海南岛霸王岭热带山地雨林木质藤本垂直结构特征

木质藤本植物是热带森林结构和功能的重要组分,但对于其垂直分布的研究较少。通过对海南岛霸王岭热带山地雨林坡地8条样带内胸径≥0.5cm的攀援木质藤本进行调查,比较分析了其多度、物种丰富度、径级结构、攀援方式组成、物种组成的垂直结构特征。结果表明:(1)随着高度级增加,木质藤本多度和物种丰富度都呈现出一种先增加后降低的单峰型曲线变化规律。(2)随着高度级增加,木质藤本个体趋于分布在更大径级。在森林底层(05m)和林冠层(≥15m)分别以0.51cm和≥2cm径级的木质藤本占优。(3)不同高度级间,不同攀援方式木质藤本个体比例存在显著差异。主茎缠绕类木质藤本在各高度级都占优势,卷须类木质藤本个体比例随高度增加显著降低,根攀类木质藤本呈现相反趋势。(4)随着高度级增加,木质藤本物种优势度明显发生变化。总体来看,木质藤本呈现出一种复杂、有序的垂直结构,这可能决定其对森林动态的影响。     

热带尖峰岭和亚热带千岛湖六种凋落叶的分解特征

选取亚热带6个树种马尾松(Pinus massoniana)、毛竹(Phyllostachys heterocycla)、水杉(Metasequoia glyptostroboides)、木荷(Schima superba)、青冈(Cyclobalanopsis glauca)和苏铁(Cycas revoluta)的凋落物,在亚热带的千岛湖和热带的尖峰岭进行凋落物分解实验,研究不同气候带下凋落物的分解特征。两样地的年均气温和降水为主要差异,年均温差达3.0℃。结果表明:两个样地凋落物的分解速率顺序为:毛竹﹥木荷﹥青冈﹥马尾松﹥水杉﹥苏铁,尖峰岭样地6个树种95%分解所需的时间集中在3.22-8.81a,千岛湖样地95%分解所需的时间为4.61-14.27a。6种凋落物叶的分解速率尖峰岭显著大于千岛湖(P0.05)。用尖峰岭的气候条件来模拟千岛湖气候变暖后的状况,凋落物分解的分解速率将提高43.08%-95.65%,凋落物的95%分解时间将缩短30.15%-48.85%。凋落物分解的表观Q10在3.30-9.35之间。在千岛湖样地凋落物的分解速率(k值)与初始氮含量呈显著正相关(P0.05),与木质素含量呈显著负相关(P0.05);在尖峰岭样地,凋落物的分解速率与凋落物基质质量的各因子相关性均不显著。氮含量和木质素含量在中亚热带地区是预测凋落物分解和失重的良好指标,在热带地区气候因子对凋落物分解的控制作用较强于凋落物初始基质质量的控制作用。     

西双版纳热带季节雨林的树种组成和群落结构动态

研究了西双版纳热带季节雨林1 hm2(hectare)动态监测样地1993年与2007年之间树种组成和群落结构的变化。对样地中胸径≥5 cm的乔木进行了每木调查。目前其树种组成的热带分布科、属所占比例分别为91%和94%,具有较高比例的热带植物区系性质。在1993年与2007年两次调查之间,树种数量由145种增至179种,仅有1到2个个体的稀有树种所占比例从54%降为51.1%。从森林的垂直结构来看,A、B、C三层的个体死亡率分别为12.8%、12.9%和19.0%,各层树木的增长率分别为-8.5%、-1.4%和44.8%。与此相对应,C层小径级的树木所占比例有较大提高。虽然小径级的树木在种类和数量上比例增大,但个体数量和种类组成相对稳定的A、B层优势树种变化不大,维持了群落结构的稳定性。14 a间,群落中新增加的具有先锋性质的树种不超过5个。1993年时,A、B两层尚有先锋树种存在,2007年已经从A、B两层中退出。因此,从14 a间树种组成和群落结构的变化来看,虽然具有树木的死亡和增补,但其物种成分和群落结构的总体格局没有明显的变化,处于动态平衡过程中。     

热带森林碳汇或碳源之争

热带森林生产和储存有世界40%的生物量碳,这一碳汇的存在对于全球碳循环和人类的生态安全是极其重要的。由于气候变化热带森林碳储存量已经发生了一系列的变化。一种观点认为自20世纪80年代后期起热带森林的基面积(生物量)、茎个体密度、茎个体周转率均呈现显著增长,并归结为热带森林结构和动态协调一致的变化,同时将生物量的增加归功于高浓度CO2施肥。进而推断热带森林现今和今后数十年,它仍然是一个中等的碳汇。另一种观点认为热带森林生物量并无增加,其森林碳汇已沦落为碳源。在实验室中设置高浓度CO2条件栽培热带植物进行观测的多数结果是,无结构碳水化合物增加,而生物量并无增加。同时,随着CO2浓度升高,高温和干旱对热带森林将产生一系列更严重的负面影响,如森林生长量下降、死亡率以及森林火险增加;厄尔尼诺事件将会更加剧旱情和火灾,致使树木出现枯梢和死亡高峰。未来人类开发森林及林地利用改变将日益加剧,在自然和人为的综合影响下,不论是对热带森林生物量增加持肯定立场的生态学家,或对此持反对立场的生态学家,双方都一致认为未来退化的热带森林系统碳汇必然转变为碳源,甚至是一大规模的碳源。     

引种保护植物对西双版纳极端冷年的春季物候响应

气温被普遍认为是春季物候期最主要的控制因子之一,然而低温对植物物候的影响效应一直都存在不同的观点。西双版纳由于地处热带地区的北缘,其气温相对于赤道附近的热带地区较低。自1959年以来,西双版纳热带植物园引入了来自世界各个热带地区的4万余种植物进行保护,之前的研究证明西双版纳的低温对这些引种植物的生长有很大影响。因此,1974年西双版纳出现的极端低温势必对引种植物造成极大威胁,同时也是对这些植物低温适应能力的一个考验。通过对比43种引种植物物候期（生长抽梢期与开花期）在1974年与常年的差异情况,分析不同来源（热带亚洲、热带美洲与热带非洲）引种植物对西双版纳低温的适应性。结果表明,经历西双版纳1974年初的极端低温之后,使81%的引种植物生长抽梢期提前,同时也造成35%的引种植物在该年没有开花;而植物生长抽梢提前的主要原因则是极端低温以及低温过后气温迅速回升。引种植物均能顺利度过1974年的最冷时期,并出现生长抽梢物候,这意味着引种植物在经历极端低温之后都能够进行正常的生长活动,但极端低温对引种植物繁殖活动的不利影响大于其对生长活动的影响;引种植物对西双版纳极端低温的适应能力由大到小顺序依次为：亚洲来源植物〉美洲来源植物〉非洲来源植物。因此在迁地保护植物的选择过程中,应多选择亚洲热带植物,其次为美洲热带植物,而对非洲热带植物的引入则需谨慎考察。     

海南霸王岭不同森林类型附生兰科植物的多样性和分布

附生兰科植物是热带林附生植物的主要类群之一,对于维持热带林生态系统的物种多样性及生态功能具有重要的作用。以海南岛霸王岭国家级自然保护区内的6种热带原始林类型(热带季雨林、低地雨林、热带针叶林、山地雨林、山地常绿林及山顶矮林)中的附生兰科植物为研究对象,通过样带调查(每个森林类型设置12个10m×50m的样带,记录每个样带内胸径(DBH)≥5cm的树木及藤本上附生兰科植物的物种名称、株数及附生位置)分析了附生兰科植物的物种多样性、附生位置及其在不同森林类型中的分布规律。结果表明:1)3.6hm2森林调查样带内共记录到附生兰科植物9634株,分属于26属60种;2)除趋势对应分析(DCA)结果表明,6种森林类型中的附生兰科植物可分成5组(其中,山地常绿林与山顶矮林内的附生兰科植物归为一组);3)分布海拔范围相临近的森林类型的附生兰科植物具有较高的相似性,山地常绿林和山顶矮林附生兰科植物的相似性最高(88.9%);4)6种森林类型中,较高海拔的3种森林类型(山地雨林、山地常绿林和山顶矮林)中,附生兰科植物的丰富度和多度均显著高于其在较低海拔的3种森林类型(热带季雨林、低地雨林和热带针叶林),其中,附生兰科植物在山地常绿林内的丰富度和多度均最高;5)热带季雨林、低地雨林、热带针叶林及山地雨林内,宿主冠区附生兰科植物的多度均高于干区;山地常绿林内两者之间无显著差异;而山顶矮林干区的附生兰科植物的多度高于冠区;6)调查木上附生兰科植物的发生率在高海拔森林类型均高于其在低海拔森林类型,各森林类型内附生兰科植物的多度及物种丰富度与宿主胸径均存在显著正相关关系。     

科学家发现首例依靠雨媒传粉植物

近日,中科院西双版纳热带植物园的科研人员范旭丽等人发现,附生兰科植物多花脆兰的雨水传粉机制不同于兰科植物中已知的自交机制,是有花植物中第1例真正意义上的雨媒植物。该发现回答了学界一直以来对“雨媒”这一传粉形式是否存在的质疑。相关研究成果目前在线发表于《植物学纪事》。     

热带喀斯特森林常绿和落叶榕树的水力特征和水分关系与抗旱策略

以热带喀斯特地区的直脉榕(Ficus orthoneura)和豆果榕(F.pisocarpa)为实验材料,研究了常绿和落叶树木枝条和叶片的解剖结构特征、光合水分特征和耐旱性的差异,目的在于探讨不同生活型榕树适应干旱生境的策略.直脉榕和豆果榕的叶片都有两层栅栏组织、游离状的海绵组织和钟乳体等旱生结构,同时叶片角质层蒸腾速率(gmin)和气孔导度(gs)相对较低.但与落叶的豆果榕相比,常绿的直脉榕的枝条木质部失去50％传导率的水势(P50)和gmin更低,表现出更保守的水分利用策略.总体上,两种榕树都表现出了对喀斯特干旱生境的良好适应,但是它们的适应策略表现出一定的差别.豆果榕通过落叶度过旱期,而直脉榕在结构和功能上比豆果榕更耐旱.抗旱策略和水分利用策略的不同导致两种榕树的生态位分异,减少了彼此间的水分竞争,有利于它们在喀斯特生境中共存.     

浙江北雁荡山蕨类植物区系特征分析

通过标本和文献查阅以及野外调查,对浙江北雁荡山蕨类植物的区系组成和分布区类型进行了分析.结果显示:北雁荡山共有蕨类植物37科71属156种(含种下分类群);以单种和寡种分布的科和属所占比例最大,分别占总科数和总属数的75.7％和91.5％.该区域蕨类植物科的分布区类型以世界分布型和泛热带分布型为主,分别有14和20科,占总科数的37.8％和54.1％;热带成分总计22科,占总科数的59.5％,而温带成分仅1科.属的分布区类型可划分为9类型2亚型,包含世界分布型17属、热带分布型47属、温带分布型7属;其中,泛热带分布型属数量最多区28属),占总属数的39.4％.种的分布区类型以东亚分布型最多(93种),其中,中国-日本分布亚型有65种,占总种数的41.7％.中国特有种有21种(占总种数的13.5％),其中2种为仅分布于本区域的特有种,分布类型以华东-华南分布最多.由分析结果可见:北雁荡山蕨类植物具有组成丰富、区系起源古老、地理成分多样、热带区系特征明显及特有种数量匮乏等特点,但与周边区域蕨类植物分布有紧密联系.     

《基因组学与应用生物学》征稿启事

《基因组学与应用生物学》由中国农业大学教授李宁院士任主编,北京大学教授朱玉贤院士和海南省热带农业资源研究所所长方宣钧博士任执行主编。本刊设置固定栏目和随机栏目。固定栏目常设研究论文和研究报告,主要发表最新的原始研究成果。随机栏目根据稿源可能设研究资源、数据分析、技术专题和评述与展望等栏目,还可能设置刊登有关科学新闻、科技