外来树种华北落叶松引种对秦岭森林群落的影响

采用样地调查法对比研究了秦岭火地塘林区外来树种华北落叶松人工林与乡土树种华山松人工林及华山松天然次生林群落特征差异.结果表明:华北落叶松人工林群落与华山松天然次生林群落的相似性系数仅为0.11,华山松天然次生林与华山松人工林的物种数量均明显高于华北落叶松人工林(P＜0.01);华山松天然次生林和华山松人工林乔、灌、草层的Margalef指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数均显著高于华北落叶松人工林( P＜0.001),而前两者之间灌木层和草本层的4个多样性指数的差异不显著(P＞0.05);华北落叶松人工林的自然构成系数最低(0.3),华山松天然次生林的自然构成系数最高(5.2),华山松人工林的自然构成系数为3.5,三者存在极显著差异(P＜0.001).说明外来树种华北落叶松引种造成秦岭森林群落物种丰富度、植物多样性和林分自然化程度降低,自然次生演替或乡土树种人工林较外来树种人工林更有利于林下植被的恢复.     

外来树种日本落叶松对森林土壤质量及细菌多样性的影响

以甘肃小陇山林区8～30年林龄日本落叶松林(外来树种)、油松林(乡土树种)及次生林为研究对象,研究了不同树种森林的土壤质量和细菌多样性变化.结果表明: 不同树种森林土壤pH无明显变化;林龄越长,土壤含水量越高.土壤总氮与有机质含量以次生林最高,其次为日本落叶松,油松最低.不同林龄森林土壤总氮与有机质含量无明显变化,表明树种是影响土壤质量的主要因素.与 乡土树种油松相比,外来树种日本落叶松显著提高了土壤全氮及土壤有机质含量.变性梯度凝胶电泳(DGGE)图谱显示,次生林土壤细菌多样性最高,而外来树种日本落叶松土壤细菌多样性最低.对DGGE图谱的聚类分析发现,小陇山不同森林土壤细菌类群分属变形杆菌、噬纤维黄杆菌和高G C含量革兰氏阳性细菌类,其中分属变形杆菌为主要类群.进一步分析发现,日本落叶松的细菌群落组成具有更高的相似度,说明日本落叶松正在使该地区土壤细菌多样性发生变化.     

日本花柏鲜叶挥发油的化学成分

日本花柏[Chamaecyparis pisifera(Sieb.et Zucc.)Endl.]是柏科(Cupressaceae)扁柏属(Chamaecyparis Spach)常绿乔木,树高可达50 m,胸径达100 cm.原产于日本[1].日本花柏木材坚韧耐用、耐朽性强、纹理美观,是用于器具制造、建筑、桥梁、造船、车辆、枕木及家具等的理想用材;此外,日本花柏的木材富含纤维素,是造纸的优良原料.     

豫西山区日本落叶松林下植物物种多样性的研究

生物多样性是指各种生命形式的资源,它包括地球上所有植物、动物、微生物物种及它们所有基因,以及生物与其环境相互作用形式的生态系统与生物过程,它包括三个层次,即遗传多样性、物种多样性与生态系统多样性［１］。生物多样性对人类生存与发展,以及对维持整个地球的...     

长白落叶松、日本落叶松和兴安落叶松幼苗光合作用特性比较研究

研究长白落叶松(Larix olgensis Herry.),日本落叶松(Larix kaempferi Carr.) 和兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr.)当年生和一年生幼苗的光合作用日变化、季节变化和光响应曲线,结果表明：①三种植物中,长白落叶松、日本落叶松当年生和一年生幼苗和兴安落叶松当年生幼苗光合速率日变化都呈双峰曲线,具有明显的“午休”特征。兴安落叶松一年生幼苗的光合速率日变化呈单峰曲线。②日本落叶松的光饱和点 (LSP) 最高,兴安落叶松光补偿点（LCP）最低。③三种落叶松的一年生幼苗都是在生长中期表现出最大的光合能力。从年龄来看,落叶松当年生幼苗在生长初期和生长中期的光合能力要低于一年生幼苗,但在生长后期高于一年生幼苗。④从种来看,生长初期,当年生和一年生幼苗的最大净光合速率(P_max)均为日本落叶松＞兴安落叶松＞长白落叶松;生长中期,当年生幼苗的P_max规律与生长初期相似,一年生幼苗的P_max为长白落叶松＞日本落叶松＞兴安落叶松;生长后期,当年生幼苗的P_max为长白落叶松＞兴安落叶松＞日本落叶松,一年生幼苗的P_max与生长中期一年生幼苗的规律正好相反。通过分析我们得到结论：三个树种在生长季节相同阶段具有不同的光合特性;每个种不同年龄和生长季节不同阶段也表现出不同的光合特性;三个树种中,长白落叶松幼苗对光抑制引起的光合器官损伤的修复能力最强,日本落叶松次之,兴安落叶松最弱;日本落叶松幼苗较喜光,光合作用能力较强,不易发生光抑制,而兴安落叶松幼苗较耐阴。因此在育苗和造林时应考虑不同树种的光合特性调节最佳的光照条件。     

外来树种的耗水特征及其对环境水资源的影响

外来树种常被作为"先锋树种"广泛引种,在荒山造林和水土保持方面发挥了积极作用;然而,不少外来树种具有高耗水和强抗旱的水分利用特性,耗水量大、水分消耗快,若不加甄别地引种会影响甚至危害本土森林生态系统的健康。目前,部分被引种的外来树种已造成入侵;同时,在当前水资源缺乏的形势下,外来树种的引种安全问题已成为全球关注的生态环境问题。本文综述了外来树种在生态系统、整树、叶片及枝条水平的耗水特性,分析了外来树种对引种地水资源的影响。前期的研究结果显示,被引种的外来树种在生态系统及整树水平的耗水量普遍高于乡土树种,但对水资源的影响却因受控于多个因素如环境、气候、植物个体等而不尽相同;同时还显示,外来树种在叶片和枝条水平的耗水特性更多地体现了其应对环境变化的水分利用策略。研究还就提高外来树种耗水特性研究的准确性和提升外来树种危害风险的预警能力方面,提出了若干研究方向,旨在为森林管理者和政府部门平衡外来树种的经济效益和生态效应提供借鉴和指导,以期降低外来树种引种风险,增进生态安全。     

华北地区落叶松林的分布、群落结构和物种多样性

华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林、日本落叶松(L. kaempferi)林及太白红杉(L. chinensis)林是华北地区常见的3种落叶松林类型, 其中日本落叶松林为人工林, 华北落叶松林既有天然分布又有人工种植, 太白红杉林则主要是天然林。该研究基于野外调查数据, 对这3种落叶松林的分布、物种组成、群落结构、物种多样性及其与环境间的关系进行了分析。研究发现, 3种落叶松林的分布受年平均气温的影响较大, 随着年平均气温的增加, 落叶松林的天然分布减少而人工种植的分布增加。3种森林中落叶松的林分径级及树高均为右偏分布, 说明3种落叶松林均处于相对稳定的演替阶段。3种落叶松林均拥有较高的物种丰富度且差异显著, 其中太白红杉林的物种丰富度最大(39.3 ± 17.9), 而华北落叶松林的物种丰富度最小(人工林27.2 ± 17.7, 天然林27.5 ± 13.8)。除最大树高与经度的关系不显著以外, 落叶松林的最大胸径和最大树高及物种丰富度均随经纬度的增加而显著降低, 随着年降水量的增加而显著增加。此外, 年平均气温对落叶松林的总物种丰富度影响不大, 但是对其群落结构影响显著。随着年平均气温的升高, 落叶松林的最大胸径显著降低而最大树高却显著增加。落叶松天然林和落叶松人工林物种多样性的地理分布格局及与气候因子间的关系与落叶松林总体的基本一致, 但群落结构的格局不尽相同: 随着经纬度的增加, 落叶松人工林的最大树高增加而天然林的最大树高减小; 落叶松天然林的最大胸径和最大树高分别随年平均气温的升高和年降水量的增加而减小, 而落叶松人工林的最大胸径和最大树高分别随年平均气温的升高和年降水量的增加而增大。     

外来树种对本地林业虫害的诱发作用

白蜡窄吉丁、萧氏松茎象、光肩星天牛、黄斑星天牛、云斑天牛和桑天牛等林业害虫均为我国本地林业生态系统中的昆虫种类,在北美白蜡树、北美松树和北美黑杨派杨树等外来树种引入和大量栽培之前,一直没有形成严重的危害,以至于白蜡窄吉丁和萧氏松茎象都没有引起人们的关注。这些重要林业害虫在我国的发生都是伴随着敏感外来树种的引进和大量不合理的种植而逐渐严重起来的。本文对外来树种的引进与本地林业虫害的发生之间的关系进行了分析,提出了外来树种的不合理引进可能诱发本地林业新虫害的观点,并对其发生机理以及相应的研究和治理对策进行了讨论。     

重庆市不同年龄综合公园绿化乔木树种多样性和组成的比较研究

该研究通过对重庆市不同时期(解放前、直辖前、直辖后)建造的15个综合公园的绿化乔木树种进行调查,分析了公园年龄对绿化乔木多样性和组成的影响以及公园之间的同质化情况。结果表明:(1)共调查到乔木59种,隶属于28科48属。其中,乡土树种占81.36%,外来树种占18.64%。(2)不同年龄公园乔木物种丰富度之间虽无显著差异,但解放后和直辖后公园乔木多度明显高于解放前;不同年龄公园外来树种的比例无显著差异;黄葛树、雅榕、复羽叶栾树在公园中的应用呈减少趋势,而日本晚樱、荷花玉兰、木犀、黄兰在绿化中的应用却呈增加趋势。(3)不同年龄公园之间同质化程度较低,解放前公园植物群落间Jaccard相似性指数明显高于其他两个阶段,且公园之间的Jaccard相似性指数与公园年龄差距无显著相关关系。综上结果发现,我国历史因素、园林文化和近代城市绿化相关规定可能是外来物种使用的限制因子,并可能导致了小尺度植物群落同质化程度偏低的现象。     

人为干扰对风水林群落树种组成及多样性的影响

研究了人为干扰对东莞市大岭山镇风水林群落树种组成及多样性的影响。多响应置换过程（MRPP）分析结果表明,风水林树种组成在轻度干扰与中度干扰（P=0.023,A=0.216）、重度干扰间（P=0.045,A=0.226）存在显著差异,而中度干扰和重度干扰间则不存在显著差异（P=0.124,A=0.148）。随着人为干扰强度的增大,轻度干扰、中度干扰和重度干扰下林木胸径和树高随之减小。Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Margalef指数和Pielou指数一致呈现出中度干扰＞重度干扰＞轻度干扰的格局,与中度干扰假说相符合。轻度干扰、中度干扰和重度干扰下Whittaker β多样性分别为0.501、0.647和0.889,较好地反映了3个风水林在不同人为干扰强度下的生境异质性.     

赤杨对辽东落叶松人工林土壤氨基糖积累的影响

微生物残留物是土壤稳定性碳库的重要组成部分,然而其对固氮树种的响应还不清楚。以辽东山区日本落叶松(Larix kaempferi)人工纯林和落叶松-赤杨混交林为研究对象,以氨基糖作为微生物残留物的生物标识物,研究了赤杨对落叶松人工林根际和非根际土壤氨基糖积累的影响。结果表明,混交林中落叶松根际和非根际各氨基糖单体含量均显著高于纯林,说明赤杨引入有利于土壤微生物残留物的积累。其中,混交林落叶松根际及非根际土壤氨基糖葡萄糖含量分别比纯林高出99.5%(P0.01)和154%(P0.01);胞壁酸含量分别比纯林高出66.1%(P0.01)和132.3%(P0.01)。赤杨引入对氨基葡萄糖/胞壁酸比值的影响不显著,但显著增加氨基糖对土壤有机碳的贡献。冗余度分析表明全氮是驱动土壤中氨基糖发生变化的主要因子。表明赤杨引入显著提高微生物固持的土壤碳库和有机碳稳定性,这对落叶松人工林合理经营具有重要意义。     

与物种多样性有关的长白落叶松人工林生物量

对不同龄组长白落叶松(Larix olgensis)人工林群落的物种多样性和生物量及二者关系研究分析。结果表明:1)随林龄增大,群落物种组成结构和多样性特征发生了很大变化。物种更迭现象明显,春榆等阔叶树重要值上升,长白落叶松优势地位逐渐下降,植被类型向针阔混交林演替。群落Sorensen相似性指数降低,Shannon-Winner多样性指数呈"S"型曲线增长,Pielou均匀度指数呈反"S"型曲线下降,Margalef丰富度指数呈单峰曲线增长趋势;2)随林龄增大,群落生物量"S"型曲线增长趋势明显,分配序列为:乔木层木质物残体层灌木层草本层,占群落生物量比例分别为82.41%、15.10%、1.69%和0.81%。长白落叶松生物量占据主导地位,但所占比例持续下降,属于衰退型种群,而春榆等阔叶树比例上升。林下植被层中,草本的主导地位逐渐丧失,灌木取而代之,生物量所占比例明显升高。地表木质物残体生物量比例缓慢下降;3)群落中物种多样性测度指标与生物量之间单调线性增长的关系明显,Shannon多样性指数较之Pielou均匀度指数更适合作群落生物量度量指标,生物量与Margalef丰富度指数无明显相关性。     

Somatic embryogenesis and plant regeneration from immature zygotic embryos of Hinoki cypress (Chamaecyparis obtusa Sieb. et Zucc.)

We established a plant regeneration system for Hinoki cypress (Chamaecyparis obtusa) via somatic embryogenesis. Embryogenic tissues were successfully induced on three kinds of Smith media from megagametophyte explants containing pre-cotyledonary embryos of C. obtusa plus-trees. Factors affecting somatic embryo maturation were examined. The concentration of polyethylene glycol 4000 in the medium was a critical factor for embryo maturation and its effective concentration was 150 g/l. The addition of 30 g/l maltose to the medium had a positive effect on embryo maturation, but sucrose was ineffective. The mature somatic embryos germinated at a germination frequency of approximately 60%, and the presence of activated charcoal was effective in stimulating plantlet growth. The plantlets acclimatized successfully in a greenhouse. To our knowledge, this is first report describing details of a plant regeneration method for C. obtusa via somatic embryogenesis.Abbreviations ABA Abscisic acid - PEG Polyethylene glycol 4000 - SM1 Smith Standard Embryonic Tissue Capture Medium - SM2 Smith Standard Embryogenesis Medium - SM3 Smith Embryo Develop Medium     

Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of embryogenic tissue and transgenic plant regeneration in Chamaecyparis obtusa Sieb. et Zucc.

A genetic transformation procedure for Chamaecyparis obtusa was developed after co-cultivation of embryogenic tissues with disarmed Agrobacterium tumefaciens strain C58/pMP90, which harbours the sgfp (synthetic green fluorescent protein) visual reporter and nptII (neomycin phoshotransferase II) selectable marker genes. The highest transformation frequency was 22.5 independent transformed lines per dish (250 mg embryogenic tissue) following selection on kanamycin medium. Transgenic plantlets were regenerated through the maturation and germination of somatic embryos. The intensity of GFP fluorescence, observed under a fluorescence microscope, varied from very faint to relatively strong, depending on the transgenic line or part of the transgenic plant. The integration of the genes into the genome of regenerated plantlets was confirmed by Southern blot analysis.     

Cryo-scanning electron microscopic study on freezing behaviors of tissue cells in dormant buds of larch (Larix kaempferi)

The freezing behavior of dormant buds in larch, especially at the cellular level, was examined by a Cryo-SEM. The dormant buds exhibited typical extraorgan freezing. Extracellular ice crystals accumulated only in basal areas of scales and beneath crown tissues, areas in which only these living cells had thick walls unlike other tissue cells. By slow cooling (5 °C/day) of dormant buds to −50 °C, all living cells in bud tissues exhibited distinct shrinkage without intracellular ice formation detectable by Cryo-SEM. However, the recrystallization experiment of these slowly cooled tissue cells, which was done by further freezing of slowly cooled buds with LN and then rewarming to −20 °C, confirmed that some of the cells in the leaf primordia, shoot primordia and apical meristem, areas in which cells had thin walls and in which no extracellular ice accumulated, lost freezable water with slow cooling to −30 °C, indicating ability of these cells to adapt by extracellular freezing, whereas other cells in these tissues retained freezable water with slow cooling even to −50 °C, indicating adaptation of these cells by deep supercooling. On the other hand, all cells in crown tissues and in basal areas of scales, areas in which cells had thick walls and in which large masses of ice accumulated, had the ability to adapt by extracellular freezing. It is thought that the presence of two types of cells exhibiting different freezing adaptation abilities within a bud tissue is quite unique and may reflect sophisticated freezing adaptation mechanisms in dormant buds.     

大兴安岭地区兴安落叶松林步甲群落多样性时间动态分析

兴安落叶松林是大兴安岭地区代表性的植被类型,其生物多样性具有独特性。步甲是森林生态系统环境和多样性的指示性物种,以及认识环境变化和生物多样性特征的关键物种。为研究大兴安岭地区兴安落叶松林步甲群落多样性的时间动态,分析步甲群落对时间变化的响应规律,于2019年5月下旬-8月下旬步甲活跃期,利用陷阱诱捕法在兴安落叶松林5个样地中采集步甲标本共15属34种1149头,其中大兴安岭地区地理新纪录物种7种,中国地理新纪录物种6种。研究结果表明,通缘步甲属（Pterostichus）和大步甲属（Carabus）物种丰富度最高;通缘步甲属未定种5（Pterostichus eximius）为极优势物种,对时间变化最敏感。兴安落叶松林小生境类型的多样化和步甲休眠期的选择是步甲群落个体数和物种数随时间变化呈双峰模式的主要因素,最高峰均出现在6月下旬;多样性与均匀度指数均在7月上旬达高峰期,8月下旬多样性下降而均匀度上升,各指数之间相关性较低。步甲群落在6月下旬到7月下旬对环境具有较高的适应度;群落结构在环境条件相对稳定的6月下旬到7月下旬和8月上旬到8月下旬均表现为极相似（I>0.75）。物种取食特征和生活史策略的多样化使步甲群落各指数随时间变化具有显著差异,而物种取食特征和生活史策略受环境因子的综合影响较大。稳定的森林环境条件下,步甲活跃期更长,群落结构相似度更高。该结果为步甲群落时间动态研究奠定了一定的理论基础,为大兴安岭地区地下生物多样性的保护和管理策略制定提供了一定的理论和数据依据。     

基于Biome-BGC模型及树木年轮的太白红杉林生态系统对气候变化的响应研究

利用Biome-BGC模型模拟了1960—2013年太白山太白红杉林生态系统的净初级生产力(NPP),对其与太白红杉的径向生长关系进行了探讨,并分析了NPP值对气候变化的响应关系。结果表明:1960—2013年太白山太白红杉林北坡NPP年均值为305.33g C m~(-2)a~(-1),南坡为320.71g C m~(-2)a~(-1),南北坡的NPP值均呈现出一定的上升趋势,北坡的上升速率(0.47g C m~(-2)a~(-1))要小于南坡(1.29g C m~(-2)a~(-1)),但是北坡太白红杉分布下限区NPP值波动浮动较大。且北坡太白红杉NPP值随着海拔高度的上升而逐渐下降,低海拔的变化振幅要大于高海拔地区,南坡无明显变化。多数采样点的模拟NPP值与树轮宽度指数年际变化趋势趋于一致,相关关系呈显著相关。太白红杉标准年表、模型模拟NPP值与气象因子的相关分析均表明太白红杉的生长与生长季气温的相关性显著高于降水,即生长季的气温是太白红杉生长的限制因子。气候的变化作为制约太白红杉生境的重要因素,影响了太白红杉树木的生长,进而对NPP的变化产生了影响。树木年轮很好的检验了Biome-BGC模型模拟结果。     

黔西北地区不同杜鹃灌丛群落特征和物种多样性

为探明黔西北地区不同杜鹃灌丛群落特征和物种多样性变化,本研究以5个不同的杜鹃群落为研究对象,分析了物种组成、重要值和多样性指数。结果表明,5个群落共有33种植物,属16科23属,灌木层和草本层分别有27种和6种;优势种和共优势种植物分别为小果珍珠花、小果珍珠花+露珠杜鹃、小果珍珠花+露珠杜鹃、露珠杜鹃、露珠杜鹃+黄山杜鹃。5个杜鹃灌丛群落灌木层的α多样性指数差异明显,灌木层的Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数均表现为露珠杜鹃+黄山杜鹃灌丛群落(V)最大,小果珍珠花灌丛群落(I)最小;Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均表现为小果珍珠花+露珠杜鹃灌丛群落(II)最大,小果珍珠花灌丛群落(I)最小。露珠杜鹃+黄山杜鹃灌丛群落(V)有进一步演替为亚热带常绿阔叶林的趋势。杜鹃属植物覆盖度大的临近群落的Whittaker指数、Jaccard指数和Sorenson指数值均较覆盖度小的临近群落大。     

模拟降水减少对帽儿山地区兴安落叶松径向生长的影响

以2004年在小兴安岭帽儿山地区栽植的兴安落叶松(Larix gmelinii)为研究对象,在2012年,经过100%减雨、50%减雨、冬季除雪和对照4种处理,在控雨的前期(6月)和后期(8月)用微生长锥取样利用石蜡切片方法测量扩大细胞的径向长度和数量。在10月末用生长锥取样,打磨后测量成熟管胞的径向长度和数量,进而分析降水减少对兴安落叶松径向生长的影响。结果表明:在帽儿山地区,生长季温度与兴安落叶松径向生长显著正相关,降水在生长季后期为负相关。大树芯成熟管胞测定表明,3块样地综合而言,除雪组成熟管胞数量最多,其次是对照组,50%减雨组和100%减雨组成熟管胞数量最少;管胞径向长度在各个处理组之间差异不显著。但是,在3块样地中,成熟管胞数量和径向长度在相同处理间测定结果有差别,样地1的100%减雨组、50%减雨组、除雪组和对照组中成熟管胞数量随土壤湿度增加而增加,径向管胞长度差异不明显;样地2的除雪组中成熟管胞径向长度显著小于其他3个实验组,而50%减雨组、100%减雨组和对照组的成熟管胞径向长度和数量均差异不显著;样地3中4个实验组的成熟管胞数量均差异不显著,成熟管胞径向长度100%减雨组略小于其他3个实验组,这与样地3遮阴较大、土壤湿度较高有关。石蜡切片的形成层扩大细胞分析表明:在减雨处理的初期(6月份),样地3在扩大细胞的数量上,随着不同处理间土壤湿度的减小而减少。在减雨处理的后期(8月份),样地1扩大细胞的数量随着不同处理间土壤湿度的减小而减少。研究结果表明降水减少会对兴安落叶松径向生长产生影响,其影响程度取决于微环境条件的差异,且不同时期降水减少的影响也有差异。     

Comparative ecophysiology ofLarix kaempferi (Lamb.) Carr. andAbies veitchii Lindl. III. Analysis of factors determining the differences in root depth

A new method for analyzing growth is proposed to elucidate factors responsible for the differences in root depth ofLarix kaempferi andAbies veitchii seedlings. Root depth (D) divides into three factors;