广西大石围天坑群天坑森林主要木本植物种间关联性研究

为了解大石围天坑群天坑森林植物群落的种间联结特征,该文以大石围天坑群中7个典型天坑森林为研究区建立18个样地,取其中重要值大于1的木本植物为研究对象,采用方差比例、χ2检验、Pearson相关系数检验、Spearman秩相关系数检验及PCA排序方法,对天坑森林内的主要木本植物种间关联性和生态种组进行定量分析。结果表明:(1)乔木层总体联结性呈现显著正联结,灌木层总体联结性呈现不显著正联结,群落总体关联性呈现显著正联结,表明天坑森林植物群落处于稳定的阶段。(2)χ2检验、Pearson相关系数检验和Spearman秩相关系数检验发现,乔木层正联结种对多于负联结种对且显著联结种对占多数,灌木层负联结种对多于正联结种对,且显著联结种对占多数,表明乔木层群落稳定性高于灌木层,乔木层种间竞争合作强,灌木层种间竞争排斥性强,群落主要木本植物之间联结性强,种间保持紧密联结的联结特征。(3) PCA排序将天坑森林植物分为四大生态种组,物种分布由天坑底部至顶部呈现圈层分布方式,且物种分布方式总体受生境差异和物种自身特性影响。可见,植物紧密的联结关系是天坑森林多样性维持机制之一,而群落内部种间关联性的自我调控及物种对生境异质性的趋同适应是群落维持稳定的基础。     

不同林龄和密度马尾松人工林针叶和根系的生态化学计量特征

为了解不同林龄和密度马尾松人工林针叶和根系的养分变化特征,该文在广西南宁市横县镇龙林场选择了四种林龄(幼龄林、中龄林、成熟林和过熟林)和四种密度(低密度林、中低密度林、中高密度林和高密度林)马尾松林共八种林分,分析了马尾松针叶和根系的C、N、P含量和比值及其与土壤养分的关系。结果表明:(1)所有龄林与密度林的马尾松针叶N∶P比值均大于16,表明该地区马尾松明显受P限制,幼龄林更加明显。(2)马尾松针叶C含量随着林龄增长逐渐增大后下降,N与P含量呈微弱下降趋势,导致C∶N比值、C∶P比值和N∶P比值呈微弱上升趋势,但没达到显著水平;根系C含量、P含量和C∶N比值逐渐增大,N含量、C∶P比值和N∶P比值呈U字型且都在幼龄林最大;针叶和根系在成熟林阶段均具有较高的P含量和最高的C含量。(3)中密度林的马尾松针叶的C和N含量较高且P含量最高,C∶N比值较低且C∶P比值和N∶P比值最低;根系的C、N和P含量较高,而C∶N比值、C∶P比值和N∶P比值较低。(4)马尾松的根系养分尤其是P含量在不同龄林和不同密度林之间的变化比针叶更加剧烈,且其与土壤养分之间的相关性比针叶更强。综上结果表明,马尾松人工林受P限制,在低龄林加强P肥管理和选择合适的林分密度(中等密度)则有利于缓解马尾松受P限制的状态。     

巨尾桉在岩溶石山生境中的适应性研究（Ⅰ）：春季光合生理生态学特性

以岩溶石山生境的3年生巨尾桉人工林为研究对象,采用LI-6400型便携式光合仪测定巨尾桉在春季的叶片净光合速率(Pn)及其他生理生态因子日变化,同时测定巨尾桉光合-光响应曲线,并通过相关分析和通径分析探讨净光合速率与其他生理生态因子的关系。结果表明:巨尾桉光合-光响应曲线符合Walker的非直线双曲线模型。巨尾桉的光饱和点为1 340μmol.m-2.s-1,光补偿点为14.68μmol.m-2.s-1,表观量子效率(AQY)为0.06mol.mol-1,具有阳生植物的特点。净光合速率日变化呈现"单峰型"的特点。蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和大气CO2浓度(Ca)是影响巨尾桉叶片净光合速率日变化的重要因子。巨尾桉有较高的水分利用效率,说明巨尾桉具有适应岩溶石山干旱的特征或避旱策略。     

Study on the adaptability of Eucalyptus grandis× E.urophylla in karst hills(Ⅰ):photosynthetic physiological ecology characteristics in spring

以岩溶石山生境的3年生巨尾桉人工林为研究对象,采用LI-6400型便携式光合仪测定巨尾桉在春季的叶片净光合速率(Pn)及其他生理生态因子日变化,同时测定巨尾桉光合-光响应曲线,并通过相关分析和通径分析探讨净光合速率与其他生理生态因子的关系.结果表明:巨尾桉光合-光响应曲线符合Walker的非直线双曲线模型.巨尾桉的光饱和点为1 340 μmolm-2s-1,光补偿点为14.68 μmolm-2s-1,表观量子效率(AQY)为0.06molmol-1,具有阳生植物的特点.净光合速率日变化呈现"单峰型"的特点.蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和大气CO2浓度(Ca)是影响巨尾桉叶片净光合速率日变化的重要因子.巨尾桉有较高的水分利用效率,说明巨尾桉具有适应岩溶石山干旱的特征或避旱策略.     

桂林岩溶石山檵木种群空间格局及其关联性

种群的空间分布格局及其关联性反映了种群演替方式和对环境因子的适应策略,对植被的恢复与重建、生物多样性保护等具有重要的意义和价值.为了解桂林岩溶石山檵木种群的空间分布格局及其关联性,在对其进行群落调查的基础上,采用点格局方法,以Ripley K函数为基础,运用其衍生的成对相关函数和Ripley L函数对檵木种群的空间分布格局以及不同径级之间关联性进行分析.结果表明:檵木种群的径级结构呈倒“J”型分布,小径级个体占较大比例,种群自然更新状况良好,属增长型种群;檵木种群3个径级的个体在小尺度上呈聚集分布,但随着空间尺度的增大,聚集强度逐渐减弱,趋向随机分布;檵木种群3个不同径级的个体间在小尺度下均呈现无关联,随着尺度增大,不同径级个体的空间关联性呈现正关联或负关联;檵木种群个体间径级差异越大,它们的空间关联性越弱,甚至可能逐渐转变为负关联.本研究结果有助于了解桂林岩溶石山檵木种群在生长发育过程中的生态策略和物种共存的尺度依赖性特征及其形成机制,从而为岩溶石山森林植被的恢复与重建、保护和经营管理提供参考.     

瘤足蕨属(Plagiogyria)植物叶柄和羽片横切面解剖学特征及分类学意义

该文采用光学显微镜,首次对九种瘤足蕨属植物的叶柄和羽片横切面进行了解剖学比较研究。结果表明:九种瘤足蕨属植物在叶柄中部横切面的表皮、基本组织和中柱以及营养叶羽片的表皮、叶肉和主脉等结构特征是相似的,如叶柄中部横切面的表皮不被毛或是鳞片,表皮细胞形状呈类圆形,具有厚壁组织,中柱为周韧型维管束;营养叶羽片横切面的气孔只分布于下表皮,表皮细胞形状呈扁平状,主脉的结构类型属于周韧型维管束。在系统的演化中,瘤足蕨与桫椤科植物有一定的亲缘关系,两者既有相似的特征但也表现出一定的差异,支持瘤足蕨属是一个自然分类的观点。九种瘤足蕨属植物叶柄中部横切面形状有梯形、椭圆形和三角形,叶柄中部横切面维管束的形状成"U"字形、"V"字形或"品"字形;维管束数目1个或3个;维管束结构中的木质部成"八"字形、"U"字形或"一"字形;羽片主脉下侧形成了以三角形、弧形或梯形的突起;叶柄中的木质部形态有两种,即典型的海马形状以及非典型的海马形状,其中典型的海马形状的特点为叶柄的木质部两侧都呈现弯曲成钩的形态,非典型的海马形状特点为2个木质部束的两侧都未出现弯曲成钩的形态或者是其中的一个木质部一端无弯曲成钩的形态,这些形态解剖特征稳定且具类群特异性,为瘤足蕨属植物的分类和系统学研究提供了新的依据。同时,依据其叶柄和羽片横切面解剖叶柄学特征列出了瘤足蕨属植物分种检索表。     

基于SSR标记探讨三种金花茶植物的遗传多样性和遗传结构

薄叶金花茶、小花金花茶和小瓣金花茶是三种濒危金花茶植物,为了解珍稀濒危植物遗传多样性和遗传结构,该研究利用微卫星标记对他们的7个种群共184个个体进行了遗传多样性和遗传结构分析。结果表明:11个位点共检测到等位基因92个。在物种水平上,小瓣金花茶平均等位基因数(N_A)为3.9、有效等位基因数(N_E)为2.328、观测杂合度(H_o)为0.520、期望杂合度(H_e)为0.501,高于薄叶金花茶和小花金花茶。在种群水平上,有效等位基因数(N_E)在1.788～2.466之间,期望杂合度(H_e)在0.379～0.543之间;种群间遗传分化系数(FST)在0.143 7～0.453 3之间,种群间基因流(N_m)在0.301 5～1.488 9之间。AMOVA分子变异分析显示65.72%的变异存在于种群内。三种金花茶具有较低水平的遗传多样性和高水平的种群间遗传分化。STRUCTURE和PCoA种群遗传结构分析结果将取样种群分为2组,即薄叶金花茶和小花金花茶大部分个体分为一组,小瓣金花茶大部分个体分为一组。现存所有种群应根据实际情况尽快采取就地保护或迁地保护措施。     

铊和镉胁迫对芦竹生长及光合特征的影响

芦竹(Arundo donax)对多种重金属都有较好的耐受性,是植物修复技术较理想的选择,而关于芦竹对Cd和Tl胁迫生理反应的相关研究却较少,为了有效治理Cd和Tl的污染,本研究以芦竹为材料,通过添加不同浓度重金属Tl(4,10和20 mg·kg~(-1))、Cd(50,100和200 mg·kg~(-1))进行芦竹盆栽试验,测定芦竹的株高、分蘖数、叶绿素含量、光合生理指标以及Tl和Cd在芦竹中的累积量,探讨芦竹对Tl和Cd胁迫的响应机制。结果表明:Tl(4~20 mg·kg~(-1))和Cd(50~200 mg·kg~(-1))对芦竹株高、分蘖数以及叶绿素含量均无显著影响(P0.05);芦竹体内Tl和Cd含量随着Tl和Cd浓度的升高呈上升趋势,芦竹体内Tl含量的分布规律为根茎叶,Cd含量的分布规律:Cd浓度50 mg·kg~(-1)时为茎叶根,Cd浓度100和200 mg·kg~(-1)时为根茎叶,表明Tl和Cd主要分布在根部,芦竹对Tl、Cd有一定的富集能力。Cd和Tl处理均显著降低芦竹叶片的胞间CO2浓度,在Tl浓度为10 mg·kg~(-1)时,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率得到显著提高,当Cd浓度为50 mg·kg~(-1)时,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率得到显著提高。这表明芦竹对重金属Cd和Tl有较强的耐受性,可为Cd和Tl污染土壤的治理和修复提供参考。     

桂林岩溶石山不同坡向灌丛植物多样性与土壤环境因子的关系

该研究以桂林岩溶石山灌丛植物为对象,分析了灌丛群落物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数与土壤环境因子随坡向(阴坡-阳坡)梯度的变化规律。结果表明:(1)土壤含水量、土壤温度、土壤pH和土壤全磷均对植物群落类型及物种分布具有显著的影响,坡向对植物群落类型及物种分布具有极显著的影响;而土壤全氮、土壤有效氮和土壤有机碳对植物群落类型及物种分布则均无显著影响。(2)除Pielou均匀度指数在阴坡与阳坡差异不显著外,物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数对不同坡向微生境均存在显著差异。其中,物种丰富度指数和Shannon-Wiener指数在不同坡向上均表现出相同的变化趋势,即阴坡大于阳坡。(3)除土壤pH值和土壤全磷含量差异不显著外,坡向对土壤含水量、土壤温度、土壤全氮含量、土壤有效氮含量、土壤有机碳含量均产生显著的影响。其中,土壤含水量、土壤有效氮含量、土壤有机碳含量则为阴坡大于阳坡,而土壤温度和土壤全氮含量为阴坡小于阳坡。(4)多元逐步回归分析表明,在阴坡上,各土壤环境因子对物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数作用均不显著;在阳坡上,物种丰富度指数与土壤温度呈显著负相关、与土壤有机碳含量呈显著正相关;Shannon-Wiener指数与土壤含水量和土壤有机碳含量呈显著正相关;Pielou均匀度指数与土壤有机碳含量呈显著正相关、与土壤全磷含量呈显著负相关。     

桂林岩溶石山檵木群落老龄林植物叶性状

该研究以桂林岩溶石山檵木群落老龄林的25种主要植物为对象,通过测定其叶干质量(DW)、叶干物质含量(LDMC)、叶面积(LA)、叶厚度(LT)、比叶面积(SLA)和叶组织密度(LTD)等叶性状指标,探讨不同物种叶性状的差异以及性状之间的内在联系。结果表明:DW、LDMC、LA、LT、SLA和LTD在乔木层8种植物之间以及灌木层17种植物之间均呈极显著差异(P0.01)。乔木层植物叶片具有相对较大的DW、LDMC和LT,灌木层植物叶片具有相对较大的SLA,乔木层和灌木层植物叶片LA和LTD的差异不显著。Pearson相关性分析表明,乔木层与灌木层植物叶性状相关性除LTD与LDMC和LA,SLA与LA不一致外,其他性状两两之间相关性均表现为一致性。主成分分析表明,在6个叶性状指标中,DW、LDMC和LTD可以作为反映岩溶石山檵木群落老龄林乔木层植物适应生境的重要叶性状指标,主要表征植物抵御外界干扰及不利环境的能力和对生长环境干湿程度适应的能力,具有"缓慢投资-收益"叶经济谱的特点。SLA和LTD可以作为反映岩溶石山檵木群落老龄林灌木层植物适应生境的重要叶性状指标,主要表征植物获取资源的能力,具有"快速投资-收益"叶经济谱的特点。