藏东南川滇高山栎种群不同生长阶段的空间格局与关联性

运用点格局分析方法中Ripley L函数,对藏东南川滇高山栎种群不同生长阶段的空间格局及其关联性进行分析.结果表明： 藏东南川滇高山栎种群径级结构呈单峰型,小树与中树的数量在整个种群中占绝对优势,整个种群自然更新状况良好,属增长型种群.川滇高山栎种群在从小树发育到大树的过程中,小树、中树在小尺度上均呈明显的聚集分布,而大树在整个尺度上基本上呈随机分布.小树与中树、大树间在小尺度上有显著的相关性,而中树与大树不相关.川滇高山栎种群在从小树、中树发育到大树的过程中,其空间格局由聚集分布到随机分布.川滇高山栎种群的自然更新受种间竞争的影响,也受种内竞争的影响.在自然环境条件相似下,影响川滇高山栎种群分布格局的最主要因素是其自身的生物、生态学特性.     

川滇高山栎QaGDU3基因的克隆及遗传转化

以川滇高山栎(Quercus aquifolioides Rehd. et Wils.)叶片为材料,分别采用不依赖于连接反应的克隆法、农杆菌花序侵染、实时荧光定量PCR、图像分析等方法克隆了QaGDU3基因,获得QaGDU3转基因拟南芥(Arabidopsis thaliana(L.)Heynh.)并分析转基因植物的表型变化,利用生物信息学对QaGDU3蛋白与其他物种的GDU3蛋白序列间的差异和进化关系进行了分析。结果显示,GDU3是种子植物特有的基因;QaGDU3属于阴离子渗透酶ArsB/NhaD超家族成员,可能具有氨基酸转运功能。QaGDU3基因在拟南芥中过表达能够激活水杨酸(SA)途径中AtPR1、AtACD6、AtCBP60g和AtPAD4基因的表达,且转基因拟南芥莲座大小随着QaGDU3基因表达量升高而变小。研究结果说明GDU3是种子植物所特有的氨基酸转运蛋白并参与植物生长发育的调控。     

不同海拔高度川滇高山栎群体遗传多样性的变化

采集海拔２２００～３８００ｍ川滇高山栎（ＱｕｅｒｃｕｓａｑｕｉｆｏｌｉｏｉｄｅｓＲｅｈｄ．ｅｔＷｉｌｓ．）８个群体的样品,应用同工酶电泳的方法研究其遗传变异水平,并发现遗传变异水平随着海拔高度变化呈以下趋势：海拔２４００～３３００ｍ川滇高山栎的遗传变异水平较高,而海拔３８００ｍ及２２００ｍ群体的遗传变异水平均有降低的趋势。另外,还发现人为干扰、日照多少对遗传变异水平均有影响。     

卧龙巴郎山川滇高山栎群落植物叶特性海拔梯度特征

川滇高山栎林是中国植被非常特殊的亚高山硬叶栎林类型,广泛分布在横断山地区。为了阐明植物群落植物叶型组成对海拔梯度的响应,对卧龙自然保护区巴朗山阳坡川滇高山栎群落植物叶型特征随海拔梯度（15海拔梯度,海拔2200～3600 m）的变化进行了研究。卧龙自然保护区巴朗山各个梯度川滇高山栎群落维管束植物的叶级以小型叶为主,占总种数的平均百分率为36.09％;细型叶和中型叶的维管束植物比例相当,分别为25.64％,25.22％;大型叶和巨型叶维管束植物分别占6.82％～9.94%和0.00％～0.71%;微型叶植物比例在1.28～5.59%;小型叶维管束植物的比例随海拔先降低后升高再降低,最低值出现在海拔3000 m左右。各个海拔梯度川滇高山栎林内维管束植物的叶型以单叶为主,平均占总种数的75.89％,其余为复叶植物,占总种数的24.11％;维管束单叶型植物物种比例随海拔升高变幅较小,在73.84％～78.78％之间,但在海拔2500 m有一个最低值,其比例为73.85％;复叶维管束植物在各海拔梯度群落物种数比例在21.21％～26.15％之间。各海拔川滇高山栎林内维管束植物的叶质以纸叶型为主,平均占总种数的46.03％,其次为薄叶植物（29.17％）,革质（22.00%）和厚革质植物（2.79％）。川滇高山栎群落内纸质与厚革质维管束植物种类的比例随海拔升高而降低;革质与薄叶型维管束植物种类的比例随海拔升高而升高。全缘维管束和非全缘维管束植物种类分别占总数的50.50％和49.50％;全缘类维管束植物随海拔升高呈正二项式分布,而非全缘维管束植物则呈相反的分布格局。     

山西灵空山刺五加种群空间分布格局及种间空间关联性

以山西灵空山自然保护区刺五加(Acanthopanax senticosus(Rupr.Maxim.)Harms)种群为对象,采用空间点格局方法中的Ripley’s K函数,对刺五加种群不同龄级的空间分布格局及其与主要灌木物种间的空间关联性进行研究,并对种群空间分布格局进行可视化解析。结果显示,刺五加种群中幼年个体数量多,径级结构呈金字塔型,为增长型种群,能够实现持续更新;刺五加种群的径级Ⅰ在小尺度上呈聚集分布,随着尺度增大出现随机分布;径级Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ在全尺度上呈聚集分布,径级Ⅴ、Ⅵ在小尺度上为聚集分布,随着龄级和空间尺度的增大,刺五加种群聚集强度渐弱,呈现随机分布;刺五加种内关联在全尺度上呈正相关,但与群落中主要灌木在小尺度上呈不相关或负相关,在大尺度上呈负相关。研究表明刺五加的生长条件较为适宜,并可以通过相互之间的庇护作用,减弱种内竞争,但与其他树种间存在强烈竞争,生存现状较差,在群落中处于劣势。     

青藏高原东缘川滇高山栎和西南花楸叶片性状对海拔的响应

叶片作为响应环境变化最为敏感的植物器官,是反映植物生存策略的重要指示者。为明晰高山植物响应海拔变化的生态适应策略,本研究于青藏高原东缘选取不同海拔(2600、2800、3000、3200和3400 m)下常绿阔叶树种川滇高山栎和落叶阔叶树种西南花楸为对象,测量叶片形态、解剖性状、气体交换参数、叶绿素荧光参数等指标,研究二者响应海拔变化的异同及生态适应策略。结果表明：随着海拔的升高,川滇高山栎的叶片干物质含量显著降低,西南花楸显著增加,两者叶片均逐渐变小;川滇高山栎的栅栏系数呈下降趋势,西南花楸的栅栏系数呈上升趋势,二者的叶片、栅栏组织、海绵组织、上表皮和下表皮的厚度均显著增加,与海拔2600 m相比,海拔3400 m处分别增加22.4%、4.9%、45.1%、23.3%、19.6%和28.2%、46.9%、8.9%、25.9%、20.8%。西南花楸叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数随着海拔升高显著增大,而川滇高山栎与之相反。两者叶片解剖性状、气体交换和叶绿素荧光参数均具有较强的可塑性,绝大多数叶片性状间以及叶片性状与海拔之间存在显著相关关系。川滇高山栎应对海拔变化的生存策略较为保守,西南...     

卧龙巴郎山川滇高山栎群落植物生活型海拔梯度特征

川滇高山栎林隶属于亚高山硬叶栎林类型,是一种广泛分布在横断山地区的特殊植被类型,研究同一群落生活型谱的海拔梯度特征,可以阐明控制群落的重要气候特征以及群落对其气候生境的反映,揭示川滇高山栎种群对空间的利用、群落内部种群间可能产生的竞争及其发展趋势。用环境梯度法,研究卧龙自然保护区巴朗山川滇高山栎群落植物生活型特性随海拔梯度(15个海拔梯度,海拔2200—3600 m)的变化。卧龙巴朗山川滇高山栎群落植物生活型以高位芽植物为主,占36.01%;地面芽和地下芽植物相当,分别为25.92%和29.36%,地上芽植物最少,占0.92%。高位芽生活型物种在各个海拔梯度都占重要地位,占巴朗山全部生活型物种的21.74%—50.00%,随海拔的升高逐渐下降;地面芽植物(H)具有随海拔升高先升高后降低的趋势;地下芽植物(G)生活型随海拔的升高而升高;一年生植物(Th)在整个海拔梯度内占10.00%以下,随海拔的升高波动不大,即在5.67%—8.94%之间。高位芽生活型植物主要以常绿高位芽植物为主,随海拔升高而下降,常绿高位芽植物丰富度呈现随海拔升高逐渐降低的趋势,而且其物种丰富度小于落叶高位芽植物丰富度;在卧龙巴郎山阳坡海拔3300 m以上范围内,大、中高位芽植物仅占3.09%—4.26%,说明森林植被特征在逐渐弱化。比较分析了不同类型植物群落植物生活型特征,阐明了川滇高山栎林是区别于其他常绿阔叶林的特殊类型。     

缙云山川鄂连蕊茶种群空间分布格局研究

采有相邻格子样方法取样,应用方差／均值比的t检验、负二项参数、Cassie指标、扩散型指数、丛生指标、平均拥挤度和聚块性指数等方法,研究了川鄂连蕊茶种群的空间分布格局。结果表明,在不同群落类型中,川鄂连蕊茶空间格局均为集群分布,但集群程度有差异。同时,还对不同发育阶段川鄂连蕊茶种群的分布格局进行了分析,从幼苗到成体,其集群强度由大到小。     

土壤原生动物对川滇高山栎恢复时间的响应及生长季动态

青藏高原东缘生态环境脆弱, 森林频繁遭到砍伐, 生物多样性受到严重威胁, 森林砍伐后的生态恢复成为研究热点。原生动物在生态恢复中作为指示生物起着重要作用。本文就未砍伐、砍伐后不同恢复时期(20年、10年和1年)生的川滇高山栎(Quercus aquifolioides)林的土壤理化性质和原生动物在生长季的变化进行比较研究, 以探讨生长季不同月份、不同恢复期的原生动物数量变化规律, 分析土壤理化性质与其相关性。结果表明: (1)恢复10年和1年的林地的鞭毛虫数量(193个/g干土, 164个/g干土)显著高于原始林地(22个/g干土), 肉足虫在恢复1年的林地中数量最多(600个/g干土), 纤毛虫数量则随次生演替进程逐渐增多。(2)在生长季不同月份原生动物的数量呈先增加后减少的趋势。鞭毛虫和肉足虫的峰值分别出现在7月和8月, 而纤毛虫的数量在7、8、9月明显高于6月。(3)原生动物数量与土壤理化性质密切相关。鞭毛虫数量与pH值呈显著正相关(P = 0.019), 纤毛虫数量与铵态氮(P = 0.002)和碳氮比呈显著正相关(P = 0.022), 肉足虫数量与硝态氮(P = 0.008)和碳氮比(P = 0.016)呈显著负相关。结果显示, 三种原生动物数量在生长季不同月份表现出较大的波动性, 其数量变化受土壤理化性质等多种因素调控。纤毛虫数量对川滇高山栎林砍伐恢复有正响应, 而鞭毛虫、肉足虫数量有负响应。     

滇中次生常绿阔叶林优势树种的空间格局

采用Ripley的点格局分析方法对滇中次生常绿阔叶林中优势种滇青冈(Cyclobalanopsis glaucoides)和滇油杉(Keteleeria evelyniana)的分布格局以及不同径级分株之间的相互关系进行了分析.结果表明:(1)总体来看,两个优势物种各径级株数分布较均匀,二者的增长处于稳定期.(2)两个优势物种在总体上及不同径级阶段主要呈聚集分布.随径级的增加,滇青冈种群的聚集程度逐渐降低,而滇油杉种群的聚集程度呈现降低-增加-降低的趋势.两个优势物种的幼树、中树和大树主要呈空间正相关或无空间关联性.(3)两优势种群不同径级之间在不同尺度下基本上无关联性,这可能是二者的生存策略存在较大差异而造成的.研究表明,在滇中森林恢复过程中,应结合植物种群的密度控制及种间相互作用来构建群落的结构.     

抗草甘膦转基因大豆对根际土壤氨氧化古菌群落多样性的影响

抗草甘膦转基因大豆是孟山都公司首次进行商业化生产的转基因作物。近年来其风险评价,包括土壤生物多样性风险评价受到越来越多的重视。氨氧化古菌是硝化过程的关键微生物,在氮素循环中起重要作用。本文以抗草甘膦转基因大豆(RRS)、非转基因亲本(RRS-S)、野生大豆(W-S)和栽培大豆(D-46)为材料,采用PCR-DGGE方法研究了根际土壤氨氧化古菌(AOA)群落多样性的变化,为转基因大豆的生态安全性评价提供理论依据。通过多样性指数与均匀度指数分析,RRS对根际土壤AOA群落多样性没有显著性影响;主成分分析结果表明,RRS与其他品种大豆(W-S和D-46)根际土壤AOA群落结构差异较大,但与亲本(RRS-S)差异不显著;amoA基因测序与系统发育树的构建表明,不同基因型大豆根际土壤中的AOA一部分属于文献中记录的土壤AOA类群(soil/sediment),一部分在现有文献中没有记录(soil),但被测序检测的AOA均不属于水生环境(water)或海洋底泥(sediment)中的AOA类群。另外,有众多已检测的AOA在文献中并无记录和归类,其中包括RRS的缺失条带1、20、25和特有条带3。综合分析,抗草甘膦转基因大豆对根际AOA多样性没有显著性影响,但改变AOA群落的组成。     

北京山区栓皮栎林优势种群点格局分析

采用点格局分析方法对北京山区栓皮栎林主要种群和不同发育阶段种群的空间分布格局及相互关系进行分析。结果表明:(1)群落物种组成简单,栓皮栎和油松是群落的优势种群,优势种群以中径木为主,缺乏可供更新的幼苗,种群呈现出衰退趋势;(2)在研究尺度内,栓皮栎、油松单种的空间分布格局以聚集型分布为主,随着尺度的增大呈现出随机分布和均匀分布的趋势;栓皮栎和油松呈现显著负相关;(3)优势种群不同发育阶段的空间分布格局与研究尺度紧密相关,栓皮栎小树和中树以聚集型分布为主、大树呈随机分布,而油松不同发育阶段均以随机分布为主;(4)栓皮栎、油松种群不同发育阶段之间的空间关联主要发生在小尺度范围内,小树和中树以正关联为主,而中树和大树、小树和大树以负关联为主;随着研究尺度的增大趋于无关联。     

宁夏珍稀濒危植物半日花种群结构和点格局分析

半日花是国家二级珍稀濒危植物,其种群数量日益减少,分布区破碎化。以宁夏新记录物种半日花为研究对象,分析在沙地和砾石质两种生境下半日花种群结构、各龄级的空间分布格局及关联性。结果表明: 宁夏青铜峡地区半日花个体主要集中在龄级Ⅲ,种群年龄结构呈倒三角形,种群正在衰退。种群空间分布格局与不同龄级间空间关联性受生境条件的影响较大,并且对空间尺度表现出很强的依赖性,与沙地生境相比,砾石质生境中半日花种群更趋向于聚集分布,各个龄级之间的正相关性也更明显,这种差别与两种生境的环境条件和群落结构有关。半日花种群中幼龄个体(龄级Ⅰ和龄级Ⅱ)具有相互依赖的生态关系。     

华西雨屏区白夹竹分株种群的点格局分析

采用点格局分析方法对华西雨屏区白夹竹分株种群的分布格局以及不同龄级分株之间的相互关系进行分析.结果表明：白夹竹分株种群在0～0.32 m空间尺度上呈集群分布,0.64～4.48 m空间尺度上呈均匀分布,>4.48 m空间尺度上呈随机分布.各龄级分株种群在0～8.00 m空间尺度上主要呈随机分布,龄级间略有差别.其中,Ⅰ龄级与Ⅱ、Ⅲ龄级分别在1.76～4.16 m、0.32～4.16 m尺度上接近或达到空间负关联,与Ⅳ龄级在0.32～3.04 m尺度上呈显著空间负关联,表现为随着龄级差距的加大,幼龄分株与高龄级分株的空间负关联增加.白夹竹分株种群的空间格局及不同龄级分株之间的相互关系由尺度、分株龄级及环境因素共同决定.     

秦岭优势乔木锐齿槲栎的空间分布格局及种内关联

为探究锐齿槲栎种群的空间分布特征及关联性,本研究以秦岭皇冠暖温性落叶阔叶林25 hm²森林样地内优势树种锐齿槲栎为对象,采用成对相关函数g(r)对其空间格局及其种内关联性进行了研究。结果表明: 锐齿槲栎径级结构呈“双峰”型,幼树(1 cm≤胸径DBH＜5 cm)个体数较多,种群呈增长型结构,更新良好;中树(15 cm≤DBH＜25 cm)比大树(25 cm≤DBH＜35 cm)、老树(DBH≥35 cm)的个体数略多,但远少于幼树和小树(5 cm≤DBH＜15 cm)。锐齿槲栎空间分布具有明显的海拔依赖性,主要分布在中高海拔地区。完全空间随机零模型分析表明,各径级个体在＜60 m的大尺度范围聚集分布。使用异质泊松模型剔除生境异质性分析表明,各径级的个体转变为大尺度的随机分布,表明树种的分布明显受到生境变化的影响。在＜40 m的小尺度范围内,径级差距小的个体间的空间关联性为正关联,径级差距大的个体间的空间关联性转变为负关联和无关联;在＞40 m的大尺度范围内,大径级个体间的空间关联性为正关联,而幼树和其他径级个体间的空间关联性为负关联或无关联。锐齿槲栎自身生物学特性和环境异质性是种群空间格局形成的重要原因。     

Spatial patterns and associations of four species in an old-growth temperate forest

The spatial pattern of a tree species is an important characteristic of plant communities, providing critical information to explain species coexistence. The spatial distribution and association of four different successional species were analyzed among different life-history stages in an old-temperate forest. Significant aggregation patterns were found, and the degree of aggregation decreased with the scales and life-history stages. Significant interspecific spatial associations were detected. In comparing the relationships among the different life-history stages, positive associations were found at small scales in all of the juvenile species pairs. In the adult stage, negative associations were detected in coniferous vs. deciduous species pairs, while the deciduous species pairs, which have identical resource requirements, showed a positive association in this study. The coniferous species pairs showed a positive association at small scales. We infer that seed dispersal, competitive ability, or the requirement for specific topographic and light environments may contribute to the coexistence of these species.