Biomass estimation models and allocation patterns of 14 shrub species in Mountain Luya,Shanxi, China

Aims Shrub species have evolved specific strategies to regulate biomass allocation among various organs or between above- and belowground biomass and shrub biomass model is an important approach to estimate biomass allocation among different shrub species. This study was designed to establish the optimal estimation models for each organ (leaf, stem, and root), aboveground and total biomass of 14 common shrub species in Mountain Luya, Shanxi Province, China. Furthermore, we explored biomass allocation characteristics of these shrub species by using the index of leaf biomass fraction (leaf to total biomass), stem biomass fraction (stem to total biomass), root biomass fraction (root to total biomass), and root to shoot mass ratio (R/S) (belowground to aboveground biomass).
Methods We used plant height, basal diameter, canopy diameter and their combination as variables to establish the optimal biomass estimation models for each shrub species. In addition, we used the ratios of leaf, stem, root to total biomass, and belowground to aboveground biomass to explore the difference of biomass allocation patterns of 14 shrub species.
Important findings Most of biomass estimation models could be well expressed by the exponential and linear functions. Biomass for shorter shrub species with more stems could be better estimated by canopy area; biomass for taller shrub species with less stems could be better estimated by the sum of the square of total base diameter multiply stem height; and biomass for the rest shrub species could be better estimated by canopy volume. The averaged value for these shrub species was 0.61, 0.17, 0.48, and 0.35 for R/S, leaf biomass fraction, stem biomass fraction, and root biomass fraction, respectively. Except for leaf biomass fraction, R/S, stem biomass fraction, and root biomass fraction for shrubs with thorn was significantly greater than that for shrubs without thorn.     

云南菜食花植物资源与食花文化调查

为了摸清云南省菜食花植物资源种类、自然分布与食用地区、食用方法等土著知识,对云南省16个地州102个县(市)农贸市场、地方菜餐馆、民间食花者进行了访问调查,对菜食花植物进行了植物学实地鉴定。调查到云南省菜食花植物140种,隶属52科108属,其中木本植物82种,草本植物58种;人工栽培76种,人工驯化栽培14种,野生资源50种。首次报道苦绳(Dregea sinensis Hemsl.)、云南山楂(Crataegus scabrifolia(Franch.)Rehder)、滇海水仙花(Primula pseudodenticulata Pax)、长毛黄葵(Abelmoschus crinitus Wall.)、尖叶美容杜鹃(Rhododendron caloplytum var.openshawianum(Rehd.et Wils.)Chamb.)、大纽子花(Vallaris indecora(Baill.)Tsiang et P.T.Li)、大花虫豆(Cajanus grandiflorus(Benth.ex Baker)Maesen Vaniot der Maesen)、须弥葛(Pueraria wallichii DC.)、白花灯笼(Clerodendrum fortunatum L.)等9种植物的花可以做菜食用。菜食花植物自然分布区与食用地区并非完全重叠,食用地区一般分布有该植物,而分布有该植物的地区不一定食用;食用种类具有从南向北逐渐减少的特点,与食花植物丰富度和少数民族有一定的关系;食花习俗具有一定的民族性,主要体现食花的种类和烹饪口味上。不同菜食花食用的部位不同,烹饪方式也呈多样化。本文针对食用花传统文化的消失与野生菜食花资源的开发利用提出了相关建议。     

Testing parameter sensitivities and uncertainty analysis of Biome-BGC model in simulating carbon and water fluxes in broadleaved-Korean pine forests

生态过程模型的发展为研究者在长时间序列和区域尺度的研究提供了便利, 但模型模拟的准确性受到模型自身结构、模型参数估计合理性的影响。敏感性分析能够定量或定性筛选出对模型模拟结果影响较大的敏感参数, 是模型参数校准过程中的重要工具, 也是建模和应用的先决条件。该文以阔叶红松林为研究对象, 采用全局敏感性分析方法——傅里叶幅度灵敏度检验扩展法(EFAST)对Biome-BGC模型的生理生态参数进行了敏感性分析, 分别分析了红松(Pinus koraiensis)和阔叶树的净初级生产力(NPP)、蒸散(ET)对参数变化的敏感性。结果表明: (1)模拟红松NPP的不确定性高于阔叶树, 但二者的模拟ET的不确定性均较小。阔叶树的NPP和ET对生理生态参数的敏感性总体上都小于红松。(2)无论是红松、阔叶或其他植被类型, 模拟NPP均表现出对叶片碳氮比、细根碳氮比、比叶面积(SLA)和冠层截留系数的敏感性, 这4个参数的高敏感性主要是由模型自身结构所决定的, 与植被类型和研究地区的关系较小。对模拟ET而言, 细根与叶片碳分配比、新茎与新叶碳分配比和SLA均是影响红松和阔叶树ET的敏感参数, 但红松ET主要受参数与参数间的二阶或多阶交互作用的间接影响, 而阔叶树ET则主要是受到敏感参数直接效应的影响。(3)除了上述影响红松和阔叶树碳水通量的共性参数外, 诸如核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶中叶氮含量、叶片与细根周转率、所有叶面积与投影叶面积之比等也是对模拟结果有影响的重要参数, 但是其敏感程度随物种不同和研究区不同而不同, 所以这类参数可以根据具体情况进行参数本地化, 对于其他不敏感参数则可以采用模型缺省值。     

引致蝉若虫地方病的蝉棒束孢种群遗传结构

采用ISSR分子标记技术对在3个不同地区引起蝉若虫地方病的蝉棒束孢种群遗传结构进行研究.结果表明: 3个地方病种群均表现出较高的遗传多样性,其中敬亭山种群的遗传多样性最高,石台种群最小.UPGMA聚类分析表明,不同地方病种群无优势性,均为多系的异质种群,遗传谱系与地理来源无关.敬亭山不同采集时间的菌株表现出明显的时间异质性.种群(亚种群)间的遗传分化系数G_st为0.2153,而基因流N_m为0.9110(N_m＜1), 暗示低水平的基因交流是种群内遗传变异的主要原因之一.因此,蝉棒束孢种群水平的高异质性和低优势性是维持蝉若虫地方病的遗传结构特征.     

珍稀濒危物种堇叶紫金牛高效快繁体系的建立

筛选堇叶紫金牛(Ardisia violacea)野生优株,以其当年新发带休眠腋芽茎段为外植体,通过启动培养、丛生芽诱导增殖、壮苗培养、生根培养和炼苗移栽等过程建立其组培快繁技术体系。研究结果表明,最佳启动培养基为MS+0.80 mg·L~(–1)KT+0.10 mg·L~(–1) NAA+0.10 mg·L~(–1) IBA,腋芽萌发率达92.60%;最佳丛生芽诱导增殖培养基为MS1+0.50 mg·L~(–1) TDZ+0.10mg·L~(–1) NAA,平均增殖系数达8.60;最佳壮苗培养基为MS+1.00 mg·L~(–1) KT+0.50 mg·L~(–1) NAA;最佳生根培养基为1/2MS+2.00 mg·L~(–1) IBA+1.00 mg·L~(–1) NAA+1.00 mg·L~(–1) AC,平均生根率达98.70%;采用松鳞和泥炭(2:1,v/v)作为炼苗基质,炼苗成活率可达85.30%。实验成功建立了堇叶紫金牛高效组培快繁技术体系,经验证该体系能够满足规模化生产的需求。     

柳属的叶表皮微形态特征及其分类学意义

研究了29种柳属( Salix )植物在扫描电镜下的叶表皮微形态特征.结果表明:柳属的角质层蜡质纹饰可以划分为:痂状蜡质层,壳状平滑蜡质层,具凸起颗粒的蜡质层,具颗粒的蜡质层,锥形纤维体和鳞片状纤维体6种类型.其中锥形纤维体和鳞片状纤维体均为柳属所特有的蜡质类型,后者为前者的变型,这两种蜡质纹饰类型多见于较为进化的皱纹柳亚属和黄花柳亚属,故推测其可能为柳属中较为进化的性状.研究还发现气孔有外拱盖扁平和隆起呈脊状2种类型.而气孔外拱盖内缘为浅波状的类型仅见于高山和北极的类群中,因而推测该类型可能同高山和极地的低温等环境有关.气孔外拱盖的形态及其角化的情况以及蜡质类型是稳定的鉴别特征,对于柳属植物,尤其是一些表型相似的种类有很好的鉴别作用,但对于组、亚属的界定作用不大.     

剑花蟹蛛的雄性新发现(蜘蛛目:蟹蛛科)

描述了采自中国四川的剑花蟹蛛Xysticus sicus Fox，1937，其雄性系首次发现。标本保存于河北大学博物馆。     

少花柊叶传粉生物学的研究

竹芋科Marantaceae植物所具有的雄蕊先熟(protandry)、次级花粉展示(secondary pollen presentation)以及不可逆转的爆发性花柱运动(explosive style movement)等特点,造就了其独特的传粉机制.本文对竹芋科多年生草本植物少花格叶Phrynium oliganthum的花生物学特性、传粉操控实验和传粉者行为观察三个方面做了较为系统的研究,以掌握该植物基本的开花行为及繁殖特性.实验结果表明,少花格叶自交亲和,但不存在自动自交机制,其传粉过程依赖于传粉者.传粉者为每天沿固定路线访花、被称为有序觅食者(trapliner)的独居蜂类(无垫蜂Amegilla spp.).在传粉实验中,无论是人工授粉还是自然状态下坐果率都很低(<10%),这可能是由于资源限制以及严重的花序腐烂及虫食.少花柊叶每天开花数约11朵,但并不同步,而是在4h内逐次开放,这种开花格局连同传粉者在一天之内会重复同一线路的拜访特点,有利于少花格叶在一定程度上减少同株异花授粉的发生,增加异交的机会.     

苦苣苔科大叶石上莲CYC类基因RT-PCR表达模式研究

CYC类基因的分子系统学研究已经在苦苣苔科Gesneriaceae中展开,但是还缺乏对这些基因表达和功能的研究。因此,我们选择苦苣苔科大叶石上莲Oreocharis benthamii作为实验材料,分离出了CYC类基因的两个拷贝,经过分子系统学分析这两个基因分别属于苦苣苔科GCYC1和GCYC2两个分支,故命名为ObCYC1和ObCYC2。分区的RT-PCR实验结果显示这两个基因拥有不同的时间空间表达模式。ObCYC1与模式植物金鱼草Antirrhinum majus中的CYC基因类似,集中在花冠背部区域表达,这与它们拥有保守的功能区TCP和R相一致。但是,ObCYC1与CYC表达模式仍有区别,即,和CYC相比ObCYC1在花冠背部区域的表达提前减弱。这可能和大叶石上莲花冠微弱的两侧对称性相关。另外,由于大叶石上莲的背部花瓣较两侧和腹部花瓣小,因此,在功能上ObCYC1可能起抑制背部花瓣生长作用而CYC基因则促进背部花瓣生长。与ObCYC1不同,ObCYC2的保守功能区有更多的氨基酸位点变化,而且在RT-PCR实验中也没有检测到它的表达。因此,需要开展更深入的实验研究分析ObCYC2的基本功能,这将有助于了解GCYC2类基因在苦苣苔科及其近缘科中的功能和进化途径。