披针叶茴香对变化光环境的表型可塑性

植物对变化光环境的表型可塑性大小影响其在林下生境中分布、生长和更新。为探讨披针叶茴香在不同光环境下的整体表型可塑性及其适应机制,采用遮荫试验模拟5种光照条件(100%、52%、33%、15%和6%相对光照强度),研究了不同光环境下披针叶茴香叶片形态、生理、解剖结构、根系形态以及生物量分配等的变化。结果表明:叶生物量在5种光照处理之间差异不显著,但叶面积和比叶面积均随光照强度减弱显著增加。遮荫处理增加了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量,但叶绿素a/b比值随光照强度减弱而降低。遮荫降低了非结构性碳水化合物(淀粉和可溶性糖)和可溶性蛋白的含量,增加了叶片氮和磷含量,对叶片氮/磷比影响较小。在52%和33%相对光照处理下,叶片中硝酸盐含量最低,而在100%和6%相对光照处理下硝酸盐积累较多。根生物量、细根和粗根的长度、表面积以及比根长和比根表面积在5种光照处理之间均没有显著差异,根系氮含量在低光环境(15%和6%相对光照处理)中显著降低。随光照强度减弱,披针叶茴香采取保守生存策略,并没有增加叶生物量的分配,而是分配较多的生物量给枝条和树干,储存能量。综合来看,披针叶茴香具有较宽的光生态幅,在6%—100%光照强度下均能正常生长,遮荫有利于披针叶茴香地上和总生物量的积累,52%的相对光照条件下生长最佳。变化光环境下根系性状和整体结构的可塑性相对较低,叶片生理性状的可塑性在披针叶茴香适应光环境变化过程中发挥了主要作用。     

杉木人工林下原生与引入树种叶性状变异特征

叶性状在表征植物资源利用和生存策略方面具有重要作用。构建异龄复层林是改造人工纯林的有效措施,探究引入与原生树种叶性状变异有利于林下伴生树种的筛选。研究了引入乔灌木树种(如闽楠、蚊母树等13个树种)与原生乔灌木树种(苦槠、红紫珠等6个树种)的叶片形态、光合色素、碳氮磷生态化学计量和非结构性碳水化合物特征。结果表明:(1)总体上引入与原生乔木和灌木树种的叶形态性状差异较小,原生乔木的叶长和比叶面积显著小于引入树种与原生灌木。引入与原生树种间光合色素具有显著差异,引入乔木叶绿素含量显著高于原生乔木,不同功能群植物的比叶面积.叶绿素关系格局存在策略位移现象。引入树种叶碳含量显著大于原生树种,叶氮和叶磷含量显著大于原生乔木;引入树种和原生灌木的碳、氮、磷养分含量的变异系数较大;引入与原生树种叶碳氮磷生态化学计量没有一致变化规律。引入灌木叶可溶性糖含量、原生灌木淀粉含量均显著高于乔木树种,灌木的非结构性碳水化合物总量也显著高于乔木。(2)引入与原生树种叶性状呈显著协同变化趋势。所有叶性状中,比叶面积、叶绿素含量、叶氮含量、叶磷含量在乔木和灌木中均呈极显著正相关关系。主成分分析显示,引入乔木和灌木树种的叶性状接近,引入树种与原生灌木之间叶性状差异相对较小,但与原生乔木间的叶性状差异较大。总体上引入树种的叶性状与原生树种具有趋同适应特征,但不同生活型植物叶性状在林下弱光环境中仍产生一定分异,引入灌木可能比引入乔木更适应杉木林下生境。     

不同光环境对紫背天葵和白背三七生长及光合荧光特性的影响

以紫背天葵(Begonia fimbristipula)和白背三七(Gynura divaricata)两种优良野生蔬菜为研究对象,研究了自然全光照(L0)、郁闭度约50%林下(L1)、郁闭度约70%林下(L2)3种光环境下植株的生长及光合和荧光参数变化,以明确其耐荫性以及林下套种的可行性。结果显示:(1)紫背天葵和白背三七地径和株高在L0和L1处理之间无显著差异,而在L2处理下显著低于L0。(2)两种野菜最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)均随光照强度减弱逐渐降低,表观量子效率(AQY)在3种光环境下无显著差异;PSⅡ潜在最大量子产量(Fv/Fm)、光化学荧光猝灭系数(qP)和电子传递速率(ETR)也随光照强度减弱而减小,非光化学荧光猝灭系数(NPQ)却随光照强度减弱而增加。(3)两种野菜光合和荧光参数在L0和L1处理之间无显著差异,而在L2处理下显著低于L0。研究表明,在较大郁闭度林分下,紫背天葵和白背三七叶片叶绿素分子捕获激发能的效率降低,其PSⅡ吸收光能用于光化学电子传递的份额减少,而用于热耗散的份额增加,电子传递活性和通过电子传递链传递的能量降低,净光合速率下降,植株生长受到抑制;两种野菜均具有一定的耐阴性,可以在林分郁闭度50%左右的林下正常生长。     

湖北旋覆花化学成分的研究(英文)

从湖北旋覆花(Inula hupehensis)地上部分分离得到19个化合物,经波谱数据分析分别鉴定为9-羟基-百里香酚(1),8,10-去氢-β-羟基-百里香酚(2),2-羟基-4-甲基苯乙酮(3),8,9-双羟基-9-百里香酚(4),10-羟基-8,9-双氧亚异丙基百里香酚(5),8,10-二羟基-9-异丁酰百里香酚(6),8-羟基-9-异丁酰-10-(2-甲基丁酰)百里香酚(7),8,9,10-三羟基百里香酚(8),8-羟基-9,10-二异丁酰百里香酚(9),neoechinulin A(10),3-醛基吲哚(11),3-羟乙酰基吲哚(12),丁香酸(13),4,6-二羟基-2-甲氧基苯乙酮(14),7-甲氧基-8-羟基香豆素(15),6-甲氧基山奈酚(16),(+)-正丁香酯素(17),β-棕榈精(18)和豆甾醇(19)。除了化合物8和9外,其他化合物均为首次从该植物中分离得到。     

光照和氮磷供应比对木荷生长及化学计量特征的影响

光照和养分限制是影响林下植物生长和更新的关键影响因素,以亚热带主要常绿树种木荷（Schima superba）实生幼苗为试验对象,研究了不同光照（全光照、遮阴即45%全光照）和N、P供应比例（5,15,45）对幼苗生长和化学计量特征的影响。结果表明：（1）遮阴不仅严重抑制了木荷各器官和单株生物量积累,更加剧了P限制。尽管N、P添加对木荷生长没有显著促进作用,但N、P供应比例为5时的性状组合更有利于木荷后期生长,但高N、P供应比例可能导致P限制。（2）遮阴下叶N、P含量显著增加,但叶C/N和C/P比显著降低;不同光照处理组中各器官及总N含量均随N、P供应比例增大而显著增加,而C/N比逐渐降低;P的分配格局发生改变,全光照组各器官P含量为茎 > 叶 > 根,遮阴组各器官P含量为根 > 茎 > 叶。（3）随N、P供应比例增加或光照强度降低,木荷均趋向降低根冠比和根质比、增加叶质比或茎质比。（4）木荷生物量与各器官N、P含量、叶质比呈极显著负相关,而与C/N和C/P比及根冠比、茎质比、根质比呈极显著正相关。光强和N、P比例变化均显著影响了木荷幼苗的养分利用特征,因而木荷作为伴生树种优化林分环境对其早期生长具有重要意义。     

上海市郊沿海防护林防护效应的研究

为分析上海市郊沿海防护林的防护效应,于2009年夏季对人民塘水杉(Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng)基干林带前后不同观测点的风速、气温和空气相对湿度等气候因子进行了观测,并对该林带前后1 km处的防台风效应进行了比较;另外,以滨海森林公园的红叶椿(Ailanthus altissima 'Hongye' )林分为观测对象,比较分析了林带内不同垂直高度处的防风效应.结果表明,水杉基干林带具有明显的防风效果,林带内至林带后65 m范围内的风速较林带前均有不同程度的下降,以林带后25 m处的风速最低;在"莫拉克"台风登陆期间,水杉基干林带在较大尺度上具有明显的降低风速的作用;水杉基干林带在一定程度上能降低局部气温、提高空气相对湿度,以林带内的气温最低、空气相对湿度最高,从而达到改善林后小气候的作用.红叶椿林分内不同垂直高度处的防风效应有一定的差异,其中垂直高度2 m处的风速最大,而树冠处(垂直高度5 m)的风速最低.     

杭州湾滨海滩涂盐基阳离子对植物分布及多样性的影响

滨海滩涂由于其高含盐量显著影响了植物群落分布及生物多样性。目前有关滩涂含盐量与生物多样性的关系研究较多,但不同区域盐基离子组成不同,且对植物的影响也存在较大差异,以杭州湾南岸不同年代形成的滩涂为研究对象,系统监测了50个样方土壤交换性盐基阳离子的组成、分布和植物组成及多样性特征等,采用去趋势典范对应分析(DCCA)、线性回归和多元逐步回归分析了4种盐基阳离子对物种数量、分布和多样性的影响。结果表明,杭州湾南岸滩涂4种主要盐基阳离子含量(g/kg)大小顺序为Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺>K⁺,其中Ca²⁺占到总含量的61.97%;经DCCA分析发现4种盐基阳离子对植物群落的分布均有显著影响,但以Ca²⁺的影响程度最大;随着盐基离子含量的逐渐降低,物种数量逐渐增加,多样性指数逐渐增加,同时也发现Ca²⁺对两种多样性指数影响最大。     

黄土高原农牧交错带人工乔灌木林冠截留

在黄土高原农牧交错带的六道沟流域,通过2年观测,研究了主要人工造林树种油松、刺槐、柠条和沙柳的冠层截留特征。结果表明：4个树种林冠截留量和林内降雨量均与大气降水量呈正相关,其中林冠截留量与大气降水量呈幂函数关系;油松林平均截留率为16.7％,刺槐林为11.6％,沙柳林为12.8％,柠条林为11.2％。模拟结果表明,修正的王彦辉模型较原模型能够更好地反映黄土高原半干旱地区典型乔灌木树种冠层截留的大小。     

不同混交比例对杉木和大叶榉幼苗功能性状的影响

了解林木功能性状在不同培育模式下的变异和关联,对揭示林木生态适应性及其生态功能具有重要意义。选取了亚热带地区两种常见人工林树种杉木、大叶榉幼苗为研究对象,设置4种不同栽培模式的盆栽试验：单一杉木（4C）,单一大叶榉（4Z）和杉木、大榉树3种混栽模式（1C3Z、2C2Z、3C1Z）,研究不同混交比例对其叶、茎、根功能性状的影响。结果表明：（1）杉木总叶面积、叶干物质含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度在混栽模式下显著减小,而比叶面积显著增大;根长和比根长在不同处理间无显著差异;叶、茎、根生物量和单株总生物量在混栽模式下显著低于4C处理,不同混栽模式之间差异不显著。（2）大叶榉单叶面积在3C1Z处理下最高,总叶面积随大叶榉在树种组成中所占比例的降低而逐渐增大,比叶面积在不同处理间无显著差异,叶干物质含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均在2C2Z处理下最大,而瞬时水分利用效率在2C2Z处理下最小;根长在3C1Z处理下显著增大,比根长在不同处理间无显著差异;叶、茎、根生物量和单株总生物量随大叶榉在树种组成中所占比例的降低而逐渐增大。综合来看,杉木和大叶榉混合处理中杉木种间竞争大于种内竞争,而大叶榉相反;随杉木在混栽处理中比例减少,其主要通过增加比叶面积,提高净光合速率,减少茎生物量积累来适应种间竞争关系;而大叶榉随其在混栽处理中比例的减少,显著增加叶面积和根长来提高资源利用率,减少地下资源分配,提高地上茎生物量积累。因此,树种混交比例将显著影响林木功能性状及其生物量积累,选择适宜混交比例对混交林可持续经营具有重要意义。     

不同林龄杉木+闽楠复层林土壤磷形态及微生物功能多样性变化

磷是限制亚热带地区林木生长的关键因素之一,研究土壤微生物群落功能多样性对土壤磷素的影响,对亚热带地区人工林可持续经营具有重要意义。在江西官山林场选取了3种不同林龄杉木+闽楠（4 a、7 a、11 a）复层林为研究对象,测定了土壤全磷、有效磷及无机磷组分含量,采用Biolog-ECO法研究了复层林表土层（0-20 cm）土壤微生物群落对碳源的利用特征,并分析了土壤磷素与土壤微生物功能多样性的关系。结果表明：（1）土壤全磷、有效磷及无机磷组分含量随复层林营建时间延长呈增加趋势;（2）不同林分类型土壤微生物群落功能多样性差异显著。土壤微生物碳源代谢活性（AWCD）以及多样性指数也均随复层林营建时间延长呈增加趋势;多聚物类是杉木纯林土壤微生物利用的主要碳源,7 a复层林对碳水化合物、羧酸和酚酸的利用强度较大,11 a复层林对氨基酸、胺类、多聚物、羧酸和酚酸的利用强度较大,并且11 a复层林土壤微生物群落代谢碳水化合物、氨基酸、羧酸、胺类和酚酸的强度显著高于4 a复层林和杉木纯林,而4 a复层林与杉木纯林土壤微生物群落对不同碳源利用率的差异较小（除多聚物外）。（3）土壤微生物多样性指数、氨基酸类、胺类和酚酸类物质与土壤全磷、有效磷、Al-P和Fe-P含量之间显著正相关,随机森林模型分析表明,氨基酸、胺类和酚酸是不同林分类型土壤微生物利用的主要碳源。因此,杉木纯林转化为复层异龄林更有利于森林土壤磷的储存和供应,土壤微生物群落代谢功能多样性的增大可能是提高复层异龄林土壤磷有效性的关键调控因素。