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.     

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。     

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.     

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。     

图形视网膜电图的空间和时间调谐特性——FFT分析

用快速傅里叶转换(FFT)技术分析了图形视网膜电图(PERG)的空间和时间调谐特性。PERG 的二次谐波在较高的空间频率(>0.46周/度)逐渐下降,与 PERG振幅的变化相似,但显示明显的低空间频率衰减。空间和时间调谐特性存在一定的相关。引起最大二次谐波振幅的最佳时间频率,在低空间频率时(<0.23周/度)由低频(≤3.91Hz)移至 7.81Hz。     

中国无患子科的叶表皮特征及其系统学意义

在光学显微镜和扫描电镜下,对狭义无患子科25属33种植物以及七叶树科2种植物和槭树科2属4种植物的叶表皮特征进行了观察,发现这三科植物叶表皮细胞形状为多边形或无规则形,垂周壁一般为平直、弓形或浅波状.气孔器主要有6种类型,通常仅分布在下表皮(倒地铃Cardiospermum halicacabum和伞花木Eurycorymbus cavaleriei偶尔可在上表皮观察到),除无规则型(如波叶异木患Allophylus caudatu、掌叶木Handeliodendron bodinieri、茶条木Ddavaya toxocarpa等16种)最为常见外,辐射型(细子龙Amesiodendronchinense、七叶树Aesculus chinensis、金钱槭Dipteronia sinensis等11种)和环列型(如龙眼Dimocarpus longan、荔枝Litchi chinensis、韶子Nephelium chryseum等6种)也较为普遍,短平列型(赛木患 Aphania oligophylla、绒毛番龙眼Pometia tometttosa、干果木Xerospemuan bonii、假山萝Harpullia cupaniodes)和十字型(广西檀栗Pavieasia kwangsiensis)仅在少数几属中出现,不等细胞型仅出现在倒地铃Cardioslx,mmm halicacabum中.在扫描电镜下,角质层多具有条纹、鳞片或颗粒等特征;三科植物的气孔外拱盖内缘大多为浅波状.本文试图通过对三科的叶表皮特征,尤其是气孔器类型等形态特征的观察,寻求有意义的叶表皮性状,为进一步探讨无患子科尤其是掌叶木属、茶条木属与七叶树科乃至与槭树科亲缘关系提供资料.研究结果从叶表皮特征的角度说明了这三个科在系统上的密切联系.     

中国秋海棠属植物的叶表皮特征及其分类学意义

在光学显微镜下,对中国秋海棠属(Begonia)植物7组52种2变种的叶表皮进行观察。结果表明秋海棠属植物叶表皮形态在属内组间具有较大的相似性,表皮细胞为多边形或近多边形,垂周壁平直或弓形,大多数种类表皮细胞内具有晶体,气孔器仅分布于下表皮,且以不等型为主。叶表皮综合特征,例如表皮细胞形状,表皮毛类型,表皮细胞内晶体的类型和形态,气孔器形态以及与一些种类独有特征的组合,在种间,尤其在近缘种之间具有明显的差异。     

楮叶中香豆素和黄酮类化学成分研究

本文对楮树(Broussonetia papyrifera(L.)Vent.)叶中的香豆素和黄酮类成分进行研究,利用柱层析、重结晶、色谱技术等分离手段,分离得到了10个化合物,经理化性质和波谱数据分析鉴定为伞形花内酯(1)、七叶内酯(2)、芹菜素(3)、木犀草素(4)、山柰酚(5)、牡荆素(6)、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸(7)、芫花素(8)、槲皮素(9)、二氢槲皮素(10).化合物1～7均为首次从该植物中分离得到.