大兴安岭森林草原过渡带白桦及主要草本植物生态位关系的研究

以白桦、日阴菅及其它主要草本植物的个体数量为指标,分析了各植物种群在土壤有机质,速效P和pH值3个资源维上的生态位宽度和生态位重叠及其在不同海拔条件下的变化规律。日阴菅生态位宽度随海拔升高而增大,其余植物种类在有机质资源维上的生态位宽度,大都是以中等海拔（800m)的样带最宽,而在速效P资源维上,又以中等海拔的样带为最窄,由于高海拔及相应低气温在某种程度上限制了植物种群在土壤有机质和速效P的利用,主要植物种对之间在这两个资源维上的生态位重叠以高海拔（950m)样带为最小,在土壤pH值资源维上,溪荪与其它主要植物种间的生态位重叠皆以低海拔（650m)样带为最小,可能是其特殊的环境组合迫使溪荪发生了生态位移动,大多数种对在土壤有机质,速效P和pH值3个资源维上都以海拔800m的样带生态位重叠最大。     

长白山白桦山杨次生林细根形态特征和解剖结构对氮沉降的响应

根系作为植物与土壤物质交换和养分循环的桥梁,长期以来一直是生态学研究的热点。于2017年7月植物生长季,对长白山模拟11年氮(N)沉降控制试验样地的白桦(Betula platyphylla)山杨(Populus davidiana)天然次生林进行了根系采样,并利用根序法研究了根系形态特征和解剖结构对不同梯度N添加处理的响应,旨在探求两物种根系之间潜在生态联系。本试验共设置了三个N添加梯度,分别为对照(CK,0 g N m~(-2 )a~(-1))、低N处理(T_L,2.5 g N m~(-2 )a~(-1))和高N处理(T_H,5.0 g N m~(-2 )a~(-1))。研究结果如下:1)T_L显著抑制白桦和山杨前三级细根皮层厚度的生长。白桦通过增加皮层细胞直径(一级根增加了72.77%,二级根增加了53.22%,三级根增加了39.96%)但减少皮层层数来降低皮层厚度,而山杨主要通过皮层细胞直径的减少(一级根下降了40.80%,二级根下降了28.17%)来降低其皮层厚度。2)T_H显著抑制山杨前三级细根生长。主要通过增加皮层厚度(一级根增加了68.78%,二级根增加了50.81%,三级根增加了88.53%)以及降低导管横截面积来抑制吸收养分,从而达到影响生长的目的。3)白桦T_H相比于T_L细根直径呈抑制生长状态。其主要通过抑制中柱直径(一级根下降了17.61%,二级根下降了16.89%,三级根下降了20.62%)的生长来实现。以上结果表明,在同一立地条件下,白桦和山杨的细根对不同浓度N沉降的响应方式不同。     

择伐对紫椴次生林乔木幼苗分布格局及种间关联性的影响

研究张广才岭林区未经人为干扰的(自然恢复次生林)和择伐后20年(择伐经营次生林)的2种紫椴次生林林分的乔木树种幼苗的分布格局及其种间关联性。结果表明: 阳性软阔叶和阴性树种幼苗在自然恢复次生林中重要值分别为7.9和64.5,在择伐经营次生林中为3.9和68.9;自然恢复次生林和择伐经营次生林中乔木树种幼苗的空间分布点格局分别在0～18 m和0～15 m尺度内呈聚集分布。自然恢复次生林中,14～45 m尺度上树种对多呈负相关;而择伐经营次生林中,所有尺度上的树种对多呈无相关性。在择伐经营次生林中,更新层中有57%的紫椴幼苗与其他乔木幼苗的树种对在大尺度上(31～45 m)呈负相关,在自然恢复次生林中该比例大于60%。在择伐经营次生林中,色木槭幼苗与其他乔木幼苗的树种对在更多尺度上(6～45 m)主要呈负相关,自然恢复次生林中的色木槭幼苗与其他乔木幼苗的树种对多在小尺度上(0～5 m)呈正相关,在大尺度上(31～45 m)无相关性。择伐加快了紫椴次生林未来的演替速度,一定程度上使得乔木树种幼苗在更大距离尺度上呈现出随机分布状态,并促使林分中乔木树种幼苗的种间关系更加协调,调整了紫椴种群幼苗种间的空间竞争关系。2个林分均处在演替进程中,在今后的林分管理中,应适当采取人工经营措施以促进林分更新及群落的恢复。     

林隙对草本植物的影响

在次生林改造过程中,对林内形成的大小不等的林隙运用斑块状造林技术,取得好的效果。运用该项技术不仅使林隙内的目的树种－红松生长发育迅速并促进了周围次生林木的生长,而且也使草本植物在种类,密度和盖度等方面有了明显的变化。本文就这一问题进行研究,认为光是影响草本植物生长和分布的一个关键因子,林隙对促进草本植物发育,提高物种多样性具有重要意义。     

广西大青山次生林的群落特征及主要乔木种群的空间分布格局

本文依托广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站在大青山设置的1 ha长期监测样地, 分析了森林群落的物种组成、区系特征及乔木种群的径级结构, 并用点格局分析方法的O-ring统计对主要乔木植物种群的空间分布格局及其空间关联性进行了研究, 旨在深入探讨该区域次生林的物种多样性特点及其维持机制, 分析影响优势树种空间分布格局的可能因素。大青山次生林共调查到植物109种, 其中乔木58种、灌木29种、草本22种, 樟科为样地内物种最丰富的科, 区系组成以泛热带成分为主; 乔木树种的径级结构接近倒“J”形, 主要种群的个体集中分布于中小径级范围(1-5 cm), 林分结构合理, 更新良好。从物种多度、胸高断面积和重要值来看, 大叶栎(Quercus griffithii)和锈毛梭子果(Eberhardtia aurata)是群落中的共优种, 其个体数占总个体数的30.8%, 鸭公树(Neolitsea chuii)、广东琼楠(Beilschmiedia fordii)和尖连蕊茶(Camellia cuspidata)为群落的主要伴生树种。用完全随机模型不排除生境异质性的条件下, 主要种群多数呈聚集分布; 用异质性随机模型排除生境异质性的条件下, 主要种群的聚集程度显著下降, 仅在小尺度上呈聚集分布; 主要树种均在一定尺度上表现为两两间正相关, 且在0-50 m的大部分尺度上显示出相互独立的特点, 没有表现出负相关。     

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。     

长白山不同演替阶段温带森林林下草本植物对乔木幼苗的影响

为了解次生针阔混交林和阔叶红松林林下草本植物对幼苗生长和存活的影响,基于长白山次生针阔混交林样地(Ⅰ)和阔叶红松林样地(Ⅱ),以246个1 m×1 m幼苗样方中乔木幼苗为研究对象,通过去除草本植物的对照试验探究草本植物对乔木幼苗高度生长和存活率的影响。结果表明,(1)群落水平上,草本植物去除有助于林下乔木幼苗的高度生长。次生针阔混交林和阔叶红松林中幼苗高度生长量在除草后较对照组均有显著提高,且阔叶红松林中幼苗高度增长在对照组和处理组中均高于次生针阔混交林。(2)去除草本植物对不同年龄级水平乔木幼苗高度生长影响不同。次生针阔混交林中,去除草本显著促进四年生及以上幼苗高度生长,对一至三年生幼苗影响不显著;阔叶红松中去除草本显著促进一至三年生幼苗高度生长,对四年生及以上幼苗影响不显著。(3)除草处理后,水曲柳幼苗高度生长量在两处样地均显著增加,假色槭幼苗高度增长量只在次生针阔混交林中显著增加,而其他幼苗高度增长量只在阔叶红松林中显著增加。(4)次生针阔混交林中,幼苗存活率与草本多度和物种数呈正相关关系,与草本盖度无相关关系;阔叶红松林中幼苗存活率与草本物种数呈正相关关系,与草本多度和盖度无相...     

信阳桃花水母对几种生态因子胁迫的耐受反应

在不同温度、盐度、pH等因子胁迫条件下,研究观察了信阳桃花水母(Craspedacusta sowerbyi xinyangensis)的生活状态、形态变化及存活等耐受反应,并测定了信阳桃花水母在不同温度下的耗氧率和最低耐氧能力.结果表明,信阳桃花水母的最适生活温度范围为15 ℃～25 ℃,pH为6.0～8.2.信阳桃花水母对盐度耐受力差,盐度为2时,仅能存活96 h;但具有较强的耐低氧能力,20 ℃时窒息点为026 mg·L^-1,平均耗氧量和平均耗氧率随温度的升高而升高.     

北京东灵山暖温带落叶阔叶林地形和林分结构对林下草本植物物种多样性的影响

森林群落林下草本植物物种多样性丰富,然而大多数森林物种多样性研究集中在乔木层,对林下草本植物物种多样性及其影响因子的研究较少。本研究基于北京东灵山20 ha森林动态监测样地450个1 m×1 m的草本样方调查数据,选择物种丰富度指数(R)、Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Simpson优势度指数(D)和Pielou均匀度指数(E)作为草本植物物种多样性数据指标,分析了林下草本植物物种多样性与地形和林分结构的相关关系;并采用Pearson相关性分析、回归分析、冗余分析(RDA)及层次分割的方法,探讨了地形因子和林分因子对草本植物物种多样性的影响。结果表明:(1)林下草本植物的Shannon-Wiener多样性指数与坡向呈显著负相关(P <0.05),随坡向增大(由阳坡转向阴坡)而呈下降趋势; 4个多样性指数与海拔、坡度和凹凸度均无显著相关性。(2)物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数随林分密度和林地物种丰富度的增大呈下降的趋势,但随平均胸径的增大呈上升的趋势;各物种多样性指数均与胸径变异系数无显著相关性。(3)层次分割结果表明,环境因子对林下草本植...     

起测径对南盘江流域次生林中枯立木空间结构的影响

树木大小是林分的基础属性,反映个体在森林生态系统过程中扮演的角色和地位。作者于2016-2018年在中国西南地区南盘江流域松栎混交林中建立3块永久性标准固定样地(A、B、C),并用双相关函数g(r)、标记相关函数kmm(r)、标记变差函数γ(r)和k-邻体距离分布函数Dk(r)分析不同大小枯立木的空间结构特征,以揭示林分水平上枯立木的大小和空间结构之间的关系。结果显示:(1)枯立木的起测径(minimum measured diameter,mmd)越小,小尺度上(r=0~5 m)的分布格局趋向聚集状态,但随着起测径的增大(mmd=5~8 cm),随机分布格局几乎占据每个尺度(r=0~20 m)。(2)当起测径等于1~2 cm时,枯立木的大小在小尺度上(r=0~1 m)接近聚集分布,除此之外它一直保持随机分布。(3)当起测径≤4 cm时,枯立木的树种分布集中;反之,它在每个尺度上越接近或成为随机状态。(4)当起测径由1 cm增大至8 cm时,r=0~10 m之内相邻木的株数减少且距离增加,其变化程度受到林分株数的影响。研究表明,枯立木的起测径与其分布格局类型、标记特征以及距离分布紧密相关,暗示同种小树易呈团块死亡,而大径的枯立木偏向随机分布;对比分析枯死木的空间结构需使用统一的起测径标准。     

白桦的开花时间及生殖构件的数量与树龄和树冠层次的关系

白桦的初始开花结实年龄在不同生境、不同起源情况下是有很大差别的。在相同地生境下,实生苗比萌生苗的始花年龄晚６ａ以上,中生生境的林分始花期要早于湿生生境的林分,在同一年中花期的早晚因林龄而异。花序构件种群、生殖技构件种群以及生殖枝花序数量都与树龄直接相关。花序构件数量壮年期〉老龄期〉结实初期。在同一生殖个体上,构件数量雄花序为中层〉上层〉下层,雌花序数量为土层〉中层〉下层,每个生殖枝平均的花序构件数     

川西亚高山白桦林穿透雨和茎流特征观测研究

观测了川西亚高山白桦次生林一个生长季节内的穿透雨和茎流的特征。结果表明 ,幂函数方程能较好地拟合林冠截留量、茎流量与总降雨量之间的关系 ,而线性方程能较好地拟合穿透雨量和总降雨量之间的关系 ;平均林冠截留量占总降雨量的 1 8 9% ,穿透雨量占总降雨量的 80 9% ,茎流量占总降雨量的 0 3%。     

青藏高原东侧白桦种群的遗传多样性与遗传结构

青藏高原东侧山区是生物多样性热点地区,也是许多植物冰期时的避难所,其独特地形使得地理隔离在塑造种群遗传格局中发挥了重要作用。位于青藏高原东侧的白桦(Betula platyphylla)种群被峡谷、山脉或河流所隔离,呈片段化分布,遗传格局尚不清晰。该研究利用11对核微卫星标记,对采自青藏高原东侧山区13个地点、412个白桦样本进行分析。共检测到114个等位基因,整体遗传多样性水平较高(期望杂合度(H_E)=0.579;观察杂合度(H_O)=0.555),遗传分化水平中等(遗传分化系数(F_st)=0.127),两两种群间遗传距离差异较大(F_st=0.017–0.319),且遗传距离与地理距离呈显著正相关关系。聚类分析将所有个体分为2组,以雅砻江峡谷为界,西侧种群相比于东侧种群遗传多样性较低而且遗传分化较大。表明青藏高原东侧独特地形造成的地理隔离深刻地影响了白桦的遗传多样性和遗传结构,位于云南地区的边缘种群已面临遗传多样性降低的风险,应给予重点保护。     

白桦RAPD遗传连锁图谱的构建

以80个来自欧洲白桦(Betula pendula Roth)×中国白桦(Betula platyphylla Suk)的F1个体为作图群体。利用2个亲本和10个F1个体对1,200个10 bp的随机寡核苷酸引物进行筛选, 确定了208个多态性引物。利用RAPD标记, 按照拟测交的作图策略, 分别构建了欧洲白桦和中国白桦的分子标记连锁图谱。对2个亲本和80个F1代作图群体进行随机扩增, 共获得了364个多态性位点。χ2检验结果表明有307个位点符合1∶1分离的拟测交分离, 26个位点符合3∶1分离, 31个位点属偏分离位点。拟测交位点中有145个位点来自欧洲白桦, 有162个位点来自中国白桦。利用2点连锁分析, 欧洲白桦中的145个连锁标记构成了14个不同的连锁群(4个以上标记), 6个三连体和6个连锁对, 37个为非连锁位点, 连锁标记覆盖的总图距为955.6 cM (centimorgan), 平均图距14.9 cM。而来自中国白桦的162个标记构成了15个连锁群(4个以上标记), 4个三连体和6个连锁对, 21个为非连锁位点, 连锁标记覆盖的总图距为1,545.8 cM (centimorgan), 平均图距15.2 cM。该图谱的建立为进一步将两个图谱整合为一个高密度图谱及重要基因的定位奠定了基础。     

遮阴和干旱对白桦幼苗光诱导的气孔动力学影响

以黄土丘陵区演替早期种白桦的幼龄实生苗为材料,采用全光照和遮阴(光照为全光照的30%)以及正常水分(田间持水量的75%～80%)和干旱(田间持水量的40%～45%)处理,研究了遮阴和干旱下白桦幼苗光诱导的气孔动力学参数、气孔解剖特征、整株植物生长和水分利用的变化。结果表明: 遮阴使气孔开放过程的滞后时间和响应时间显著增加0.8和1.8倍,气孔开放和关闭过程的响应速度显著降低82.2%和65.0%,气孔开放和关闭过程的响应幅度显著降低43.3%和56.9%;干旱使气孔开放过程的响应幅度显著降低43.9%、气孔关闭过程的响应速度显著降低33.0%;二者仅对气孔开放过程的滞后时间存在交互作用。白桦幼苗气孔关闭过程的响应速度与气孔密度和气孔指数呈显著正相关,其他气孔动力学参数与气孔解剖结构间无显著相关性。白桦气孔关闭过程中的响应速度与整株生物量、耗水量呈显著正相关,所有气孔动力学参数和整株水分利用效率间无显著相关性。遮阴和干旱对白桦光诱导的气孔动力学参数的影响与其对气孔解剖结构的影响有关,动态光下的气孔动力学参数可在一定程度上阐释白桦不同生境下生长的差异。     

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。     

The effects of phenolic glycosides from Betula platyphylla var. japonica on adipocyte differentiation and mature adipocyte metabolism

Betula platyphylla var. japonica (Betulaceae) has been used traditionally in Asian countries for the treatment of inflammatory diseases. A recent study has reported a phenolic compound, platyphylloside from B. platyphylla, that shows inhibition on adipocyte differentiation and induces lipolysis in 3T3-L1 cells. Based on this finding, we conducted phytochemical analysis of the EtOH extract of the bark of B. platyphylla var. japonica, which resulted in the isolation of phenolic glycosides (1–4). Treatment of the isolated compounds (1–4) during adipocyte differentiation of 3T3-L1 mouse adipocytes resulted in dose-dependent inhibition of adipogenesis. In mature adipocytes, arylbutanoid glycosides (2–4) induced lipolysis related genes HSL and ATGL, whereas catechin glycoside (1) had no effect. Additionally, arylbutanoid glycosides (2–4) also induced GLUT4 and adiponectin mRNA expression, indicating improvement in insulin signaling. This suggests that the isolates from B. platyphylla var. japonica exert benefial effects in regulation of adipocyte differentiation as well as adipocyte metabolism.     

温度胁迫对白桦悬浮细胞中三萜积累及防御酶活性的影响

以白桦悬浮培养细胞为试材,悬浮培养第7d进行高温(50℃热处理1h)和低温(4℃冷胁迫3h)胁迫处理,此后不同时间(0h～7d)收获白桦细胞,研究细胞干重、三萜积累及防御酶活性的变化。研究结果表明,高温和低温胁迫后均表现在24h～3d收获细胞显著促进了白桦总三萜的合成,且以高温处理效果最佳,48h收获细胞时分别比对照(25℃)和冷胁迫处理提高36.4%和12.87%;而在冷胁迫处理后4d～7d表现显著刺激了总三萜的合成,其中在第7d总三萜的含量比对照增加了22.1%,且两温度胁迫处理后15h～4d显著促进了齐墩果酸三萜的积累,24h收获时,热处理和冷胁迫均比对照提高38.1%和39.65%。两温度胁迫后不同程度促进了超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸裂解酶(PAL)、过氧化物酶(POD)活性提高及丙二醛的积累,但各酶活性出现高峰及变化规律存在差异,明确各酶相互协调、补充是保证细胞适应温度胁迫,减轻自由基伤害,并促进次生产物合成的原因。     

白桦、落叶松不同器官水浸液对种子萌发和播种苗生长的种间化感作用

研究了白桦的根、枝、叶,落叶松的根、枝、叶和皮不同浓度水浸液(5.0、12.5、25.0、50.0和100.0 mg·mL-1)对另一树种种子萌发和当年生播种苗生长的化感作用.结果表明:落叶松不同器官水浸液(根5.0 mg·mL-1除外)处理均抑制白桦种子的萌发,其平均发芽率为:对照(75％)＞根(66％)＞皮(59％)＞枝(58％)＞叶(54％),随浓度增加,根、枝水浸液的抑制作用增强,而叶、皮水浸液的抑制作用减弱.落叶松各器官水浸液对白桦胚根和胚轴生长具有较强的抑制作用,且以100.0 mg·mL-1浓度的叶水浸液抑制作用最强,胚根和胚轴长分别降低38％和55％(P＜0.05).落叶松枝、叶水浸液处理对白桦播种苗的苗高、地径及生物量有一定的促进作用,根、皮水浸液则具有抑制作用.白桦各器官水浸液能促进落叶松种子的萌发,根和枝的水浸液促进胚轴生长,叶的水浸液抑制胚轴生长,50.0和100.0 mg·mL-1浓度的叶水浸液处理的种子胚轴分别较对照降低27％和28％(P＜0.05).其对落叶松播种苗生长的影响以促进作用为主,5.0 mg·mL-1浓度的白桦叶水浸液处理的落叶松苗高、地径、生物量分别较对照高54％、60％和100％ (P＜0.05).白桦与落叶松之间存在明显的化感作用,混交可能对林木生长产生一定的促进作用.