Non‐parametric habitat models with automatic interactions

Questions: Can a statistical model be designed to represent more directly the nature of organismal response to multiple interacting factors? Can multiplicative kernel smoothers be used for this purpose? What advantages does this approach have over more traditional habitat modelling methods? Methods: Non‐parametric multiplicative regression (NPMR) was developed from the premises that: the response variable has a minimum of zero and a physiologically‐determined maximum, species respond simultaneously to multiple ecological factors, the response to any one factor is conditioned by the values of other factors, and that if any of the factors is intolerable then the response is zero. Key features of NPMR are interactive effects of predictors, no need to specify an overall model form in advance, and built‐in controls on overfitting. The effectiveness of the method is demonstrated with simulated and real data sets. Results: Empirical and theoretical relationships of species response to multiple interacting predictors can be represented effectively by multiplicative kernel smoothers. NPMR allows us to abandon simplistic assumptions about overall model form, while embracing the ecological truism that habitat factors interact.     

Aneuploidy and polyploidization in haploid tissue cultures of Larix decidua

Haploid embryogenic lines of Larix decidua which had been maintained on medium free of plant growth regulatiors were screened for chromosomal abnormalities. Chromosome squashes were prepared from fast-growing suspension culture. alternatively, a method using burst protoplasts was devised for improving chromosome spreads. One line showed polyploidization with chromosome mumbers ranging from haploid to tetraploid. This line is presently predominantly diploid. Aneuploidization also occurred. The most effective method for counting chromosomes was from burst protoplasts. It is recommended that long-term cultures of conifer tissues be checked for genetic stability.     

阿尔山不同时期落叶松根际土壤固氮菌的多样性研究

利用传统的细菌分离培养,结合16S rDNA序列分析等方法,对阿尔山地区不同时期落叶松根际可培养固氮菌群落的多样性进行分析,以揭示落叶松根际固氮菌的多样性及群落结构的季节变化规律,为森林生态系统的可持续发展提供理论依据。结果显示:(1)从阿尔山落叶松根际土壤中共计分离纯化细菌菌株112株,分属于14属41种,包括假单胞菌属、伯克氏菌属、根瘤菌属、叶杆菌属、节杆菌属、类芽孢杆菌属、沙雷菌属、欧文菌属、短小杆菌属、芽孢杆菌属、肠杆菌属、不动杆菌属、柄杆菌属、红球菌属;其中优势菌群为假单胞菌属,次优势菌群为叶杆菌属、伯克氏菌属和节杆菌属。(2)季节变化对落叶松固氮菌群的变化有显著影响,表现为4月份和10月份最优势类群为γ-变形菌纲(γ-proteobacteria)中的假单胞菌属,6月份和8月份的最优势类群相同,但组成有所差别,其中6月份优势菌群包括假单胞菌属、短小杆菌属、红球菌属、节杆菌属,8月份的优势菌群为假单胞菌属、不动杆菌属、肠杆菌属、短小杆菌属、红球菌属和节杆菌属。(3)不同时期的物种均匀度指数(McIntosh index)差异显著,8月份最大,4月份最小,变化范围在0.83～1.164之间;物种丰富度指数(Shannon-Wiener index) 6月份和8月份显著高于4月份和10月份;优势度指数(Simpson index) 4月份和10月份显著高于6月份和8月份。研究表明,阿尔山地区落叶松根际微生物的多样性较高,群落相对复杂,分离的14个菌属多为根际促生菌,且不同时期固氮菌的群落组成受季节的影响明显。     

不同海拔温度和降水对新疆阿尔泰山西伯利亚落叶松径向生长的影响

为定量并分离关键气候因子对新疆阿尔泰山不同海拔树木径向生长的影响,通过对高、中和低海拔的西伯利亚落叶松(Larixsibirica)树轮宽度标准年表与气候因子分别进行相关、多元线性回归等统计分析,并进一步计算了线性模型中不同气候因素的绝对和相对贡献率。结果表明,高海拔地区,当年6月温度和上年7月降水分别与径向生长呈显著正相关和负相关,两者共同解释西伯利亚落叶松径向生长变异的33.1%,相对贡献率分别为66.2%和33.8%;中海拔地区,当年6月温度和上年6月降水分别与径向生长呈显著正相关和负相关,两者共同解释径向生长变异的26.8%,相对贡献率分别为40.1%和59.9%;低海拔地区,上年6月温度和7月降水分别与径向生长呈显著负相关和正相关,两者共同解释径向生长变异的29.4%,相对贡献率分别为31.9%和68.1%。这表明限制树木径向生长的主要影响因子随海拔的不同而异,在高海拔地区,温度是主要限制因子;而在低海拔地区,降雨是主要限制因子。     

兴安落叶松天然林碳储量及其碳库分配特征

兴安落叶松天然林作为大兴安岭林区的主要植被类型,在森林生态系统碳循环中具有重要的作用。在大兴安岭林区选择不同林龄的兴安落叶松天然林,调查其乔木、灌草、枯落物和土壤,并结合已建立的单木异速生长方程分别计算其碳储量,以期为明确该地区碳库动态及其碳库分配特征提供参考。结果表明,兴安落叶松天然林总碳储量随林龄的增加逐渐增大,由幼龄林到过熟林分别为140.46、186.63、208.64、308.62和341.03 Mg C/hm2,整体表现为碳汇,这主要与乔木碳储量随林龄的增加逐渐增大有关;乔木碳库的变化范围为45.44—212.67 Mg C/hm2,且其占总碳储量的比例也随林龄的增加逐渐增大,由幼龄林的32.60%到过熟林的62.36%;灌草碳储量占总碳储量的比例较小,仅为0.48%—0.93%;枯落物碳库在过熟林中较多,为26.11Mg C/hm2,这与过熟林较少的人为干扰有关;土壤碳储量以幼龄林最小,成熟林最高,分别为78.06和131.93 Mg C/hm2,但这与我国其他地区天然林相比均较低,这与该地区较浅的土壤发生层有关;土壤碳储量随林龄的变化并不明显,但其占总碳储量的比例却随林龄的增加逐渐减小,由幼龄林的56.01%减小到过熟林的29.35%。     

大兴安岭北部兴安落叶松林穿透雨延滞效应

以黑龙江漠河生态站兴安落叶松天然林为研究对象,对林外雨、穿透雨和树干茎流进行定位观测,分析大兴安岭北部兴安落叶松林穿透雨延滞效应.结果表明： 穿透雨量、树干茎流量和林冠截留量分别占同期降雨总量的76.5%、2.6%和20.9%.降雨发生后,穿透雨与林外雨在产生和终止时间上均存在一定延滞性;随降雨量级增大,穿透雨滞后时间表现出逐渐缩短的趋势,变动范围为（67.8±7.8）～（17.2±3.9） min（穿透雨）和（112.0±38.8）～（48.3±10.6） min（树干茎流）;相同降雨量级下,穿透雨滞后时间随降雨强度增大而逐渐降低,且降雨强度>2 mm·h^-1时延滞时间显著缩短,同时随雨前干燥期的增加而增长,而当雨前干燥期≥48 h时,降雨量则是影响滞后时间的主要因素;降雨终止时,降雨量>5.0 mm,穿透雨终止时间也存在延滞性,且随降雨强度增加而增大,但与雨前干燥期关系不明显;树干茎流终止时间先于林外雨终止时间,且主要与降雨量级有关,降雨量级越小,终止时间越早.     

华北落叶松树体储水利用及其对土壤水分和潜在蒸散的响应: 基于模型模拟的分析

 树体储水在树木水分传输中具有重要的作用, 不仅为蒸腾提供水分来源, 还具有缓冲作用, 可防止木质部导管水势过低以至于水分传输的失败。树体储水动态及其利用的研究对于认识树木对水分胁迫的响应机制具有重要意义。该研究构建了包含树体储水释放-补充作用的树干水分传输模型, 可模拟计算林分小时尺度的冠层蒸腾、边材液流、树体储水与木质部导管水流交换过程, 并以六盘山北侧的华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林为例, 在林分水平分析树体储水利用及其 与土壤水分和潜在蒸散之间的关系。检验结果表明, 该模型能够精确地模拟出林分边材液流的日变化特征, 模拟与观测的小时液流速率决定系数R²为0.91 (n = 2 352)。模拟结果表明, 在典型晴朗天气下, 在日出时树体储水利用启动, 至9:00左右达到峰值(0.14 mm?h^–1), 午间降至0, 下午降为负值直至午夜, 即进入树体补水阶段; 树体储水日使用量(DJ_z)为0.04–0.58 mm?d^–1, 与日蒸腾量(DT_r)成正相关(R² = 0.91), 对蒸腾的贡献为25.6%。分析结果表明, 当潜在蒸散(ET_p)低于4.9 mm?d^–1时, ET_p是华北落叶松树体储水利用的主要驱动因子, DJ_z与ETp成正相关(R² = 0.68); 当ET_p高于4.9 mm?d^–1时, DJ_z随着ET_p的增加呈现降低趋势; DJ_z与土壤水势没有显著相关关系(p > 0.05), 但最大树体储水日使用量(DJ_zmax)与土壤水分含量成正相关(R² = 0.79), 说明土壤水分是树体储水利用的限制因子。     

Taxonomic identity of a galling adelgid (Hemiptera: Adelgidae) from three spruce species in Central Japan

Gall‐forming insects are commonly highly host‐specific, and galling species once thought to be oligo‐ or polyphagous are often found to represent a complex of host‐specific races or cryptic species. A recent DNA barcoding study documented that an unidentified species of the genus Adelges is a gall‐former associated with four spruce species (Picea bicolor, P. koyamai, P. maximowiczii, P. polita) as the primary hosts, with little genetic differentiation among insects on different host species. In this study, we investigated the morphology of this galling adelgid to determine its taxonomic identity. Morphological inspection of insects collected from three of the spruce species confirmed that this adelgid is a single galling species, and is identified as Adelges (Sacchiphantes) kitamiensis, which was previously known only from the secondary host. We described the gallicola adults of this species, as well as the first‐instar exules which are the offspring of gallicolae. Finally, we verified the taxonomic identity of this species and discuss its life cycle and host distribution.     

落叶松针叶化学成分研究

该研究采用硅胶柱色谱、半制备型高效液相色谱和重结晶等方法对落叶松针叶乙酸乙酯萃取物进行分离纯化,利用NMR、MS现代波谱技术结合相关文献报道对分离得到的化合物进行结构鉴定,并对提取浸膏的抑菌活性进行了测试。结果表明:从落叶松针叶乙酸乙酯萃取物中分离得到15个化合物,分别鉴定为Larixol (1)、(2R)-5,4'-二羟基-6-甲基-7-甲氧基-黄酮(2)、2',4'-二羟基-4,6'-二甲氧基二氢查尔酮(3)、2',4-二羟基-4',6'-二甲氧基查尔酮(4)、2',4'-二羟基-4,6'-二甲氧基查尔酮(5)、异鼠李素(6)、4',5-二羟基-7-甲氧基-8-甲基黄酮(7)、山奈酚(8)、β-谷甾醇(9)、豆甾醇(10)、胡萝卜苷(11)、香草酸(12)、对羟基苯甲酸(13)、二甲基罗汉松脂素(14)、15-二十九烷醇(15)。其中,化合物2,4,5和7为首次从该属植物中分离得到。抑菌活性实验结果显示,乙酸乙酯萃取浸膏在浓度为5~100 mg·mL-1时对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为55%~70%、53%~72%、61%~71%和33%~65%。上述结果为更加深入探究落叶松针叶化学成分和药理活性提供了一定理论依据。