区域尺度上栓皮栎叶性状变异及其与气候因子的关系

叶片在长期进化过程中对环境变化敏感且对气候变化的响应表现出表型可塑性。栓皮栎(Quercus varaibilis)是亚洲大陆地理分布最广泛的树种之一,横跨温带和亚热带地区。本文在中国中东部区域内,选取了25个天然栓皮栎林种群,测量了其叶柄长度、叶片长度、叶片宽度、叶片面积、叶片干重等,并计算了比叶面积和叶形指数(叶片长宽比)等叶性状特征,探讨了区域尺度上叶片性状变异与气候因子关系的格局。结果表明,栓皮栎叶片性状在种群间和种群内均存在显著的变异;叶片宽度与年均温度呈显著的负相关,叶片宽度和叶片面积与纬度均呈显著正相关,说明叶宽及叶片面积相对于其他指标对气候因子的影响变化更敏感,并且在这一区域尺度上温度影响着叶片大小的变异格局。本研究结果为在全球气候变化背景下了解区域尺度上栓皮栎对环境变化的适应与响应机制提供了基础。     

陕西栓皮栎群落类型划分及其物种多样性特征

采用聚类分析法,把陕西省内的栓皮栎林划分为6个群丛,分别为:(1)栓皮栎-僵子栎-大披针苔林;(2)栓皮栎-胡枝子+铁仔-大披针苔林;(3)栓皮栎-胡枝子+黄栌-牛尾蒿+大油芒林;(4)栓皮栎-胡枝子+荚蒾-大披针苔林;(5)栓皮栎-黄檀-大披针苔林;(6)栓皮栎-侧柏+黄栌+胡枝子-野青茅+大披针苔林。采用重要值作为多样性测度指标,计算了物种丰富度指数S、多样性Simpson指数、Shannon指数、均匀度Pielou指数和Alatlo指数;探讨了各群丛的物种多样性特征。     

基于氘示踪剂和热扩散技术的栓皮栎水分运输速率与效率研究

利用同位素示踪和热扩散技术研究了不同胁迫处理栓皮栎的水分运输和储存差异。结果表明,注射氘同位素后,充分灌溉、轻度和重度胁迫处理的最大氘同位素比率分别升高到586.67‰、997.33‰和1364.89‰,处理间差异显著。轻度和重度胁迫处理的示踪速率分别为0.10 m/h和0.07 m/h,显著低于充分灌溉处理,但半减期和残留期显著高于充分灌溉。轻度和重度胁迫处理的枝条栓塞程度(PLC)比充分灌溉显著增加,液流通量、水势和蒸腾速率则显著减小。统计分析表明蒸腾作用强弱决定树体水分运输速率,PLC的增加和枝条水势的降低阻碍木质部水分运输。半减期和残留期内,轻度和重度胁迫处理的累积液流量显著高于充分灌水处理,运载相同体积的示踪剂,胁迫处理栓皮栎需要的水量增加,表明胁迫环境下受到PLC、蒸腾以及与树体储水交换的影响,水分运输效率下降。栓皮栎通过栓塞和储水交换来降低水分运输速率和效率,调控水分的收支平衡来适应干旱的环境。     

栓皮栎核型及体胚发生的细胞学特性研究

采用常规制片方法对栓皮栎核型、体胚发生过程中胚性愈伤组织细胞染色体进行了分析。结果表明,栓皮栎体细胞染色体数目2n＝24,核型公式K(2n)＝2x=24=20m十4sm,属于“2B”型,染色体组总长18.55 μm。继代8个月的胚性愈伤组织细胞的染色体数目和结构相对稳定,其中二倍体细胞占 97.20%,四倍体细胞占1.87%,单倍体细胞占0.93%。未发现有非整倍体细胞和染色体形态结构变异。子叶期体胚胚轴亚表层起源的分生组织团中有些细胞核呈片状或椭圆形。个别成熟体胚中偶见有3核细胞。     

不同生境栓皮栎天然更新幼苗植冠构型分析

栓皮栎存在于秦岭南坡的多种林分中,生活在不同生境中的个体往往形成不同的树冠形态和构型特征。为了说明不同生境条件下栓皮栎幼苗的植冠构型变化,采用典型抽样法,对秦岭南坡3种生境中(林冠下、林隙、林缘)的栓皮栎天然更新幼苗的侧枝、叶片特征及其空间分布进行了调查分析,结果表明:3种不同生境中栓皮栎幼苗植冠形态发生了明显的可塑性变化,(1)林冠下的幼苗明显为开阔型树冠,林隙和林缘处的幼苗树冠相对紧密;(2)幼苗的1级侧枝密度与分枝角度在3种生境下均差异显著(P0.05);从Ⅰ到Ⅳ层,林冠下幼苗的分枝角度在冠层内变化幅度不到5°,而林缘处幼苗的分枝角度变化高达40°;发生5个以上1级侧枝的概率以林冠下最大,为0.6;(3)从林缘、林隙到林冠下,幼苗的叶长、叶宽、单叶面积、叶面积指数逐渐降低,数量叶密度和比叶面积则逐渐增大,与其它两种生境相比,林冠下幼苗的叶片逐渐向树冠上层集中,且以更高序的侧枝为主要着生枝条;(4)林隙中栓皮栎幼苗的树高、地径明显优于林缘和林冠下,缩短了苗木进入主林层的时间,林隙对栓皮栎种群更新有利。在今后栓皮栎林的经营中,可以通过适当间伐来增加林隙数量,为森林更新和结构的优化的提供有利条件。     

华北低丘山区栓皮栎人工林冠层CO2浓度和δ13C变化及其影响因素

采用离轴积分腔输出光谱技术测定华北低丘山区栓皮栎人工林冠层上缘(11 m)和下部(6 m)大气CO2浓度和δ13C值,在小时尺度上分析冠层CO2浓度和δ13C变化及其影响因素.结果表明:冠层CO2浓度呈先高后低再升高的日变化趋势,而δ13C值没有明显一致的日变化规律.白天大气不稳定状态出现的频率为70.2%,在光合作用和林内湍流的共同作用下,栓皮栎冠层下部CO2浓度高于冠层上缘约1.70μmol·mol-1,而δ13C值低于冠层上缘约0.81‰.晚上大气稳定状态出现的频率为76.2%,湍流弱,冠层叶片呼出的CO2不易流动,导致冠层下部CO2浓度高于上缘约1.24μmol·mol-1,δ13C值低于冠层上缘约0.58‰.白天和晚上冠层上下缘的CO2浓度差值与δ13C差值均呈显著的相关关系.逐步回归分析表明,白天太阳辐射和相对湿度是影响冠层CO2浓度和δ13C值差异的主要环境因子,晚上温度显著影响冠层下部与上缘δ13C值的变化,这些环境因子通过增强或减弱光合和呼吸作用来影响冠层大气中CO2浓度和δ13C值的变化.     

陕西不同地区栓皮栎种群年龄结构动态模型的研究

栓皮栎种群动态模型能阐明其自然种群动态的规律,揭示种群的内在机制和对种群行为进行预测。矩阵模型是一种i状态分布方法,依靠矩阵形式来处理种群的特征分布,可以模拟和预测种群中各个年龄组的数量动态和年龄结构的变化,它能够从目前已知的年龄结构及种群的生存率和生育率,来推测种群的未来年龄结构。在研究栓皮栎种群动态时,也借用该模型对栓皮栎种群各年龄组的结构和数量动态作出预测。Leslie矩阵模型就是该模型中的一种,利用该模型的理论和方法,对栓皮栎种群的自然变化过程进行了模拟和预测。结果发现,从分布中心到分布边缘,随着生境的差异,栓皮栎种群产生幼苗的年龄级、内禀增长率、生育力和幼苗的数量都发生变化,预测结果与实际反映的情况基本一致,表明Leslie矩阵模型是一种较为理想的反映种群动态的模型。模型表达形式简单,参数生态学意义确切,应用精度高,从而达到准确预测栓皮栎种群动态的目的。     

河南宝天曼栓皮栎林群落特征及物种多样性

河南宝天曼自然保护区地片北亚热带的南暖温带过渡区域,是中国中部地区唯一保持较完好的综合性森林生态系统类型栓皮栎（Ｑｕｅｒｃｕｓ ｖａｒｉａｂｉｌｉｓ Ｂｌ．）林是其植被的重要组成之一。本文根据不同海拔的１５块样地材料,对栓皮要不栓群落土壤组成,植物区系成分,群落外貌,群落的结构特征及物种多样性进行了初步研究。