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。     

四川龙门山西北部植被分布与地形因子的相关性

在利用GIS技术提取地形统计数据的基础上,采用关联分析和因子分析法对四川龙门山西北部的植被分布与地形因子的相互关系进行了分析。结果表明,在该区域内,植被分布与地形因子均有显著关联。其中地形因子中的海拔对植被分布的影响最大,其第一主分量的因子载荷达到0.929,充分体现了其通过影响温度条件而限制植被分布的特点。此外,植被分布还受坡度及坡向的影响,二者在第二主分量和第三主分量中的因子载荷分别为0.989和0.998,这体现了它们通过影响水分和光照条件从而间接影响植被生长发育的特点,但由于其变化幅度不大,对植被分布的影响小于海拔因子。     

珙桐—灯台树枝和叶的水提物对白菜种子萌发和幼苗生长的化感效应

为了证实珙桐（Davidia involucrata）及其伴生树种灯台树（Bothrocaryum controversum）是否会通过化感作用影响其他植物的种子萌发和幼苗生长,以维持二者长期稳定的伴生关系,本研究以平武县野生珙桐及灯台树的枝、叶水提液为材料来源,以白菜（Brassica pekinensi）的种子为受体,探究2种植物的枝、叶及其混合后的5种质量浓度（0、0.025、0.050、0.075、0.100 g·mL^-1）水提液对白菜的种子萌发和幼苗生长的影响,结果表明：①珙桐和灯台树的枝水提液对白菜种子萌发影响较小,对幼苗生长有显著促进作用且随质量浓度增加而增大（P＜0.05）。②珙桐和灯台树的叶水提液对白菜种子萌发均具有显著抑制作用（P＜0.05）,但对幼苗生长的影响各不相同。前者呈现随质量浓度增加的“低促高抑”现象,而后者呈现随质量浓度增加“抑制增加”的特点。③不同来源的枝—叶混合的水提液对白菜种子萌发均表现出显著的抑制作用（P＜0.05）,但对幼苗生长均随质量浓度增加表现出“低促高抑”特点。上述结果证实了珙桐和灯台树枝、叶水提液对同一受体植物的种子萌发和幼苗生长的化感作用确实存在差异,树种、部位和质量浓度不同均会导致化感作用的强度和方向不同。这种现象可能是植物在群落中为了维持稳定的种间关系而长期进化的结果。     

青杨雌雄幼苗对主要矿质元素的吸收与分配差异

研究了一年生青杨雌雄幼苗及其不同部位对主要矿质元素（N、P、K、Ca、Mg）的吸收与分配特性及其性别间差异。结果显示：青杨雌株总P、总Ca的含量均显著高于雄株,总K含量则显著低于雄株。青杨雌雄幼苗叶片N含量均显著高于根、茎N含量,P、K、Mg含量分别表现出根＞茎＞叶、叶＞根＞茎、根＞叶＞茎的趋势。青杨雄株Ca含量呈现出根＞茎＞叶的趋势,但雌株却表现出根＞叶＞茎的趋势。同时,青杨雌株根P、叶Ca的含量均显著高于雄株,根Mg含量则显著低于雄株。此外,矿质元素含量比例在雌、雄幼苗根、茎、叶中均分别表现为Ca＞K＞N＞Mg＞P,Ca＞N＞K＞P＞Mg,N＞K＞Ca＞Mg＞P。结果表明,尽管矿质元素的比例模式在青杨雌雄幼苗的根、茎和叶中均相似,但其含量和分配在雌雄幼苗间具有显著的性别差异。     

四川米仓山自然保护区台湾水青冈群落学特征及多样性研究

以四川米仓山自然保护区内的台湾水青冈(Fagus hayatae)群落为研究对象,采用20m×30m典型样地调查的方法,对群落的物种组成、区系特征、生活型谱、重要值、物种多样性、优势种群年龄结构及群落结构的相似性等方面进行分析。结果表明:(1)米仓山自然保护区内台湾水青冈群落中共有维管束植物129种,隶属于48科83属,其中蔷薇科为优势科;植物区系以北温带、泛热带及东亚和北美洲间断分布为主,具有南北区系的特点;生活谱型主要以高位芽植物(61.16%)和地下芽植物(23.14%)为主,其它生活型较少,这与米仓山台湾水青冈群落分布区所在的地理区位相吻合。(2)乔木层中台湾水青冈种群的重要值达到42.37%,为群落的单优势种。群落中灌木层的Shannon-Wiener指数为0.97,显著高于乔木层和草本层,反映出灌木层物种丰富的特点。(3)在台湾水青冈种群年龄结构中,Ⅰ级和Ⅱ级个体所占比例为24.05%,Ⅳ级和Ⅴ级个体所占比例为54.81%,反映出种群具有不良的自然更新特点。(4)群落相似性分析表明,台湾水青冈群落可分为4个类群,类群间在物种组成方面具有显著差异。研究认为,米仓山自然保护区内的台湾水青冈的群落特征和多样性水平因地处内陆已具有明显的地域特点。     

小五台山森林落叶层对天然青杨种群更新方式的影响

通过野外样方调查和室内种子萌发实验两种方法, 对河北小五台山天然青杨(Populus cathayana)种群的更新方式进行了研究, 以揭示落叶层的化感作用和机械阻挡作用对青杨种子萌发的干扰机理。结果显示: 1)种群样方中的幼苗都为无性繁殖的克隆分株, 种子繁殖的幼苗年自然存活率为0%; 2)落叶层对种子幼苗的存活率有显著影响。50 mg·mL^-1浓度的落叶水浸液可使青杨种子发芽率降低41%, 使主根长度减少95%, 100 mg·mL^-1浓度的落叶水浸液则完全抑制种子萌发; 单层和多层落叶对种子萌发产生的影响差异不显著, 都能完全阻碍种子的根系正常生长, 导致幼苗脱水干枯死亡。结果表明, 在高海拔山区的青杨天然林中, 由于不断积累的落叶层通过化感作用和机械阻挡作用严重影响种子的萌发、定根以及正常生长, 从而导致种子更新的途径受阻, 而只能通过无性繁殖来完成正常的种群更新。     

嘉陵江流域植被景观异质性的空间梯度变化

在遥感图像基础上,利用ArcView GIS和景观统计软件FRAGSTATS从东西、南北以及西北至东南3个方向对嘉陵江流域的植被景观异质性进行了空间梯度分析。结果表明:(1)"栽培植被"面积占总流域面积的51.81%,为整个流域植被景观的基质,聚合性最强,联结度最高;"针叶林"和"灌丛"的斑块数较多,但面积较小,破碎化程度较高,而"裸地/城镇"破碎化最低;"灌丛"斑块间距最大,聚合性最弱;"高山植被"分布零星,联结度最低;(2)沿东西方向,植被景观异质性逐步下降,在流域中部降至最低,但随着进一步向西推移又明显升高,表现出"先降后升"的总趋势;(3)从北至南植被景观异质性向上波动3次后逐步下降,在接近流域南端时降至最低后又略有升高,表现出"先升高再逐渐波动下降"的总趋势;(4)沿西北至东南方向植被景观异质性上下波动1次后在近东南端降至最低,随后略有小幅波动,但波动次数和幅度远低于北南方向,表现出"先降低再波动下降"的总趋势。     

青杨雌雄株叶际微生物群落多样性和结构的差异

【目的】本论文探究了青杨雌雄株的叶际微生物的群落结构差异及其主要环境影响因素。【方法】以河北小五台山的天然青杨林为研究对象,采用基于16S rRNA/ITS1基因的MiSeq高通量测序技术,分析了青杨雌雄株叶际细菌和真菌的群落结构,并耦合分析其与叶片理化性质的相关性。【结果】测序结果表明细菌和真菌的多样性指数ACE、Chao1、Shannon、Simpson在雌雄株间都无显著性差异(P>0.05)。Metastats组间群落显著性差异分析表明,在门水平,青杨雌雄株叶际细菌和真菌都无显著差异。而在属水平,青杨雌雄株的叶际细菌Amnibacterium和Spingomonas及真菌Aureobasidium、Elmerina、Exobasidium、Endoconidioma、Monilinia和Rhodotorula的相对丰度在雌雄株叶际有显著差异(P<0.05)。基于OTUs的菌群分析表明,青杨雌株和雄株的叶际环境上都有其各自的特有菌群,如雌株的特有真菌Pringsheimia(0.15%)和细菌Chitinophaga(0.04%)。RDA冗余分析表明,叶片含水量与青杨叶际真菌的群落结构有显著相关性(P<0.05),而未发现青杨细菌群落结构与测定的叶片理化性质有显著相关。【结论】青杨雌雄株叶际微生物在属水平有显著分异的菌属,且可能受叶片理化性质影响,该结果为揭示雌雄异株植物的叶际微生物差异有重要借鉴意义。     

四川植被净第一性生产力(NPP)对全球气候变化的响应

根据全球气候变化的趋势 ,利用生态信息系统 (EIS)技术 ,采用植被净第一性生产力模型 ,并结合海拔因素 ,模拟了四川植被净第一性生产力在未来气候 5种水热条件下空间分布格局的变化趋势。结果表明 ,当前四川植被的净第一性生产力 (NPP)从总体上沿东南向西北呈逐渐递减趋势。植被净第一性生产力与降水量呈明显正相关关系 ,二者曲线比较近似。与可能蒸散率呈明显负相关关系 ,与海拔关系比较复杂。在盆地内 ,NPP值主要取决于降水量的多少。在盆地向高原过渡地区和高山高原地区 ,植被净第一性生产力主要取决于可能蒸散率的大小。随着全球气候的变化 ,四川省的植被净第一性生产力将沿东南至西北方向发生面积和值的推移。当温度升高 2 5℃ ,降水量增加 10 %时 ,四川省的植被净第一性生产力将增加13 76 % ,随着降水量增加到 2 0 % ,其值将进一步升高 ,达到 10 92 2TDM·hm-2 ·年 -1。当温度升高 4℃ ,降水量增加 10 %时 ,四川省的植被净第一性生产力将增加 18 2 9% ,随着降水量减少到P 10 %时 ,其值将逐渐减少到 9 5 30TDM·hm-2 ·年-1。     

青杨雌雄叶片气孔分布及气体交换的异质性差异

利用网格和二维成图的方法对青杨雌雄叶片各区域的气孔分布及气体交换特性进行了测定.结果表明:1)除气孔密度(SD)外,雌雄植株在气孔长度(SL)、宽度(SW)和比值(SR)方面具有显著差异(P=0.000,P=0.000和P=0.002).雌株的SL和SW分别比雄株的高51.86%和67.06%,而SR则比雄株的低11.46%.从雌株和雄株的叶面分布来看,SD均为叶中>叶尖>叶基,SL均为叶尖>叶中>叶基,SW的最小值同在叶基部,但最大值分别在叶中和叶尖部.雌株的SR表现为叶基>叶尖>叶中,雄株却正好相反.2)在净光合速率(Pn)上雌株明显低于雄株.雌株的Pn叶基最低(Pn值介于2.00～3.00?μmol m-2 s-1),叶尖最高(Pn值介于8.00～9.00?μmol m-2 s-1),总体上表现出沿叶基到叶尖逐渐增大的趋势.雄株的Pn在叶面的分布也有差异,但总体规律不明显.3)从叶面各区间的气体交换来看,雌株的蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)变化不大,雄株的Tr和Gs呈现叶尖和叶中部高于叶基部的明显趋势.雌株的胞间CO2浓度(Ci)为叶基>叶中>叶尖,气孔限制值(Ls)与此相反.而雄株的Ci在叶面的变化较大,Ls呈现沿叶尖至叶基方向逐步上升的趋势.上述结果表明,青杨雌雄叶片在气孔分布及气体交换特性上不仅存在显著的性别差异,而且具有明显的叶面区域异质性.