小五台山天然青杨林雌雄群体的生长差异

通过对小五台山天然青杨种群的野外调查,并使用胸径与株高的异速生长模型来分析其雌雄群体间的生长差异,以探究雌雄异株植物青杨在性成熟条件和形态特征中是否存在性间差异。结果表明:(1)在青杨生长过程中,胸径随年龄呈指数型增长,而株高随年龄呈对数型增长;(2)雌雄植株的性成熟条件不同。雌株进入性成熟阶段的最低年龄和胸径都小于雄株;(3)青杨高径生长过程存在性别差异。雌株的异速生长指数显著大于雄株(P=0.024)。表明天然青杨种群中雌株一般性成熟较早,成熟后营养生长偏重于胸径增粗;而雄株性成熟较晚,营养生长偏重于植株增高。相对于雄株,雌株具有较高的树干机械强度。     

葎草幼苗的生理生化特征对盐胁迫的响应

采用盆栽法研究葎草(Humulus scandens)幼苗的生物量、气体交换参数、叶水势、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量对不同浓度盐(NaCl)(分别为0、100、200、300、400mmol/L)胁迫的响应,以探讨葎草幼苗对盐胁迫的适应机制及耐性机理。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度的增加,葎草幼苗生长受到严重抑制,显著降低了根、茎、叶的干重、单叶面积、比叶面积(SLA)和根冠比(R/S)。(2)NaCl胁迫后,葎草幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和叶水势(Ψw)均随盐浓度增加呈显著下降趋势,气孔限制值(Ls)和瞬时水分利用效率(WUEi)却显著增加。(3)NaCl胁迫下,叶绿素a(Chl a)和叶绿素b(Chl b)等光合色素含量以及过氧化氢酶(CAT)活性均显著降低,但超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量显著升高,说明植株的抗氧化酶系统对NaCl胁迫具有积极的响应策略。(4)NaCl胁迫显著提高了幼苗最小荧光(F_o)、可变荧光(F_v)、最大荧光(F_m)、表观光合电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP),有效降低了PSⅡ有效光化学量子产量(F_m′/F_o′)、非光化学淬灭系数(q N),并在不同盐浓度梯度下存在着显著的效果差异。研究表明,低浓度(100mmol/L)NaCl胁迫对葎草幼苗生长没有显著影响,但随着浓度的增加,葎草幼苗的气体交换、叶绿素含量、PSⅡ反应能力、抗氧化酶系统均受到抑制,植株的生长发育受到严重影响。     

铝胁迫对青杨雌雄幼苗生理生态特征的影响

以青杨雌雄幼苗为对象,研究铝胁迫(Al³⁺浓度为216 mg·kg^-1)下其生理生态特征及光合作用的差异.结果表明：铝胁迫下,青杨幼苗的丙二醛和可溶性蛋白含量显著增加(P<0.001),且雄株的丙二醛显著低于雌株,而可溶性蛋白显著高于雌株;雄株过氧化物酶活性显著增加、超氧化物歧化酶活性显著降低,而雌株无显著变化;雌雄幼苗的光合速率显著降低(P=0.001),雌株的蒸腾速率显著下降(P=0.007)、瞬时水分利用效率显著增加,而雄株均无显著变化;雌株幼苗的叶绿素a含量、总叶绿素含量和叶绿素a/b值显著降低,而雄株的叶绿素a/b值显著高于雌株;雌株的比叶面积显著降低、雄株的比叶面积显著增加,而叶和茎的干物质量无显著变化.与雌株相比,青杨雄株的可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性、叶绿素含量和光合速率较高,其抗逆性更强.     

小五台山森林落叶层对天然青杨种群更新方式的影响

通过野外样方调查和室内种子萌发实验两种方法, 对河北小五台山天然青杨(Populus cathayana)种群的更新方式进行了研究, 以揭示落叶层的化感作用和机械阻挡作用对青杨种子萌发的干扰机理。结果显示: 1)种群样方中的幼苗都为无性繁殖的克隆分株, 种子繁殖的幼苗年自然存活率为0%; 2)落叶层对种子幼苗的存活率有显著影响。50 mg·mL^-1浓度的落叶水浸液可使青杨种子发芽率降低41%, 使主根长度减少95%, 100 mg·mL^-1浓度的落叶水浸液则完全抑制种子萌发; 单层和多层落叶对种子萌发产生的影响差异不显著, 都能完全阻碍种子的根系正常生长, 导致幼苗脱水干枯死亡。结果表明, 在高海拔山区的青杨天然林中, 由于不断积累的落叶层通过化感作用和机械阻挡作用严重影响种子的萌发、定根以及正常生长, 从而导致种子更新的途径受阻, 而只能通过无性繁殖来完成正常的种群更新。     

青杨雌雄叶片气孔分布及气体交换的异质性差异

利用网格和二维成图的方法对青杨雌雄叶片各区域的气孔分布及气体交换特性进行了测定.结果表明:1)除气孔密度(SD)外,雌雄植株在气孔长度(SL)、宽度(SW)和比值(SR)方面具有显著差异(P=0.000,P=0.000和P=0.002).雌株的SL和SW分别比雄株的高51.86%和67.06%,而SR则比雄株的低11.46%.从雌株和雄株的叶面分布来看,SD均为叶中>叶尖>叶基,SL均为叶尖>叶中>叶基,SW的最小值同在叶基部,但最大值分别在叶中和叶尖部.雌株的SR表现为叶基>叶尖>叶中,雄株却正好相反.2)在净光合速率(Pn)上雌株明显低于雄株.雌株的Pn叶基最低(Pn值介于2.00～3.00?μmol m-2 s-1),叶尖最高(Pn值介于8.00～9.00?μmol m-2 s-1),总体上表现出沿叶基到叶尖逐渐增大的趋势.雄株的Pn在叶面的分布也有差异,但总体规律不明显.3)从叶面各区间的气体交换来看,雌株的蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)变化不大,雄株的Tr和Gs呈现叶尖和叶中部高于叶基部的明显趋势.雌株的胞间CO2浓度(Ci)为叶基>叶中>叶尖,气孔限制值(Ls)与此相反.而雄株的Ci在叶面的变化较大,Ls呈现沿叶尖至叶基方向逐步上升的趋势.上述结果表明,青杨雌雄叶片在气孔分布及气体交换特性上不仅存在显著的性别差异,而且具有明显的叶面区域异质性.