异质性水分环境中克隆整合对活血丹生物量分配及叶片结构特征的影响

喀斯特石漠化环境有着高度的生境异质性,异质性生境中土被不连续,土壤瘠薄,岩溶漏斗上的土壤保水性差,严重制约着喀斯特植被的生长及分布。为探究克隆植物在喀斯特地区的适应策略,本研究以喀斯特黄色石灰土为基质,选用克隆植物活血丹（Glechoma longituba）,以一个节间连接的两个分株为材料,保持节间连接或切断,种植于相邻花盆中,并施以不同浇水量,以明确不同水分可用性水平下克隆整合对活血丹生物量积累、生物量分配、叶片气孔及叶片组织特征的影响。结果显示,克隆整合显著促进活血丹生物量的积累及对根、叶的生物量分配;增加了活血丹叶气孔导度,降低了气孔指数;叶海绵组织受克隆整合影响较小,但栅栏组织及栅海比（栅栏组织/海绵组织）表现为非整合分株高于整合分株。本研究表明,克隆整合可增加活血丹胁迫分株对根、叶的投资,并以更佳的叶气孔、组织适应策略提高其在喀斯特生境中的生存与适应。     

冠层结构和光环境的时空变化对紫耳箭竹种群特征的影响

选择金佛山国家自然保护区内落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林3种典型群落类型,研究冠层结构和光环境特征,以及林下优势种--紫耳箭竹的种群特征.结果表明: 随着落叶阔叶林→常绿落叶阔叶混交林→常绿阔叶林的演替,Shannon多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou指数呈增加趋势,表明群落趋于稳定发展的状态;冠层结构特征也发生了显著改变,冠层开度和平均叶倾角减小,叶面积指数增加,冠层的消光能力增强,林下光照水平降低.上层林冠是造成林型郁闭的主要原因,其中冠层厚度和冠层面积是2个主要的影响因素.冠层结构与林下光照指标显著相关,对林下散射光的影响最大.冠层开度、林下光照条件均随着生长季的到来而下降,而叶面积指数呈现增长的趋势,峰值出现在6、7月;平均叶倾角在春季达到最大值,在夏季为最小值.紫耳箭竹的生长与冠层结构和光环境密切相关,其在光照适中的常绿落叶阔叶混交林中生长得最好,分株粗壮、密度大(29.69±1.68株·m^-2),地下茎拓展能力强;落叶阔叶林中的强光环境可能造成土壤水分缺失,从而对其生长产生影响;而在常绿阔叶林的低光环境下紫耳箭竹分株矮小,密度小(5.80±1.16株·m^-2),克隆扩展能力降低.在森林结构演变的过程中,冠层结构发生了明显的改变,显著影响林下光环境,过度的低光环境对紫耳箭竹种群的更新和发展有限制作用.     

三峡库区支流生境因子对库区蓄水的响应

三峡水库的运行调度,使库区支流形成了截然不同的3种河段类型:完全受水库蓄水影响的145m回水段(完全河段),既受蓄水影响又受自然洪汛影响的145—175m回水段(双重河段)以及不受蓄水影响的大于175m的自然河流段(自然河段)。为明确库区蓄水对河流不同河段生境因子的影响程度及差异,对三峡库区36条重要支流的254个河段进行河流生境调查,进行不同河段下生境指标的因子分析,并进一步分析水文情势自然性与不同河段各生境因子的相关关系。结果表明,植被状况对3种不同河段来说均为重要生境因子,但受三峡水库蓄水影响,完全河段植被结构不完整;受库区蓄水影响,完全河段与双重河段及自然河段相比,流速流态状况、表层覆盖物状况、河岸带宽度、湿润率等生境因子有明显改变;水文情势自然性对不同河段生境因子的影响不同。     

小径竹密度对雷公鹅耳枥幼苗早期更新的影响

通过去除法控制竹丛密度,人为设置4种竹丛密度梯度[密度1:(3.83±0.53)株/m~2;密度2:(16±1.80)株/m~2;密度3:(39±1.69)株/m~2;密度4:(69±2.15)株/m~2],测定不同密度竹丛下的微环境(包括土壤温度、湿度、电导率、凋落物厚度),研究竹丛密度及微环境对雷公鹅耳枥(Carpinus viminea Wall.)幼苗数量、存活动态、生长情况的影响。结果显示,竹丛密度对环境有显著影响,随着竹丛密度的增加,竹丛盖度、凋落物厚度、土壤温度升高明显;雷公鹅耳枥幼苗萌生量显著减少,4组密度梯度中幼苗数量分布依次排序为:密度1(28.53±3.14)株/m~2密度2(17.36±1.45)株/m~2密度3(12.36±0.93)株/m~2密度4(8.92±0.93)株/m~2,表明随着小径竹密度增加,其对雷公鹅耳枥幼苗萌发的抑制作用越强;小径竹的密集生长可对雷公鹅耳枥幼苗的存活率产生影响,且对幼苗的生长具有一定抑制作用。研究结果表明小径竹密集生长的环境不仅抑制了雷公鹅耳枥新生幼苗的分布和幼苗生长,还对种群的更新以及森林群落的演替产生一定的负面影响。     

石生南亚毛灰藓在不同温度和干旱条件下的生理生化特性

通过模拟高温和干旱处理,对喀斯特石漠化生境中南亚毛灰藓(Homomallium simlaense(Mitt.)Broth.Mitt)在胁迫条件下生理特征的变化进行了研究。结果表明,南亚毛灰藓在高温和干旱条件下,各项生理指标均与相对含水量呈显著正相关;丙二醛、渗透调节物质和叶绿素含量均随处理时间的增加和含水量的降低而减少,但植株仍保持较高的可溶性糖含量以维持渗透压的平衡。在极端干旱和高温的条件下,南亚毛灰藓可通过降低生理活性,保持一定的可溶性糖含量度过胁迫期,同时丙二醛含量保持最低状态。高温和干旱处理结束后,进行复水处理,植株的渗透调节物质和丙二醛含量显著升高,光合作用迅速恢复。研究结果表明,南亚毛灰藓适应干旱和高温的极端条件可能与丙二醛含量有关,但复水结束后丙二醛含量升高,胁迫反而增强,说明南亚毛灰藓对高温和干旱具有一定耐受性,原因可能与其长期生存于喀斯特的石生环境有关。     

漓江流域海拔、土壤及植被对土壤养分和酶化学计量比的影响

漓江流域海拔、土壤类型和植被类型多样。为研究其土壤养分和土壤酶活性特征,该研究以漓江流域石灰性土壤及酸性土壤的典型植被类型(自然林、毛竹林、马尾松林、果园、水稻田)的表层土壤(0～20 cm)为研究对象,测定土壤养分含量及碳氮转化相关胞外酶(淀粉酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、过氧化氢酶)活性及化学计量比特征。结果表明:(1)高海拔土壤的全氮(TN)、全磷(TP)、有效磷(AP)含量和淀粉酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶活性相对较高,而过氧化氢酶活性则正好呈现相反的趋势。(2)相对于酸性土壤,石灰性土壤有较高的TP和AP含量。在酸性土壤中,植被类型对氮磷养分影响较大,总体上人工植被使得土壤氮素降低而使磷素增加; 而石灰性土壤养分在不同植被类型间差异相对较小。(3)相比自然林,人工植被的土壤氮转化酶活性极大降低,而土壤碳转化酶活性受人为影响程度相对较小,土壤氮磷酶活性化学计量比显示自然林呈现氮限制而人工林呈现碳限制。(4)典范对应分析(CCA)显示土壤理化性质在第Ⅰ轴和第Ⅱ轴解释了86.56%的土壤酶活性变异,土壤理化性质解释贡献率排序为TN>pH>铵态氮(NH₄⁺)>AP>TP>硝态氮(NO₃^-),其中前3个因子是造成土壤酶活性差异的主要因子。综上结果表明,漓江流域的酸性土壤对人为干扰的生态敏感性较高,植被变化易导致养分失衡,应注重土壤养分管理,防止土壤有机质的损失,提高漓江流域景观资源可持续利用的价值。该研究为当地生态系统的科学保育和开发提供了理论依据。     

紫耳箭竹克隆形态可塑性对典型冠层结构及光环境的响应

在重庆金佛山国家自然保护内,选择了3种典型群落类型(落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林和常绿阔叶林),使用Hemiview数字植物冠层分析系统量化群落冠层结构和光环境特征,并对林下紫耳箭竹(Fargesia decurvata)的形态可塑性特征进行调查,分析冠层结构和光环境特征改变下紫耳箭竹形态可塑性的差异,并探讨它们之间的相互关系。结果表明:(1)随着落叶阔叶林"常绿落叶阔叶混交林"常绿阔叶林演替的进行,群落的冠层开度降低,叶面积指数增加,平均叶倾角变小,趋于水平化,冠层对光的截获能力提高,林下光照的强度降低(P0.05)。(2)随着光照强度的降低,紫耳箭竹分株矮小化,叶片变窄,生物量积累降低,但通过增大比茎长、叶面积率和比叶面积提高对光的利用效率,并增大分枝角度和比隔长有效适应弱光环境。(3)在光照条件差的常绿阔叶林下,紫耳箭竹降低对地下茎的投资,将较多的生物量用于秆的增高增长和叶片的生长;而在光照条件好的落叶阔叶林环境下,紫耳箭竹降低对枝、叶生物量的分配,则加大对地下茎的投资,可认为是克隆植物对水分资源所表现的一种觅食行为。研究表明,紫耳箭竹种群随着冠层结构的改变发生了明显的可塑性变化,这些可塑性变化是种群对冠层结构和光环境差异的适应性反应的结果,有利于增强种群对异质生境中光资源的获取和利用;群落内部可以通过调控冠层结构的改变协调和控制小径竹种群的发展。     

基于植物DNA条形码 rbcLa 序列的日本条螽食谱分析

日本条螽 Ducetia japonica 广泛分布于我国绝大部分区域,并在城区绿地大量发生。据此假设其食物谱可能具有较高的物种多样性,但目前对其在自然环境下取食的植物种类仍缺乏了解。本研究对来自河北保定城区绿地和城郊荒地两种生境共计75头日本条螽肠道内容物进行DNA提取、 rbcLa 基因片段扩增及测序,并利用BOLD和NCBI数据库进行分类鉴定。结果显示：日本条螽在野外至少取食10科、13种植物。在城区绿地和城郊荒地两种生境中,取食频率最高的植物分别是卫矛科冬青卫矛 Euonymus japonicus （47.37%）和大麻科葎草 Humulus scandens（81.08%）。只有1条 rbcLa 基因序列未鉴定至种级水平,表明利用植物DNA条形码 rbcLa 基因序列可对植食性昆虫取食的植物种类进行快速鉴定。同时,研究结果也初步证实日本条螽的食物谱包含较高的物种多样性,为城市绿地螽斯类鸣虫保护和繁育提供依据。     

携带线粒体tRNA^Met4435A>G突变的原发性高血压 家系的线粒体功能研究

该研究通过构建携带突变的永生化淋巴细胞系,探讨线粒体tRNA^Met4435A>G突变(以下简称为m.4435A>G)对原发性高血压线粒体功能的影响。首先,提取携带m.4435A>G家系中的静脉血中的淋巴细胞,建立为永生化类淋巴细胞并设为突变组,同时选取与家系相同G2a1单体型的正常永生化淋巴细胞为对照组;其次,对两组细胞进行tRNA稳态水平分析、tRNA氨基酰化分析、Western blot分析、ATP水平检测和线粒体膜电位等实验反映细胞线粒体功能状态。tRNA稳态水平结果显示,经tRNA^Lys、tRNA^Leu(UUR)、tRNA^Ala和tRNA^Ser(UCN)标准化后,突变组tRNA^Met平均水平分别为对照组平均水平的57.3%(P=0.012)、62.1%(P=0.006)、53.9%(P=0.021)和50.2%(P=0.037);此外,突变组平均tRNA氨基酰化水平为对照组的70%(P=0.023)。异常的tRNAMet代谢会导致线粒体tRNA编码的多肽减少,根据Western blot结果,突变样本的MT-CO2(以下简称CO2)、ATP6和ND3为对照样本的88.20%、57.43%和53.92%,并具有统计学差异。此外,m.4435A>G突变会造成细胞氧化呼吸链损伤,造成细胞线粒体ATP和膜电位水平的降低。结合ATP水平检测结果,突变组ATP水平平均为对照组的71.5%(P<0.001);并且细胞线粒体膜电位水平显示,突变组平均线粒体膜电位水平相比对照组降低38.5%(P<0.001)。m.4435A>G引起tRNA^Met稳态水平降低,tRNA^Met氨基酰化水平降低,导致线粒体翻译缺陷,ATP水平降低,膜电位水平降低,这表明,m.4435A>G突变影响了tRNA的结构和功能,从而改变了线粒体功能。     

不同群落冠层环境下紫耳箭竹笋期生长发育研究

对金佛山国家级自然保护区内3个不同类型群落(落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林)下紫耳箭竹(Fargesia decurvata J. L. Lu)幼笋的生长发育进行研究。结果显示:(1)落叶阔叶林和常绿落叶阔叶混交林下的紫耳箭竹出笋期早而长,历时110 d,出笋量大,出笋率高;常绿阔叶林下的出笋期晚而短,历时88 d,出笋量少,出笋率低;常绿落叶阔叶混交林中出笋量最大。(2)出笋期分为3个阶段:初期、盛期和末期,各群落中的紫耳箭竹进入每个时期的时间有所差异,常绿落叶阔叶混交林中最早进入出笋盛期,落叶阔叶林次之,常绿阔叶林最迟。出笋盛期也是退笋的高峰期,退笋率的大小为:常绿落叶阔叶混交林落叶阔叶林常绿阔叶林。(3)同一群落冠层环境下,紫耳箭竹不同时期出土的幼笋地径无显著差异。在落叶阔叶林和常绿落叶阔叶混交林林冠环境中,各时期出土的幼笋地径间无显著差异,但均显著大于常绿阔叶林(P 0.05)。(4)紫耳箭竹幼笋出土后80 d左右完成高生长过程,且符合Logistic方程,呈"慢-快-慢"的生长趋势。高生长速率为:常绿落叶阔叶混交林落叶阔叶林常绿阔叶林,且差异显著(P 0.05)。(5)紫耳箭竹的克隆繁殖与分株密度间有密切关系。随着分株密度的增加,出笋数量增加,成竹数量降低。本研究表明不同群落冠层环境下紫耳箭竹生长发育存在显著差异,在常绿落叶阔叶混交林中发育最好,常绿阔叶林中发育最差,种群密度对竹类的更新发展起重要调节作用。