陕北白桦个体生长过程的谐波分析

利用波谱分析方法中的谐波分析原理,对陕北白桦个体生长过程进行了不同层次的分析。结果表明：白桦个体的树高、胸径和材积生长动态波动规律与Ｌogistic模型不完全相同,树高在２０年后与Ｌogistic模型吻合,胸径整个过程均不吻合,但材积生长与Ｌogistic模型基本一致,应用波谱分析方法分析树木生长过程的动态规律,比Ｌogistic模型更准确。     

基于气象因子的白桦天然林单木直径生长模型

基于大、小兴安岭地区212块白桦天然林固定样地复测数据和区域内及周边共30个气象站点数据,构建了基于气象因子的单木生长模型.在此基础上,通过分析大、小兴安岭地区林分因子及气象因子的差异,采用哑变量方法构建了含区域效应的单木直径生长模型.结果表明: 生长季最低温度(T_{g min})和生长季降雨量(P_{g m})是影响两地区白桦胸径生长量的主要气象因素.T_{g min}和P_{g m}与胸径生长量均呈正相关关系,但T_{g min}对胸径生长量的影响程度存在明显的区域差异.引入T_{g min}和P_{g m}的单木生长模型比仅含林分因子的单木生长模型的调整后确定系数(R_a²)提高了11%(R_a²=0.56),说明气象因子可以很好地解释该地区白桦生长情况;采用哑变量法构建的含区域效应的胸径生长模型将R_a²提高了18%(R_a²=0.59),且有效解决了模型参数区域不相容的问题.模型检验结果表明,含区域效应的哑变量单木胸径生长模型对大、小兴安岭地区白桦胸径生长量的预估效果最好,平均偏差、平均绝对偏差、平均相对偏差和平均相对偏差绝对值分别为0.0086、0.4476、5.8%和20.0%.基于气象因子的哑变量单木胸径生长模型可以很好地描述大、小兴安岭地区白桦的胸径生长过程.     

航天诱变白桦生长性状分析

对15年生白桦航天搭载家系(HT-1、HT-2、HT-3、HT-4)及地面对照(CK-1、CK-2、CK-3、CK-4)的生长性状进行分析,并利用2年生、5年生及15年生的生长性状拟合生长曲线。结果表明:15年生HT-1和HT-4的树高分别与地面对照家系间差异达到了极显著水平和显著水平。其中,HT-1树高高于地面对照,而HT-4树高则低于地面对照。其余2个航天搭载家系的树高也高于对照家系,但未达到显著水平。随树龄的增长,航天搭载家系与地面对照的部分性状由差异显著变为差异不显著,但整体差异趋势依旧与苗期保持一致。航天搭载白桦家系及地面对照重复力除98-3家系外都属于高重复力水准(>0.5),HT-1树高性状的突变增益最高,为7.31%。以-x+S为标准在HT-1内选择了4株优良单株,最优单株树高比地面对照家系提高了35.29%。通过拟合树高生长曲线预测了树高生长的趋势。     

指数施肥对白桦裸根苗生长动态、生物量分配及光合作用的影响

设定常规施肥(CF)、指数施肥(EF)和1.5倍指数施肥(EF1.5)3种施肥处理研究不同氮素施入方法和剂量对白桦1年生裸根苗生长(苗高、地径、生物量)动态、生物量分配、相对生长速率(RGR)和光合作用的影响。研究结果表明:(1)3种处理苗木生长前期苗高、地径和生物量均无显著差异,生长后期EF与EF1.5显著高于CF(P<0.05),EF与EF1.5间差异不显著(P>0.05);(2)生长结束时,EF、EF1.5处理苗高分别比CF高18.2%和25%(P>0.05),地径分别比CF高11.2%和5.8%(P<0.05),单株生物量分别比CF高41.5%和25.4%(P<0.05);(3)EF与EF1.5处理苗木的茎、叶、根生物量均显著高于CF,各处理间苗木的根冠比差异不显著(P>0.05);(4)EF1.5处理和EF处理苗木苗高、地径及生物量相对生长速率(RGR)均显著高于CF处理(P<0.05),而EF1.5处理和EF处理间仅生物量相对生长速率达到显著水平,且EF>EF1.5(P<0.05);(5)苗木生长高峰期,EF处理提高了苗木叶片的光合能力。EF处理苗木叶面积高于CF处理16.8%(P<0.05),叶绿素含量及光合速率较CF处理分别提高了4.5%(P>0.05)、5.0%(P>0.05)。EF、EF1.5处理常规施肥处理促进了苗木生长和生物量积累,二者促进效果类似,认为EF为最佳的施肥处理。     

立地条件对寿竹生长的影响

通过对重庆市梁平县寿竹林16个样地进行抽样调查,探讨了坡度等7个立地因子对寿竹平均胸径、平均枝下高、平均秆高和平均壁厚生长的影响。结果表明:(1)坡位、海拔和物种多样性对寿竹生长影响最大;坡度、土层厚度和腐殖质厚度对其生长也有一定影响,而坡向影响不明显;(2)造林地应选择在海拔800m以下的平缓坡地,800m以上海拔、陡坡和斜坡均不适合寿竹生长;(3)坡位中的上坡不适合寿竹生长,造林地宜选择中、下坡;(4)土层不能太薄,适当加厚处理有利于寿竹生长;林地内应保持一定厚度的腐殖质层;(5)对于竹林下灌木和杂草不宜勤于拔除,以维持利于寿竹生长的生态环境;(6)寿竹对光照要求不高,在阴坡和阳坡的生长情况差异不大。     

寒温带兴安落叶松和白桦生长季水分利用特征

植物水分利用在生态系统水文循环及其生产力中起着重要作用。气候变化下寒温带森林水分胁迫逐渐加剧,对其典型树种水分利用特征的研究有助于理解寒温带森林生态系统的稳定性及可持续性。以大兴安岭北部典型树种兴安落叶松(Larix gmelinii)(L)和白桦(Betula platyphylla)(B)为研究对象,利用稳定同位素技术测定降雨、木质部水和土壤水中氢氧稳定同位素值(δD和δ¹⁸O),揭示不同水源δD和δ¹⁸O值的分布特征,并利用多源线性混合模型及树干边材液流通量,分析不同水源对2树种的利用率和利用量,揭示生长季兴安落叶松和白桦生长季水分利用特征变化。结果表明：(1)研究区的大气降雨和土壤水同位素均受蒸发的影响发生了一定程度的分馏,且土壤水同位素分馏程度存在树种间的差异,兴安落叶松分馏程度大于白桦。(2)降雨和蒸发对2个林分土壤含水率和土壤水稳定同位素值在上层土壤(0—10cm)影响强烈,而对中下层影响较小,且各层土壤水稳定同位素值表现出显著差异(P<0.05)。(3)在5月和9月兴安落叶松和白桦主要利用上层土壤水分,对上层土壤水分的利...     

白桦黄叶突变株叶色变化规律及苗高生长特性分析

植物叶色突变体是研究植物光合作用机制、叶绿素生物合成分解途径的理想材料。为了研究白桦T-DNA突变株（yl）叶色与叶绿素含量的关系及yl苗高生长特性,实验以yl突变株为材料,测定其叶绿素与叶色的时序变化规律,分析生长特性。实验结果显示,白桦在生长季的不同发育时期,yl突变株的叶色一直呈现深黄绿色,色度计测定发现其叶片黄色程度及亮度均高于对照株系,叶色参数b*值分布于CIELab系统色拼图的黄色区域;从早春到9月中旬,yl突变株的叶绿素SPAD值一直显著低于对照株系（P<0.05）,该值与a*值呈显著的负相关。yl突变株苗高显著低于对照株系,苗高年生长仅是对照株系均值的35.15%,其速生期内苗高日生长量均值（GD）也显著低于对照株系,是对照株系均值的58.50%,认为苗高生长量的降低是由于T-DNA插入突变影响了叶绿素生物合成的结果。     

水分、氮肥及MeJA处理对白桦三萜积累特性的影响

以一年半生白桦幼树为试材,研究水分、氮肥和茉莉酸甲酯(MeJA)处理对白桦三萜物质积累的影响,并对白桦植株中三萜积累规律进行了探讨。结果表明:(1)白桦幼树植株中总三萜主要分布在茎皮和叶片,根皮中最低,平均含量分别为71.94、81.60和25.45mg.g-1;叶片中总三萜积累高峰出现在6、7月份,茎皮和根皮中总三萜积累高峰分别出现在8月份和7月份。(2)干旱胁迫早期(6月)中度和重度干旱胁迫显著促进了叶中总三萜积累,分别是对照的1.24和1.27倍。茎皮中,除7月水分胁迫处理显著高于对照外,其它各月份水分胁迫不利于茎皮中总三萜含量积累,干旱胁迫不利根皮中三萜积累。(3)施氮早期(6月)不利于三萜在叶片和根皮中积累,中后期(7～10月),氮肥处理对三萜积累有显著促进作用;而施氮早期(6～7月)促进茎皮中三萜积累作用。(4)MeJA喷施处理对叶片和根皮中三萜积累(7月～10月)均具有显著的促进作用,在积累高峰期分别是对照的1.42倍和1.52倍。(5)轻度干旱、氮肥均促进了白桦幼树株高的增长和生物量的积累,而MeJA处理对整株生物量的积累不利。     

叶斑病对白桦树干液流的影响

应用热扩散法,对白桦树干液流进行连续两个生长旺期测定。与健康白桦相比,患叶斑病的白桦树干液流格局发生明显改变。在晴天树干液流密度日变化由单峰曲线转变为双峰曲线,或单峰曲线峰值较光合有效辐射峰值显著提前或推后;液流密度峰值及全天均值远远低于同期的健康白桦,且晚上及凌晨输水比例明显升高,表明晚上主要靠根压输送水分,维持光合作用必需原料及生长所需的矿物质;并且此时树干液流密度变化受外界环境因子的决定比重减小或根本无相关显著的环境因子。叶感病白桦树干液流具有以上特点,是因为具有较强的蒸腾生理调控力,以适应叶部病害而求得生存。     

不同碳源对白桦愈伤组织生长和三萜积累的影响

在一个继代周期中,培养基中添加10-50 g.L-1的蔗糖、葡萄糖和果糖后,白桦愈伤组织的鲜重均上升,浓度为20-30 g.L-1的三种糖,其鲜重积累量均较高.培养基中添加不同浓度葡萄糖和果糖的白桦愈伤组织中三萜物质含量先上升后下降,而添加蔗糖的则呈直线上升.其中,葡萄糖,果糖和蔗糖浓度为30 g.L-1的三萜类物质积累量最高.     

黄龙山不同白桦林群落结构特征研究

在黄龙山林区以4种不同白桦林群落类型为研究对象,共设置20 m×20 m的样地15块,从林分特征、物种组成、物种多样性、灌木和草本生物量及乔木蓄积量等方面,对不同白桦林群落类型结构特征进行调查分析.结果显示：（1）群落B林（白桦＋茶条槭昆交）中白桦林分状况为最好,其次为群落A（油松＋白桦混交林）,群落D（自桦纯林）最差;（2）不同群落中植物种类分别为群落A（51种）＞群落B（49种）＞群落D（48种）＞群落C（38种）;（3）物种多样性指数为群落A＞群落B＞群落C＞群落D;（4）不同群落内草本和灌木总生物量排序为群落D（73.19t·hm^-2）＞群落B（65.07 t·hm^-2）＞群落C（59.93 t·hm^-2）＞群落A（44.82 t·hm^-2）,乔木蓄积量为群落A（123.50 m^3·hm^-2）＞群落D（69.50 m^3·hm^-2）＞群落B（53.25 m^3·hm^-2）＞群落C（50.25 m^3·hm^-2）.研究结果表明,黄龙山不同白桦林群落中混交林在生长状况、物种组成、物种多样性和生物量方面均优于纯白桦林.表明白桦混交林对保持黄龙山森林群落稳定性,提高林分质量,实现白桦林向松栎林的逐渐过渡有重要意义.     

白桦花芽蛋白质双向电泳技术的建立

目的:初步建立白桦花芽蛋白质组研究的双向电泳(2-DE)技术,以提高其分辨率及重复性。方法:以白桦花芽为实验材料,对关键环节如样品处理、上样量和染色方法等进行一系列优化。结果:蛋白上样量为50～60μg、银染剂中采用0.16%的AgNO3染色12min,即可获得蛋白点的形态规则、稳定性高、重复性好的2-DE图谱。结论:建立了适合多糖、醌类等次生代谢物质含量较多的白桦花芽蛋白提取方法,为开展白桦发育生物学研究奠定了基础。     

东北地区白桦雌配子体的形成与胚胎发育研究

以20年生白桦(Betula platyphylla)的雌花序为材料,研究了白桦的大孢子发生、雌配子体形成和胚胎发育过程.结果表明:1)大孢子母细胞经过减数分裂形成直线排列的4个大孢子,其中珠孔端的3个大孢子退化,合点端的大孢子进行3次有丝分裂,形成八核胚囊,8个核迅速细胞化,最终发育为成熟胚囊.胚囊发育类型为单孢子蓼型胚囊;2)胚的发育经过原胚、球形胚、心形胚和鱼雷胚等阶段发育为成熟胚;胚柄在球形胚时期最发达,但胚柄短小,只由3个扁平细胞组成,之后逐渐退化.本文同时对雌花的结构和发育特点在桦木科各属中的异同、白桦胚胎发生类型及胚胎发育进程的同步性进行了讨论.     

白桦BpBEE1基因启动子的表达特性分析

Brassinolide Enhanced Expression1（BEE1）基因属于bHLH转录因子家族,是调控油菜素内酯信号转导的重要元件。本研究克隆了BpBEE1基因的启动子,通过生物信息学对启动子顺式作用元件进行分析发现：BEE1启动子序列中含有与多种激素应答相关的元件;对转Promoter-BEE1基因拟南芥株系进行组织特异性染色和激素处理,结果表明：转基因株系中GUS染色在叶脉和根系中染色较深,MeJA、SA、BL和ABA处理后GUS活性增强,尤其是MeJA、SA、BL处理后的GUS染色最深。以上结果说明白桦BpBEE1基因参与激素应答等生物学过程,并对植物的生长发育有一定的调控作用。     

山西霍山白桦种群不同龄级立木的点格局分析

以山西霍山地区的先锋树种之一白桦( Betula platyphylla)为研究对象,在霍山七里峪林场典型地段设置一个50 m×50 m的样方,应用点格局分析方法对其不同龄级(Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级)个体的分布格局及相互关系进行了研究.结果表明:(1)白桦种群不同龄级的个体间密度也不相同,中间龄级Ⅱ级(7 cm＜ DBH≤14 cm)和Ⅲ级(14 cm ＜DBH≤21 cm)的密度较大,幼龄和老龄个体密度小,年龄结构为衰退型;(2)除Ⅰ级(DBH≤7 cm)外,其余3个龄级集群分布特征比较明显,且随着龄级的增加,集群特征有更明显的趋势;(3)除Ⅰ级和Ⅱ级、Ⅱ级和Ⅲ级、Ⅱ级和Ⅳ级(DBH ＞21 cm)之外,其余龄级间基本都是小尺度下负关联,并随尺度的增大关联性逐渐变得不显著.     

以光合效率度量天然白桦种群生态位初探

生态位常被理解为“一个生物单位 (个体、种群或物种 )生存条件或适应性的总集合体[3 ,5] 。过去常用于动物种群生态学研究 ,Ｗｈｉｔｔａｋｅｒ首次将生态位理论应用于森林生态学研究[5] 。目前 ,国内外对生态位的研究主要集中在以下方面 :①把生态位与资源利用谱等同起来 ;②生态位占据与竞争联系在一起 ;③生态位是多维空间内具有一定功能的 ,为一个种或种群所占有的功能单位 ,亦即符合该种适合性的小区。这就涉及到“功能单位”的应有宽度及其计测标准和方法 ;④各种有机体均有其在自然群落中的地位、功能作用或某种生活方式 ,它们之间…     

白桦胚珠发育及胚、胚乳发育关系的研究

以30年生白桦(Betula platyphylla)的雌花序为材料,研究了白桦有性生殖期间胚珠和胚乳的发育过程,以及胚和胚乳发育之间的关系。观察结果表明:白桦为合生心皮雌蕊,花柱2,子房室2,每室1~2个胚珠或无,中轴胎座,倒生胚珠,单层珠被,厚珠心发育;胚柄短小,由三个细胞构成;在历时4个月之久的雌配子体形成、胚胎发育直至成熟期间,胚珠经历了形态结构的变化和适应;在胚的发育过程中,胚乳起主要营养作用,胚乳发育类型为核型胚乳。最后对胚、胚乳发育的解剖结构及其相互关系以及影响种子质量的各环节进行了研究和讨论。     

白桦HD-Zip基因家族生物信息学及应答盐胁迫分析

HD-Zip转录因子蛋白家族是植物特有的一类转录因子蛋白,在植物生长发育和抵抗逆境胁迫等过程中发挥着重要作用。利用白桦全基因组数据库,获得白桦35条HD-Zip蛋白序列,参考拟南芥中该家族的分类方法,将这些成员分成HD-ZipⅠ-Ⅳ四个亚家族,并对这些成员的蛋白保守结构域、氨基酸组成、染色体分布、和理化性质等进行了预测和分析。从高盐处理的白桦幼苗根组织的转录组数据,鉴定了7个差异表达的基因。本研究为进一步研究白桦HD-Zip家族基因调控白桦耐盐性的功能提供了理论支持。     

不同激素处理对白桦幼树萌条及三萜合成的影响

探索一种可持续、稳定的获得白桦（Betula platyphylla Suk.）枝条的方法,拟通过促萌处理建立多枝条类型白桦材料。以一年生白桦幼苗为试材,采用3个截干高度：10、20、30 cm处理后,每个截干高度使用4种激素或化学药剂处理（20 mg·L^-1 2,4-D、20 mg·L^-1 KT、20 mg·L^-1 6-BA和20 mg·L^-1 KMnO₄）进行促发萌条试验。结果表明,白桦幼苗初次截干（30 d后）采条,截干高度10 cm进行激素KT、6-BA处理的白桦苗萌芽率最高,达65.0%以上;锯末保湿处理下3种截干高度萌条率、萌条产量均较高,萌条率达75.0%以上。枝条中总三萜含量以截干高度20 cm处理下最高,达76.43 mg·g^-1,其次为截干高度10 cm处理下,其他处理均不利于总三萜积累。叶中总三萜含量以截干高度30 cm下激素6-BA处理最高,达91.16 mg·g^-1,是锯末处理（30 cm）的2.68倍。在锯末处理、KT和KMnO₄处理下的枝条和叶片中总三萜含量显著低于其他处理。6-BA对枝条、叶片中齐墩果酸的积累有利,其他处理均不利于齐墩果酸积累。锯末处理有利于二次萌条及产量的提高,截干高度为10 cm处理下萌条产量达126.96 g。枝条总三萜含量以截干高度20 cm进行激素6-BA处理效果较好,达97.99 mg·g^-1。叶中总三萜含量以截干高度30 cm进行激素KT处理最佳,达99.22 mg·g^-1,其次为锯末处理组和6-BA处理组。该研究结果为可持续、高效的利用白桦资源及获得三萜产物提供了技术支持。     

不同种源白桦根CO2释放通量地点和根径级间的差异

以草河口和帽儿山的12个种源13年生白桦(Betula platyphylla Suk.)为实验材料,在生长季分别取直径<0.5 mm、2.0~5.0 mm和> 5.0 mm三个径级根,采用红外线气体分析法离体测定根系CO2释放速率。探讨根系径级、试验地点和种源对白桦根系CO2释放通量的影响。结果表明:根直径和环境对根系CO2释放速率影响显著(P <0.01),而种源对根系CO2释放速率影响不显著(P> 0.05)。根CO2释放速率随径级的升高而显著降低(P <0.01)。草河口试验地的白桦各径级根CO2释放速率均显著高于帽儿山试验地的白桦(P <0.01)。草河口试验地和帽儿山实验地白桦直径<0.5 mm根CO2释放速率值分别为104.21和81.07 mol·g^-1·s^-1,直径2.0~5.0 mm根CO2释放速率分别为41.08和30.91 mol·g^-1·s^-1,直径> 5.0 mm根CO2释放速率分别为24.87和11.37 mol·g^-1·s^-1。白桦12个种源间的树高和胸径均差异显著(P <0.05),树高和胸径均与根系CO2释放通量呈负相关。相关研究结果将为更准确评估林木根系CO2释放通量提供重要基础。