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。     

扁担木叶片和次生木质部解剖和水分生理特征的可塑性

基于叶片和次生木质部解剖特征及水分生理指标观测,研究了淮北相山不同群落中扁担木的表型可塑性.结果表明,扁担木叶片结构表现出中生特点：叶为异面叶,较薄,角质层不甚发达,气孔密度较小.次生木质部表现出旱生特点：导管频率和复孔率较高,导管分子短而窄,纤维很短,射线很低.扁担木叶片、次生木质部的解剖和水分生理特征均表现出一定的可塑性,其可塑性指数高低顺序为次生木质部解剖特征（0.24）＞水分生理特征（0.19）＞叶片解剖特征（0.18）.与侧柏林和混交林相比,灌丛中扁担木个体对干旱生境有一定的适应能力,表现在次生木质部导管分子短,导管频率高,单孔率低,木纤维短,射线矮小,具有较大的相对输导率和较小的脆性指数;叶片水势、组织含水量、自由水含量较低,叶面积、比叶面积较小,而束缚水含量、束缚水自由水比值较高.扁担木的解剖和生理可塑性,使之能忍受群落演替早期的干旱生境,更好地适应演替后期的中生环境,从而成为广布种和混交林中的优势种.     

淮北相山三种群落中优势树种次生木质部的解剖学特征

对淮北相山侧柏、构树混交林6个优势树种次生木质部的观察表明,其结构表现出一定的旱生特征：高的复孔率和导管分布频率,窄导管,木纤维短,射线低。利用相对输导率和脆性指数对导管水分输导的有效性和安全性进行了评估,结果表明6个优势树种的相对输导率依次为：牡荆〉酸枣〉扁担木〉构树〉柘树〉小叶鼠李,脆性指数依次为：构树〉牡荆〉扁担木〉酸枣〉小叶鼠李〉柘树,植物水分输导的有效性和安全性与其在相山的自然分布相一致。作为广布优势树种,牡荆、酸枣和扁担木的次生木质部在导管分子长度、单孔率、导管频率、相对输导率、脆性指数、多列射线高度、多列射线宽度和单列射线高度等性状上均表现出一定的可塑性。与混交林和人工侧柏林相比,灌丛中植物导管分子短,单孔率低,导管频率大,射线低,相对输导率大,脆性指数小,更倾向于旱生特点。逐步多重回归分析表明,随着郁闭度的增加,导管分子长度和单孔率增加。随着风速的增加,导管频率增加。随着土壤含水量的增加,多列射线变宽。     

皖北石灰岩山地植被对地表节肢动物组成及多样性的影响

调查皖北石灰岩山地退化生态系统不同植被恢复类型地表节肢动物群落组成、类群多样性以及功能群组成,揭示退化生态系统植被恢复进程中土壤地表节肢动物群多样性变化规律及其影响因素,为石灰岩山地植被恢复成效评价提供科学依据。采用陷阱法对皖北石灰岩山地侧柏+构树混交林、酸枣+牡荆灌丛和荩草+牡荆草灌丛样地地表节肢动物群落组成、多样性以及功能群进行调查。共采节肢动物个体数11601,隶属8纲14目44科。酸枣+牡荆灌丛样地采集到节肢动物37科,占所有类群的84.1%,荩草+牡荆草灌丛和侧柏+构树混交林采集到土壤节肢动物类群为35和26科,分别占总科数的79.6%和59.1%。在目的分类单元下,直翅目、等足目和鞘翅目类群相对多度较高,而科的分类单元下,潮虫科、金龟甲科、蚁科和蟋蟀科为皖北石灰岩山地优势地表节肢动物类群。酸枣+牡荆灌丛节肢动物类群丰富度和荩草+牡荆草灌丛多样性指数最高,侧柏+构树混交林两者均最低。3个样地地表节肢动物营养功能群均以植食性为主。不同植被恢复类型间群落相似性也有变化,酸枣+牡荆灌丛和荩草+牡荆草灌丛间相似性较高,而侧柏+构树混交林与其他2种类型之间相似度均较低。研究结果表明石灰岩山地生境不同植被群落组成、数量和结构及其驱动形成的土壤理化特性、表层的凋落物数量、质量和微生境条件的变异,引起地表节肢动物群落组成、结构和多样性和营养功能群的不同。     

半干旱黄土丘陵区五种植物的生理生态特征比较

通过测定陕北黄土丘陵区5种植物在旱季的光合速率、蒸腾速率和叶水势日变化,将植物划分为不同的水分生态适应类型.结果表明:柳枝稷的光合生理特征属于高光合、低蒸腾和高水分利用效率类型,其抗旱适应性特征属于高水势延迟脱水类型;苜蓿属于高光合高蒸腾低水分利用效率类型,耐旱性为高水势延迟脱水型;达乌里胡枝子属于低光合、低蒸腾、低水分利用效率类型,耐旱性为高水势延迟脱水型;白羊草属于高光合、蒸腾较高的水分利用效率中等型,耐旱性属于能忍耐脱水造成的低水势的一类.沙打旺属于高光合中等蒸腾速率中等水分利用效率类型,耐旱性为低水势延迟脱水型.     

土壤水分胁迫对不同耐旱性春小麦品种叶片色素含量的影响

研究选用耐旱性强的“定西24”和“高原671”与耐旱性弱的“高原448”和“青春533”春小麦品种,在盆栽条件下比较了不同耐旱性品种在拔节后经不同程度水分胁迫后叶片的多种生理参数：叶片相对含水量、净光合速率、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量。结果表明：在土壤相对含水量75％、55％、40％和30％这4个等级上,这些生理指标均随土壤相对含水量的降低而下降,耐旱性强的品种降低慢,且降低幅度小。在水分胁迫下,4个品种叶片的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量下降,证明此时光合器官的生理功能遭到破坏;在轻度水分胁迫下,耐旱性强的品种定西24和高原671叶片的类胡萝卜素含量上升;在严重水分胁迫下,4个品种的叶片类胡萝卜素含量明显下降,可能此时自由基积累超过了抗氧化剂的清除能力,从而使细胞受到损伤。根据本研究结果,可以将轻度水分胁迫下叶片类胡萝卜素含量升高作为春小麦品种耐旱性的选择指标之一。     

延安公路山辽东栎林优势植物水分适应性及适应类型分析

以陕西省延安公路山辽东栎林群落为对象,测定林内外不同状态下12种优势植物的水势日进程、自然饱和亏、临界饱和亏等水分利用参数,分析它们在林内和林外孤立木状态下的水分利用多样性和水分平衡策略,以揭示辽东栎群落水分利用多样性在群落持续发育中的作用.结果表明:(1)在林内或林外12种优势植物的水势日变化趋势基本一致,一天内每一时段物种间水势值跨度不同,林内种间水势跨度为0.85～1.93 Mpa,林外种间水势跨度为0.6～1.83Mpa;林内物种间日最低水势(-1.43～-3.05 Mpa)及临界饱和亏(63.12%～92.59%)变幅较大;各优势植物水势日进程与气象因子显著相关.(2)林内外各时段物种间水势跨度不同,14:00和17:00林外物种间水势跨度大于林内;12种植物的水势日变化与林内有显著差异(P<0.05),且在林内和林外环境下水分参数具有相似变化趋势.(3)根据黎明前水势、日最低水势、自然饱和亏、临界饱和亏将辽东栎林内12种优势植物水分利用策略聚类分为 4个水分适应类型,每个适应类型具有特殊的水分适应方式.可见,辽东栎群落内12种优势植物的水分利用参数及其对环境适应表现出多样性特点,为该群落持续发育奠定了基础.     

土壤干旱对2个种源野生酸枣幼苗生长和生理特性的影响

以采自陕西杨陵和安塞的2个1年生酸枣幼苗为材料,采用盆栽称重控水法研究了中度和重度土壤干旱胁迫对它们生长和生理特性的影响.结果表明,不同程度的水分胁迫均使2种源酸枣新生侧枝长度受到极显著抑制,其苗高和基径也受到一定程度抑制,同时分别使叶片相对含水量和水分饱和亏有一定程度的降低和升高;2种源酸枣叶片的叶绿素a含量在各水分胁迫均极显著降低,它们的总叶绿素含量也在重度干旱下显著降低;随土壤干旱胁迫时间的延续,2种源酸枣叶片保护酶SOD、CAT、APX活性上下波动,其脯氨酸和可溶性糖含量逐渐升高,而超氧阴离子含量在较低水平下波动,丙二醛含量逐渐降低.杨陵酸枣在土壤水分较好的条件下表现良好,而安塞酸枣则具有更强的适应旱生能力.研究发现,在不同程度的土壤干旱胁迫下,2个种源酸枣的生长均受到一定程度的抑制,但它们均能调节自身的保护酶系统活性和渗透调节物质含量来减轻干旱伤害,维持植物体的正常生理代谢功能,表现出较强的抗旱耐旱能力.     

翅果油树幼苗抗旱性

通过盆栽试验,研究不同土壤水分条件下翅果油树（Elaeagnus mollis）幼苗的生长、叶水分和丙二醛含量等各项生理指标的变化。结果表明,轻、中度干旱（30％～35％、45％～50％）胁迫时叶片含水量和叶绿素含量下降幅度较小,水势较高,丙二醛含量较低,翅果油树幼苗能保汪基本的生长,表现出耐旱植物的生理特征;在重度干旱胁迫（20％～25％）条件下,叶含水量和叶绿素含量下降较显著,水势最低,丙二醛含量最高,植株矮小,颜色发黄,表明翅果油树幼苗受到干旱伤害严重,不能正常生长。     

不同种源栓皮栎幼苗水分适应及耐旱特性比较研究

在大田试验条件下系统研究了4个不同种源的栓皮栎3年生幼苗水分适应和耐旱性生理特性。在5、6、7、9月份分别测定了不同种源自然饱和亏、临界饱和亏、自然需水程度、黎明前叶水势、日最低水势以及黎明叶水势与日最低叶水势差,统计分析了不同种源、不同生长期的水分参数变化规律,并对不同种源耐旱性作出了综合评价。结果表明,综合耐旱性指数在不同种源间存在显著差异(P＜0．05)。各种源抗旱性强弱顺序为：黄龙种源＞秦岭北坡种源＞伏牛山种源＞巴山种源。     

Secondary Xylem Anatomic Characteristics of Dominant Plant Species in Three Communities in Xiangshan Mountain,Huaibei , China

The results of anatomic observations on secondary xylem of 6 dominant species in a Platycladus orientalis + Broussonetia papyrifera mixed forest in Xiangshan mountain, Huaibei, China, indicated that these species share some xeromorphic features in secondary xylem such as high vessel frequency, less percentage of single porous, thinner vessel, shorter fibers, and lower rays. The availability and safety of the vessel associated with water conduction was evaluated through relative conductivity and the vulnerability index, the result shown that relative conductivity of the 6 dominant species is ordered as Vitex negundo var. cannabifolia, Ziziphus jujuba var. spinosa, Grewia biloba var. parviflora, Broussonetia papyrifera, Cudrania tricuspuidata, Rhamnus parvifolia , while the vulnerability index is ordered as B. papyrifera, V. negundo var. cannabifolia, G. biloba var. parviflora, Z. jujuba var. spinosa, C. tricuspuidata, R. parvifolia, and the availability and safety of water conduction of these plants is coincided with their distribution in Xiangshan mountain. The three widely distributed dominant species, Z. jujuba var. spinosa, V. negundo var. cannabifolia and G. biloba var. parviflora, show great plasticity in some characters, including vessel element length, vessel frequency, relative conductivity, vulnerability index, percentage of single porous, multiserate ray height, multiserate ray width, and single ray height, etc. Compared to those in mixed forest and P. orientalis forest, the species in shrub tend to have shorter vessel elements, higher vessel frequency, less single porous percentage, lower rays, higher relative conductivity, and less vulnerabilityindex, thus indicated that they are inclined to more xeromorphic anatomically. The result from the stepwise multiple regressions show that both of the vessel element length and percentage of single porous increased with the canopy density, and the vessel frequency increased with the wind velocity, multiserate ray width increased with the soil water content.     

土壤干旱胁迫对酸枣叶片黄酮类代谢及某些生长和生理指标的影响

采用盆栽称量法研究了对照、中度和重度干旱(土壤相对含水量分别为75%、55%和35%)条件下1年生酸枣〔Ziziphus jujuba Mill.var.spinosa(Bunge)Hu ex H.F.Chow〕幼苗叶片中黄酮类成分含量及一些生长和生理指标的变化,并讨论了酸枣适应干旱过程中黄酮类成分的作用。结果表明:在中度和重度干旱条件下酸枣叶片苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性均高于对照,但经重度干旱处理后复水第7天PAL活性与对照无显著差异。与对照相比,中度干旱条件下叶片槲皮素含量基本无变化,总黄酮和芦丁含量分别显著或极显著增加,丙二醛和可溶性蛋白质含量无显著变化;与中度干旱条件相比,重度干旱条件下叶片总黄酮、芦丁和槲皮素含量显著或极显著下降,丙二醛含量不显著增加,可溶性蛋白质含量显著降低;与对照相比,重度干旱条件下总黄酮含量无明显变化,芦丁和丙二醛含量极显著或显著增加,槲皮素和可溶性蛋白质含量显著下降;复水第7天,总黄酮、芦丁和槲皮素含量均显著或极显著高于复水前,且总黄酮和芦丁含量显著高于对照,槲皮素含量与对照无显著差异;复水第1天至第4天,丙二醛含量呈先降后增再降的趋势、可溶性蛋白质含量则呈先降低后逐渐增加的趋势,其中复水第1天丙二醛含量显著高于复水前、可溶性蛋白质含量显著低于复水前。在中度或重度干旱胁迫后酸枣枝条长度均极显著小于对照,且随土壤相对含水量的降低枝条长度减小;叶片相对含水量也表现出随土壤相对含水量的降低逐渐减小的趋势,但差异不显著。研究结果提示:适宜的干旱胁迫可促进酸枣叶片黄酮类代谢,但在不同的干旱胁迫条件下,黄酮类代谢在酸枣抗旱过程中具有不同的作用。     

五鹿山国家级自然保护区森林群落演替分析

植物群落演替分析对植被恢复,森林管理等有重要的意义。以空间代替时间的方法,搜集数据,运用TWINSPAN和DCA进行分析。结果表明:五鹿山植物群落的演替系列:酸枣灌丛→荆条灌丛→黄刺玫灌丛→白皮松+侧柏林→白皮松林→油松林→辽东栎林;虎榛子灌丛→茶条槭灌丛→华北落叶松林→白桦林。这可以作为五鹿山植物群落演替的模型。在演替进程中物种的结构、组成以及生活型变化显著。使用六个指数来分析演替过程中物种的异质性、均匀度和丰富度变化。随着演替的进行,物种异质性、丰富度均有所增加,均匀度逐渐降低。     

近70年黄土高原3种植物叶片气孔特征参数比较

以黄土高原地区3种典型植物辽东栎(Quercus liaotungensis Koidz.)、虎榛子(Ostryopsis davidiana Decne.)和酸枣[Ziziphusjujuba Mill.var.spinosa(Bunge)Hu ex H.F.Chow]标本为材料,利用数码图像显微处理系统,研究了从20世纪30年代至2002年近70 a中植物叶片气孔长度、宽度、面积与密度的变化状况及其相关性.结果表明,气候变化对3种植物气孔性状并无一致的影响.辽东栎叶片气孔长度、宽度、面积和密度变化总体上均呈上升趋势,升高率分别为11.62%、3.17%、18.01%和1.32%.酸枣叶片气孔长度、宽度和面积呈上升趋势,升高率分别为21.90%、13.60%和35.61%;而气孔密度下降,降低率为-27.86%.虎榛子叶片气孔长度、面积和密度均呈下降趋势,降低率分别为-7.91%、-1.43%和-9.73%;而气孔宽度升高率为2.56%.酸枣叶片气孔4个特征参数的变化率均明显大于辽东栎和虎榛子,虎榛子叶片气孔性状的3个参数(除密度外)变化率最小.3种植物叶片气孔长度的变幅均大于气孔宽度,证实气孔宽度是相对比较稳定的性状.     

太行山北段地区荆条灌丛和三裂绣线菊灌丛群落谱系结构

灌丛是太行山地区最重要的生态系统类型之一, 灌丛群落生物多样性的维持及其生态系统服务功能对京津冀地区的生态安全具有重要作用。本研究选择太行山最具代表性的两种灌木群落——荆条(Vitex negundo var. heterophylla)灌丛和三裂绣线菊(Spiraea trilobata)灌丛为研究对象, 利用净亲缘关系指数(net relatedness index, NRI)和多元回归等方法探究了两种灌丛群落构建机制的异同及主要的环境影响因子, 同时还利用谱系结构主坐标分析(principal coordinates of phylogenetic structure, PCPS)对决定群落谱系结构的关键系统发育节点进行了探究。结果表明: 两种灌丛群落内灌木植物的物种多样性没有显著差异, 但谱系结构差异显著。三裂绣线菊群落表现出显著的谱系发散趋势, 而荆条群落谱系聚集程度高于三裂绣线菊群落, 但未表现出显著的谱系结构。三裂绣线菊灌丛群落构建的驱动机制是生态位分化, 荆条灌丛中生境过滤作用有所增加, 与生态位分化共同驱动其群落构建过程。与干旱胁迫相关的生境过滤因素增加是荆条灌丛群落谱系聚集程度增加的重要原因。PCPS二维排序结果表明: 荆条灌丛群落谱系趋向聚集与其群落内缺乏蔷薇目、壳斗目等亲缘关系较远的类群有关, 而三裂绣线菊灌丛群落内物种则包含较多的演化分支。总体而言, 环境过滤不是决定太行山地区灌丛群落构建的主要驱动因素, 但水分条件仍然是影响区域群落谱系结构的重要因素。     

子午岭森林与灌丛植被的主要类型及特征的研究

子午岭森林植被主要类型有油松林、侧柏林、辽东栎林、山杨林、小叶杨林、白桦林、油松—辽东栎林、侧柏—辽东栎林、辽东栎—山杨林、白桦—山杨—辽东栎林、辽东栎—山杨—槭树—漆树杂木林等11个群丛。子午岭灌丛植被主要类型有沙棘灌丛、单瓣黄刺玫灌丛、樱草蔷薇灌丛、白刺花灌丛、虎榛子灌丛、牛奶子灌丛、山杏灌丛、山桃灌丛、酸枣灌丛、杠柳灌丛、红皮柳—皂柳—乌柳灌丛、白刺花—酸枣—单瓣黄刺玫灌丛等12个群丛。     

Seasonal variation and correlation with environmental factors of photosynthesis and water use efficiency of Juglans regia and Ziziphus jujuba

Both the photosynthetic light curves and CO2 curves of Juglans regia L. and Ziziphus jujuba Mill. var. spinosa in three seasons were measured using a LI-6400 portable photosynthesis system. The maximal net photosynthetic rate （Amax）, apparent quantum efficiency（φ）, maximal carboxylation rate （Vcmax） and water use efficiency （WUE） of the two species were calculated based on the curves. The results showed that Amax of J. regia reached its maximum at the late-season, while the highest values of Amax of Z. jujuba occurred at the mid-season. The Amax of J. regia was more affected by relative humidity （RH） of the atmosphere, while that of Z. jujuba was more affected by the air temperature. Light saturation point （LSP） and Light compensation point （LCP） of J. regia had a higher correlation with RH of the atmosphere, those of Z. jujuba, however, had a higher correlation with air temperature. Vcmax of both J. regia and Z. jujuba had negative correlation with RH of the atmosphere. WUE of J. regia would decrease with the rise of the air temperature while that of Z. jujuba increased. Thus it could be seen that RH, temperature and soil moisture had main effect on photosynthesis and WUE of J. regia and Z. jujuba. Incorporating data on the physiological differences among tree species into forest carbon models will greatly improve our ability to predict alterations to the forest carbon budgets under various environmental scenarios such as global climate change, or with differing species composition.