东灵山辽东栎群落演替的连续时间马尔可夫过程研究

采用连续时间马尔可夫方法研究了北京东灵山辽东栎群落的演替过程,在综合考虑影响因子、物种构成和年龄分布等因素的基础上,建立了辽东栎群落演替的马尔可夫模型,模拟出了辽东栎群落演替的主要趋势。     

北京东灵山地区辽东栎林种群空间分布分形分析

通过植物个体的坐标点与模拟冠幅的分形维数的分析,对辽东栎林内不同种群沿海拔梯度变化的空间分布格局和种群动态进行了比较和讨论。结果表明:模拟冠幅分形分析方法更适于分析具有大小不等、复杂多样的冠幅的植物个体空间分布格局。随着海拔的升高,不同种群的空间占据能力也随之变化。辽东栎种群的空间分布占绝对优势地位,分形维数可达1.9811;五角枫种群则逐步下降,分形维数最低为0.1170。低海拔山坡六道木种群空间占据能力较强,高海拔山坡照山白种群有较大的空间占据能力。在一定的环境条件下,不同的种群可能具有相近的空间占据能力,但对乔木层与灌木层来说,相同的分形维数的内涵是不同的。冠幅的分形维数作为表征植物种群空间占据能力的工具,是种群动态分析和种群分布格局研究的的重要指标之一。     

野生与栽培乌拉尔甘草不同部位甘草酸含量分析

采用超声提取法结合高效液相色谱(HPLC)对黑龙江省西部野生与栽培乌拉尔甘草不同部位的甘草酸含量进行测定,结果表明:超声方法提取甘草酸是便捷、有效的方法之一,最佳提取条件为50%甲醇提取液,超声提取45m in。甘草地下部分甘草酸含量较高,野生甘草的甘草酸含量主根 > 横根茎 > 不定根 > 垂根茎;栽培甘草则为不定根 > 主根 > 横根茎;总体上看地上部分甘草酸含量是微量的,其中叶的甘草酸含量相对较多,地上茎、种子等器官甘草酸含量较低。无论野生甘草还是栽培甘草, 10月份甘草地下部分甘草酸含量大于5月份,并且这种差别在栽培甘草中表现更明显。人工管理措施对甘草酸含量具有较大影响,野生甘草和栽培甘草经过土壤翻松和良好的田间管理模式反而使甘草酸含量下降,按种植农作物模式对栽培甘草进行管理对提升甘草酸含量效果不佳,给予一定的环境胁迫可以提高甘草酸的含量。在黑龙江省西部,野生甘草主根在1.0~2.0 m深度为甘草酸含量分布较高的部位;栽培甘草主根甘草酸含量随土壤深度的增加而增加,其根尾的甘草酸含量最高,表明栽培甘草主根尚未伸长到其甘草酸含量最高的土壤深度。     

不同生境下刺五加金丝桃甙含量的季节变化

采用高效液相技术对刺五加(Acanthopanaxsenticosus)金丝桃甙含量的季节动态和生境差异进行了研究.结果表明,刺五加金丝桃甙只存在于刺五加的叶、花和果实中,其中叶和花中的金丝桃甙量较高,果实中含量较低.刺五加叶中金丝桃甙含量随发育节律呈现明显的动态变化.刺五加芽中金丝桃甙含量较低,约为0.013%.随着芽的发育,金丝桃甙含量逐渐增加,5月中旬左右,刺五加幼叶中金丝桃甙的含量可达0.087%,此后金丝桃甙含量迅速下降,8月中旬,叶中金丝桃甙的含量仅为0.008%.在不同生境条件下,刺五加叶中金丝桃甙含量的季节变化规律不尽相同.林内生境刺五加叶中金丝桃甙含量较低,在整个生长季节中,只有幼叶中金丝桃甙含量最高,平均为0.15%,而在林隙生境和林缘生境,金丝桃甙含量较高,最高可分别达到0.42%和0.65%.不同生境刺五加花和果实中金丝桃甙含量也有明显的差异.林缘生境金丝桃甙的含量最高,林隙生境次之,林内生境含量最低.叶面积指数和叶片金丝桃甙含量存在明显的负相关关系,叶面积指数越大,金丝桃甙的含量越低.最后,对金丝桃甙含量的季节动态以及金丝桃甙含量与环境因子之间的关系进行了分析.     

鼎湖山针阔叶混交林凋落物CO2释放对模拟酸雨的响应

该研究2011年1月开始在鼎湖山针阔叶混交林(混交林)进行模拟酸雨实验,设置4个不同处理水平,即对照(CK)(pH为4.5左右的天然湖水)、T_1(pH=4.0)、T_2(pH=3.25)和T_3(pH=2.5)。2013年1—12月对不同酸雨强度处理下的森林凋落物CO_2释放速率进行为期1 a的连续观测,探讨酸雨对混交林凋落物C排放的影响。结果表明:凋落物CO2释放通量在对照样方为(1 507.41±155.19) g CO_2·m~(-2)·a~(-1),其中湿季和旱季分别占年通量的68.7%和31.3%。模拟酸雨抑制了森林凋落物CO_2释放,与CK相比,T_2和T_3处理下的CO_2释放通量分别显著降低15.4%和42.7%(P0.05);且这种抑制作用具有季节差异性,处理间的显著差异只出现在湿季。凋落物CO_2释放速率与土壤温度和土壤湿度分别呈显著指数相关和显著直线相关,同时,酸雨处理降低了凋落物CO_2释放的温度敏感性。混交林凋落物CO_2释放在模拟酸雨下的抑制效应与土壤累积酸化而导致的土壤微生物活性变化有关,表现为模拟酸雨作用下土壤pH值和微生物量碳显著下降。上述结果说明酸雨是影响混交林土壤碳循环的重要因子之一。     

紫茎泽兰的CO2交换特性

紫茎泽兰是一种外来入侵有害植物,从CO2交换特性角度研究其入侵特性的报道较少。对其生殖器官(花和果)和营养器官(茎杆和根系和不同生长条件下的叶片)气体交换特性进行了测定,并与8种本地种和已报到的世界主要草本和木本植物的光合速率、呼吸速率进行了对比。在结果中观察到,不同叶片的净光合能力和呼吸速率差异较大,同一茎杆不同叶片、不同年龄株丛和同一株丛不同年龄分株上叶片、不同生境内嫩叶、成叶和老叶、不同长度节间上生长叶片以及基生叶和顶生叶光合能力都受到气孔限制和非气孔限制(羧化能力)的影响,但不同叶片所受的限制程度不同。综合来看,最大叶片净光合速率为17.6μmol·m-2s-1,分布最集中的区域为11~15μmol·m-2s-1,占所有观测值的50%,而叶片暗呼吸速率70%以上的观测结果在1~3μmol·m-2s-1之间,分布最集中的区域在1.5~2.0μmol·m-2s-1,占所有测定值的40%。生殖器官具有较高的代谢机能,其中幼嫩花蕾的呼吸速率高达37μmol·kg-1DWs-1,其呼吸速率平均比茎杆和根系高出4倍。而且,花蕾、成花和幼果都具有较高的光合能力(毛光合速率分别约为40,16μmol·kg-1DWs-1和11μmol·kg-1DWs-1,是对应呼吸速率的110%,68%和74%),对照同一时期(早春:旱季生殖生长季)的叶片光合能力仅为营养生长季节(夏季)的1/3,生殖器官这种光合作用是对叶片光合能力不足的一种补充。茎杆和根系呼吸速率与直径的关系相似,即直径越小,呼吸速率越高。直径小于0.5mm的根系和茎杆的呼吸速率都在11μmol·kg-1DWs-1以上。与其他植物比较,在温度和根系大小相当的情况下,紫茎泽兰与其它根系呼吸比较并没有明显区别。与已报道的草本植物和木本植物光合呼吸范围来看,紫茎泽兰叶片光合速率介于草本植物系统的中等偏下,位于木本植物系统的中等偏上,而其呼吸速率和草本植物相当但明显高于木本植物。与本地其他伴生植物比较,紫茎泽兰光合能力与本地常绿阔叶树种、落叶阔叶树种相当,而明显高于常绿针叶树种,但与同一时期的草本植物光合能力相当甚至偏低。其呼吸速率与本地草本和木本植物相差不明显。因此,不同生境下和不同生长状态的紫茎泽兰的光合和呼吸速率都具有较强的可塑性,这种可塑性可能有利于其定居不同的生境,即在适宜生境保持最高的光合能力和呼吸代谢水平,利于快速入侵,而在胁迫生境下以避免消亡为主,待机爆发。但是,仅通过比较紫茎泽兰与其它植物的叶片光合速率和呼吸速率不容易判断这一植物的强入侵能力。     

甘草生活史型的划分

探讨了甘草生活史型的定性和定量划分方法并对其结果进行了对比,结果如下:生活史型定性划分法基于生态幅与扰动程度对甘草生活的生境进行划分,将野生甘草、半野生甘草和栽培甘草分别划分为C、CVS和S生活史型。生活史型定量划分法是将生长于不同生境中甘草的营养生长、克隆生殖和有性生殖形态性状参数进行主成分分析,根据主成分得分比例划分生活史型。野生甘草定量划分结果为C0.4552S0.3150V0.2297型,总体上趋于C型生活史型;半野生甘草划分结果为C0.3540V0.3534S0.2926型,其营养生长、无性生殖和有性生殖发育比较均衡,属于CVS过渡生活史型;栽培甘草划分结果为V0.8931S0.0569C0.0500型,为比较典型的V生活史型。栽培甘草的定性、定量划分结果不一致的原因主要在于生长年限太少,克隆生殖和有性生殖均不发达。对植物生活史型的定量划分方法比定性划分法更为可靠、客观。     

刺五加丁香苷和总黄酮含量及其季节动态

本文研究了刺五加(Acanthopanax senticosus)丁香苷和总黄酮含量的季节变化。结果表明, 丁香苷主要存在于茎干系统, 其中在枝中的含量最高, 平均含量可达2.94%。从季节动态来看, 刺五加地上部分枝和茎中丁香苷的含量呈明显的季节变化, 即春秋季含量较高, 夏季含量较低; 地下部分根和根茎中丁香苷含量的季节变化不明显。刺五加全株均含有总黄酮, 刺五加地上部分总黄酮的含量呈明显的季节变化, 其叶片总黄酮在5月中下旬林分郁闭之前含量最高, 平均含量可达3.8%; 茎干中总黄酮春季较高, 夏季降低, 而到晚秋时含量最高, 其中枝中总黄酮平均含量可达3.75%。地下部分总黄酮含量的季节变化不十分明显。本文对丁香苷和总黄酮季节变化的原因进行了分析。     

外来有害植物种群扩散的综合测定方法

在外来有害植物试点调查的基础上, 结合外来有害植物的特点, 介绍了外来有害植物种群测定的样地选择和设置方法。对外来有害植物入侵生境条件、有性繁殖能力、无性繁殖能力及入侵现状评价、种群扩散测定的内容和计算方法进行了概括。并根据以上资料, 计算了外来有害植物综合分析指数, 分析外来有害植物入侵现状以及发展趋势, 为综合治理外来有害植物提供参考资料。     

天然次生林三种不同生境刺五加丁香苷和总黄酮含量的研究

采用高效液相和分光光度的方法对天然次生林林内、林隙和林缘三种不同生境下刺五加(Acanthopanax senticosus)主要次生代谢产物丁香苷和总黄酮的含量差异进行了研究。结果表明:不同生境条件下,刺五加不同部位丁香苷的含量不同。生境的变化对枝中丁香苷的含量影响最大,林内生境枝中丁香苷的含量最低,林隙生境较高,林缘生境最高。而茎基部丁香苷的含量规律为林内生境最高,林隙生境次之,林缘生境最低。三种不同生境中根和根茎丁香苷含量的变化没有明显的规律性。刺五加全株均含有黄酮类物质,其中叶和花中黄酮的含量较高。其总黄酮含量受环境的影响较大,在林内生境,刺五加叶、花和果中总黄酮的含量最低,林隙生境有所提高,而林缘生境中含量最高。叶片总黄酮含量与叶面积指数呈负相关,叶面积指数越大,叶片中总黄酮的含量越低。对于刺五加的枝、茎干、根和根茎而言, 1~3年枝总黄酮在各个生境之间没有显著的差异;而茎干中总黄酮的含量表现为林内生境显著的高于林隙生境和林缘生境,后两者没有明显的差异;与茎干不同,林内生境根和根茎中总黄酮的含量最低,林隙和林缘的较高。