长期增温对树线交错带岷江冷杉幼苗异龄叶大小与出叶强度关系的影响

全球气候变暖强烈影响树线交错带植物的生活史策略,异龄叶大小-出叶强度权衡关系是常绿植物生活史策略的重要内容。以川西树线交错带的岷江冷杉（Abies faxoniana）幼苗为例,研究气候变暖对异龄叶大小与出叶强度关系的影响。通过开顶箱（Open-top chamber, OTC）对川西王朗自然保护区树线交错带的岷江冷杉进行模拟增温,采用标准化主轴估计（Standardized major axis estimation, SMA）方法研究了叶大小（单叶质量、单叶面积）与出叶强度（基于茎生物量、茎体积）间异速生长关系对长期增温的响应及其年际变化。结果表明：使用不同参数表征叶大小与出叶强度得到的结果存在差异;多年生小枝上存在单叶质量-出叶强度的负等速权衡关系,共同主轴随小枝年龄增加而向下漂移;长期增温并不影响单叶质量与出叶强度的异速生长关系,不同年龄小枝的异速生长常数对增温具有差异性响应。增温处理中当年生小枝在相同单叶质量下的出叶强度更低,以换取叶片总数的增加,使小枝具有更大的可塑性而适应增温。本研究提供了岷江冷杉幼苗协调异龄叶大小与出叶强度从而适应长期增温的证据,为评估树木生长随气候变化而加速提供了理论参考。     

岷江百合WRKY转录因子基因的克隆与功能分析

WRKY转录因子家族在植物应对非生物和生物胁迫的防卫反应中起重要作用。岷江百合(Lilium regale Wilson)是高抗枯萎病的野生百合,该研究基于前期转录组测序分析,采用RT PCR方法从岷江百合中克隆得到WRKY转录因子基因LrWRKY4并分析其功能,以探讨岷江百合对枯萎病菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)侵染的转录调控机制,为进一步研究岷江百合WRKY基因家族的功能奠定基础。结果显示：(1)LrWRKY4开放阅读框为993 bp,编码330个氨基酸,LrWRKY4含有一个高度保守的‘WRKYGQK’七肽序列和一个C₂H₂锌指基序,属于Ⅱc类WRKY转录因子。(2)成功构建GFP LrWRKY4融合载体并通过根癌农杆菌介导转化洋葱表皮细胞,激光共聚焦显微观察发现,GFP LrWRKY4融合蛋白表达的绿色荧光特异性地分布在洋葱表皮细胞的细胞核中。(3)成功构建了过表达载体pCAMBIA2300s LrWRKY4并转化烟草,得到11个T₂代转基因烟草株系,且转LrWRKY4基因烟草与野生型烟草(WT)在表型上无明显差异;尖孢镰刀菌接种根部和叶片的实验结果显示,转LrWRKY4基因烟草对尖孢镰刀菌的抗性较WT明显增强;qRT PCR分析显示,岷江百合LrWRKY4基因在11个转基因烟草株系中均有表达,且转基因烟草中JA/SA信号途径相关基因的表达上调,并诱导了部分病程蛋白相关基因以及抗氧化相关基因的表达上调。(4)岷江百合鳞片浸染LrWRKY4 RNAi载体后的腐烂程度和病变面积均远大于RNAi空载转化的鳞片;瞬时表达LrWRKY4 RNAi载体的岷江百合鳞片中LrWRKY4基因的表达水平较对照下降了约45.7%,接种尖孢镰刀菌72 h后表达水平下降了93.8%;瞬时表达LrWRKY4 RNAi后,一些JA/SA信号途径相关基因的表达水平明显下降。研究表明,岷江百合LrWRKY4编码一个定位于植物细胞核的Ⅱc类WRKY转录因子;LrWRKY4基因能够在转基因烟草中稳定表达,且过表达LrWRKY4基因提高了烟草对尖孢镰刀菌的抗性;但瞬时表达LrWRKY4 RNAi降低了岷江百合JA/SA信号途径相关基因的表达并增强了对尖孢镰刀菌的敏感性。推测LrWRKY4基因是岷江百合抗尖孢镰刀菌防卫反应中的正调控因子,可能通过参与JA/SA介导的信号传导途径,诱导防卫相关基因的表达从而调节其对尖孢镰刀菌的抗性。     

川西高原两种针叶树径向生长对气候因子的响应

基于树轮年代学手段,建立了岷江冷杉和方枝柏树轮宽度标准年表以及混合树种年表,研究川西地区理县凉台沟两种针叶树种径向生长对气候变化的响应,为全球变暖背景下该地区森林生态系统的保护与管理提供依据。结果表明:混合年表中包含了2个单个年表的共同气候信息,其信噪比和样本总体解释量均高于单个年表。与气候因子的相关分析显示,3个年表对气候要素的响应表现出较好的一致性,均对温度响应敏感,尤其是方枝柏最为敏感。相对湿度在5、10月对两树种的限制作用明显强于降水。1994年升温突变后,岷江冷杉宽度年表与月均温的相关性变化最为明显,部分月份由负相关转变为正相关,表明岷江冷杉树木径向生长对温度的响应呈现出不稳定性,但两树种径向生长呈差异性变宽趋势,对气温响应的敏感性减弱。     

云冷杉天然次生林死木分布格局及空间关联性

为揭示天然次生林群落演替规律,以吉林省汪清林业局金沟岭林场的云冷杉天然次生林为对象,采用相邻网格法调查样地(100 m×100 m)内每株林木(DBH≥1 cm)的基本特征及坐标位置,研究死木的分布格局及空间关联性。结果表明: 死木的径级分布呈左偏单峰山状分布,其中枯倒木呈多峰山状分布;各树种的死木株数与该树种的总株数没有必然联系;树种死木株数与树种混交度之间存在显著负指数关系;死木主要在0～8 m尺度上呈聚集分布,随着尺度的增大,逐渐转变为随机分布或均匀分布,以随机分布为主;中(10 cm≤DBH＜20 cm)、小径级(1 cm≤DBH＜10 cm)死木在8 m以下的小尺度上的聚集分布是造成死木总体在小尺度上呈聚集分布的主要原因。不同径级死木与不同径级活立木的空间关联性差异较大,死木与幼树(1 cm≤DBH＜5 cm)的关系较为明显,尤其是大径级死木与幼树在2～25 m尺度上呈显著正关联性;死木与小树(5 cm≤DBH＜15 cm)没有明显的关联性;中、小径级死木与中树(15 cm≤DBH＜25 cm)在0～3 m尺度上呈正关联性,与大树(DBH≥25 cm)分别在9、11～14 m以及15、42～45 m尺度上呈负关联性。树种在生物学特性、径级分布和空间布局上的差异影响着死木的株数和径级分布;混交程度低的树种可能出现较多的死木;死木空间分布格局随林木径级和研究尺度的大小产生变化;死木与活立木的空间关联性在不同径级和不同尺度上呈现出明显差异。     

四川省岷江冷杉对气候变化的响应及其潜在分布格局

四川省是我国气候变化的敏感区之一,区域气候的暖干化趋势严重影响植物物种组成与分布。岷江冷杉(Abies faxoniana)作为我国特有种,其分布的动态变化对气候变化具有十分重要的指示作用。基于现有岷江冷杉分布数据、气候、土壤、地形等环境因子,运用最大熵模型(MaxEnt)预测当代气候条件下岷江冷杉潜在分布区,并分析未来时期(2050s和2070s)不同气候变化情景下(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)岷江冷杉潜在适生分布区,筛选影响岷江冷杉分布的主导环境因子及阈值,探讨岷江冷杉分布对气候变化的响应机制。结果表明：(1)当前岷江冷杉的高适生区集中分布于岷江流域上游地区,在未来两个时期岷江冷杉潜在中、高适生区的面积较当代气候条件下适生区面积均有所增加,且适生区总体向四川南部扩张,北部适宜生境丧失。(2)岷江冷杉潜在中适生区在低排放浓度下(RCP2.6)面积占比最高,而潜在高适生区在高排放浓度下(RCP8.5)的面积占比最高。(3)影响岷江冷杉分布的主要环境因子分别是：降水季节性变异系数、气温年变化幅度、年降水量和海拔(累计贡献>70%)。适宜岷江冷杉潜在分布的环境条件是气温...     

岷江上游干旱河谷矮探春叶片特征与环境因子的关系

对岷江上游干旱河谷矮探春(Jasminumhumile L.)的叶片形态解剖特征进行了显微观察,分析了海拔梯度上叶片形态与环境因子的关系。结果表明,矮探春叶片呈长椭圆形,叶肉组织分化明显;随着海拔升高,叶面积、厚度、干重、饱和含水量、海绵组织厚度,中脉厚度以及厚角组织厚度/中脉厚度之比(M/C)等呈增大趋势,而栅栏组织厚度/海绵组织厚度之比(P/S)则减小;叶片长/宽比、表皮厚度、栅栏组织厚度和比叶重在海拔梯度上无明显差异。叶面积、干重、饱和含水量、叶厚度和海绵组织厚度等参数两两之间呈显著正相关,而它们与P/S均呈显著负相关。叶面积、干重、海绵组织厚度和M/C等主要受土壤含水量的影响,并随着土壤含水量增加而增大;P/S随着土壤含水量和年降水量增加而减小;叶片厚度、饱和含水量和中脉厚度均随着温和度的降低而增大。岷江上游干旱河谷区土壤水份和生长季温度可能是影响矮探春叶片形态解剖特征的主要因子。     

秦岭冷杉群落主要种群生态位研究

基于对秦岭山区濒危植物秦岭冷杉(Abies chensiensis)分布群落的样地调查,采用定量分析的方法,研究了秦岭冷杉群落中主要种群的生态位宽度、生态位相似性比例和生态位重叠,结果表明：（1）分别用Levins和Shannon-weiner两指数测得的主要种群的生态位宽度结果基本一致,即乔木、灌木和草本层中生态位宽度最大的依次为秦岭冷杉、箭竹（Sinarundinaria nitida）和苔草（Carex lanceolata）,秦岭冷杉与生态位宽度值大的种群易形成混交林;（2）生态位宽度较高的两个种群,种对相似性比例一般较高;（3）秦岭冷杉群落中各主要种群之间的生态位重叠程度较低,表明种群对群落环境资源的分享比较充分,群落处于相对稳定状态。     

2006-2016年岷江上游植被覆盖度时空变化及驱动力

基于MODIS NDVI遥感数据,采用像元二分模型估算岷江上游植被覆盖度,运用一元线性回归分析和稳定性分析方法,研究2006-2016年岷江上游植被覆盖度时空变化格局及稳定性,并分段讨论2008年"5.12汶川地震"对岷江上游植被的破坏程度以及震后植被恢复情况,利用地理探测器模型对岷江上游植被覆盖度影响因子及影响力进行探测,分析岷江上游植被覆盖度变化驱动力。结果表明：（1）2006-2016年岷江上游植被覆盖整体状况良好,植被覆盖总体情况较为稳定,多年平均植被覆盖度为0.79,植被覆盖度大于0.8的区域占整个岷江上游地区面积的69%。（2）2008年"5.12汶川地震"给整个岷江上游植被造成了严重的破坏,植被覆盖度退化区域面积为14013.41 km²,占整个岷江上游面积的57%,2008-2016年岷江上游植被恢复状况良好,植被覆盖度改善区域面积为17390.69 km²,占整个岷江上游面积的71%,岷江上游植被覆盖度已经超过震前水平。（3）岷江上游植被覆盖度主要受海拔、气温、土壤类型、降水4个因子的影响,其解释力均在40%以上;地貌类型、植被类型的解释力在20%-40%之间;坡度、坡向的解释力均小于1%。     

云冷杉针阔混交林叶面积指数的空间异质性

叶面积指数(Leaf area index,LAI)是森林生态过程的关键参数和描述森林冠层结构的重要指标。用半球摄影技术对吉林省汪清林业局金沟岭林场的10块1 hm2云冷杉针阔混交林的LAI进行测定,采用地统计学的半变异函数和普通克里格法对研究区的LAI的空间异质性进行了分析。结果表明:10块样地的10 m×10 m小样方内以及样地间的LAI离散程度较小,但分布有一定的规律。LAI的空间相关性存在不确定性,可由线性、孔状、高斯3种模型有效的描述,空间相关性存在的尺度范围变异大,中等和强空间相关性的影响范围在15—155m之间,10块样地LAI的空间相关性的影响范围平均为65.637m。普通克里格插值结果显示,LAI的空间分布呈明显的条带状和斑块状的梯度变化。LAI与林分平均胸径、林分平均高和林分平均冠长呈显著负相关,与林分平均冠幅、林分密度以及树种个数呈显著正相关。研究结果可为不同尺度云冷杉针阔混交林LAI的估计提供依据。     

资源冷杉与元宝山冷杉针叶精油成分的比较

为比较极小种群野生植物资源冷杉(Abies ziyuanensis)和元宝山冷杉(A. yuanbaoshanensis)针叶精油化学组成成分,该文利用水蒸气蒸馏法提取资源冷杉和元宝山冷杉针叶精油,采用GC-MS分析确定其精油化学物质成分,并基于峰面积归一化法计算各组分相对含量。结果表明:分别从资源冷杉和元宝山冷杉针叶精油中鉴定出化学物质21种和22种,其中15种为两种冷杉共有成分;烯烃类物质是资源冷杉和元宝山冷杉针叶精油中含量最高的组分,占比分别为95.94%和95.02%。两种冷杉共有成分中β-蒎烯、1-石竹烯、莰烯、α-石竹烯和异松油烯具有较大开发利用价值;非共有成分方面,资源冷杉中α-松油醇和α-蒎烯以及元宝山冷杉中α-依兰油烯和叶醇均具有较大开发利用价值。以上结果为开发利用两种冷杉针叶精油提供了理论依据。