中国天然林资源保护工程综合评价指标体系与评估方法

天然林资源是国家重要的战略资源与生态资源,在维护国土生态安全、应对气候变化、保护生物多样性等方面发挥着不可替代的重要作用。作为覆盖范围最广、投资规模最大的天然林资源保护工程（简称天保工程）自2000年正式启动以来,对长江上游、黄河上中游地区以及东北、内蒙古、新疆、海南等重点国有林区的森林资源保护修复、区域生态环境改善及经济社会可持续发展等多方面都产生了巨大、深远影响。天保工程二期于2020年结束,全面定量评估天保工程的生态、经济和社会综合效益和国内外的巨大影响,可为全面推进我国天然林资源保护修复提供科技支撑,为后续政策修订提供决策依据。本文基于空间信息技术、样地调查、生态站观测、比较分析等手段,构建了适用于天保工程的综合评价指标体系与评估方法,涵盖森林资源、生态效益、社会经济效益、生态修复措施和政策设计5个方面,对全面贯彻落实国家生态文明战略和《天然林保护修复制度方案》具有重要的现实意义和深远历史意义,为开展全国性的重大生态工程评估提供借鉴和参考。     

梭梭小G蛋白基因HaRAN1克隆与表达分析

采用cDNA-AFLP技术从梭梭中获得了一个干旱诱导的TDF序列,编码RAN基因的cDNA片段,利用5'-RACE和3'-RACE技术克隆到一个1 083 bp的全长基因,含有一个编码221个氨基酸的开放阅读框,具有结合GTP/GDP的4个保守结构域,属于RAN1亚家族,命名为HaRAN1.Blast分析表明,HaRAN1与单、双子叶植物(毛果杨、拟南芥、小麦、水稻)的一致性高达95%~96%以上;与哺乳动物(人类)和真菌(烟曲霉)的一致性高达88%以上;半定量RT-PCR分析显示,干旱、PEG和NaCl胁迫明显诱导HaRAN1基因的表达.结果表明,HaRAN1基因编码蛋白在物种间具有高度保守性,可能在梭梭适应极端干旱的沙漠生境中起重要作用.     

气候变化下栓皮栎潜在地理分布格局及其主导气候因子

栓皮栎(Quercus variabilis)是东亚天然分布最广泛的树种之一。利用最大熵(Maxent)模型对现实气候条件下栓皮栎在东亚地区的潜在分布及其分布的主导气候因子进行分析,同时结合全新世中期(6000年前)和未来气候(2050年)来模拟和预测气候变化背景下栓皮栎潜在分布格局的变化。结果表明:现实气候条件下东亚栓皮栎适生区(适宜生境和低适宜生境)面积占总研究区面积的21.88%,主要集中在东亚南部区域,在我国北起陕西中部、山西和河北南部边缘、山东,西起甘肃东部边缘、四川中东部、云南、西藏东部边缘,一直到东部沿海区域,同时在朝鲜半岛南部和日本中南部也有分布,其中适宜生境面积占研究区总面积的5.69%,主要集中在秦岭山脉、大巴山脉、伏牛山、云南的云贵高原、罗霄山脉、南岭山脉、武夷山和台湾岛;气候变化情景下,栓皮栎的适生区分布面积变化较小,但其适宜生境的分布范围却发生了较大的变化,随着全球气候的波动性变化,适宜生境分布范围逐渐向西部秦岭山脉、大巴山脉、四川、重庆和云贵高原等区域集中,并使该分布中心的适宜生境面积逐渐扩大;影响栓皮栎分布的主要气候因子为最冷月的最低气温(Bio6)、最冷季平均气温(Bio11)和年降水量(Bio12),三者的贡献率分别为48.6%、21.4%和14.2%。     

氮磷添加对栓皮栎不同地理种源幼苗温度耐性的影响

通过氮磷添加控制试验,对湖南城步(CB) 、湖北秭归(ZG)、河南内乡(NX)、河北临城(LC)和北京平谷(PG)5个种源的栓皮栎1年生幼苗的叶片温度耐性指标(耐寒性、耐热性及耐温范围)及相关生理指标(叶片养分浓度、非结构性碳水化合物及其组分和养分利用效率)进行测定,研究养分对植物种内不同地理种源的温度耐性影响.结果表明:不同种源的栓皮栎养分吸收与氮磷利用效率对氮磷添加存在显著差异但地理趋势不明显.PG在N、P及其二者复合添加的情况下均具有较高的氮磷利用效率,NX则在不同处理下磷利用效率均处于最低水平,CB在磷添加的情况下对磷的利用效率最高.与对照相比,养分(N、P或NP)添加能明显增加PG和LC的耐寒性,但N添加降低了NX的耐寒性.同时,养分添加在一定程度上增加了ZG、NX和LC的耐热性.耐温范围与耐寒性相反,表现为养分添加降低了PG和LC的温度耐受范围, 而增加了NX的温度耐受范围.偏相关分析表明,耐寒性与叶片可溶性糖浓度呈显著正相关;耐热性与叶片P呈显著负相关,与N/P呈显著正相关;叶片耐温范围与叶片物质浓度无显著相关性.因此,不同地理种源对养分利用程度及其效率可能与源生地土壤环境条件有关,表现出一定的局域适应特征,从而增加了温度耐性对养分响应的复杂程度.     

买麻藤科植物研究进展

买麻藤科植物是裸子植物中唯一的藤本植物,具有重要的理论研究和应用开发价值.全世界仅1属约40种,中国发现9种,分布于亚洲、非洲和南美洲的热带和亚热带地区;在理论研究方面,该科系统进化位置特殊,形态结构、化学成分和分子水平上的研究存在很大争议,仍没有解决其在裸子植物与被子植物间所处的进化位置;在应用研究方面,该科既是传统中药又富含芪类、生物碱和黄酮等活性成分,而且果实和叶片可食用;然而,在引种、驯化及培育方面研究薄弱,阻碍了该科资源的开发和利用.本文从资源分布、理论与应用研究以及开发利用等方面综述了买麻藤科植物研究进展,将为今后国内深入开展该科植物的相关研究奠定基础.     

板栗“燕山早丰”幼苗光合与碳氮代谢对干旱胁迫的响应

干旱是影响燕山地区板栗树生长和产量的主要因子。为了在整株水平上研究板栗幼苗对干旱胁迫的响应,本试验以盆栽"燕山早丰"板栗幼苗为研究对象,通过模拟自然干旱处理22 d,测定叶片光合特性,根、茎、叶生物量、脯氨酸、丙二醛、碳、氮等生理指标变化。结果表明:与正常浇水相比,干旱胁迫下幼苗根、茎、叶含水量分别显著下降18.3%、29.0%和62.8%,脯氨酸(355.0%～1586.7%)和丙二醛(41.1%～81.3%)含量显著上升(茎中丙二醛除外),但叶部非光化学淬灭系数和净光合速率分别显著下降49.4%和77.4%;同时,茎和叶中非结构碳水化合物含量分别显著增加21.4%和69.5%,根中增加幅度未达显著差异水平;根和叶中硝态氮含量分别显著增加28.9%和26.8%,茎中增加幅度未达显著差异水平;根、茎、叶中铵态氮含量分别增加了16.2%、12.9%、217.6%,但仅在叶部差异显著。综上,干旱胁迫对燕山早丰板栗幼苗产生了较严重的伤害,显著抑制了其光合性能,但能够通过增强体内碳氮代谢来提高其适应干旱环境的能力。本研究结果可为当地板栗抗旱性资源选育和栽培提供参考。     

栓皮栎叶片δ13C和δ15N的纬向趋势及其影响因子

以东亚广布种栓皮栎为例,通过对南北样带(26°-40° N)上7个群体的调查取样,并结合2个生活史阶段,探讨栓皮栎碳氮同位素比值随纬度环境的变异规律.结果表明: 在纬向梯度上,栓皮栎叶片δ¹³C和δ¹⁵N随纬度的增加分别呈现非线性的增加和下降趋势,且成年树叶片δ¹³C和δ¹⁵N均显著高于幼树;同时,树龄和纬度对叶片δ¹⁵N和δ¹³C均无显著交互作用,表明栓皮栎幼树和成年树纬向环境变化的响应较为一致.随机森林模型结果显示,栓皮栎叶片δ¹⁵N主要受土壤养分,如土壤有机质、磷和氮含量的影响,而叶片δ¹³C主要受水分因子,如空气相对湿度、降水量等的影响.     

不同苗龄沙地柏抗旱生理特性比较研究

以相同来源的1、3、5年生沙地柏幼苗为材料,采用室内生长池人工控水模拟不同干旱胁迫条件,对10个抗旱相关生理指标进行考察,探讨沙地柏苗龄对其抗旱特性影响。结果表明:（1）沙地柏叶片的保水力、细胞膜透性、RuBP羧化酶活性在胁迫前不同苗龄间差异显著,而叶片相对水分亏缺、气孔导度等指标不同龄苗间差异不显著。（2）在干旱胁迫条件下,随土壤含水量的降低,不同苗龄沙地柏的叶片水分亏缺、气孔导度差异一直不显著,而其净光合速率、蒸腾速率、水分利用率、胞间CO₂浓度在6.78%土壤水分含量时出现显著差异;当土壤水分含量降低到4.52%时,不同苗龄的叶片光量子效率也出现显著差异。（3）各苗龄组随着干旱胁迫的加剧,5年生沙地柏净光合速率、RuBP羧化酶活性、光量子效率显著低于1年生沙地柏,而其胞间CO₂浓度显著高于1、3年生沙地柏,并且其气孔导度、蒸腾速率随土壤水分含量降低而下降的幅度最大,水分利用率增加幅度比1、3年生的更多。研究表明,不同苗龄沙地柏幼苗抗旱性指标对干旱胁迫的响应程度存在差异,抗旱指标对苗龄的稳定性不同;干旱胁迫条件下低苗龄沙地柏比高苗龄的生长势更强,更有生命活力,但高苗龄沙地柏对水分胁迫的适应能力强于低苗龄;另外,在进行抗旱鉴定时,试验苗木年龄最好一致,抗旱鉴定指标选取也需考虑其对材料年龄的敏感性及稳定性。     

大仔买麻藤在两种栽培环境下叶片的营养成分比较

为探讨栽培环境对大仔买麻藤(Gnetum montanum Markgr.f.megalocarpa Markgr.)叶片营养成分的影响,将采自云南省景东县的大仔买麻藤分别在北京和昆明的温室内培养,对其1年生幼苗叶片的营养成分进行研究。结果表明,不同栽培环境对大仔买麻藤叶片的大部分营养成分无显著影响;叶片总淀粉、总糖、黄酮和生物碱含量无显著差异;但在二糖、莰菲醇、部分氨基酸和某些元素含量上有显著差异;并且大部分的元素含量受土壤的影响显著。因此,不同栽培环境对大仔买麻藤叶片营养成分的影响不大。