四川米仓山自然保护区台湾水青冈种群与土壤化学特征的关系研究

台湾水青冈(Fagus hayatae)是中国特有的国家Ⅱ级保护植物,具有很高的经济价值。米仓山国家级自然保护区内台湾水青冈是目前发现的中国内陆地区保存面积最大的区域。该文以四川米仓山保护区内台湾水青冈种群为研究对象,采用样方调查法、普通克里格插值法和相关性分析,以探究台湾水青冈种群生长与土壤化学特征之间的相互关系。结果表明:(1)台湾水青冈种群在四川米仓山保护区内分布较分散,主要分布在海拔1 550~1 900m的河流及其支流的上游区域,而在较低海拔的河谷地带无分布。(2)台湾水青冈种群特征与部分土壤化学特征间存在联系,其中,样方内总植株数和种群密度均与土壤有机质、全氮和阳离子交换量呈显著负相关关系,而平均高度、平均胸径和基盖度与土壤有效铜均呈正相关关系。(3)台湾水青冈种群发育良好(适宜生长)的土壤化学特征为:pH值4.4~5.1,有机质53.17~102.00g·kg-1,全氮1.68~2.50g·kg-1,有效磷2.95~4.81mg·kg-1,交换性钾0.19~0.37cmol(+)·kg-1,交换性钠0.11~0.30cmol(+)·kg-1,阳离子交换量24.75~34.79cmol(+)·kg-1,有效铜0.61~1.08mg·kg-1,有效镁31.00~79.50mg·kg-1。研究认为,土壤化学特征对台湾水青冈种群生长具有制约作用。     

一种特殊的长寿细胞: 毛竹茎秆纤维细胞

利用显微和细胞化学方法, 对毛竹( Phyllostachys edulis) 茎秆纤维次生壁形成过程中超微结构变化以及ATP 酶、Ca²⁺ -ATP_ase 和酸性磷酸酶的超微细胞化学定位进行了研究。研究发现, 次生壁形成早期,细胞核具有双层核膜, 染色质凝聚, 可见大量的线粒体、粗面内质网和高尔基体等细胞器存在于纤维细胞中; 随后, 双层核膜消失, 细胞器将逐渐解体, 多泡体开始出现在纤维细胞的细胞质; 随着年龄的增加,纤维细胞壁逐渐增厚, 并出现多层结构现象, 而运输小泡、细胞膜、胞间连丝和凝聚的染色质将持续存在。在次生壁形成的整个过程中, ATP 酶、Ca²⁺ -ATP_ase 和酸性磷酸酶在运输小泡、细胞膜、质膜内陷、胞间连丝和凝聚的染色质中将持续存在。结果表明, 毛竹茎秆纤维细胞是一种不同于木本双子叶植物的长寿细胞, 纤维原生质体中ATP 酶和酸性磷酸酶的持续存在与次生壁的持续增厚密切相关。     

立地条件对寿竹生长的影响

通过对重庆市梁平县寿竹林16个样地进行抽样调查,探讨了坡度等7个立地因子对寿竹平均胸径、平均枝下高、平均秆高和平均壁厚生长的影响。结果表明:(1)坡位、海拔和物种多样性对寿竹生长影响最大;坡度、土层厚度和腐殖质厚度对其生长也有一定影响,而坡向影响不明显;(2)造林地应选择在海拔800m以下的平缓坡地,800m以上海拔、陡坡和斜坡均不适合寿竹生长;(3)坡位中的上坡不适合寿竹生长,造林地宜选择中、下坡;(4)土层不能太薄,适当加厚处理有利于寿竹生长;林地内应保持一定厚度的腐殖质层;(5)对于竹林下灌木和杂草不宜勤于拔除,以维持利于寿竹生长的生态环境;(6)寿竹对光照要求不高,在阴坡和阳坡的生长情况差异不大。     

毛竹茎秆纤维细胞发育过程中的细胞程序性死亡

利用TUNEL检测、细胞学及细胞化学方法,对毛竹茎秆纤维细胞发育过程中的细胞程序性死亡进行了研究。在次生壁形成的早期,纤维细胞出现染色质凝聚、细胞器膨胀、液泡膜解体和细胞质泡状化等典型的细胞程序性死亡形态学特征;TUNEL检测反应呈阳性,显示此时的纤维细胞核DNA发生了片段化。此时,在纤维细胞裂解的液泡膜、降解的细胞质和凝聚的染色质上具有ATPase活性。纤维细胞质的Ca^2＋水平会随着次生壁的形成而逐渐升高,随后Ca^2＋聚集成块状。在初生壁形成后期,纤维细胞染色质上的酸性磷酸酶（APase）活性增强。随着纤维次生壁的持续增厚,ATPase、酸性磷酸酶和Ca^2＋将在裂解的细胞质和凝聚的染色质上持续存在多年。结果表明,毛竹茎秆纤维细胞的次生壁形成过程是一个主动自溶的细胞程序性死亡过程。初生壁形成后期染色质上酸性磷酸酶活性增强及次生壁形成期胞质Ca^2＋的聚集,与纤维细胞的程序性死亡密切相关。ATPase,Ca^2＋和APase参与了纤维细胞程序性死亡过程中原生质体的降解。     

濒危植物水青树的种群结构与数量动态

以种群生命表及生存分析理论为基础,将林木依胸径大小分级,以林木径级结构代表年龄结构,采用分段匀滑技术,编制四川草坡自然保护区水青树Tetracentron sinense种群特定时间生命表,绘制存活曲线、死亡率曲线、消失率曲线、生存函数曲线,分析种群数量特征;同时结合时间序列模型,分析该种群数量的动态变化。结果表明：(1)草坡自然保护区的水青树的年龄结构表现为稳定型,虽然幼苗较多,但幼树死亡率高,种群处于衰退早期;(2)水青树种群死亡率和消失率曲线变化趋势基本一致,均在第Ⅲ龄级出现一高峰,即幼树死亡率较高;存活曲线趋于Deevey-Ⅱ型;(3) 4个生存函数曲线表明,水青树种群具有前期锐减、中后期相对稳定和末期衰退的特点,其种群处于衰退早期;(4)种群的时间序列预测模型分析表明,在未来9年水青树种群数量将下降,老龄个体逐渐增多,幼龄株数更显不足,呈衰退势态。     

不同种源及基质对水青树种子萌发及幼苗初期生长的影响

通过对4个不同种源地的水青树种子进行形态与生理特征的研究,探讨了不同种源、基质及温度对水青树种子萌发和幼苗初期生长的影响,以了解该物种种群自然更新困难的原因。结果表明:(1)不同种源的种子,其千粒重、饱满度及形态学方面存在显著差异。(2)不同种源的种子的萌发率分别为:74.67%(雷波)、41%(马边)、67%(九寨沟)、0%(美姑),对应的发芽势分别为38.33%、10%、27.33%、0(P<0.01);(3)在不同的萌发基质中,腐殖土中的萌发率、萌发势及幼苗的长势均优于生境土和沙土,而沙土中种子的萌发与幼苗的生长最差,因此水青树生境地的土壤不是其自然更新的限制因素;(4)常温下不同基质中,水青树种子的萌发率均高于恒温条件,表明适宜的变温处理有利于种子萌发及幼苗存活;(5)综合分析可知,雷波的水青树种子品质较好,马边的则较差。     

水青树组织培养中无菌苗培养条件的优化

对水青树组织培养中种子的消毒方法和无菌苗培养条件进行了优化。4种消毒方法的效果比较表明,0.1% HgCl₂溶液对水青树种子的发芽有较强的抑制作用,而4% NaClO溶液的消毒效果最佳,对发芽的抑制作用最小。不同培养基上水青树种子的发芽情况显示,中盐低氮培养基有利于种子萌发,完全1/4 MS培养基为水青树无菌苗培养的最佳培养基。