赤松枯梢病叶内生真菌多样性研究

在微生物层面研究枯梢病与植物针叶内生微生物的互作关系,分析内生真菌的多样性差异,为松枯梢病的防控提供基础数据。利用高通量测序技术测定赤松(Pinus densiflora)不同染病程度的针叶内生真菌的多样性。结果显示,随着病害的加重,P. densiflora针叶内生真菌丰富度呈现出上升的趋势,多样性指数表现为先下降后上升的趋势。无病斑针叶内生真菌中,子囊菌门(Ascomycota)与担子菌门(Basidiomycota)相对丰度最高,优势属为Lapidomyces和Selenophoma,病害导致优势菌相对丰度的降低。通过对不同染病情况的P. densiflora针叶内生真菌的测定,明确了枯梢病不同发病程度的P. densiflora针叶内生真菌的多样性及群落结构组成。     

昆嵛山腮扁叶蜂发生与赤松纯林林分因子的关系

为了解林分因子与昆嵛山腮扁叶蜂发生的关系,为昆嵛山赤松纯林的营林措施和昆嵛山腮扁叶蜂的防控技术提供理论指导,本研究在昆嵛山区域选取林龄相对一致(34±2 a)的赤松纯林为对象,调查林分密度、郁闭度、草本盖度、树高、枝下高、胸径、冠幅7个林分因子以及昆嵛山腮扁叶蜂虫巢数。依据虫情指数的分布范围,将样地分为4组,通过方差分析和多重比较研究了4组样地中各项林分因子的差异性。采用逐步回归法,筛选出影响昆嵛山腮扁叶蜂虫情指数的关键因子,在此基础上通过偏相关分析和单因素方差分析法进一步阐明关键因子与虫情指数之间的关系。结果表明,7个林分因子在4组样地中均存在极显著的组间差异。逐步回归筛选出冠幅、枝下高和林分密度为影响昆嵛山腮扁叶蜂发生的关键因子,根据关键因子建立了虫情指数的线性预测方程。冠幅和枝下高对昆嵛山腮扁叶蜂虫情指数的影响均达到极显著正相关水平(P0.01),林分密度对昆嵛山腮扁叶蜂虫情指数的影响为极显著负相关(P0.01)。影响虫情指数的关键因子可能会因林分的不同而不一致,因此要根据关键因子调整林分结构,以达到控制虫害流行的目的。     

赤松纯林林分特征对昆嵛山鳃扁叶蜂发生量的影响

为探讨昆嵛山鳃扁叶蜂的发生与天然赤松纯林的林分特征及其自然分布的关系,依托昆嵛山森林生态定位研究站所设立的40块永久性样地,比较了群落自然演替13 a的赤松种群特征以及林内灌草多样性指数,并分析了虫口密度与赤松林分特征的关系。结果表明,13 a自然生长,赤松种群的径级分布和高度结构出现显著变化。赤松种群中占总数60%的林木径级为5 cmDBH≤25 cm,比1996年高51%;而约占67%的赤松个体高度在2 m到10 m之间,比1996年高57%。同时种群密度从1996年的平均超过13000株/hm2降到了2008年的平均2377株/hm2。赤松林内灌草Shannon多样性指数(H)和均匀度指数(JS)分别为2.50和0.79,分别低于1996年的(H)2.69和(JS)0.85,暗示赤松纯林生物多样性有降低的趋势。昆嵛山鳃扁叶蜂的虫口密度与赤松林分的郁闭度和赤松分布的海拔高度呈极显著相关关系、相关系数分别为R=0.931、P=0.002和R=0.924、P=0.003;与林分密度(R=0.780,P=0.038)、林木胸径(R=0.816,P=0.025)呈显著相关关系,而与树高以及树龄关系不显著。昆嵛山鳃扁叶蜂虫口密度的分布格局似乎非常符合"资源集中"假说。     

树种组成决定联合抗性或易感性:以昆嵛山腮扁叶蜂发生为例

以昆嵛山天然赤松(Pinus densiflora)林和寡食性食叶昆虫-昆嵛山腮扁叶蜂(Cephalcia kunyushanica)为研究对象,对比树种组成类型、多样性、立地和林分因子对昆嵛山腮扁叶蜂种群密度的影响,分析了2009-2011年昆嵛山腮扁叶蜂在不同林分类型中种群年度波动变异系数.结果表明:林分类型是影响昆嵛山腮扁叶蜂虫口密度最重要的解释变量,随着赤松与混交亲缘关系越远,虫口密度越小.不同林分类型中,Shannon指数和赤松株虫口密度存在差异,但两者变化趋势完全不同.赤松纯林中赤松株虫口密度均为最高,与赤松-同属混交林没有显著差异,显著高于赤松-同目和阔叶树种组成的混交林;赤松纯林和赤松-同属混交林中昆嵛山腮扁叶蜂种群年度波动大于其他两种林分类型.表明相比树种多样性,树种组成对昆嵛山腮扁叶蜂种群的影响更为重要,赤松与其亲缘关系较近树种混交,昆虫种群稳定性较差,赤松与相邻树种形成对昆嵛山腮扁叶蜂联合易感作用,而与其他亲缘关系较远的树种混交,使害虫种群稳定性增强,进而形成联合抗性作用.     

赤松林上调力及群落结构对昆嵛山腮扁叶蜂的调控机制及作用

赤松作为昆嵛山腮扁叶蜂的主要寄主,赤松林上调力及群落结构对该食叶害虫种群密度的调控机制一直是昆嵛山区森林生态系统研究的核心问题之一,也是有害生物可持续控制的重要理论基础。本文把昆嵛山赤松林生态系统作为研究对象,以赤松林林分特征和以寄主植物的多样性、树种组成、邻近木和物种联结性为主的群落结构为主线,阐明了赤松林上调力及群落结构调控昆嵛山腮扁叶蜂的作用和机制,为研究昆嵛山腮扁叶蜂与寄主植物及其群落结构的关系开辟新思路和新领域,进而为真正实现森林食叶害虫的可持续控制提供依据。     

应用物种指示值法解析昆嵛山植物群落类型和植物多样性

生物指示目前被广泛用于各类生态系统恢复的监测和评估、生态系统管理的政策与法规的制定等。本文的目的是采用物种指示值法初步解析昆嵛山植物群落类型及其植物多样性的特点,为进一步开展昆嵛山森林自然恢复评价和森林管理提供参考依据。物种累计曲线分析表明,从昆嵛山自然保护区40块永久性标准样地实际采到的物种占全部物种数（估计值ACE为131.26）的92.9%,显示抽样充分。采用主坐标分析将昆嵛山森林群落进一步划分为六种林分类型,通过物种指示值分析得到了各林分类型的指示物种。其中,黑松、山槐、麻栎是黑松林的指示物种;郁李、赤松、山胡椒是赤松林的指示物种;日本落叶松/刺杉林的显著指示物种包括日本落叶松、水榆花楸、刺杉、白檀和水蜡。针叶树－麻栎混交林的指示物种是麻栎;而针叶树－杂木混交林的指示物种构成复杂,如粘鱼须、楸树、华山松,等。阔叶林的物种组成很不相同,分别有枫香林、麻栎林、刺槐林、和水榆花楸林。综合比较不同林分类型乔灌草的整体多样性特点表明,6种林分类型的物种多度和物种丰富度无显著差异;阔叶林的Fisher α指数（P< 0.001）、Shannon–Wiener指数（P = 0.001）,Simpson指数（P = 0.034）与其它5种林分类型相比差异显著;其他五种林分类型的Fisher α指数和Shannon–Wiener指数无显著差异,但Simpson指数在这些林分间差异显著。昆嵛山林分类型的多样性与30年前树种引进和人工造林等人为干扰密不可分。     

昆嵛山腮扁叶蜂与林下植物的物种联结性

为明确昆嵛山腮扁叶蜂(Cephalcia kunyushanica)的出现与林下植物是否关联,本研究在昆嵛山林区设置的50块永久样地内,应用样圆法进行了灌草层植物调查,并基于2×2联表,应用总体方差分析、χ2统计检验、Ochiai关联度指数、Dice指数、联结系数、共同出现百分率、点相关系数以及Cramer指数等指标,分别对昆嵛山腮扁叶蜂与邻近环境中所有195种林下植物种群的总体相关性、该昆虫与各植物构成的物种对之间联结显著性以及联结强度进行了测度。结果表明:(1)昆嵛山腮扁叶蜂与195个植物物种种群总体存在极显著的正相关;(2)该食叶昆虫与83个物种分别构成的物种对呈正联结关系,与另外112个物种分别构成的物种对呈负联结关系,负联结的比例高于正联结;(3)该昆虫与羊胡子草(Carex rigescens)等11种植物具有极显著的正联结关系,与宽叶苔草(C.siderosticta)等16种植物具有极显著的负联结关系。