沙地樟子松人工林营林技术研究进展

人工林能否实现可持续经营与其营林技术息息相关。中国造林与世界各地一样,纯林多．树种单调．发生的问题也相似。自20世纪90年代以来,沙地樟子松人工林出现了不同程度的衰退现象．但目前在我国北方干旱、半干旱风沙地区樟子松人工造林仍在大面积推广．因此,为实现樟子松人工林的可持续经营,总结并探讨樟子松人工林营林技术显得尤为重要。本文在广泛收集国内外有关樟子松研究的基础上,综述了近20年来有关樟子松在造林和经营方面的研究进展,主要包括造成樟子松沙地造林成活率和保存率低的原因、提高造林成活率的技术方法、种子的生产、密度管理、栽培模式以及问伐与更新等,提出了在沙地樟子松造林与经营研究中亟待解决的一些问题和建议．对今后樟子松沙地人工林衰退研究及经营实践具有参考价值。     

基于沙地樟子松人工林衰退机制的营林方案

沙地樟子松是三北防护林工程中最重要的常绿针叶造林树种。然而,自20世纪90年代初起,最早引种的沙地樟子松人工林在林龄30~35 a后出现枝梢枯黄、长势衰弱、病虫害发生、继而全株死亡且不能天然更新的衰退现象。以科尔沁沙地的樟子松疏林草地和呼伦贝尔沙地的樟子松天然林为参照,以热扩散、稳定同位素和遥感监测等技术开展的系列研究,基本明确了樟子松人工林衰退机制。本文对以往相关研究结果进行了系统总结:确定了沙地樟子松人工林严重水分胁迫的土壤含水量阈值(20%田间持水量),阐明了沙地樟子松人工林水分利用策略(9~21年生樟子松人工林仅利用土壤水,而31~41年生既利用土壤水也利用地下水),明确了沙地樟子松人工林水量平衡特征(水量失衡,吸收至少39mm地下水方能维持水量平衡),量化了樟子松人工林耗水对区域水资源消耗的贡献(消耗12.3%水资源),揭示了樟子松人工林衰退过程,找出了樟子松人工林发展存在的问题及产生的原因。在此基础上,提出了解决衰退对策与营林方案,为防止现存沙地樟子松人工林衰退、合理经营,未来该林种合理布局提供参考。     

科尔沁沙地丘间低地樟子松人工林水分利用来源的稳定同位素解析

20世纪50年代以来,樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica在中国北方干旱半干旱地区沙地广泛引种.近年来一些早期引种的樟子松人工林出现了早衰现象.分析生境水分条件变化、判断樟子松采取何种水分利用策略对于认识其早衰现象很有裨益.因此,本研究利用稳定同位素示踪技术,研究了科尔沁沙地东南缘固定沙丘丘间低地30年生樟子松人工林的水分来源及其利用的季节动态,分析了降水和土壤水分变化对樟子松水分利用的影响,阐明了樟子松与伴生植物(黄柳Salix gordeieril)在水分来源方面的异同.结果表明,樟子松及其主要伴生植物黄柳枝条水的稳定18O同位素组成(δ18O)存在明显的季节变化;樟子松的水分来源主要来自20～ 40 cm或更深土层;樟子松和主要伴生植物黄柳之间存在明显的水分竞争,后者比樟子松先行利用最近较强降水(如降水量＞10 mm),从而影响樟子松水源的补给.本研究对于揭示沙地樟子松衰退与水分利用策略的关系具有重要意义.     

水分胁迫对不同年龄沙地樟子松幼苗存活与光合特性影响

樟子松以其抗寒、抗旱和速生性,自20世纪50年代在科尔沁沙地南缘人工引种用于固沙造林试验成功以来,已成为我国北方荒漠化地区防风固沙造林的首选树种。然而,进入20世纪90年代以来,早期引种的沙地樟子松人工林出现了衰退现象;虽然从理论上分析,原因可能有病虫害、地理位置、水分条件、营林技术等,但其中水分条件应该是沙地樟子松人工林提早衰退的最重要的原因之一。以1~5年生樟子松幼苗为材料,采用盆栽控水处理法对苗木进行水分胁迫试验,观测水分胁迫条件下樟子松苗木成活与光合特征及其水分利用效率的变化。结果表明,樟子松苗木成活的临界土壤含水率随苗龄的变化没有显著差异,1~5年生苗木成活的临界土壤含水率均在1.5%~1.8%之间。4种不同水分胁迫处理(对照、20%、30%和40%田间持水量)对光合特性的影响为:轻度胁迫(40%田间持水量)时对光合特性的各个指标影响不大;随胁迫程度加重,光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率逐渐降低;导致樟子松苗木光合速率降低的主要原因应是气孔因素,即在水分胁迫下,气孔的开张度减小,导致胞间CO2浓度和蒸腾速率下降,进而影响光合速率;另外,水作为光合作用的原料之一,当其供应不足时,也直接导致光合速率的降低。2年生、4年生的樟子松幼苗在相同的土壤干旱胁迫条件下,各生理指标比较接近,即生理指标与苗龄之间并没有表现出明显区别。樟子松苗木的水分利用效率在较重度胁迫(20%田间持水量,3.5%)条件下没有降低,而在轻度胁迫条件下,水分利用效率有升高趋势;表明樟子松在较低的土壤含水量条件下,具有忍耐一定干旱胁迫的能力。综合研究表明:樟子松只有在极度水分胁迫时(土壤含水率接近成活的临界土壤含水率值:对于1~5年生苗木约为1.7%)才会出现死亡,这对研究水分与樟子松人工林衰退关系具有参考价值。     

聚乙二醇模拟水分胁迫对沙地樟子松种子萌发影响研究

以引种区沙地樟子松种子为材料,观测了聚乙二醇(PEG)模拟水分胁迫对沙地樟子松种子萌发的影响.结果表明,不同浓度PEG处理胁迫对种子的萌发均有一定的延缓作用;种子的发芽率、发芽指数和发芽势随胁迫强度的增加呈现明显下降趋势.30%PEG处理的种子在试验结束后仍未能萌发,表明樟子松种子的萌发的临界PEG水分胁迫值小于30%,相当于-1.20MPa的水势.种子发芽后胚根和胚轴的生长亦受到PEG模拟水分胁迫,当PEG浓度为10%时(相当于-0.2MPa水势),胚根、胚轴的长度都较短,说明樟子松种子的胚根、胚轴的生长对PEG模拟干旱胁迫更敏感;但胚根/胚芽的比值随PEG模拟水分胁迫的强度增加而增加,表明樟子松种子萌发后对水分胁迫具有较强的适应性.由此可见,干旱胁迫影响引种区沙地樟子松种子的萌发可能是导致沙地樟子松人工林不能天然更新的因素之一.     

科尔沁沙地樟子松人工林不同年龄针叶生理生态性状

樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)又称蒙古松, 是我国“三北”防护林建设的主要造林树种。人工林建立初期, 在水分、养分匮乏的干旱、半干旱沙地, 樟子松仍表现出较强的适应性; 近年来, 各地樟子松人工林均出现衰退迹象。在沙地这种特殊生境下, 樟子松针叶的光合作用、水分利用效率、氮利用效率等主要性状的研究对于理解樟子松的沙地适应性具有非常重要的意义。该文以位于科尔沁沙地南缘的中国科学院寒区旱区环境与工程研究所奈曼沙漠化研究站(42°55′ N, 120°43′ E) 30龄樟子松人工林为研究对象, 对不同年龄针叶的光合作用、蒸腾作用、针叶碳氮含量、针叶形态(叶长、宽、厚)等主要生理生态属性进行测定, 计算出针叶的蒸腾系数(K_c)、光合氮利用效率(PNUE), 阐明了这些性状与樟子松叶龄的关系, 进而探讨了叶片性状在樟子松适应沙地生境中的意义。结果表明, 1)不同年龄针叶的光合速率(P_n)、K_c和PNUE存在显著差异, 四龄针叶的P_n、K_c和PNUE显著低于其他龄针叶。氮含量减少是导致P_n差异的根本原因, P_n随着氮含量的减小而降低。2)各龄针叶的长、宽等形态参数及碳含量受其形成前一年的降水量影响显著。3)从水分及养分利用(K_c、PNUE)角度来看, 一至三年生针叶的利用效率更高, 四龄针叶较低。合理的叶龄结构既能增强针叶对氮素的利用又能增大植株的光合叶面积, 有利于提高个体乃至冠层的光合能力。此外, 遇到严重干旱时, 老叶脱落可以增强樟子松个体的适应性。     

樟子松人工林原产地与不同自然降水梯度引种地土壤和植物叶片生态化学计量特征

降水格局是影响陆地生态系统结构和过程的重要环境要素,尤其对于干旱/半干旱地区,降水变化是植物生长驱动的关键生态因子。目前,针对降水变化对陆地生态系统C、N、P等元素生物地球化学循环过程影响开展了大量研究。然而,关于沙地樟子松重要引种地科尔沁沙地自然降水梯度下沙地樟子松人工林土壤、植物生态化学计量特征的研究未见报道。因此,本研究以樟子松原产地红花尔基和引种地科尔沁沙地自然降水梯度下4个典型沙地樟子松人工林为对象,研究樟子松引种地降水变化对土壤(0—10,10—20 cm和20—40 cm)和植物(1年和2年生叶)生态化学计量特征的影响。研究结果发现:(1)与红花尔基原产地樟子松人工林相比,科尔沁沙地引种的樟子松人工林土壤C、N、P元素含量显著降低;(2)科尔沁沙地自西向东,随降水量增加,沙地樟子松人工林土壤C、N、P含量以及C∶P和N∶P表现为逐渐增加趋势,而土壤C∶N呈减少趋势;(3)随着降水量增加,樟子松叶C含量呈下降趋势,叶N含量和N∶P比值呈增加趋势,植物叶P含量无一致性规律;(4)樟子松叶片P含量与土壤C、N、P含量呈极显著正相关关系,而叶片C和N含量与土壤C、N、P含量无显著相关性。研究表明,沙地樟子松引种地科尔沁沙地土壤C、N、P养分比较缺乏,且随着降水增加土壤N养分限制降低,而土壤P养分限制增加。本研究从生态化学计量特征角度,为今后开展科尔沁沙地不同降水梯度条件下引种樟子松人工林提供理论依据。     

外生菌根真菌对科尔沁沙地樟子松人工林衰退的影响

通过对科尔沁沙地东南缘樟子松人工林气温、地温及樟子松人工林根系分布的观测,从温度对外生菌根菌存活与生长影响的角度分析了沙地樟子松人工林衰退的现象,结果表明：由于沙地表层土壤（0～5cm）高温环境,外生菌根菌无法存活;在沙地20～40cm土层内,温度条件有利于外生菌根菌的存活、生长,而13～42年生沙地樟子松人工林树木平均78％的根系分布于该层,说明外生菌根菌的存在阻止或延缓了樟子松人工林的生长衰退,不是导致沙地樟子松人工林枯叶、枯梢、枯枝、死亡的原因．表层土壤外生菌根菌的缺乏使萌发的幼苗不能形成有效根系是导致沙地樟子松人工林不能天然更新的主要原因之一．     

樟子松人工固沙林稳定性的研究

提出了人工林稳定性的内涵及其评价标准．分析了影响沙地樟子松人工林稳定性的各种干扰因子,通过对沙地樟子松人工林造林成活、生长情况、对不良外界环境的抗御能力、林分寿命、林分结构和生产力的综合评价分析,认为沙地樟子松引种人工林基本上是稳定的;而生长在立地较好的丘间低地的林分,其稳定性大于沙丘顶部的林分;从抗枯梢病角度看,幼林的抗性大于中林;从林分密度和生产力角度来看．红花尔基沙地樟子松林稳定性高于章古台．     

呼伦贝尔沙地樟子松外生菌根真菌多样性

沙地樟子松是我国北方重要的防风固沙造林树种,也是一种典型的外生菌根依赖型树种。为揭示呼伦贝尔沙地樟子松外生菌根真菌多样性,以中龄、近熟、成熟3个龄组沙地樟子松人工林和沙地樟子松天然林为研究对象,采用野外调查和分子生物学相结合的研究方法,鉴定分析沙地樟子松外生菌根真菌种群特征。研究结果表明：（1）呼伦贝尔沙地樟子松外生菌根真菌共有10个OTU属于子囊菌,48个OTU属于担子菌,隶属于21科25属。（2）天然林优势菌为糙缘腺革菌属Amphinema、丝膜菌属Cortinarius和乳牛肝菌属Suillus,人工林优势菌为乳牛肝菌属,其余菌种相对丰度随着林龄变化波动较大。（3）天然林与人工林外生菌根真菌种群Shannon、Simpson和Pielou指数存在显著差异（P<0.05）,人工林间alpha多样性指数差异不显著（P>0.05）。（4）呼伦贝尔沙地樟子松天然林和人工林外生菌根真菌种群组成存在较大差异,其中近熟林的外生菌根真菌群落组成与天然林的最为接近。     

多种神经活性物质在幼年猫和鸡视网膜神经细胞中的共存(简报)

视网膜起源于前脑泡,结构简单层次分明,因此常被视为脑的简化模型。但近期工作证明,视网膜包含的神经活性物质(神经递质、调质和神经肽)种类之多、分布之复杂并不亚于脑。尤其是无长突细胞不仅包含多种递质和肽类,而且还有递质与肽类或肽类与肽类在一个细胞中的共存。对视网膜神经递质、调质和神经肽的研究将是探索脑奥秘的有效途径。     

低分子量神经丝蛋白(NF-L)的体外组装

利用超速离心和离子交换层析技术,从牛脊髓中分离纯化了神经丝蛋白三组分:NF-L,NF-M和NF-H。应用电镜负染色和金属投影方法研究神经丝的形态结构与NF-L的体外组装,结果表明:神经丝由10nm的核心纤维与外周的丝状突起组成;在近似生理条件下,NF-L可在60min内组装成10nm纤维,纤维由4根亚丝缠绕而成;在碱性缓冲液中,NaCl能促进NF-L装配成短纤维,这种10nm的短纤维无法连接成长纤维。     

注射装载孕酮的红细胞膜泡诱发蟾蜍卵成熟的研究

中华大蟾蜍长足的卵母细胞,经注入装载水相孕酮的红细胞膜泡,能被诱发成熟;直接注入水相孕酮的卵母细胞,无能恢复成熟分裂。将蛋白酶处理的红细胞制备成装载水相孕酮的膜泡,注入卵内,照样能诱发其成熟分裂;然而,分别用根皮素结合或磷脂酶A_2水解红细胞膜磷脂,制备的膜泡,虽亦包裹着水相孕酮,但注射的卵母细胞都未能被诱发成熟。这些结果表明,在通过红细胞膜转运孕酮诱发卵母细胞成熟过程中,红细胞膜上的某些膜蛋白可能不是必要的成份,而膜磷脂类却是关键成份,它不仅可能保证孕酮不被迅速代谢,且保证孕酮从卵母细胞内部诱发成熟分裂。     

金鱼精子质膜和核膜的区域特异性

本文结合采用扫描和透射电子显微镜(包括冷冻断裂-蚀刻、超薄切片以及细胞化学染色法),研究了金鱼精子的超微结构特征,结果表明金鱼精子的质膜和核膜都具有区域特异性:1)精子质膜内大部分区域含有许多蛋白颗粒,但在特定区域内,蛋白颗粒呈有序排列,构成晶格状结构。2)精子头颈部和尾部均有液泡密集之处,凡是覆盖着液泡区的质膜内,几乎都不含有蛋白颗粒。3)液泡区能被细胞化学方法染成致密色,表明内含糖蛋白。4)核膜孔只集中存在于靠近颈部的核膜上,而其他部分则没有。本文对上述诸点进行了讨论。     

Chlorophyll isolation,structure and function: major landmarks of the early history of research in the Russian Empire and the Soviet Union

This paper covers major events of the early history of chlorophyll research in the Russian Empire and the Soviet Union from 1771 until 1952, when the modern period of studies on photosynthesis began in full swing. Short biographical sketches of key scientists, reviews of their major research contributions and some selected photographs are included. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

偏凸-柱穗山羊草双二倍体SDAU18的细胞分子遗传学鉴定

综合利用细胞学、种子贮藏蛋白电泳、基因组原位杂交（GISH）和抗性接种鉴定相结合的方法．对偏凸-柱穗山羊草双二倍体SDAU18进行了鉴定。结果表明,SDAU18的根尖细胞染色体数目变异范围为52—56．在绝大多数根尖细胞染色体数目为56的SDAU18减数分裂中期I花粉母细胞fPMCMI）内可观察到28个二价体,在部分细胞中可观察到一定频率的单价体、三价体和四价体,平均染色体构型为2n=56=3．21I＋19．78IIRing＋6．50IIRod＋0．01III＋0．04IVRing＋0．01IVRod;在SDAU18种子贮藏蛋白电泳图谱中,亲本偏凸山羊草和柱穗山羊草的多数特异带能够出现,SDAU18高分子量麦谷蛋白亚基图谱中既出现双亲的亚基谱带．也观察到新型亚基谱带：分别利用偏凸山羊草和柱穗山羊草基因组总DNA作探针．另一个亲本基因组总DNA作封阻。对SDAU18根尖细胞制片进行染色体原位杂交．在SDAU18的56条染色体中分别有14条出现绿色杂交信号：SDAU18是偏凸山羊草和柱穗山羊草的双二倍体,对小麦白粉病和条锈病均表现免疫,是一个在小麦品种遗传改良中具有重要利用价值的新型种质材料。     

Photosynthesis research in India: transition from yield physiology into molecular biology

Photosynthesis research in India can be traced back several thousand years, with the mention of the Sun energizing the plants, which form food for all living creatures on the earth (from the Mahabharata, the great epic, ca. 2600 B.C.) and the report of Sage Parasara (ca. 100 B.C.) on the ability of plants to make their own food, due to their pigments. With the pioneering studies by Sir Jagdish Chandra Bose, work on photosynthesis proceeded steadily during the first half of the 20th century. Some of the classic reports during this period are: malate metabolism in Hydrilla, spectrophotometric estimation of chlorophylls, importance of spectral quality for photosynthesis – an indication of two photosystems, photoinactivation of photosynthesis, and importance of flag leaf photosynthesis to grain yield. After the 1960s, there was a burst of research in the areas of physiology and biochemistry of carbon assimilation and photochemistry. A significant transition occurred, before the beginning of new millennium, into the area of molecular biology of chloroplasts, regulation of photosynthesis and stress tolerance. Future research work in India is geared to focus on the following aspects of photosynthesis: elucidation/analysis of genes, molecular biology/evolution of enzymes, development/use of transgenics and modeling. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

血管内皮生长因子蛋白在大鼠睾丸和附睾的表达和定位研究

为探讨血管内皮生长因子(VEGF)在雄性生殖系精子发生发育和成熟过程中的调控作用,应用免疫组化、Periodic acid-Schiff(PAS)染色及蛋白质免疫印迹技术,检测VEGF蛋白在成年大鼠睾丸和附睾的表达和定位情况。Western-blots显示,在大鼠睾丸和附睾内均有VEGF蛋白(约45kD)的表达;免疫组化显示,睾丸内VEGF见于圆形和长形精子细胞、Sertoli细胞和Leydig细胞,免疫阳性产物位于细胞质内。精子细胞的VEGF表达伴随精子细胞顶体发育的全过程,精子残余体呈强阳性。附睾内VEGF表达于附睾管上皮,且有区域和细胞特异性。附睾起始段的所有上皮主细胞内都有VEGF阳性颗粒;头、体、尾各段的VEGF阳性细胞多数与含PAS阳性颗粒的细胞重合,证明为亮细胞;近端附睾的管腔内可见精子头部呈VEGF阳性染色。睾丸、附睾间质血管内皮为VEGF阴性。上述结果表明,VEGF蛋白可由生殖细胞和附睾管上皮细胞直接产生,它可能以自分泌和/或旁分泌的形式共同作用于睾丸和附睾的生殖细胞和血管内皮,直接或间接影响精子的发生、发育和成熟过程,特别是精子顶体的形成过程,并可能与精子在附睾内的成熟有关。     

增殖的淋巴细胞中DNA合成和DNA含量的分析

体外培养受PHA刺激的人淋巴细胞经~3H-TdR参入0、0.5、2、4、7和17小时后,放射自显术表明标记指数为0%、1.90%、9.15%、13.14%、15.01%和30.13%。未标记细胞的福尔根光密度为15.42、15.45、14.88、13.77、13.20和12.94。DNA分布直方图显示部分未标记细胞介于2C—4C,表明S期细胞的DNA合成可能是不连续的。对同位素参入17小时的标记细胞连续进行两项测量表明,这些细胞的银粒光密度相差悬殊,但其DNA含量均为2C—4C。细胞的DNA合成率随其DNA含量而增高。     

花背蟾蜍蝌蚪发生类坏死的皮肤在恢复过程中的超微结构

本实验以花背蟾蜍后肢芽期的蝌蚪为材料,用0.001 mol/L氨水(氨水组)和0.01mol/L醋酸(醋酸组)处理皮肤使之发生类坏死。以细胞核、细胞表面、细胞质及细胞间隙等的超微结构变化为指标,研究了各组皮肤发生类坏死后恢复过程中的可逆变化。结果观察到:两组均能引起核染色质浓缩,粘液分泌,液泡增多,线粒体及内质网膨大变形,细胞间隙变窄;醋酸还引起张力原纤维的凝集及紊乱等。恢复过程中,细胞核内染色质的分布趋于均匀,粘液的分泌渐正常,液泡减少,线粒体及内质网的形态逐步恢复,但细胞间隙一直很??窄;醋酸组中张力原纤维恢复成束且排列较整齐。作者认为氨水及醋酸引起蝌蚪皮肤发生类坏死后,在一定时间内是可以恢复的,而且此可逆变化也反映在超微结构的变化上。