灰杨克隆繁殖、自身养分与土壤养分季节变化及其耦合关系的林缘——林内差异

阐明灰杨(Populus pruinosa Schrenk)克隆特征变化及受外界环境影响,是增强灰杨林生态服务功能的基础。本研究在中国新疆塔里木河上游灰杨河岸林,沿垂直河道方向在林缘(距河道200 m)、林内(距河道400 m)生境设置样方,于2014年4～10月,每隔20天调查两生境不定芽、未出土和出土克隆分株数量,测定横走侧根及土壤养分含量。结果表明:(1)横走侧根全氮、全磷、全钾、有机碳含量的变化趋势与不定芽和未出土分株数在4～6月逐渐增加、7～10月逐渐减少变化趋势基本一致,与土壤有机质、碱解氮、速效磷及速效钾含量在4～6月逐渐升高或保持最高水平,在7～10月逐渐降低的变化趋势同步;横走侧根碳氮比在4～6月初逐渐降低,随后呈现增大又减小的趋势;氮磷比在4～6月逐渐减小,7月显著减小后逐渐增大(林缘)或基本保持不变(林内)。(2)不论是林缘还是林内,不定芽数量受到横走侧根全氮和氮磷比的影响,未出土分株数受到横走侧根全氮、有机碳含量、碳氮比的影响;林缘不定芽数量与土壤有机质、碱解氮及速效钾含量相关紧密,未出土分株数与土壤碱解氮和速效磷显著相关,土壤养分也与横走侧根全氮、碳氮比、氮磷比紧密相关,而在林内受到土壤养分影响的主要是横走侧根全氮和氮磷比。(3)林内的不定芽、未出土及出土克隆分株数量显著低于林缘,土壤养分含量通过影响横走侧根养分含量而影响不定芽、未出土分株、出土分株数量。灰杨是杨属为数不多的国家保护植物,具有重要的生态服务功能,我们的结果对基于克隆繁殖的灰杨林保护策略提供基础数据支持。     

胡杨枝、叶和花芽形态数量变化与个体发育阶段的关系

以同一立地条件下不同径级的胡杨为研究对象,通过野外调查取样和室内分析,探讨胡杨枝、叶和花芽形态数量特征随径级的变化规律及其相互间的关系。结果表明:随着径级的增加,叶形指数、枝条长度、每枝叶片数逐渐减小,叶面积、叶周长、叶柄长、枝条粗度、每枝花芽数、花芽长度和花芽宽度逐渐增加。相关分析表明,枝、叶、花芽形态数量指标均与径级存在极显著正/负相关性;花芽长度、花芽宽度、叶形指数、叶面积、叶周长、叶柄长、枝条粗度、每枝叶片数、每枝花芽数两两间均呈极显著正/负相关,枝条长度与叶形指数、叶面积、叶周长、叶柄长、枝条粗度、每枝叶片数、每枝花芽数间均呈现极显著正/负相关,说明胡杨枝、叶和花芽形态数量不仅随着个体发育阶段而逐渐变化,而且枝、叶和花芽形态数量的变化是协同进行的。方差分析显示,枝条长度、每枝叶片数在4径级开始有显著的减少,枝条粗度则与每枝花芽数、花芽长度和宽度同步从10径级开始呈现"阶梯式"的显著增加,叶形指数和叶柄长度的显著变化也出现在10径级。枝、叶和花芽形态数量表现出明显的阶段性差异与胡杨阶段转变密切相关。     

胡杨、灰叶胡杨光合及叶绿素荧光特性的比较研究

比较研究了两年生胡杨和灰叶胡杨叶片的光合及叶绿素荧光特性.结果表明:胡杨和灰叶胡杨均表现出净光合速率(Pn)日变化呈单峰曲线,只是在12:00时胡杨的Pn略微降低;气孔导度日变化均呈单峰型曲线;胞间CO2浓度日变化呈近“V”字型曲线.相同的试验条件下,胡杨的净光合速率、气孔导度高于灰叶胡杨,净光合速率与气孔导度峰值出现在上午10:00时;胡杨胞间CO2浓度低于灰叶胡杨,胞间CO2浓度最低值均出现在中午14:00时.经充分暗适应后的叶片叶绿素荧光参数初始荧光、PSⅡ原初光能转换效率和PSⅡ潜在活性均为胡杨显著大于灰叶胡杨.以太阳光为光化学光,测定的叶绿素荧光参数日变化显示,胡杨PSⅡ实际的光化学反应量子效率、非循环电子传递速率、光化学猝灭系数均大于灰叶胡杨,而非光化学猝灭系数却较灰叶胡杨小.胡杨与灰叶胡杨在光合与叶绿素荧光特性上的差异,是胡杨更能适应干旱荒漠区高光、高温与低相对空气湿度环境,从而表现出高净光合速率的部分生理学原因之一.     

胡杨、灰叶胡杨开花生物学特性研究

从居群水平研究了胡杨、灰叶胡杨不同居群的开花物候特征.结果表明:胡杨、灰叶胡杨各居群均表现为雄株开花物候早于雌株,一般可授期开始较散粉期晚1～4 d,结束较散粉期晚2～5 d,并且居群散粉期和可授期的重叠期较长.在同一居群内,胡杨、灰叶胡杨同性单株间开花期的不一致性较高.两个种相比较,胡杨居群的开花进程比灰叶胡杨居群早2～5 d,并且从每日开花株数累积分布来看,胡杨散粉期、可授期为双峰型,灰叶胡杨为单峰型.     

胡杨、灰叶胡杨果实空间分布及其数量特性的研究

胡杨、灰叶胡杨种间比较,果穗、种子在树冠上的垂直分布均表现为树冠上层最多,中层居中,下层最少,树冠南北侧相比较,南侧果穗量多于北侧.单果种子量在树冠各层次上差异不显著.胡杨单果重是灰叶胡杨的2.68倍,千粒重是灰叶胡杨的1.33倍,单果种子量是灰叶胡杨的2.14倍,单株种子量是灰叶胡杨的1.28倍,而单株果实量灰叶胡杨是胡杨的1.59倍.同一个种不同居群间比较,胡杨、灰叶胡杨均是单株果穗数和果穗果实数各居群间都存在差异,胡杨各居群间单果重、单果种子量差异不显著,而灰叶胡杨各居群间单果重及单果种子量差异极显著.表明胡杨在物质和能量上对后代的投资能力强于灰叶胡杨,生殖策略是通过较高的单果种子量来保证一定数量的单株种子量;而灰叶胡杨单果种子量较低,却是通过较高的单株果量来保证单株种子量,并且较小的种子占据空间生态位的潜能较胡杨占优势.     

胡杨叶形变化与叶片养分间的关系

通过野外调查和室内分析,研究胡杨叶形随个体生长发育阶段的变化规律及其与叶片养分间的关系。结果表明:胡杨个体叶形指数(叶片长/宽)与胸径、树高和叶面积均呈极显著负相关(P0.01);不同发育阶段的胡杨均表现出叶形指数随树冠层次增高而减小的趋势,同一个体树冠不同层次的小枝也均表现为叶形指数随小枝节位数增加而减小。胡杨个体叶片全N、全P和有机C含量与树高和胸径呈正相关,全K含量与树高和胸径呈极显著负相关(P0.01);叶形指数与叶片全P含量呈显著负相关(P0.05),而与全K含量呈极显著正相关(P0.01)。说明胡杨叶形指数的变化不仅存在于个体发育的不同阶段,同时存在于同一个体树冠的不同层次以及当年生枝条的不同节位,而叶片全N、全P、全K和有机C含量的变化存在于个体发育的不同阶段。随着胸径增加,叶片叶形指数减小、叶面积增加,伴随着叶片全P、全K含量增加。     

寄生植物锁阳茎的发育解剖学研究

锁阳茎的初生分生组织由原表皮、基本分生组织以及在基本分生组织中呈波浪式环状排列的原形成层束组成。茎的增粗是由于呈波浪式环状排列的维管束,其“波浪”上下幅度逐渐增大,即从“浪”的基部到“浪”顶端维管束数目由4个逐渐增加到10－12个。维管束数目不断增加是由于：（1）由髓射线薄壁细胞反分化产生分生组织束,分生组织束活动产生新的维管束;（2）维管束中分化出一列或几列薄壁细胞,导致该维管束被分化出的薄壁细胞分成2－3个独立的维管束。     

甘草根和根状茎的发育解剖学研究

甘草（ＧｌｙｃｙｒｒｈｉｚａｕｒａｌｅｎｓｉｓＦｉｓｃｈ）实生苗具直根系。其根端原分生组织具三层原始细胞,外层产生表皮和根冠,中层和内层分别产生皮层和中柱。根的初生木质部四原型,由中柱鞘细胞产生第一次周皮。成长根中央的初生木质部由于导管周围薄壁细胞的增殖而被分割成几部分,使导管分子星散分布于薄壁细胞间。实生苗生长到第三年春由于叶节处的更新芽萌发形成最初的根状茎,根状茎顶端的原分生组织由两层原套细胞和一团原体细胞组成。初生结构的分化开始于皮层和髓两部分基本分生组织,而原形成层早期在根状茎横切面上呈连续的分生组织环。以后在环内逐渐分化出原形成层束,由它分化出初生锥管束,根状茎第一次周皮产生于初生韧皮部外方的第五或第六层皮层细胞。     

地鼠结肠炎模型中难辨梭状芽孢杆菌的分离及其细胞毒素的测定

在建立地鼠结肠炎模型的研究中,进行了地鼠盲肠内容物中难辨援状芽孢杆菌(Clostri-dium difficile)的分离、鉴定及其毒素的测定。儿种选择培养基的比较结果表明,环丝氨酸一噻孢习丁血琼脂分离阳性率最高。根据菌落及镜下形态、对氧敏感性、生化反应、抗生素敏感试验等结果证明分离物为棱状芽孢杆菌。用地鼠肾细胞培养物证明大部分病鼠盲肠内容物中含有该菌的细胞毒素,该毒索可被索氏梭状芽孢杆菌(Clostrtdium sordellii)的抗毒素所中和。     

几种常用中药对地鼠肠道正常菌群的影响

我们选择了几种药性不同的中药,使用各种选择性培养基,对给药组和正常动物组的地鼠肠菌群进行了研究,结果表明,黄芪组与正常动物组比较需氧菌的量有所增加,统计学差异显著(P<0.001)。而其他几味苦寒药(大黄、黄芩、白芍等)对需氧菌的作用不明显。在各类厌氧菌的分离结果中,各给中药组与正常组比较均有明显差异。给药组之间比较,药性相同的组之间没有显著变化,药性不同的组之间变化显著。通过实验我们发现中药对正常地鼠的肠道菌群是有明显影响的,与正常动物组相比及不同药性组间相比各类菌的增长或减少都具有统计学意义。