关于叶脉标本制作方法中存在的几个问题

叶脉标本是中小学课堂教学的常用标本。因为叶片的叶肉主要是由蛋白质组成的 ,叶脉主要是由纤维素组成的 ,前者极易受酸碱或微生物的腐蚀作用变性脱落 ,而后者则因耐腐蚀 ,不易损坏。所以 ,许多资料中都记载着制作叶脉等植物输导组织标本 ,可以采用酸碱腐蚀和沤制法 (细菌等微生物分解 )来完成。近几年来 ,我们先后对 54种叶脉清晰发达、韧性强的植物叶片的叶脉标本制作进行了试验 ,发现存在着下面几个问题。1　酸碱溶液煮制法中的酸与碱有不少资料记载用适当浓度的酸碱溶液 ,对叶片进行煮制后 ,就可以除掉叶肉 ,制成叶脉标本。我们的实验证…     

基于遥感的植物叶脉功能性状计算及其生态学意义

叶脉网络性状能够反映出植物适应特定生境的基本方式及其光合生理功能, 体现了植物水分和能量权衡的生态策略。叶脉功能性状的高效提取, 为植物生理功能和资源配置的响应机理研究提供参考。以北京市常见绿化树种洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica)、臭椿(Ailanthus altissima)和国槐(Sophora japonica)的叶脉显微图像为训练样本, 采用遥感图像处理软件, 对叶脉显微图像进行多尺度分割和分类识别, 根据目标对象的亮度(brightness)、光谱(spectrum)和几何(shape)特征规则实现大批量叶脉的快速解译。结果表明, 3个树种叶脉分割的最优参数及自动提取规则为: 尺度参数(scale parameter)为200, 形状参数(shape parameter)为0.8, 紧凑度参数(compactness parameter)为0.2, 亮度值为190—230, 绿光波段大于210, 形状–密度指数为1.5。该方法提取叶脉密度(leaf vein density, LVD)和叶脉面积(leaf vein area, LVA)精度分别达到了95.7%和94.5%以上, 对该3种植物叶脉性状的快速提取具有较高的普适性。在城市不同环境中, 随着温度的升高、土壤水分含量的降低, 叶脉密度总体上呈增大的趋势, 而气孔数量则明显减少, 叶脉密度与气孔密度间普遍存在显著的负相关关系(P<0.05)。这说明了植物在高温和干旱胁迫环境中, 在叶片水平上表现出“此消彼长”的权衡规律, 进一步提高其逆境耐受性。     

叶脉网络功能性状及其生态学意义

叶脉网络结构是叶脉系统在叶片里的分布和排列样式。早期叶脉网络结构研究主要集中在其分类学意义上; 近年来叶脉网络功能性状及其在植物水分利用上的意义已成为植物生态学研究的热点。该文介绍了叶脉网络功能性状的指标体系(包括叶脉密度、叶脉直径、叶脉之间的距离、叶脉闭合度等), 综述了叶脉网络功能性状与叶脉系统功能(包括水分、养分和光合产物等物质运输、机械支撑和虫害防御等)的关系, 叶脉网络功能性状与叶片其他功能性状(包括比叶重、叶寿命、光合速率、叶片大小、气孔密度等)的协同变异和权衡关系, 以及叶脉网络功能性状随环境因子(包括水分、温度、光照等)的变化规律等方面的最新研究进展。此外, 叶脉网络功能性状的研究成果也被应用于古环境重建、城市交通规划、流域规划及全球变化研究中。由于叶脉网络功能性状是环境因子与系统发育共同作用的结果, 未来开展分子—叶片—植物—生态系统等多尺度的叶脉网络功能性状研究, 理清叶脉网络功能性状与气孔失水—茎干导水—根系吸水等植物水分利用的关系, 将为预测植物及生态系统对全球变化的响应提供新的启示。     

天童山阔叶木本植物叶片大小与叶脉密度及单位叶脉长度细胞壁干质量的关系

叶片大小是植物生态策略中的一个关键性状, 而叶脉是叶内主要的支撑和输导结构, 对叶片的生长发育具有重要的影响。该研究以天童山38种阔叶木本植物为研究对象, 以叶片面积、干质量和周长表征叶片大小, 采用标准化主轴估计(SMA)方法和系统发育独立比较(PIC)分析主脉密度、细脉密度和总叶脉密度, 以及各级叶脉单位长度的细胞壁干质量与叶片大小之间的关系, 拟从叶片内部结构和资源分配策略的角度探明叶片大小与叶脉结构之间的变化关系及生态学意义。研究结果显示: (1)叶片大小与主脉密度极显著负相关, 细脉密度以及总叶脉密度与叶片大小关系不显著, 表明叶片越小, 主脉密度越高, 而细脉密度与叶片大小无关; (2)单位主脉长度的细胞壁干质量与叶片大小极显著正相关, 单位细脉和总叶脉长度的细胞壁干质量与叶片大小的相关性均不显著, 表明随着叶片的增大, 单位主脉长度的细胞壁干质量显著增加, 而细脉的细胞壁干质量与叶片大小无关; (3)主脉密度与单位主脉长度的细胞壁干质量之间是斜率显著大于-1的负异速生长关系, 表明主脉密度随单位主脉长度的细胞壁干质量增加而显著下降, 两者之间存在权衡关系, 而单位细脉长度的细胞壁干质量与细脉密度关系不显著。上述结果表明, 与大叶片相比, 小叶中通常具有较高的主脉密度, 这不仅是叶片发育过程中叶形变化调控的结果, 也是单位叶脉长度的细胞壁干质量调控的结果, 单位叶脉长度的细胞壁干质量是导致叶片大小与主、细脉密度之间不同变化关系的直接因素。该研究结果为我们理解全球范围内叶片大小变化的生物地理分布模式以及植物对环境的适应策略提供了参考。     

25种广义花楸属(Sorbus)植物叶脉序特征研究

目的:探索叶脉序特征在花楸属(Sorbus)植物分类上的意义.方法:以25种花楸属植物的腊叶标本为材料,通过制作叶脉序标本及对叶脉序特征进行聚类分析.结果:25种广义花楸属植物的一级脉均为羽状脉;二级脉为达缘脉或半达缘脉,粗二级脉间距分为规则、不规则、向基部渐减3种类型,细二级脉有或无,间二级脉无,或每个二级脉区间通常...     

黄土高原草地植物叶脉性状沿环境梯度的变化规律

叶脉在维持叶片水分和光合能力方面具有重要作用,研究植物叶脉沿环境梯度的变化规律有利于从生理结构的角度探究植物叶片对环境变化的适应策略。以黄土高原中部为研究区域,沿水分和养分梯度从东向西选取10个取样点,涵盖了3种主要的植被带类型（森林草原、典型草原和荒漠草原）,共获得519种植物叶片并测定其叶脉性状,包括叶脉密度（VLA,mm/mm²）、叶脉直径（VD,μm）和单位面积叶脉体积（VV,μm³/mm²）,旨在探究不同脉型植物（包括网状脉、平行脉和单叶脉）叶脉性状的变异规律。结果表明：（1）黄土高原植物VD和VV沿经度增加减小,而VLA无明显变化（P>0.05）。（2）在不同脉型植物中VLA和VD的负相关关系只在网状脉和平行脉中存在,VLA和VV的正相关关系只在网状脉存在,VD和VV的正相关关系在不同脉型植物中均存在。（3）黄土高原自东向西随经度减小,网状脉植物的3种叶脉性状均显著增大（P<0.01）,但变化趋势较弱（R²=0.02-0.07）;平行脉VLA无显著变化,VD和VV显著减小（P<0.01）;然而,单叶脉植物的3种叶脉性状均无显著变化（P>0.05）。（4）叶脉类型是影响叶脉性状变异的主要因素（解释度为27.84%-62.25%）。环境因子中,土壤因子（主要是土壤水分和养分含量）对3种叶脉性状的解释度（0.54%-2.91%）大于气候因子（0.02%-0.77%）。这些结果表明,不同脉型植物具有不同的适应策略,未来在研究叶脉对环境变化的响应和变异规律时要考虑到叶脉类型的影响。     

贵州小檗属植物(小檗科)叶脉序研究

采用制作叶脉标本和透明叶标本的方法,对贵州产28种2变种小檗属植物叶脉特征进行比较研究。结果表明:贵州小檗属植物的脉序类型有5种:半达缘羽状脉、花环状半达缘羽状脉、简单弓形羽状脉、花环状弓形羽状脉和混合型。叶脉分支一般有五级:1一级脉构架均为羽状脉,粗度有很粗、粗、中等粗细和纤细四种类型,分支方式包括单轴分支和合轴分支;2粗二级脉构架中有分支达缘或分支均不达缘,与中脉夹角变化各异,内二级脉存在或缺失,细二级脉半达缘、真曲行或简单弓形,间二级脉类型复杂多变但频度种间有差异;3三级脉贯串型、结网型或分支型;4四、五级脉网状或自由分支且常混合在一起。脉间区从发育差到良好,小脉从不分支到不均等分支等各种类型均有,叶缘末级脉缺失、不完整、钉状和环状。大部分种类叶缘具齿,每1cm齿数目和齿内腺点的特性等特征在不同种类间有区别,具有鉴定价值,但齿其它特征复杂多变或种间区别较小,同时齿内脉性状也不稳定。此外,齿的有无会对脉序类型产生影响。小檗属植物叶脉类型存在种间差异,具有重要的分类学价值,叶脉类型的变化和复杂程度显示了该属植物的进化特点;叶齿的有无和齿特征具有分类学和系统学意义。基于叶脉特征的研究结果并结合重要的外部形态学特征编制了贵州小檗属植物的分种检索表。研究结果可为小檗属植物分类寻找新的依据并探讨其系统学意义。     

闽楠叶形态与叶脉网络性状关系对城市生长环境的响应

植物叶形态与叶脉网络功能性状的协同变异与权衡关系,对深入理解植物叶脉网络功能性状对环境变异的生态适应,以及预测植物物种生活习性对城市化过程的响应具有重要意义。闽楠作为珍贵的常绿阔叶树种,正在城市绿化中逐步推广。针对不同生长环境中（行道与植物园混交林）的闽楠,开展了叶形态与叶脉网络功能性状关系对城市生长环境的响应研究。研究结果表明：闽楠叶性状值基本满足正态分布,各性状变异系数保持在10%-20%之间,群体内性状变异较为丰富,单因素方差分析表明两种环境对叶形态性状的影响比叶脉网络系统的影响更明显;两种生长环境下闽楠叶形态性状组与叶脉网络功能性状组都具有极显著相关性,行道和植物园混交林典型性相关系数分别为0.804和0.795,叶形态性状与叶脉直径呈显著正相关,形态性状、叶脉直径与初级脉密度呈显著负相关;闽楠在响应城市生长环境的过程中呈现出相应的经济权衡机制,行道环境中闽楠以较大的初级脉密度和较小叶面积来确保水分获取和光合之间的平衡,植物园闽楠则采用较低初级叶脉密度、较高叶面积和叶脉直径的叶形态和叶脉网络构建模式。在选择闽楠作为城市绿化树种时,可将叶片形态性状组与叶脉网络功能性状组的协同变化和权衡关系作为选种依据,以提高闽楠在城市环境中的成活率和适应性。     

基于人工神经网络的叶脉信息提取——植物活体机器识别研究Ⅰ

叶片的识别是识别植物的重要组成部分,特别在野外识别植物活体尤其重要。叶脉的脉序是植物的内在特征,包含有重要的遗传信息。但由于叶脉本身的多样性,利用单一特征的图像处理方法难以有效地提取叶脉。为了充分利用图像的信息,本文提出了一种基于人工神经网络的叶脉提取方法。该方法利用边缘梯度、局部对比度和邻域统计特征等10个参数来描述像素的邻域特征,并将其作为神经网络的输入层。实验结果表明,与传统方法相比,经过训练的神经网络能够更准确地提取叶脉图像,为进一步的叶片识别打下了良好的基础。     

张掖湿地芨芨草叶大小和叶脉密度的权衡关系

叶大小-叶脉密度的权衡关系是植物叶经济谱理论的基础, 对理解资源竞争条件下植物叶片的物理构建与生理代谢的关系具有重要的意义。该文采用标准化主轴估计(standardized major axis estimation, SMA)的方法, 按芨芨草(Achnatherum splendens)株丛密度设置I (>12丛·m^-2)、II (8-12丛·m^-2)、III (4-8丛·m^-2)和IV (<4丛·m^-2) 4个密度梯度, 以叶面积和叶干质量分别表示叶大小, 对张掖洪泛平原湿地不同密度条件下芨芨草种群的叶大小和叶脉密度的关系进行研究。结果表明: 随着芨芨草株丛密度的降低, 湿地群落的土壤含水量逐渐减小、土壤电导率逐渐增加, 芨芨草的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和分枝数呈先增大后减小的趋势, 叶面积、叶干质量、比叶面积和株高呈逐渐减小趋势、光合有效辐射(PAR)和叶脉密度呈逐渐增加趋势; 芨芨草叶大小和叶脉密度在高密度(I)和低密度(IV)样地均呈极显著负相关关系(p < 0.01), 中密度(II、III)样地二者呈显著负相关关系(p < 0.05); 叶大小和叶脉密度回归方程的SMA斜率在不同密度样地均显著小于-1 (p < 0.05), 即芨芨草叶大小和叶脉密度呈“此消彼长”的权衡关系。在高密度湿地群落芨芨草倾向于大叶片低叶脉密度的叶片构建模式, 在低密度湿地群落选择小叶片高叶脉密度的异速生长模式, 体现了密度制约下湿地植物的生物量分配格局和资源利用对策。     

基于人工神经网络的叶脉信息提取--植物活体机器识别研究I

叶片的识别是识别植物的重要组成部分,特别在野外识别植物活体尤其重要.叶脉的脉序是植物的内在特征,包含有重要的遗传信息.但由于叶脉本身的多样性,利用单一特征的图像处理方法难以有效地提取叶脉.为了充分利用图像的信息,本文提出了一种基于人工神经网络的叶脉提取方法.该方法利用边缘梯度、局部对比度和邻域统计特征等10个参数来描述像素的邻域特征,并将其作为神经网络的输入层.实验结果表明,与传统方法相比,经过训练的神经网络能够更准确地提取叶脉图像,为进一步的叶片识别打下了良好的基础.     

中国拳参属(蓼科)植物叶脉序式样的研究

用清净标本制作法对中国产拳参属（Bistorta）（蓼科）12种1变种植物的叶脉序式样在光镜下进行了比较研究。结果表明,叶脉序式样可分为3种类型：（1）环结曲行羽状脉,边缘末级脉不完全,加粗且外卷;（2）环结曲行荆状脉,二级脉与其余各级脉近等粗,边缘末级脉具边脉,不加粗;（3）直行羽状脉,盲脉无或偶有,边缘末级脉不完全,不加粗。依据叶脉序式样,结合其植物习性及外部形态特征,将拳参属植物划分为3个组：拳参组section Bistortu,乌饭树叶蓼组section Vacciniifolia F．Z．Li,L．X．Liu ＆ Y．T．Hou,sect．nov．和匍枝蓼组section Bambuphyllum F．Z．Li,L．X．Liu ＆ Y．T．Hou,sect．nov．。     

干花和叶脉标本的制作

干花标本能够保持花的原有姿态及自然色泽,宜作直观教具。叶脉标本对了解各种叶脉类型,其效果比新鲜叶片及腊叶标本好。此外,两者均可作为点缀美化环境的工艺品,具有一定的观赏价值。 干花标本的制作 (1)电热恒温箱法:将采到的花,放入电热恒温箱内层架上,调节温度至40℃(温度可在35—45℃范围内,超过45℃则不能保持花的原有色     

兰州北山不同坡向刺槐叶脉密度与气孔性状的关联性分析

植物叶脉和气孔性状的关系反映了叶片的水力特性, 对认识它们与植物水分利用有关的生理功能间的关系及其调控作用具有重要意义。该文利用GIS (geographic information system)与实验生态学相结合的方法, 采用标准化主轴估计方法, 研究了兰州市北山不同坡向人工林刺槐(Robinia pseudoacacia)叶脉密度与气孔密度、气孔大小的关系。结果表明: 随着坡向由南坡向东坡、西坡和北坡转变, 植被群落的郁闭度、高度和土壤含水量呈逐渐增加的趋势, 刺槐的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、光合有效辐射(PAR)、叶脉密度和气孔密度呈逐渐减小的趋势, 气孔与叶面积呈逐渐增大的趋势; 各个坡向的刺槐叶脉密度与气孔密度呈显著正相关关系, 与气孔大小呈显著负相关关系, 且在南坡达到极显著相关关系。生长在南坡的刺槐具有高的叶脉密度和密而小的气孔, 生长在北坡的刺槐具有低的叶脉密度和疏而大的气孔。不同坡向刺槐叶脉密度与气孔特征间的资源分配模式, 反映了植物在异质性生境中根据其功能需求在自身性状之间进行投资权衡机制的优化。     

秦岭3种优势栎树叶脉性状与生态因子的关系

本研究以秦岭地区东部的牛背梁自然保护区(亚热带湿润气候)和西部的桃花沟自然保护区(暖温带半湿润气候)2个生境中的3个优势种辽东栎、锐齿槲栎和栓皮栎为对象,研究一级叶脉宽度、二级叶脉宽度、细脉平均宽度、一级叶脉密度、细脉密度、网眼直径、网眼密度、细脉三维表面积和细脉体积9个叶脉性状的种间、种内差异,以及生物和非生物因子对叶脉性状的影响机制与调控路径。结果表明：树种对除细脉三维表面积外的8个叶脉性状均影响显著;生境对一级叶脉宽度、二级叶脉宽度、网眼直径、细脉密度和网眼密度影响显著;海拔对一级叶脉密度、细脉平均宽度、网眼直径、细脉密度和网眼密度影响显著。树种、生境和海拔的交互作用对一级叶脉密度、细脉三维表面积和细脉体积影响显著。辽东栎的一级叶脉宽度、细脉平均宽度、网眼密度、细脉三维表面积、细脉体积和一级叶脉密度在不同生境间存在显著差异,而锐齿槲栎和栓皮栎的二级叶脉宽度、网眼密度在不同生境间存在显著差异。叶脉性状受生物因子和非生物因子影响且其相对影响率不同：在生物因子中,叶柄长和叶片长宽比对叶脉性状的相对影响率最高;在非生物因子中,叶脉性状主要受气候和土壤因子的影响,且气候因子的影响高于土壤因...     

基部被子植物气孔性状与叶脉密度的关联进化

植物叶片通过气孔的水分蒸腾散失和叶脉的水分供应达到水分平衡,而基部被子植物在进化过程中叶片水分供应和蒸腾散失是否达到平衡或关联进化还缺乏了解。本研究以11种基部被子植物为材料,测定了气孔密度、气孔长度、叶脉密度和叶片厚度4个叶片性状,并结合系统发育树,利用系统发育独立对比的方法分析这些性状之间的关联进化。结果显示：沿进化方向,气孔密度和叶脉密度逐渐增加,而气孔长度和叶片厚度有减小的趋势;无论是否考虑系统发育的影响,气孔密度都与叶脉密度呈显著正相关关系,说明二者之间存在关联进化,并证实了基部被子植物叶片水分平衡假说;气孔密度和长度、叶脉密度均与叶片厚度呈显著线性相关,但在去除系统发育的影响后这种线性相关关系不再显著,说明叶片厚度与其它三个叶片性状不存在关联进化。本研究结果还表明,叶片的水分供应和散失乃至CO2通透性的平衡主导着基部被子植物叶片结构和功能的进化。     

冬小麦品种(系)旗叶叶脉性状及其与气孔性状间的关联性

植物叶脉结构决定着叶水分运输能力,而气孔特性则与水分散失有关,研究二者间的关联性对认识与植物水分利用有关的生理功能间关系及其调控有重要理论价值。本研究以冬小麦为例,系统研究了15个小麦品种(系)旗叶的叶脉性状及其与气孔性状间的关联性。结果表明:在小麦3种类型叶脉中,小纵向脉的密度占叶脉密度的65.8%;小纵向脉间距与大纵向脉间距及横向脉间距均呈显著正相关,大、小纵向脉密度与其间距呈极显著负相关;供试小麦品种(系)叶片上、下表面的气孔大小相差不大,但上表面气孔密度显著高于下表面,上、下表面的气孔长、气孔宽与气孔密度存在显著正相关,但气孔长与气孔密度之间存在显著负相关;3种类型叶脉中,大纵向脉与气孔特征间并无显著相关关系,而小纵向脉、横向脉和气孔特征间存在一定的相关性,小麦品种(系)叶脉密度与下表面气孔密度和总气孔密度呈显著正相关,但与上表面气孔长呈显著负相关,从而揭示了小麦品种(系)水分供给和需求存在协调性的结构基础。     

不同土壤水分条件下洪泛平原湿地芨芨草叶片厚度与叶脉性状的关系北大核心CSCD

叶片厚度和叶脉性状的关联性影响着叶片水分的动态平衡,对揭示植物叶片水分运输与生长速率耦合的生理生态学机制具有重要的意义。该文选择位于张掖市黑河干流边缘的洪泛平原湿地作为实验地,以河边为起点,沿垂直河岸线的方向依次设置I(50.07%)、II(38.77%)、III(31.5%)、IV(20.4%)4个土壤含水量梯度样地,采用标准化主轴估计(SMA)方法,以叶脉密度和叶脉直径分别表示叶脉性状,研究了不同土壤水分条件下芨芨草(Achnatherum splendens)种群的叶片厚度与叶脉性状的生长关系。结果表明:随着湿地群落土壤含水量的逐渐降低,湿地群落的植被密度和高度逐渐降低,土壤电导率逐渐增大;芨芨草的叶脉密度、叶片厚度、水分利用效率和光合有效辐射呈逐渐增加的趋势,叶脉直径、蒸腾速率和分枝数呈逐渐减小的趋势,净光合速率和株高呈先增大后减小的趋势;随着湿地群落土壤含水量的逐渐降低,芨芨草叶片厚度与叶脉密度、叶脉直径的相关性在不同样地间存在差异;芨芨草叶片厚度与叶脉密度呈显著的正相关关系,SMA的斜率呈逐渐减小的趋势,且在样地I和样地IV与1.0存在显著差异;叶片厚度与叶脉直径呈显著的负相关关系,SMA的斜率呈逐渐增大的趋势,且在样地I和样地IV与–1.0存在显著差异。芨芨草在土壤水分较充足的湿地群落倾向于少量粗脉的薄叶片构建方式,在受土壤水分胁迫时选择大量细脉的厚叶片的生长模式,体现了湿地植物在资源异质性分布的生境中根据其功能需求在自身性状之间进行的资源优化配置。     

叶脉书签装点美好生活

许多朋友在看书时都有使用书签的习惯,看累了在读到的书页处,夹上一枚书签,合上书本就不会忘记下次该从何处读起。在工作学习之余,大家可以按以下简单步骤,动手制作几张叶脉书签,也饶有情趣。     

玉米(Zea mays L.)叶脉发育的研究

玉米的叶脉在单子叶植物中有一定的代表性,叶脉由四级组成,粗细不同的一、二、三级叶脉均从叶基向叶尖方向延伸,属叶片的纵向叶脉,四级脉横向与一、二、三级叶脉连接,是横向的叶脉,各级叶脉有各自的形成方式,由于它们有规律的分布,从而构成了叶片的输导网络,各级叶脉的发生和发育与叫片的生长有直接的关系。