高山林线交错带高山杜鹃的凋落物分解

凋落物分解是维持生态系统生产力、养分循环、土壤有机质形成的关键生态过程。高山林线交错带是陆地生态系统中对气候变化响应的敏感区域。季节变化和海拔梯度上的植被类型差异可能会影响该区域凋落物的分解,进而对高山生态系统的碳氮循环产生重要影响。采用凋落物分解袋的方法,研究了川西高山林线交错带优势种高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)凋落叶在雪被期和生长季的分解特征。结果显示:(1)季节变化和植被类型对高山杜鹃凋落物的分解均具有显著影响(P0.05),凋落叶的质量损失主要发生在生长季且在高山林线最大,暗针叶林中雪被期的质量损失略高于生长季,但差异不显著;(2)林线交错带上高山杜鹃凋落叶分解缓慢,一年干物质失重率为9.62%,拟合分解系数k为0.145;(3)高山杜鹃凋落叶的质量变化主要体现在纤维素降解显著且集中在雪被期,木质素无明显降解,在高山林线上C/N、C/P、木质素/N变化幅度较小且C、N、P的释放表现得稳定而持续。结果表明,季节性雪被对林线交错带内高山杜鹃分解的影响不仅局限在雪被期内,雪被融化期间频繁的冻融作用和雪融水淋洗作用可能会促进高山杜鹃凋落物在生长季初期的分解。总的来看,在气候变暖的情景下,雪被的缩减、生长季的延长和高山杜鹃群落的扩张可能加速高山林线交错带高山杜鹃凋落物的分解。     

高山杜鹃与大喇叭杜鹃种间杂交过程的观察研究

以高山杜鹃‘Nova Zembla’为母本,大喇叭杜鹃为父本进行人工杂交授粉,利用荧光显微镜对杂交组合花粉萌发及花粉管生长过程进行观察,并统计其杂交的田间坐果率。结果显示:(1)授粉后1d花粉开始萌发形成花粉管,其萌发率在授粉后1～5d内显著增长,其后增长缓慢,到第12天萌发率最高达37.36%。(2)花粉萌发后花粉管生长速度由慢变快,授粉后2d花粉管进入花柱,7d进入子房,10d进入胚珠;实验中杂交花粉管与胚珠虽有结合,但与胚珠结合率低,授粉后12d仅7.42条花粉管进入胚珠。(3)在花粉管生长过程中,伴有大量异常现象,表现为授粉后柱头细胞、花粉管、花柱引导组织、子房组织、胚珠中的胚囊等部位依次出现胼胝质沉积反应,花粉管生长中出现的膨大、先端沉积胼胝塞而中途停止生长、螺旋扭曲、粗细不均、杂乱生长或螺旋膨大且逆向生长等异常。(4)该实验杂交的田间坐果率为零。研究表明,高山杜鹃‘Nova Zembla’与大喇叭杜鹃杂交不亲和,杂交后花粉管生长的异常行为可能是种间杂交不亲和的主要原因,且受精前障碍与受精后障碍可能同时存在。     

珠穆朗玛峰国家级自然保护区高山杜鹃群落多样性研究

根据野外样方调查数据,采用双向种指示分析(TWINSPAN)和典范对应分析(DCCA),对珠穆朗玛峰国家级自然保护区高山杜鹃灌丛群落进行分类和排序,并分析物种多样性沿海拔梯度分布格局。结果表明:(1)该研究区域38个高山杜鹃样地中,共记载的维管束植物有35科68属135种,出现频度较高的种有高山嵩草(Kobresia pygmaea)、珠芽蓼(Polygonum viviparum)、高山大戟(Euphorbia stracheyi)、髯花杜鹃(Rhododendron anthopogon)、雪层杜鹃(R.nivale)、扫帚岩须(Cassiope fastigiata)、鳞腺杜鹃(R.lepidotum)、木根香青(Anaphalis xylorhiza)、刚毛杜鹃(R.setosum)等。(2)TWINSPAN等级分类将该区域高山杜鹃灌丛38个样地划分为14个群丛类型。(3)样地DCCA二维排序图结果表明,土壤类型和海拔是影响该区域高山杜鹃灌丛群落分布格局的主要因子。(4)该区域高山杜鹃灌丛群落物种丰富度、Shannon-Wiener指数和Simpson指数与海拔呈显著负相关关系,随着海拔的升高而不断降低;而Pielou指数与海拔之间并无显著相关关系。     

三种高山杜鹃的光合生理生态研究

对大白花杜鹃（Rhododendron decorum）、云南杜鹃（R.yunnanense）和红棕杜鹃（R.rubiginosum）进行了气体交换、叶片性状等研究,以期了解三种杜鹃的光合生理特性及其对环境的适应。结果表明,三种杜鹃的光饱和光合速率（Pmax）与RuBP饱和最大羧化速率（Vc max）、光饱和最大电子传递速率（Jmax）和气孔导度（gs）呈极显著正相关（P≤0.01）,但仅Vc max存在显著的种间差异,说明三种杜鹃的光合能力主要受Vc max影响。叶氮含量、叶片氮在电子传递和在Rubisco中的分配均显著影响Vc max和Jmax。大白花杜鹃的LSP最低,LCP较高,对强光和弱光利用能力都不强,光适应范围较窄。云南杜鹃LCP最低,LSP和Pmax相对较高,对弱光或较强的光照均能利用,光照适应范围相对最广,光合适应能力最强;红棕杜鹃LSP和LCP均为最高,对强光环境的适应性最强。     

中国杜鹃花属高山杜鹃亚组新分类群

矮小平卧状灌木,分枝极多。当年生枝直径约1毫米,黄褐色,被盾状、锈色,后变黑色随树皮脱落的鳞片。叶革质,聚生于枝端;叶片长圆形或宽椭圆形,长10-25毫米,宽5-10毫米,顶端圆形,具角质突尖,边缘稍反卷,基部钝,上面暗绿色,被同形的鳞片、红玉色有光泽,几邻接,下面灰黄棕色,鳞片盾状、二色(淡黄色同棕褐色),几相等的混生,稍不邻接。     

长白山高山苔原牛皮杜鹃群落物质循环的研究

本文利用生态学方法定量地研究了长白山高山苔原主要建群种植物——牛皮杜鹃群落的物质循环。研究结果表明:在植物与土壤之间的封闭循环中,植物年吸收的元素数量大于凋落物年分解释放的量,处于不平衡状态。而在开放循环中,整个群落的物质(除N.P外)循环处于基本平衡状态。在研究不同元素与植物之间的关系时还发现:植物的各部位对不同元素的累积能力具有明显的差异。如植物花、果中的Ca、Mg、N和P含量高,根中的Fe,Al含量高。在植物同一部位中,各元素的累积能力也不同,如Ca,Mg,Mn,P和N在叶肉中的含量高于在叶脉中的含量,而Fe,Al在叶脉中的含量却高于叶肉中的含量。这种差异性标志着不同的化学元素具有不同的植物生理功能。存在于叶肉中的化学元素要比存在于叶脉或纤维中的化学元素循环周期短,植物利用率高,这对保持生态系统内的物质平衡具有重要的作用。     

中国杜鹃花属高山杜鹃亚组的数量分类研究

本文是一篇关于杜鹃花属高山杜鹃亚组数量分类的文章,记录了一个具有45个OTU's×46个性状的原始数值矩阵。对性状标准化以后,计算相关矩阵和距离矩阵,这些矩阵作为每一对OTU's之间的相似性定量的表示。然后在这些矩阵上计算各种方法的聚类,有单联、全联、UPGMA,WPGMA,重心,中线等等。以综合比较系数(见表 3)作为好的分类判别标准,最后选取相关系数矩阵作为运算结果。(见图)展示出WPGMA的树系图。Ⅰ.树系图所显示的结果有助于揭示类群的分类和演化规律:高山杜鹃亚组应分为两群,即高山群和坚挺群。     

光照条件对高山杜鹃光合生理特性的影响

以高山杜鹃‘Furnivall’s Daughter’3年生植株为材料,采用遮阳网遮荫方法设置100%(L1)、53%(L2)、30%(L3)、17%(L4)全光照,研究不同光照对其光合特性及其相关生理特性的影响,探讨高山杜鹃对不同光强的响应及适应机制。结果表明:(1)与全光照条件相比,遮阴处理可有效提高光饱和点(LSP),降低光补偿点(LCP)和呼吸速率(Rd),从而具有较高的净光合速率(Pn);其中L3处理植株的LCP、Rd最低,而且其LSP和饱和光合速率(Pmax)最高,表明L3光照条件是其最适宜的生长光强。(2)随着光照强度的降低,叶片的叶绿素a呈轻微下降趋势,而叶绿素b、单位面积叶氮含量(LNCa)、光合氮利用效率(PNUE)则呈显著增加趋势,且光照强度对叶绿素b的影响较叶绿素a敏感,从而导致总叶绿素含量显著增加,而叶绿素a/b比值下降。(3)可塑性分析结果表明,高山杜鹃‘Furnivall’s Daughter’主要通过Pmax、LSP、LCP、Rd、PNUE和叶绿素含量的改变来适应光环境的变化,而比叶重(LMA)、LNCa、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)在其适应光环境的过程中作用较小。     

甘南高山林线岷江冷杉—杜鹃种群结构与动态

高山林线是一种典型的生态交错带,是对气候反映最敏感的地区之一。甘肃南部高山林线区域主要以原始岷江冷杉种群和杜鹃种群为优势种,通过对岷江冷杉和杜鹃种群建立静态生命表,绘制存活曲线描述其结构特征,利用种群数量动态预测时间序列分析定量研究未来的发展趋势。结果显示:(1)岷江冷杉种群幼苗比较丰富,能很好的维持种群个体的自疏死亡,存活曲线呈Deevey-Ⅲ型;杜鹃种群幼苗缺乏,存活曲线趋向于Deevey-Ⅰ型;死亡曲线和危险率曲线都随着龄级的增加而增加,杜鹃种群的死亡率在各个龄级一直大于岷江冷杉种群,危险率在Ⅱ龄级以后杜鹃种群也始终大于岷江冷杉种群。(2)岷江冷杉种群结构动态变化指数Vpi大于修正后的种群结构动态变化指数V′pi且大于0,而杜鹃种群结构动态变化指数Vpi小于修正后的种群结构动态变化指数V′pi且小于0,则岷江冷杉种群属于增长型,杜鹃种群属于衰退型,岷江冷杉、杜鹃随机干扰极大值分别为0.027、0.011,说明二者对外界干扰均比较敏感。(3)杜鹃种群时间序列预测为前期幼苗比较缺乏,中期稳定,后期衰退的动态特征,而岷江冷杉种群表现出各龄级时间变化较小,幼苗个体数较多,种群为稳定增长型,岷江冷杉更能适应甘肃南部高山林线区域当前环境。     

高山带雪斑对牛皮杜鹃群落生产力的影响

研究了长白山高山带雪斑牛皮杜鹃(Rhododendron aureum)群落的生产力特征及其同微生境条件的关系,以阐明寒冷条件下碳蓄积特征.结合土壤温度连续观测,测定了雪斑不同部位的群落生产力以及土壤养分特征.牛皮杜鹃群落的积雪时间超过240d,土壤温度在-1～0℃的时间长达150d,是非雪斑地段的3倍以上.尽管雪斑的热量条件不如周围优越,但是群落生产力相对高出很多.雪斑中心的牛皮杜鹃群落近3a的现存量(1707g/m2)是边缘无雪地段(288g/ m2)的6倍.雪斑中心的土壤养分水平比周围高,雪斑同时为植物提供了极端低温条件下的避难场所.苔原生态系统生产力的维持依赖于寒冷季节的相对温暖环境,而不是生长季节的热量水平.     

基于系谱和SSR标记的高山杜鹃杂交种亲缘关系分析

该研究对高山杜鹃(Rhododendron L.)的总DNA提取方法进行了改良,然后综合利用高山杜鹃EST数据库和该实验室的马缨杜鹃高通量测序数据,引用已发表文献的SSR引物,从154对SSR引物中筛选出了26对多态性高、重复性好、条带清晰的SSR引物。再从中随机选择10对SSR引物进行荧光标记,对69份不同高山杜鹃的种质进行遗传多样性分析。结果表明,平均有效等位基因数6.959 2个;位点多态性信息含量(PIC)、观测杂合度(HO)、期望杂合度(HE)和Neis基因多样性(H)分别为0.795 2、0.543 5、0.826 5和0.820 2;杂交种间的非加权配对算术平均(UPGMA)聚类结果与其谱系分析结果基本一致,可实现对一些未知来源的育成品种资源进行祖先亲本类型的推测。     

遮阴对高山杜鹃叶片解剖和光合特性的影响

为了解高山杜鹃对光能的需求和适应性,该研究以盆栽3 a生高山杜鹃品种cv. Furnivall's Daughter为材料,探讨了遮阴对高山杜鹃叶片解剖结构和光合特性的影响。结果表明:光照强度对高山杜鹃品种cv. Furnivall's Daughter叶片的气孔密度没有显著影响,其气孔密度范围在299.70~327.22个·mm~(-2)之间,但光照对气孔开度和单个气孔器的面积影响显著,100%全光照和30%全光照处理植株分别具有最小和最大的叶片气孔开度。在处理的光强范围内,随着光强减弱,叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度以及上、下表皮厚度逐渐降低,有利于提高叶片的光能利用效率。100%全光照处理下,高山杜鹃叶片的光饱和点(LSP)、净光合速率(P_n)、饱和光合速率(P_(max))、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均较低,遮阴处理有效提高了Pn、P_(max)、G_s、T_r和光能利用效率(LUE),且30%全光照处理植株的叶片光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)最低,而LSP、P_n、P_(max)、G_s、T_r和LUE最高。这表明高山杜鹃在云南昆明地区的最适光照条件是30%左右的全光照,在高山杜鹃的栽培及应用中,应采取适当的遮阴措施以满足其生长的最佳光照条件。     

川西高山林线交错带土壤动物对岷江冷杉和高山杜鹃凋落物分解的贡献

土壤动物是调控凋落物分解的重要生物因素.为了探究川西高山林线交错带土壤动物对两个优势物种岷江冷杉和高山杜鹃凋落物分解的贡献,在3个海拔梯度(针叶林-林线-高山草甸)采用凋落物分解袋试验,通过不同孔径的网袋(0.04 mm,基本排除土壤动物;3 mm,允许土壤动物通过),研究了分解554 d(2013年5月—2014年11月)土壤动物对凋落物的影响.结果表明: 在整个林线交错带上,岷江冷杉的分解速率(k)为0.209～0.243,高山杜鹃的k为0.173～0.189,岷江冷杉的k大于高山杜鹃.土壤动物的参与显著加速了两种凋落叶分解,同时土壤动物对两种凋落物分解的作用和贡献随海拔升高而降低.自针叶林、高山林线至高山草甸,土壤动物对岷江冷杉分解的质量损失率为15.2%、13.2%、9.8%,对高山杜鹃分解的质量损失率为20.1%、17.5%、12.4%;土壤动物对岷江冷杉分解的平均日贡献率为0.17%、0.13%、0.12%,对高山杜鹃分解的平均日贡献率为0.26%、0.25%、0.23%,土壤动物对高山杜鹃的分解影响相对较大.海拔、凋落物自身性质及其交互作用对土壤动物作用下凋落物的质量损失率和贡献率均表现出显著影响.土壤动物的作用于岷江冷杉和高山杜鹃分解的平均日贡献率在当年生长季(0.25%和0.44%)和次年生长季(0.10%和0.19%)均高于雪被期(0.07%和0.12%).回归分析表明,环境因子(日平均气温、冻融循环次数以及雪被厚度)可以解释土壤动物作用于岷江冷杉和高山杜鹃质量损失率的42.7%和50.9%,贡献率的43.2%和55.6%,这对了解土壤动物在凋落物分解中的作用和深入认识高山生态系统物质循环具有重要意义.     

温度与光强对高山杜鹃催花期间花芽营养物质积累的影响

以高山杜鹃为材料,研究了在3个昼/夜温度(6℃/0℃、22℃/16℃、30℃/24℃)和3个光照强度(2 000/10lx、7 500/5 500lx、10 000/8 000lx)组合成的9个光温催花条件下,高山杜鹃花芽内可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白和游离氨基酸等营养物质的变化以及对始花期的影响。结果表明:随着昼夜温度的升高和光照强度的加强,高山杜鹃花芽内的可溶性糖和淀粉含量增加,且在整个催花过程中持续上升;可溶性蛋白含量变化整体呈先升后降的趋势,前期随温度光强增加而增加,后期则相反;游离氨基酸含量的整体变化趋势与可溶性蛋白含量相反,表现为先降后升。在30℃/24℃、10 000/8 000lx的处理下,高山杜鹃最早进入始花期,比目标日期(春节)提前18d开花。可见,适当高温和高光强(22℃/16℃~30℃/24℃,7 500/5 500~10 000/8 000lx)处理能显著提高高山杜鹃花芽内可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白和游离氨基酸等营养物质的积累和代谢,促进了其花芽发育,有效缩短了催花时间,使植株提前进入始花期,从而达到提前上市的目的。     

大白杜鹃、美容杜鹃和喇叭杜鹃的组织培养

1植物名称大白杜鹃(Rhododen drondecorum Franch.)、美容杜鹃(Rhododendron calophytum Franch.)、喇叭杜鹃(Rhododendron discolor Franch.)。2材料类别幼嫩茎段。3培养条件基本培养基为改良MS。(1)诱导愈伤组织培养基:改良MS NAA0.2mg·L-1(单位下     

杜鹃小志

本种性状似华丽杜鹃Rh.farrerae Tate,但叶卵状长圆形或近菱形,较小,边缘有细密锯齿,蒴果杂以银色长柔毛,易于区别。     

太白杜鹃

四月的宝天曼,正是俗称“映山红”的杜鹃花盛开的季节。葱郁的山架上,一片一片的鲜红给人以神秘而飘渺的感觉。车到山门前,大家索性下来,仔细地从近处观赏这一丛丛艳丽的花,还有人将之放入口中品尝,我不自觉地暗诵起成彦雄的诗“凝是口中血,滴成枝上花”,心里更生出一份凄美的意绪。 然而,我就是为这映山红而来的吗?这已是第四次登宝天曼了,那些蒙椴、紫荆、华榛、领春木、红桦等奇花     

头花杜鹃、陇蜀杜鹃及杜鹃属植物叶绿体基因组比较分析

头花杜鹃(Rhododendron capitatum)和陇蜀杜鹃(R. przewalskii)是极具观赏价值的野生花卉和药用植物。为探讨头花杜鹃和陇蜀杜鹃叶绿体基因组的遗传结构及进化特征,该研究利用 Illumina HiSeq 4000 平台对头花杜鹃和陇蜀杜鹃的叶绿体全基因组进行测序,经组装和注释后,结合 7 个已发表的杜鹃属植物叶绿体全基因组进行比较基因组学分析和系统发育分析。结果表明:(1)头花杜鹃和陇蜀杜鹃叶绿体全基因组呈典型的环状四分体结构,均由一个大单拷贝区(105 990、109 191 bp)、一个小单拷贝区(2 617、2 606 bp)和一对反向重复区(45 825、47 516 bp)构成,全长分别为200 257、206 829 bp。(2)头花杜鹃和陇蜀杜鹃叶绿体基因组中共鉴定出 263 个SSR位点,大部分 SSR 偏好使用 A/T 碱基,密码子偏好使用 A/U 结尾。(3)杜鹃属植物叶绿体全基因组中普遍存在基因丢失以及基因组重排等结构变异现象。该研究丰富了杜鹃属植物的基因组资源,为头花杜鹃、陇蜀杜鹃的资源开发、遗传进化、育种及系统发育相关研究提供了理论参考。     

长白山高山苔原带雪斑地段牛皮杜鹃群落的土壤氮矿化与净初级生产力

采用土壤温度连续观测和土壤原位培养,研究了长白山高山苔原带雪斑地段牛皮杜鹃群落的土壤温度、土壤氮矿化及净初级生产力.结果表明: 在非生长季的积雪期(10月下旬-5月上旬),土壤养分呈上升趋势,土壤以氮矿化为主,为翌年植物的生长提供了充足的氮素.其中雪斑地段土壤(平均温度-3.0 ℃)的氮矿化能力更强,速效氮增加量为3.88 g·m^-2,非雪斑地段(平均温度-7.5 ℃)为1.21 g·m^-2. 在生长季节(5月中旬-8月下旬),土壤氮素含量下降,以固持为主;秋季植物停止生长后,土壤速效氮又呈上升趋势;到冬季,由于积雪的作用,雪斑地段土壤温度维持在0 ℃左右或略低,促进了土壤氮的矿化,而非雪斑地段土壤温度则处于冻结状态.氮素矿化能力的差异是雪斑地段牛皮杜鹃群落净初级生产力高于非雪斑地段群落的主要原因,也是植被空间分异的重要驱动因子.     

杜鹃属植物与杜鹃灌丛群落的研究进展

对杜鹃属(Rhododendron L.)植物起源、中国分布、适应性、灌丛群落结构特征和演替特征等问题进行了综述,并对杜鹃属植物的深入研究和合理利用进行展望。中国西南地区以及喜马拉雅至缅甸北部地区为杜鹃属植物的起源中心,贵州百里杜鹃林是全球最大野生杜鹃资源库。杜鹃属植物的适应性与所在区系的同质性、海拔相似度、进化程度、关键功能性状等密切相关,基于进化-形态功能特征的比较为选育适应性优良的杜鹃品种提供了参考。杜鹃灌丛群落具有特殊性,表现出复杂的多层次垂直结构、镶嵌式水平结构和明显的年龄结构特征。依据群落具备优势种生态位宽度大且种群间的生态位相似性比例较小来判定杜鹃灌丛群落已演替至顶级的观点仍有待考证。