秦岭南坡松栎林群落演替过程中种间联结性和相关性研究

为了揭示秦岭南坡松栎林群落动态变化过程中物种间关系与群落演替的相互作用,基于2×2列联表,采用方差比率法、χ2检验、Jaccard指数和Spearman秩相关性系数探讨了油松林→松栎混交林→锐齿栎林演替序列过程中3个演替阶段群落优势种群的种间联结性和相关性。结果表明:(1)油松林、松栎混交林和锐齿栎林群落总体联结性均为显著正联结,各自具有相对的稳定性。(2)油松和松栎混交林群落正负联结性和相关性比例较小,群落稳定性均低于锐齿栎林群落。(3)先锋种间及其与前期过渡种间、顶级种间及其与后期过渡种间竞争较为激烈,过渡种间(包括前期过渡种间、前期过渡种与后期过渡种间、后期过渡种间)正联结占优势,较为稳定。(4)不同演替阶段群落可分别划分为4个、5个、4个生态种组。研究认为,秦岭南坡松栎混交林演替过程中种间关系逐渐趋于稳定共存,实践中及时调整种间关系可促使秦岭南坡松栎林群落趋于健康稳定,有效缩短演替的进程。     

欧洲云杉的扦插基质选择和穗条效应研究

以欧洲云杉6年生母树为采穗母株,系统研究了不同插穗条件对生根和幼苗生长的响应,同时观测了网袋容器基质配比对扦插幼苗生长的影响.结果表明:扦插后20 d愈伤组织开始形成,37 d时根尖开始出现,50～65 d是生根的高峰期和根系发育期,65 d时扦插苗根系基本形成.不同基质对欧洲云杉插穗生根率影响达到极显著水平,1份泥炭...     

Morphological traits and physiological characteristics in drought tolerance in 20 shrub species on the Qinghai-Xizang Plateau

Aims Providing indispensably theoretical evidence for establishing indices of evaluation on drought tolerance in shrubs, and screening for tree species that are drought tolerant for afforestation in arid regions or for matching their characteristics with suitable habitat conditions are the key to vegetation restoration in the Qinghai-Xizang Plateau. However, these issues are not adequately addressed in recent research due to lack of systematic methods. Therefore, our objective was to make a comprehensive evaluation on drought tolerance in 20 shrub species collected from different areas in Qinghai-Xizang Plateau, and to study their underlying mechanisms in drought tolerance.
Methods We made measurements on variables depicting root characteristics, including the root length (TRL), surface area (TRSA), volume (TRV), and tips number (TRTN) of all roots, the root length (FRL), surface area (FRSA), volume (FRV), and tips number (FRTN) of fine roots (d≤2 mm), and derived plant characteristic indices including thickness of cuticle (CT), thickness of palisade tissue (TPT), thickness of spongy tissue (TST), TPT/TST, thickness of leaf (LT), palisable tissue cell density, and tissue structural tense ratio (CTR = TPT/LT × 100%) and spongy tissue loosened ratio (SR = TST/LT × 100%) of leaf anatomical structure, root to shoot ratio (RSR), leaf transpiration rate (T_r), instantaneous water use efficiency (WUE_i), and carbon isotopic composition (δ¹³C) of the 20 shrub species through field experiments. Correlation analysis and principal component analysis were performed on the 19 variables and indices.
Important findings Different shrubs had different mechanisms of drought tolerance. In this study, the character- istics of drought tolerance were mainly categorized into 6 types, involving modifications of (1) root systems, (2) leaf anatomical structure, (3) leaf pattern, and (4) biomass allocation, or via (5) low water-consumption and (6) high WUE_i. Different genera or different tree species within the same genus clearly differed in drought tolerance. The species of the genus Hippophae were relatively poorly tolerant to drought, whereas several shrubs including Potentilla fruticosa, Berberis julianae, Caragana arborescens, Spiraea salicifolia and Hippophae rhamnoides ssp. mongolica occurred to be more drought tolerant than other shrub species investigated in this study. On the other hand, there were highly significant correlations among the characteristics of root systems and among characteristics of leaf anatomical structure. The results of principal component analysis on 19 variables and indices showed that TRL, TRSA, TRV, TRTN, FRL, FRSA, FRV, FRTN, CT, TPT, TST and WUE_i could be effective indicators of drought tolerance of shrubs in the Qinghai-Xizang Plateau. In addition, the drought tolerance of shrubs had a close connection with their origin of collections; the shrubs collected from Xining prefecture in Qinghai Province were more drought tolerant than those from Tianshui Prefecture in Gansu and Lasa Prefecture in Xizang.     

青藏高原20种灌木抗旱形态和生理特征

该研究以青藏高原地区采集的柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)等20种灌木树种为研究对象,将其二年生幼苗移栽至苗圃培育,通过田间试验测定三年生苗木生物量根冠比(RSR)、叶片蒸腾速率(Tr)、瞬时水分利用效率(WUEi)、稳定碳同位素组成(δ13C)、叶片解剖结构特征和根系特征(长度、表面积、体积和根尖数)指标,综合分析其抗旱性能差异,为青藏高原干旱地区灌木树种抗逆性(耐旱)评价指标的建立、优良抗逆性树种的筛选及各种灌木树种的合理立地配置提供必要的理论依据。研究结果表明:所选20种灌木为适应长期的干旱逆境,不同植物种具有不同的抗旱策略。研究中将灌木抗旱机制划分为6个类型:根系特征抗旱型、叶片旱生结构型、叶片旱生形态型、生物量分配型、节水型、高水分利用效率型。不同属和同属不同种灌木抗旱性有所差异,沙棘属(Hippophae)植物总体抗旱性不佳,而金露梅(Potentilla fruticosa)、豪猪刺(Berberis julianae)、树锦鸡儿(Caragana arborescens)、绣线菊(Spiraea salicifolia)和蒙古沙棘(Hippophae rhamnoides ssp.mongolica)综合抗旱性能较好,总体上属于根系和叶片抗旱特征明显、低耗水、高生产效率的抗旱性强树种,可以在青藏高原地区植被恢复树种筛选时优先考虑。根系特征值之间存在极显著正相关关系,叶片结构特征指标之间也存在不同程度的相关关系,但RSR、T3r、WUEi和δ1C与根系特征值和叶片解剖结构特征指标之间总体上相关性不显著。主成分分析结果显示灌木全根和细根的长度、表面积、体积、根尖数和叶片栅栏组织厚度、海绵组织厚度、瞬时水分利用效率因子载荷较高,能较好地反映青藏高原灌木树种抗旱性差异相关信息。此外,灌木树种原产地与抗旱性也存在一定的联系,青海西宁地区采集的灌木树种总体抗旱性优于甘肃天水和西藏拉萨地区。     

楸树无性系离体培养特性差异研究

对选育的5个楸树无性系(004-1、1-3、2-6、015-1、1-4)进行组织培养比较研究,以明确楸树无性系再生芽增殖和生根培养中遗传因素及外界条件的影响。结果表明:楸树不同无性系是影响瓶苗生长的主要因素,继代培养无性系间的方差分量在93.89%～98.16%,芽增殖系数、增殖芽数、芽长、叶数、茎段基部愈伤组织横向膨大、茎段基部愈伤组织纵向膨大在不同无性系间达到极显著水平;生根率、生根数和根长无性系间差异极显著,方差分量分别为92.97%、88.75%、96.25%。5个无性系生长性状以004-1表现最好,增殖系数为10.74,生根率为61.11%,移栽成活率为74.44%,无性系1-4最弱。     

秦岭西部山地次生林和人工林大型土壤动物群落结构特征

人类对次生林生态系统的长期扰动必然会对地下生态过程产生深刻影响,而土壤动物群落结构和功能多样性对地下生态过程的演变有重要的指示意义.本文以小陇山林区恢复近30年的次生林和栽植近30年的油松、日本落叶松、欧洲云杉和粗枝云杉林为对象,通过对5种林型土壤动物群落密度调查,采用PCA排序和方差分析等方法,探讨了不同林型土壤动物群落结构特征和营养结构.结果表明:油松林和日本落叶松林土壤动物群落密度是次生林的3.0和2.1倍;油松和日本落叶松人工林土壤动物群落中消费者/分解者比值明显高于次生林,油松林和日本落叶松林消费者/分解者的比值显著高于欧洲云杉林和粗枝云杉林;不同人工林土壤动物群落结构存在明显差异,油松林和日本落叶松林土壤动物群落密度是粗枝云杉林的4.5和3.1倍,而油松林土壤动物群落类群丰富度是欧洲云杉林和粗枝云杉林的1.5倍.     

小陇山林区红豆杉种质资源的开发与保护

通过调查红豆杉资源的分布及保护现状,进行了收集、保护、培育、繁殖、应用,走濒危植物资源可持续发展的道路,并使成果应用于城市绿化和林区的实践之中,提出了开发利用和保护方面的对策。     

云杉属7个种针叶性状种间和种内变异分析

以沙坝国家云杉/落叶松良种基地苗圃的云杉属7个种(2007年移栽的欧洲云杉、西加云杉、红皮云杉、黑云杉、蓝云杉、白云杉和恩氏云杉)实生苗1 a针叶为对象,研究种间和种内针叶性状的遗传差异,为云杉苗期识别和进行适应性评价提供依据。结果表明:(1)云杉种间针叶长、宽、长/宽、鲜重、干重、冬季含水率差异达显著水平,且云杉针叶性状种间和种内都存在着丰富的遗传变异。(2)7个云杉种间针叶性状的变异系数从大到小依次为鲜重(47.65%)＞干重(40.94%)＞宽(24.98%)＞长(22.39%)＞长/宽(21.32%)＞冬季含水率(12.75%),鲜重的变异系数最大,冬季含水率是最稳定的性状。(3)种内白云杉的鲜重、干重的变异系数最大,分别为50.85%和38.01%,蓝云杉针叶冬季含水率变异系数最小,为2.11%。(4)针叶性状间除长/宽与鲜重、干重、冬季含水率不相关外,其余性状间呈极显著相关关系;除针叶长/宽与苗高、当年高生长量不相关外,其余针叶性状与树高、当年高生长量呈显著或极显著正相关关系。(5)种间针叶干重与针叶长、宽回归方程的决定系数在0.793～0.993间,根据针叶长指标将7个云杉种划分为3类,并可根据云杉针叶长、宽、长/宽、鲜重、干重、颜色和气孔带等性状进行苗期识别和选择。     

甘肃小陇山油松与柴胡栽培土壤细菌群落特征

土壤细菌能够有效促进土壤中物质循环和能量流动,其群落组成、数量及多样性能够反映土壤质量状况。研究不同植被对土壤细菌群落结构和多样性的影响,有助于深入了解土壤健康状况,对实现植被管理和土地可持续利用具有重要意义。以甘肃小陇山移栽至耕地(耕地前期种植柴胡)后生长4年的人工油松苗(Pinus tabulaeformis Carr)土地和长期种植柴胡(Bupleurum chinense)土地的表层土壤(0—30 cm)为对象,采用Illumina Miseq高通量测序技术对2种人工植被下土壤细菌群落进行测定,分析了土壤细菌的Alpha多样性、群落组成和丰富度,并研究土壤化学性质对细菌群落结构的影响。结果表明:1)两种不同植被的土壤细菌群落丰度和多样性无明显差异,但油松地土壤细菌群落均匀度明显小于柴胡地土壤。2)所测土壤样品中共检测到细菌的37个门,84个纲,168个目;其中,主要的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria),酸杆菌门(Acidobacteria),绿弯菌门(Chloroflexi),浮霉菌门(Planctomycetes),放线菌门(Actinobacteria),且油松地土壤中的变形菌门(Proteobacteria)的丰富度显著低于柴胡地土壤(P 0. 05),绿弯菌门(Chloroflexi)丰富度却显著高于柴胡地(P 0. 05);主要的优势菌纲为酸杆菌纲(Acidobacteria),β-变形菌纲(Betaproteobacteria),放线菌纲(Actinobacteria),变形菌纲(Alphaproteobacteria)和芽单胞菌纲(Gemmatimonadetes),但各优势菌纲的丰度在两个植被土壤之间差异不显著(P0.05)。3)变形菌门(Proteobacteria)丰富度与土壤的碱解氮含量呈显著负相关(P0.05),酸杆菌门(Acidobacteria)丰富度与全氮含量显著负相关(P0.01);通过RDA分析发现,碱解氮和全氮是影响细菌群落结构的最主要因子。可见,油松和柴胡植被土壤细菌群落结构及多样性差异不大,但油松地土壤细菌群落的物种分配较柴胡地集中,且优势细菌门中的变形菌门和绿弯菌门在两者之间的差异显著,同时,碱解氮和全氮含量是影响2种植被土壤细菌群落的主要因子。这些结论为了解小陇山不同植被土壤微生物群落组成及多样性提供理论,也为当地进行人工油松苗的种植、经营及土壤管理提供参考。     

粗枝云杉胚性愈伤组织增殖后期的体细胞胚发生方式转变

粗枝云杉愈伤组织在增殖后期体细胞胚的分化能力显著降低,转变愈伤组织增殖方式和体细胞胚分化培养方式有利于体细胞胚发生能力的提高。采用液体悬浮增殖取代半固体增殖更有利于胚性的保持。在增殖后期,首选的体细胞胚发生方式为＂液体增殖-滤纸分化＂,其次为＂块状增殖-块状分化＂,最后是＂块状增殖-滤纸分化＂。