广西棕榈科植物分类研究

笔者近年来在编研广西单子叶植物志棕榈科过程中,对我所历年来收集到的馆藏标本及文献资料进行全面研究,订正,发现广西的棕榈科植物种类相当丰富,野生和主要栽培的一起,计有２２属,约５０种,占全国总种数的近１／２,与广东所产的种数近相等。在园艺上享有很高声誉的国外种,例如王棕、假槟榔、散尾葵、金山葵等,广西南部及东南部普遍栽培;热带著名水果海枣及椰子和油料植物油棕等,广西亦有引种。经济价值高的野生种类为数也不少,颇受园艺界青睐的棕竹类,全国有５种,广西全产,而且广布于全区各地,产量大宗;濒危植物棕,在广西西南部及西部的石山区成片生长,长势旺盛,姿态优雅,构成独特景观,十分引人注目。本文报道研究结果的一部分,共记载８个属,２５个种,并有广西产各属的分属检索表。     

棕榈科植物的开发利用及保护

棕榈科植物全世界有198属,约2600种,主要分布于热带和亚热带地区.是热带生态系统中的特殊组成部分.现已广泛应用于园林绿化.笔者根据近年来国内外对棕榈科植物的开发、利用分析,提出在开发的同时应加强对棕榈科植物的保护.     

适于室内绿化的棕榈科植物

本文就原产国内或引进的较有推广价值的适于室内绿化的棕桐科植物14个属作简要介绍。     

植物叶片水力与经济性状权衡关系的研究进展

叶片既是植物光合产物形成的主要场所, 又是整株植物的水力瓶颈、应对灾难性水力失调的安全阀门, 是植物碳水耦合权衡的重要器官。叶经济型谱反映了叶片经济性状“投资-收益”的权衡, 为验证植物进化过程中形成的物种对策提供了适用的理论框架。叶片水力性状变化会影响叶片经济性状及植物存活和生长。因此, 探索植物叶片水力与经济性状的权衡关系, 对建立植物碳-水耦合模型、揭示植物水-碳投资机理、扩展植物性状型谱等均有重要意义。该文首先综述了叶片水力性状、经济性状及两者之间的权衡关系, 分析了叶片导水率与水力脆弱性、失膨点水势、水容、安全阈值等水力性状以及与叶片的形态、结构和气体交换功能性状之间的关系。然后, 从叶片形态、解剖和叶脉网络结构以及气孔功能方面探讨了叶片水力性状与经济性状的调节机制。最后, 提出今后应加强三方面的研究: (1)探索建立植物根-茎-叶水力输导系统的碳-氮-水资源的整株经济型谱, 以揭示植物功能结构耦合、高效固碳用水的生理生态学机制; (2)探索叶片水力安全、水力效率和固碳效率之间的普适性权衡关系, 以深入理解抗旱植物叶片构建的生物物理结构与生理代谢的关系; (3)探索个体水平碳水代谢关系、水分运输与生长速率的耦合, 为代谢推演理论和植物群落尺度预测提供基础。     

厦门城市园林绿化主要棕榈科植物病虫害调查研究

本文对厦门城市绿化主要栽培的棕榈科植物病虫害种类进行系统调查,共计44种病害,17种虫害,为厦门园林棕榈科植物病虫害的防治和深入研究提供了重要依据.     

三种裸子植物木质部结构与功能对不同生境的适应

生境异质性是影响植物生长发育的重要因素。植物木质部水力系统是土壤-植物-大气连续体的主要通路,直接影响植物的基本行为和功能,同时也反映了植物对环境变化的适应性。为对比天目山3种裸子植物枝条木质部水力功能、机械和解剖结构性状在不同生境(自然生境与人工生境)的差异,揭示裸子植物对不同生境的适应机制,该研究以金钱松(Pseudolarix amabilis)、杉木(Cunninghamia lanceolata)和雪松(Cedrus deodara)为研究对象,测定枝木质部导水率、栓塞抗性(导水率损失50%时的水势)、机械以及解剖结构性状。结果发现:1)人工生境植株比自然生境植株水力效率弱,但栓塞抗性强。2)自然生境雪松木质部导水系统存在效率-安全权衡;不论自然还是人工生境杉木、金钱松木质部导水系统均无效率-安全权衡。3)人工生境雪松和金钱松木质部存在机械-安全权衡。相比人工生境,土壤水分有效性低的自然生境中,植物采用增大纹孔膜直径来提高水力效率,此外,还可通过增加木材密度、扩大管胞直径来避免栓塞带来的威胁。     

九种不同材性的温带树种叶水力性状及其权衡关系

不同材性树种的解剖、叶脉分布等结构性状差异会影响树木的水分运输效率和水分利用策略, 进而限制树木的生存、生长和分布。然而, 材性对叶导水率、水力脆弱性及其潜在的权衡关系的影响尚不清楚。该研究选择东北温带森林中不同材性的9种树种(散孔材: 山杨(Populus davidiana)、紫椴(Tilia amurensis)、白桦(Betula platyphylla); 环孔材: 蒙古栎(Quercus mongolica)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、胡桃楸(Juglans mandshurica); 无孔材: 红皮云杉(Picea koraiensis)、樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)、红松(Pinus koraiensis), 测量其基于叶面积和叶质量的叶导水率(K_area和K_mass)、水力脆弱性(P₅₀)、膨压丧失点水势(TLP)及叶结构性状, 以比较不同材性树种叶水力性状的差异, 并探索叶水力效率与安全的权衡关系。结果表明: 3种材性树种的K_area、K_mass和P₅₀均差异显著(p < 0.05)。无孔材树种的K_area和K_mass最低, 而散孔材和环孔材树种差异不显著; 环孔材树种P₅₀最高, 而散孔材和无孔材树种差异不显著。K_area和K_mass均与P₅₀显著负相关(p < 0.05), 但散孔材、环孔材和无孔材树种的相关关系分别呈线性、幂函数和指数函数关系。这表明叶水力效率与安全之间存在一定的权衡关系, 但该关系受树木材性的影响。K_mass与TLP显著负相关(p < 0.01), 其中散孔材和环孔材树种呈线性负相关, 无孔材树种呈负指数函数关系; P₅₀随TLP的增加而增加, 这表明树木在面临水分胁迫时, 其质外体和共质体抗旱阻力共同协调保护叶片活细胞, 防止其水分状况到达临界阈值。K_mass与叶干物质含量、叶密度、比叶重均显著负相关, 而P₅₀与之显著正相关(p < 0.01, P₅₀与比叶重的关系除外), 表明树木叶水力特性的变化受相同叶结构特性驱动, 树木增加对水力失调的容忍需要在叶水力系统构建上增加碳投资。     

木本植物木质部的冻融栓塞应对研究进展

冻融栓塞在中高纬度地区木本植物中普遍存在。抗冻融栓塞能力对在寒冷环境中木本植物的生长和安全越冬十分关键, 这直接决定植物分布范围。冻融栓塞是由于冰中气体溶解度低, 木质部水分在低温下冷冻, 使之前水中溶解的气体逸出到导管中, 随后木质部中的冰融化又使气泡扩张而引发的栓塞现象。木质部解剖结构的差异会影响植物的抗冻融栓塞能力, 植物还可以通过调节木质部正压、代谢耗能等方式主动修复冻融栓塞, 也可通过增加树液溶质含量等逃避冷冻, 以减少低温损伤。然而, 与干旱栓塞相比, 目前对木质部冻融栓塞的形成以及植物响应和调节机制的理解不足。为此, 该文首先综述了木质部冻融栓塞的形成机制和植物的逃避、忍耐、修复等3种冻融栓塞的应对策略, 然后总结了木质部抗低温胁迫能力的生理表现、影响因子和评价指标, 并在此基础上讨论了低温抗性、干旱抗性和水力效率之间的多元权衡关系, 最后提出今后该领域中的5个优先研究问题: (1)不同植物冰冻的最低温度阈值; (2)是否存在应对低温胁迫的水力脆弱性分割机制; (3)冻融栓塞修复与代谢消耗的关系; (4)低温抗性、干旱抗性和水力效率之间的权衡关系; (5)抗冻融栓塞性状是否能够纳入经济性状谱系。     

棕榈科植物入侵害虫水椰八角铁甲的研究进展

水椰八角铁甲Octodonta nipae(Maulik)是一种危险性林业检疫性害虫,主要危害棕榈科植物,对棕榈科植物的苗木繁育、生态环境和城市绿化等均具有严重危害。自2001年入侵我国以来,先后对水椰八角铁甲的入侵特性、生物生态学特性、免疫响应及其机制等进行系统研究,并取得了一定的研究成果:水椰八角铁甲具有较高的种群遗传多样性,最适的温度范围为26～29℃,对极端温度的耐受能力不强,但其耐寒性具有一定的可塑性;金山葵、加拿利海枣和银海枣是其比较喜爱的棕榈科寄主植物,多次交配是水椰八角铁甲常见的繁殖策略,当水椰八角铁甲入侵后面临不良因素时,其细胞和体液免疫可积极响应,因此,水椰八角铁甲具有较强的适应能力和繁殖能力,能够入侵我国长江以南大部分地区。本文主要总结了这些工作的研究进展。     

Molecular Phylogenetic Studies of Caribbean Palms (Arecaceae) and Their Relationships to Biogeography and Conservation

The Caribbean Islands are one of the world’s 34 biodiversity hotspots, remarkable for its biological richness and the high level of threat to its flora and fauna. The palms (family Arecaceae) are well represented in the West Indies, with 21 genera (three endemic) and 135 species (121 endemic). We provide an overview of phylogenetic knowledge of West Indian Palms, including their relationships within a plastid DNA-based phylogeny of the Arecaceae. We present new data used to reconstruct the phylogeny of tribe Cryosophileae, including four genera found in the West Indies, based on partial sequences of the low-copy nuclear genes encoding phosphoribulokinase (PRK) and subunit 2 of RNA polymerase II (RPB2). Recently published phylogenetic studies of tribe Cocoseae, based on PRK sequences, and tribes Cyclospatheae and Geonomateae, based on PRK and RPB2 sequences, also provide information on the phylogenetic relationships of West Indian palms. Results of these analyses show many independent origins of the West Indian Palm flora. These phylogenetic studies reflect the complex envolutionary history of the West Indies and no single biogeographical pattern emerges for these palms. The present day distributions of West Indian palms suggest complicated evolutionary interchange among islands, as well as between the West Indies and surrounding continents. We identified six palm lineages that deserve conservation priority. Species-level phylogenies are needed for Copernicia, Sabal, and Roystonea before we can build a more complete understanding of the origin and diversification of West Indian palms. An erratum to this article can be found at     

Comparative morphology of female flowers and systematics in Geonomeae (Arecaceae)

Female floral structure is compared in Geonomeae (Arecaceae). A perianth is formed by two alternate whorls of three basally congenitally united and imbricate sepals and three basally congenitally united and apically valvate petals. A sterile androecium is formed by a variable number of staminodes, which are united into a tube. The gynoecium shows three more or less equally developed carpels or is pseudomonomerous (Geonoma). The single anatropous ovule per carpel is median, either basal or at mid-height of the ovary. A septal nectary is present at the base and mid-height of the ovaries and exits at different levels of the ovary. Carpels in pseudomonomerous gynoecia seem to be basistylous, but the styles are more lateral or apical in gynoecia with all three carpels equally developed. Stigmas expose unicellular or multicellular (Welfia) papillae at anthesis. Pollen tube transmitting tracts and a compitum are present in the ventral slits of the postgenitally united styles. Floral structure in Geonomeae is compared with other Arecaceae, especially Arecoideae, in a morphological and systematic context.     

鼎湖山季风常绿阔叶林不同生境蕨类植物的叶片功能性状研究

为了解不同生境中蕨类植物的叶片功能,对鼎湖山季风常绿阔叶林中的6种优势蕨类植物的比叶面积、光合速率、元素含量、构建成本和水分利用效率等叶片性状进行了测定,研究了它们对环境的适应性。研究结果表明,两种附生蕨类(江南星蕨和崖姜蕨)的叶片具有较低的比叶面积(SLA)和光合速率(Aarea),较高的构建成本(CCarea)和碳同位素比率(?13C)。而两种林下土生蕨类(扇叶铁线蕨、桫椤)具有较高的Aarea和较低的?13C。生长在岩石基质上的中华里白具有最高的养分利用效率和较高的?13C。生长在溪流边的薄叶卷柏具有最高的SLA,最低的CCarea和?13C。这些揭示了蕨类植物叶片性状与生境之间具有紧密的相关性。由于附生蕨类的叶片具有高的能量投资和低的光合速率,对环境变化的适应能力弱,附生蕨类可能面临较大的生存压力。     

舞花姜属3种植物繁殖策略比较

选择自然分布于西双版纳地区的毛舞花姜(GlobbabartheiGagnepain)、双翅舞花姜(G.schomburgkiiJ.D.Hooker)和澜沧舞花姜(G.lancangensisY.Y.Qian)为实验材料,比较了3种植物的有性和无性繁殖特性。毛舞花姜和双翅舞花姜在自然状况下开花不结实,人工自交与异交、人工去除珠芽均不能使其恢复有性繁殖能力;花粉败育(毛舞花姜)或花粉活力低(双翅舞花姜,花粉萌发率<12%)可能是这2种植物不能结实的主要原因。毛舞花姜和双翅舞花姜均以珠芽为主要繁殖体,一年生植株每花序产珠芽分别为16.46±3.56(平均值±标准差,N=60)和14.25±3.63(平均值±标准差,N=153)。澜沧舞花姜具有雄花两性花同株的性表达特征,自然状态下以种子繁殖为主,结实率(种子/胚珠比)可达64.5%±12.1%(N=36),人工自交结实率显著低于异交结实率,有明显的自交不亲和现象;花序上产生少量珠芽[每花序产珠芽2.24±1.41(平均值±标准差,N=184)]。此外,3种舞花姜属植物还具有通过地下茎进行克隆繁殖的能力。3种舞花姜属植物的拜访昆虫均为蜂类,毛舞花姜的拜访昆虫只有排蜂(Megapisdorstata)。双翅舞花姜拜访昆虫主要为排蜂、黄绿彩带蜂(Nomiastrigata)及木蜂(Xylocopasp.);澜沧舞花姜的拜访昆虫主要为排蜂和黄绿彩带蜂。3种舞花姜属植物的花冠管长度存在     

南亚热带不同海拔常绿阔叶林树种叶性状的比较分析

南亚热带地带性植被是季风常绿阔叶林(海拔300～600 m;简称季风林),在中山地带则分布为山地常绿阔叶林(海拔1 000～1 500 m;简称山地林)。山地林的生态价值日益受到重视,但是对其树种的环境适应性仍缺乏足够了解。该研究基于南亚热带典型山地林(广西大明山)和季风林(广东鼎湖山)的固定样地,共测定57种代表性树种的叶形态解剖特征、机械强度和水力学性状,比较不同海拔常绿阔叶林树种叶性状以及多类性状关联性的差异。结果表明,与季风林树种相比,山地林树种叶较厚、比叶面积较小、机械强度较高,有利于提高对较高海拔山区冬季冰冻的适应能力。在2022年夏季持续高温干旱时期,季风林树种的叶水势和水力安全边界均低于山地林。但是大部分树种水力安全边界为正值且种间变异较大,表明不同海拔常绿阔叶林的水力风险较低。不同海拔常绿阔叶林的叶性状网络不同,山地林树种叶水力安全性和效率性无权衡关系,而季风林树种叶经济学性状(如比叶面积)与其他指标的关联性较弱。基于叶性状的研究揭示了南亚热带不同海拔常绿阔叶林树种适应策略的差异性和多样性。     

江苏不同居群狗尾草叶片解剖特征的比较研究

为揭示不同居群狗尾草(Setaria viridis(L.)Beauv.)叶片解剖特征的差异,了解不同生境下叶片形态的变异,本研究以江苏15个狗尾草居群为材料,采用石蜡切片法和改良的叶表皮制备方法对叶表皮及叶片横切面结构特征进行了显微观察和测定,并通过变异系数、主成分分析和聚类分析对叶表皮及叶片横切面的主要性状进行分析。结果表明,不同居群狗尾草的17个表型性状变异丰富,叶片中脉厚度和下表皮细胞厚度的变异程度较大;叶片厚度、平行脉维管束高度和宽度、叶中脉厚度、中脉维管束高度和宽度等指标是造成狗尾草不同居群表型差异的主要因素,同时这些结构特征也分别反映了狗尾草叶片的输导和支撑能力、表皮气孔器的特征和叶片抗逆能力。聚类分析结果显示,狗尾草的15个居群被划分为3类,且与生境分布基本吻合,即:水边和盐碱地居群、荒地居群、山地居群狗尾草的叶片厚度、维管束直径、泡状细胞厚度和气孔密度均依次增大,但气孔体积依次减小,表明这3个类群随海拔的升高抗旱性依次增强。本实验狗尾草叶片在不同生境中产生的不同程度变异分析对狗尾草的生态适应性研究具有重要意义。     

Leaf-Height-Seed (LHS) Traits in Some Plant Species in Different Habitats in a Subalpine Region in Eastern Black Sea Region of Turkey

Biology Bulletin - Plant functional traits have been used to obtain maximum information on plant growth and resource-use strategy. Westoby (1998) developed a functional strategy called LHS...     

六种芦荟叶的解剖结构及其与芦荟素含量的相关性

应用半薄切片法、高效液相色谱法(HPLC)和荧光显微镜研究了6种芦荟叶的结构、芦荟素的含量和储藏芦荟素的组织.结果表明,6种芦荟叶均由表皮、光合组织、储水组织和维管束组成,都表现出明显的旱生植物肉质叶的结构特征,表皮由一层扁平的细胞组成,其外壁加厚,并覆盖着厚的角质膜,气孔器凹陷,储水组织发达.6 种芦荟叶的结构存在显著差异.木立芦荟(Aloe arborescens Mill.)和易变芦荟(A. mutabilis Pillans)的光合组织细胞呈长柱状,类似栅栏薄壁组织.中华芦荟(A. vera L. var. chinensis Berg.)、库拉索芦荟(A. vera L.)、皂叶芦荟(A. saponaria Hawer)和绿芦荟(A. greenii Bak.)则为等直径薄壁细胞.木立芦荟、中华芦荟、易变芦荟和库拉索芦荟的维管束中有大型薄壁细胞,皂叶芦荟和绿芦荟的维管束中无大型薄壁细胞.木立芦荟、易变芦荟和库拉索芦荟在光合组织和储水组织之间有一层不含叶绿体的小型薄壁细胞,包围着储水薄壁组织,称之为储水组织鞘.中华芦荟、皂叶芦荟和绿芦荟则没有储水组织鞘.HPLC测量结果表明,木立芦荟叶芦荟素含量最高,库拉索芦荟和易变芦荟次之,中华芦荟、皂叶芦荟和绿芦荟含量最低.荧光显微镜观察结果表明,在紫外光和蓝光下,黄色和黄绿色小球体仅存在于维管束的大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘中,而光合组织和储水组织中没有黄色和黄绿色小球体.因此,维管束中大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘是芦荟素等蒽醌类物质的储藏场所.综上所述,芦荟素含量与维管束的大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘的情况密切相关.     

六种芦荟叶的解剖结构及其与芦荟素含量的相关性

应用半薄切片法、高效液相色谱法(HPLC)和荧光显微镜研究了6种芦荟叶的结构、芦荟素的含量和储藏芦荟素的组织。结果表明,6种芦荟叶均由表皮、光合组织、储水组织和维管束组成,都表现出明显的旱生植物肉质叶的结构特征,表皮由一层扁平的细胞组成,其外壁加厚,并覆盖着厚的角质膜,气孔器凹陷,储水组织发达。6种芦荟叶的结构存在显著差异。木立芦荟(Aloe arborescens Mill．)和易变芦荟(A．mutabilis Pillans)的光合组织细胞呈长柱状,类似栅栏薄壁组织。中华芦荟(A．vera L.var．chinensis Berg．)、库拉索芦荟(A．vera L．)、皂叶芦荟(A．saponaria Hawer)和绿芦荟(A．greenii Bak．)则为等直径薄壁细胞。木立芦荟、中华芦荟、易变芦荟和库拉索芦荟的维管束中有大型薄壁细胞,皂叶芦荟和绿芦荟的维管束中无大型薄壁细胞。木立芦荟、易变芦荟和库拉索芦荟在光合组织和储水组织之间有一层不含叶绿体的小型薄壁细胞,包围着储水薄壁组织,称之为储水组织鞘。中华芦荟、皂叶芦荟和绿芦荟则没有储水组织鞘。HPLC测量结果表明,木立芦荟叶芦荟素含量最高,库拉索芦荟和易变芦荟次之,中华芦荟、皂叶芦荟和绿芦荟含量最低。荧光显微镜观察结果表明,在紫外光和蓝光下,黄色和黄绿色小球体仅存在于维管束的大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘中,而光合组织和储水组织中没有黄色和黄绿色小球体。因此,维管束中大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘是芦荟素等蒽醌类物质的储藏场所。综上所述,芦荟素含量与维管束的大型薄壁细胞、维管束鞘和储水组织鞘的情况密切相关。     

在旱化土壤条件下来自不同生境的20种植物幼苗 根系的形态反应的比较

Rooting depth and root and shoot biomass were measured for seedlings of 20 species in both watered and unwatered sand columns. The species were from habitats of widely varying moisture status, ranging from marsh to desert. Moisture status of the species' habitats was quantified as Ellenberg moisture number. Seedlings were allowed to grow in moist sand for 21 days and were then exposed to the treatments (watered and unwatered) for a further 21 days. Rooting depth of control plants was not correlated with Ellenberg number. Riit depth of plants from dry habitats tended to increase in drying sand, while roots of plants from wet habitats decreased in depth. Plasticity of rooting depth (depth in unwatered/depth in watered sand) was significantly correlated with Ellenberg number (r2=0.56). Plasticity of shoot/root ratio was also correlated with Ellenberg number, but the relationship was weaker than for rooting depth plasticity. Species that showed the greatest pasticity in rooting depth also showed the greatest ability to sustain shoot growth in unwatered sand. There was some evidence that growth of plants from very dry habitats was reduced in the watered treatment. Results of this study suggest that a major, although not the only, adaptation of plants of dry habitats is the ability of their seedlings to exploit deeply buried water resources.