植物萌生更新数量特征、不同生活型植物萌生能力的差异、萌生能力与地形因子和萌生能力与物种多样性的关系。研究结果表明：样地具有萌生现象的木本植物共有197种,隶属59个科137个属,分别占样地植物科属种的86.8%、93.7%、91.3%。萌生现象在样地内各物种中普遍存在,滇丁香、长管越南茜、火棘、香叶树等物种的萌生能力较强。不同生活型的植物的萌生能力存在显著差异,常绿树种的萌生能力显著高于落叶树种（P<0.001）。萌生物种丰富度比例及萌生物种个体比例都与群落物种多样性呈显著正相关。萌生能力与土层厚度呈显著负相关,与凹凸度呈显著正相关,此外萌生物种丰富度比例还与海拔呈正相关关系,而萌生物种个体比例与岩石出露率和土壤坡度呈正相关关系。由此可见,作为喀斯特森林群落更新中一种占优势的更新方式,萌生更新在一定程度上能够增加群落物种多样性,萌生能力与地形因子存在一定关联。     

滇石林喀斯特植物群落不同演替阶段的溶痕生境中木本植物的更新特征

喀斯特生境与生物多样性的关系及其对人为干扰的响应是喀斯特地区生态恢复的重要内容。该文以云南石林为例对此进行研究。根据喀斯特溶痕与土壤、植物生长发育关系把石林的溶痕生境划分为溶蚀廊道、溶槽、裂隙溶沟、溶坑和溶蚀石堆等5种。依据石林的现有植被与演替特征,选择了原生林、次生林、灌丛、灌草丛和石漠化草丛5种群落进行调查。在每一个样地中设置10个10m×10m的样方,采用记名计数样方法分片调查溶痕生境中的木本植物,并区分更新层的萌生苗与实生苗;采用Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Simpson指数、Margalef指数进行生物多样性计算。调查结果显示:(1)溶痕生境的长度、宽度变化较大。溶痕生境结构比例随群落演替而变化,其原因可能在于所处演替阶段和干扰程度的差异;(2)在各种溶痕生境中,随着群落的退化,实生更新物种数与实生株数大致表现为递减,在严重退化阶段部分溶痕生境中没有实生苗的分布,而萌生更新的物种数则以灌丛为峰值向两极减少,个体数变化较大。计算结果显示:在各类溶痕生境(溶蚀石堆除外)中,实生苗的多样性、丰富度、均匀度大致呈现随群落的退化而降低,优势度增加;萌生苗多样性、均匀度、丰富度除溶蚀廊道递减的趋势明显外,其他类型变化较大。不同演替阶段植物更新策略不同。在喀斯特森林生态系统中,随着群落的退化,植物更新逐步趋向于营养繁殖,其部分原因在于特殊的溶痕生境(除溶蚀廊道)能保存一些植物残体,而这些残体在反复的干扰下不断萌出茎干(采用营养繁殖)以实现物种的持续生态位,萌生茎干的成熟为生物多样性维持与生态恢复提供繁殖体来源。     

种子更新与萌蘖更新蒙古栎一年生幼苗生长特性的比较

通过比较辽东山区一年生蒙古栎实生幼苗和萌生幼苗的生长指标,探讨不同更新方式(种子更新与萌蘖更新)下1年生蒙古栎幼苗维持生长的形态和养分分配特征的差异。结果表明:1年生蒙古栎幼苗各器官的生物量在实生幼苗和萌生幼苗之间存在显著差异,主要表现为萌生幼苗叶重和茎重和茎质比均显著大于实生幼苗,实生幼苗的叶质比、光合组织/非光合组织大于萌生幼苗(P0.05);萌生幼苗生长性状表现出茎矮而粗的特征,实生幼苗表现出茎高而细、根系粗而长的特征;比叶面积、叶片氮含量、叶片δ13C含量在两种更新起源的幼苗之间无显著差异;萌生幼苗茎、叶和单株含水量均大于实生幼苗(P0.05);幼苗各器官结构性碳和非结构性碳含量在不同更新方式之间无显著差异,但萌生幼苗叶片、茎可溶性糖含量显著小于实生幼苗,萌生幼苗的叶片淀粉库显著大于实生幼苗(P0.05);可见,两种更新方式的蒙古栎幼苗通过不同的生长策略适应环境:萌生幼苗依赖于母体供应的养分和水分维持生长,同时将自身光合作用积累的淀粉储存于叶片中;实生幼苗主要依靠茎的高生长、增加光合组织生物量以便最大限度地利用光资源,同时通过在叶片和茎内储存更多的可溶性糖含量维持自身生长。     

啮齿动物对米心水青冈种子命运的影响

有性生殖(实生更新)和无性生殖(萌生更新)是植物繁殖的两种关键方式。自然界中,个别物种同时具备两种更新方式,米心水青冈(Fagus engleriana Seem.)就是典型的物种。已有研究表明萌生更新在米心水青冈种群生活史中普遍存在,可使其占据原有生态位(生态位占据假说),但对米心水青冈实生更新的研究却未见报道。为了探索啮齿动物对米心水青冈实生更新的作用机制,笔者在神农架米心水青冈林中通过坚果摆放实验,研究啮齿动物对米心水青冈坚果传播机制的影响。结果显示,鼠类对坚果的原地捕食率高达81.22%;坚果被扩散率低,仅18.56%;坚果在原地平均留存时间为(5.25±5.95)d;坚果扩散距离为(2.63±1.60)m。研究发现,米心水青冈坚果被啮齿动物捕食率极高,贮藏率极低,且坚果被传播距离在同属植物中较小,不利于该物种更新繁殖。萌生更新在很大程度上弥补了米心水青冈实生更新繁殖方式的不足。本研究结果有助于对水青冈属植物繁殖策略的理解。     

钱江源国家公园古田山常绿阔叶林木本植物的萌生更新特征

萌生更新是木本植物在原位进行更新的有效手段,使群落具有较强的恢复力。但以往研究侧重于实生更新,森林中木本植物的萌生更新特征及其在森林群落中的地位仍未得到足够理解。基于钱江源国家公园古田山国家级自然保护区内5 hm2亚热带常绿阔叶林样地的群落数据,分析木本植物萌生更新的数量特征,同时对不同分类单元、不同功能类群的萌生能力等进行比较。结果表明:(1)样地内64%的物种、20%的实生个体已经发生萌生更新现象,且萌生茎的数量占样地总个体数量的24%;(2)物种水平与科水平上,萌生能力均表现为显著差异(F=13.11,P0.001;F=27.45,P0.001)。腺蜡瓣花、柳叶蜡梅、宜昌荚蒾、窄基红褐柃、美丽马醉木等物种的萌生能力较强,蜡梅科、忍冬科、木兰科、壳斗科等类群的萌生能力较强;(3)不同垂直结构层次(林冠层、亚乔木层、灌木层)的萌生能力差异显著(F=117.5,P0.001),灌木层物种的萌生能力是林冠层与亚乔木层的1倍左右。不同生活型(常绿组分与落叶组分)的萌生能力差异显著,常绿类群的萌生能力显著高于落叶类群(P0.001)。萌生更新在亚热带常绿阔叶林中具有重要地位,可能是物种多样性维持、群落更新与演替的机制之一。灌木物种与常绿物种有着较强的萌生能力,暗示着萌生可能是植物适应荫蔽环境的生态策略之一。     

北京山区辽东栎林的径级结构、种群起源及生态学意义

 北京山区的辽东栎(Quercus wutaishanica)林径级结构的调查分析结果表明,辽东栎林是稳定性的群落类型,其更新主要通过萌生来完成。能够与辽东栎长期共存的伴生种有色木(Acer mono)、大果榆(Ulmus macrocarpa)、大叶白蜡(Fraxinus rhynchophylla)等。萌生在辽东栎种群中十分普遍,除辽东栎伐桩、枯木和大树根际有较多的萌生茎干外,多年生实生苗也有萌生现象发生。辽东栎林的更新在辽东栎总体种群的幼树阶段(径级2)存在着明显的瓶颈现象,但萌生特性使辽东栎林在更新时或受到干扰后形成较大的萌生种群,使辽东栎的大幼树能够得到迅速的补充,顺利地通过瓶颈进行更新,保持群落的相对稳定。一定数量的辽东栎实生种群的存在对于维持辽东栎的遗传多样性、种群整体活力和群落的稳定,提高辽东栎种群对环境变化的反应能力等方面有着十分重要的生态学意义。     

东灵山地区辽东栎幼苗的建立和空间分布

 研究树木实生苗的建立对森林生态系统的保育和恢复具有重要意义,在北京东灵山地区调查了辽东栎(Quercus liaotungensis)实生和萌生幼苗在几种典型的植被类型中的空间分布以及辽东栎一年生实生幼苗在1个林窗梯度上的建立。选择几种典型的植被类型,研究辽东栎实生幼苗和萌生幼苗在森林中的空间分布。结果显示,在不同植被类型中辽东栎实生和萌生幼苗的密度存在空间差异,实生苗密度随幼苗年龄增大逐渐降低,种群的更新主要依靠萌生苗完成。在1个落叶阔叶林中选择1个林窗,在不同梯度(即林窗中间、林窗和树冠连接处,以及树冠下)上,播种辽东栎坚果,第二年秋季调查实生幼苗的2个生长指标和出苗率。结果显示,林窗对一年生实生幼苗的生长高度有影响。幼苗高度在林窗中比在树冠下大;林窗对辽东栎幼苗最长叶片长度和幼苗的出苗率没有影响。说明辽东栎实生幼苗的良好生长需要阳光比较充足的生境条件。本项研究结果建议,对辽东栎种群的更新,应该适当择伐一些较大个体,使森林形成一些林窗或林中空地,以利于辽东栎实生幼苗的建立,这样才能使辽东栎种群通过实生苗进行更好的自然更新。     

滇西北云南红豆杉群落结构与更新特征

以云南西北部云南红豆杉(Taxus yunnanensis)群落为研究对象,利用在兰坪县、香格里拉县和宁蒗县的野外样地调查数据,分析了云南红豆杉群落物种组成、多样性、结构及云南红豆杉更新特征.结果表明:云南红豆杉群落主要物种包括玉山竹(Yushania niitakayamensis)、云南铁杉(Tsuga dumosa)、云南红豆杉、红桦(Betula albo-sinensis)和云南箭竹(Fargesia yunnanensis).香格里拉县具有较高的科、属、灌木物种丰富度,但乔木、藤本及总物种丰富度在3个地点之间无显著差异.兰坪县和香格里拉县均在较低径级和高度级中具有较高的物种丰富度和个体多度,而宁蒗县则在第Ⅱ径级和第Ⅱ高度级中具有最高的物种丰富度和个体多度.云南红豆杉野生种群实生苗更新困难,但云南红豆杉具有较强的萌生能力,萌生个体多度与实生个体多度比为1.314,萌生方式主要为干基萌生和干萌生;宁蒗县萌生个体最多,但3个地点萌生植株平均胸径和平均高无显著差异.     

湿地中的植物入侵及湿地植物的入侵性

湿地享有“自然之肾”之称,但湿地生态系统正在受到严重的破坏,植物入侵已经成为干扰湿地生态系统的重要因素。同时湿地植物具有高度的入侵性,湿地和植物入侵都是现代生态学的研究热点。本文总结分析了湿地容易受到入侵的6种主要原因,包括湿地生境类型多样,分布广泛;湿地位置与植物扩散路线相关性;干扰;富营养化;湿地的脆弱性;外来种缺少天敌等。归纳了21种全球性主要湿地入侵植物种及其生态习性,并对湿地植物具有高度入侵性的共同特点以及解释湿地入侵现象的5种假说:天敌逃避说、宽耐受性假说、有效利用说、杂种优势说和异株克生说等作了综述分析。     

植物自然更新研究进展

植物自然更新是一个复杂的生态学过程,它对种群的增殖、扩散、延续和群落稳定及演替具有重要的作用,是植被动态研究的热点。目前国内外在这方面的多数研究主要从更新过程中的某一或几个阶段入手,分析各生态因子对更新的影响,或从林窗、火烧、动物等干扰对自然更新影响的角度揭示植被自然更新的机制。本文从植物自然更新方式、干扰对更新的影响及群落的更新等方面进行了总结,并提出了今后该领域的研究建议。     

古田山常绿阔叶林不同演替群落的萌生特征

萌生是植物营养繁殖的重要方式之一, 树木的萌生更新对群落结构的维持、植被的动态和演替具有重要意义。本研究基于古田山常绿阔叶林内处于不同演替阶段的25个30 m × 30 m样方中胸径 ≥ 5 cm的木本植物萌生茎发生情况的调查数据, 应用线性回归模型分析了不同演替群落的萌生特征及其地形解释。结果发现: (1)样地内共有56种木本植物存在萌生现象, 占总物种数的53.8%。(2)群落(样方)水平的萌生能力与海拔显著负相关, 与坡度和坡向的相关性较弱。(3)群落水平的萌生能力与林分年龄显著负相关; 在控制地形因子的影响下, 林分年龄对萌生指标解释量仍然达到20%-30%。萌生个体数和萌生物种丰富度所占比例随林分年龄显著下降, 萌生物种主茎的平均胸径随林分年龄显著增加。研究表明, 古田山常绿阔叶林萌生能力随林分年龄的增大而下降, 可能由演替序列上物种组成的变化(即萌生能力较强物种的多度下降)和群落结构的变化(即大径级个体增多)导致。另外, 萌生能力受到海拔、坡向等地形因素的影响。     

云南中南部季风常绿阔叶林恢复生态系统萌生特征

萌生是大范围干扰后物种维持的重要机制。通过对云南思茅地区皆伐后不同恢复阶段季风常绿阔叶林群落萌生状况的调查,探讨了不同恢复阶段群落物种萌生特征。结果表明:恢复15a群落共有萌生物种36种,而恢复30a群落有24种,老龄林有29种,萌生物种种类及多度所占比例随恢复时间的延长呈减少趋势。灌木科、属及种丰富度及其所占比例在恢复30a群落中最低,而乔木及总物种科、属及种丰富度、Shannon-Wiener指数及Simpson指数在3个不同恢复阶段群落之间均无显著性差异,但乔木及总物种科、属及种丰富度所占比例均为老龄林最低。恢复15a群落与30a群落间萌生相似性最高,而恢复15a群落与老龄林群落间萌生相似性最低。3个不同恢复阶段群落中物种萌生类型主要为根萌生,其次为干基萌生。不同萌生类型萌生物种丰富度及个体多度均为根萌生>干基萌生>干萌生>枝萌生。萌生物种生长特征中,除灌木平均高在恢复30a群落中最低外,乔木平均高及乔木和灌木平均胸径在3个恢复阶段群落中均无显著性差异。而在共有的萌生物种中,杯状栲(Castanopsis calathiformis)、短刺栲(Castanopsis echidnocarpa)和粗壮润楠(Machilus robusta)平均胸径和平均高均是恢复初期(15a)较高,红木荷(Schima wallichii)和山鸡椒(Litsea cubeba)则是在老龄林中较高。     

木本植物萌枝生态学研究进展

综述了萌枝的生物学特征、个体生活史策略、生物地理学特征,以及对种群和群落特征的影响.已有的研究虽然在干扰与萌枝关系、萌枝生活史策略等领域取得了众多成果,但生态学意义远未揭示清楚,尤其是萌枝对种群、群落结构和动态的影响还需要深入探索.我国在重视萌枝生态理论研究的基础上,应加强理论和植被恢复及生态系统管理实践相结合的研究.     

河南白云山温带落叶阔叶林萌生特征及萌生个体空间分布格局

以河南省白云山自然保护区温带落叶阔叶林5 hm~2样地群落为研究对象,分析该样地木本植物的特征,同时利用点分布格局对样地内萌生能力较强的个体进行空间格局分析。结果显示:该样地内共有木本植物91种17 369株;发生萌生现象的有62种2082株,萌生物种占总物种数的68.13%,萌生个体占总个体数的11.99%。样地内所有发生萌生现象的木本植株个体胸径分布符合倒"J"字型,表明萌生现象多发生在植物生长发育的早期。重要值前12位的萌生物种发生萌生现象的植株个体胸径结构大致表现为4种类型,分别为倒"J"字型、双峰型、正态型和波动型,表明不同物种在不同生活史阶段萌生能力不同。点分布格局分析结果表明,样地内重要值前12位的萌生物种发生萌生现象的植株个体整体表现为小尺度聚集分布,大尺度随机分布或均匀分布。萌生更新在温带落叶阔叶林中普遍存在并呈不同的聚集分布格局。     

Sprouting in temperate trees: A morphological and ecological review

Sprouting in trees, which results in the production of secondary trunks, is an induced response to injury or to a dramatic change in surrounding environmental conditions. This article reviews the forestry and ecology literature to produce an integrated view of the role of sprouting in both disturbed habitats and closed-canopy forests. Sprouting is a universal attribute of temperate angiosperm trees through the sapling stage of development but is much less common among gymnosperms. Four basic types of sprout morphologies are described: collar sprouts from the base of the trunk, sprouts from specialized underground stems (lignotubers and rhizomes), sprouts from roots, and opportunistic sprouts from layered branches. In a survey of 68 species of trees native to northeastern North America, 41% were found to retain the ability to sprout from the collar into adulthood; 26% sprout from branch layers under natural conditions; and 25% have the capacity to form root suckers. Sprouting in seedlings promotes their survival under a variety of stressful conditions, including suppression by canopy trees, herbivory, site exposure, and desiccation. In contrast, sprouting in mature trees extends the life span of the individual following damage and, in the case of root-suckering species, promotes the colonization of new ground. Although the sprouting of mature trees is more conspicuous than the sprouting of seedlings, its ecological significance is not as great. As a broad generalization, species that grow in stressful sites or sites with frequent disturbances are likely to sprout more vigorously and to retain the sprouting ability longer than are species that grow in less stressful sites or sites with less frequent disturbance. Near the limits of a species’ altitudinal or latitudinal range, the production of basal sprouts, root suckers, rhizomes, and/or branch layers allows trees to spread into adjacent areas, thereby circumventing the difficulties associated with seedling establishment.     

Contrasting developmental axon regrowth and neurite sprouting of Drosophila mushroom body neurons reveals shared and unique molecular mechanisms

The molecular mechanisms regulating intrinsic axon growth potential during development or following injury remain largely unknown despite their vast importance. Here, we have established a neurite sprouting assay of primary cultured mushroom body (MB) neurons. We used the MARCM technique to both mark and manipulate MB neurons, enabling us to quantify the sprouting abilities of single WT and mutant neurons originating from flies at different developmental stages. Sprouting of dissociated MB neurons was dependent on wnd, the DLK ortholog, a conserved gene that is required for axon regeneration. Next, and as expected, we found that the sprouting ability of adult MB neurons was significantly decreased. In contrast, and to our surprise, we found that pupal‐derived neurons exhibit increased sprouting compared with neurons derived from larvae, suggesting the existence of an elevated growth potential state. We then contrasted the molecular requirements of neurite sprouting to developmental axon regrowth of MB ? neurons, a process that we have previously shown requires the nuclear receptor UNF acting via the target of rapamycin (TOR) pathway. Strikingly, we found that while TOR was required for neurite sprouting, UNF was not. In contrast, we found that PTEN inhibits sprouting in adult neurons, suggesting that TOR is regulated by the PI3K/PTEN pathway during sprouting and by UNF during developmental regrowth. Interestingly, the PI3K pathway as well as Wnd were not required for developmental regrowth nor for initial axon outgrowth suggesting that axon growth during circuit formation, remodeling, and regeneration share some molecular components but differ in others. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. Develop Neurobiol 76: 262–276, 2016