毛竹及其变种细根化学计量特征

以安徽太平竹类植物种质资源保存库毛竹及其变种(花毛竹、黄槽毛竹、厚壁毛竹、金丝毛竹)为研究对象,分析比较毛竹及其变种3个年龄阶段(1、3、5年生)细根化学计量特征,探究毛竹及其变种细根养分策略.结果 表明:1)毛竹及其变种细根化学计量特征主要受竹种的影响,年龄对毛竹及其变种细根化学计量特征的影响较小;2)毛竹及其变种细...     

毛竹入侵对森林植物和土壤的影响研究进展

植物与土壤稳定性和动态变化反映了森林生态系统在复杂生境下的自我调控和适应能力。毛竹入侵森林生态系统造成的诸多影响已经成为新的研究热点。系统综述了毛竹入侵的机制,以及对植物生存能力、物种多样性、植被碳储量,土壤理化性质以及土壤微生物结构与功能影响的最新研究进展。针对目前研究存在的问题,提出了丰富毛竹入侵管控手段、着重不同类型毛竹—森林临界面演替长期监测、明确毛竹入侵阶段划分、加强毛竹入侵生态后效研究等研究展望。有助于理解森林与毛竹入侵之间的相互作用、森林对毛竹入侵的响应和适应对策,对了解毛竹入侵机制,预测植物和土壤在毛竹入侵后的变化特征具有一定的借鉴意义。     

毛竹扩张对濒危植物桫椤根系形态可塑性的影响

为探讨毛竹(Phyllostachys heterocycla)向桫椤(Alsophila spinulosa)林扩张的根系形态可塑性变化,在赤水桫椤国家级自然保护区毛竹-桫椤混交林上分别设置受毛竹轻度、中度以及重度干扰的样地,用根钻法收集桫椤、毛竹根系并对其生物量密度、细根比根长、相邻同级侧根节点距等参数进行比对。结果表明:各干扰程度下桫椤根系生物量密度均远低于毛竹,且二者呈负相关;随着与毛竹的接近,桫椤根系生物量持续下降;各样地中毛竹细根比根长均高于桫椤;重度干扰下毛竹侧根节点距最小,侧根数目最多;且毛竹根系多分布于表层土壤。由此可见,桫椤根系逐渐趋向于分布在深层土壤,毛竹在向桫椤林扩张过程中可通过改变根系生物量密度、细根比根长、相邻同级侧根节点距等形态可塑性特征来占据优势。     

毛竹地上器官的生物量分配及其随个体大小变化的规律

探明毛竹生物量分配格局及其随个体大小的变化规律,有助于揭示毛竹生物量的种内变异规律,从而能够进一步提高毛竹生物量及其碳储量的估算精确度;同时也有助于指导毛竹林定向培育,以提高毛竹附加值和促进竹农增收。利用收获法在皖南毛竹分布区砍伐227株标准竹,研究毛竹地上器官的生物量分配格局、地上器官生物量之间的关系以及生物量分配随胸径和竹高的变化规律。结果表明:单株水平上皖南毛竹叶、枝和秆的生物量分别为0.84、1.42和6.84 kg,约占其地上总生物量的9.21%、15.60%和75.19%;皖南毛竹地上各器官生物量之间具有明显的线性关系(R20.75,P0.001);毛竹地上生物量分配格局与其胸径和竹高具有密切的相关关系,且这种关系可用幂指数关系拟合;拟合曲线表明,相对于大胸径的毛竹,小胸径的毛竹倾向于把代谢产物更多地分配到上部器官(如光合器官叶)。本结论支持异速分配理论关于生物量的分配受到植物体大小制约的结论,但是否支持最优分配理论,还需进一步开展实验验证。     

毛竹的异质性空间点格局分析

毛竹是一种重要的经济用材,研究其空间分布格局有益于对其空间发生进行预测。选取了一块空间肥量分布不均的毛竹样地,使用异质性空间点格局分析方法对毛竹的空间分布进行了研究,结果发现毛竹在给定的距离尺度下呈现出显著的泊松分布,而并不是聚集分布。同时选用二元二次方程拟合观察的数据,发现对毛竹强度的拟合优度较高。研究揭示出异质性空间环境中毛竹的分布特点,潜在地表明土壤肥量的空间分布对毛竹空间分布的影响,对毛竹的集约化经营具有重要的指导意义;同时,鉴于国内生态研究中较少采用异质性空间点格局分析方法,研究对于推动这种方法在国内生态学研究中的普及还具有一定的参考价值。     

毛竹害螨的损失估测和防治指标

采用均匀分布、典型整群抽样调查法对福建省南平市延平区毛竹林毛竹害螨为害进行调查。结果表明,毛竹害螨为害对毛竹竹杆重量和出笋量都有一定的影响,使得竹林蓄积量下降,出笋量大大下降。建立了毛竹害螨对毛竹竹杆重量和出笋量损失的估测模型,并以此推导出了相应的经济危害允许水平和防治指标。     

毛竹林扩展过程中主要群落结构指标的变化特征

以竹-阔、竹-杉、竹-荒界面为研究对象,采用样带调查的方法对毛竹(Phyllostachys edulis)扩展过程中主要群落结构指标进行了研究,结果表明:随着毛竹向阔叶林扩展,毛竹胸径、生物量、叶面积指数、凋落叶现存量、C、N、P含量及C∶P、N∶P降低;毛竹向杉木林扩展,扩展前沿的毛竹胸径和生物量较低,扩展中段毛竹的胸径和生物量较高,叶面积指数、凋落叶现存量和C、N含量随着毛竹比例的增加而降低,凋落物P含量和凋落物C∶P和N∶P随着毛竹比例的增加而增加;毛竹向撂荒地扩展,胸径、生物量、叶面积指数和凋落物量随着毛竹立竹度的增加而增加,凋落物C、N、P含量降低,C∶P、N∶P增加。综上所述,毛竹在向阔叶林、杉木林和荒地扩展时,胸径和生物量、叶面积指数和凋落物数量和质量都发生了适应性改变。其中,毛竹向阔叶林扩展时,通过增大个体胸径和叶面积指数来适应竞争环境,扩展前沿较多的凋落物量和较高的C、N、P含量,增加了养分归还潜力,会进一步促进毛竹的生长;毛竹向杉木林扩展时,通过增加叶面积指数来适应竞争环境,随着毛竹林的扩展毛竹胸径增加、凋落物C∶P、N∶P增加,毛竹生长受到P的制约减弱;毛竹向撂荒地扩展,通过减小个体大小、降低叶面积指数来适应撂荒地相对极端的环境条件,随着毛竹的扩展个体胸径增加,凋落物量增多,P含量和N∶P增加。     

毛竹材用丰产林密度效应模型研究

应用毛竹材用丰产林234块标准地材料,研究出毛竹材用丰产林密度效应的数学模型W＝0.230518N~(0.967324)D~(2.060102),并对模型进行生产弹性和边际产量分析,结果表明：毛竹材用丰产林分密度总的生产弹性值大于1,说明该地区毛竹生产力还有望进一步提高,从边际产量分析结果,如增加密度,还可提高竹林产量．该研究为毛竹材用丰产林经营活动提供科学理论的依据．     

厚壁毛竹蒸腾动态研究

采用Li-6400便携式光合测定仪测定厚壁毛竹(Phyllostachys edulis 'Pachyloen')蒸腾作用在不同时间尺度上的动态变化,结果表明:厚壁毛竹夏季的蒸腾日变化为双峰曲线,秋、冬、春季的蒸腾日变化为单峰曲线;厚壁毛竹蒸腾年动态变化为单峰曲线,1月份最低,仅为0.33 mmol·m-2·s-1;6月份最高,达3.78 mmol·m-2·s-1;年均值为1.30 mmol·m-2·s-1.与毛竹的蒸腾作用动态相比,两竹种不但在蒸腾速率上相近,而且总体趋势也较为一致:夏季、冬季和春季两竹种的蒸腾日变化类型相同,唯有秋季的蒸腾日变化类型不一致,厚壁毛竹的为单峰曲线,而毛竹的为双峰曲线,这反映了两竹种蒸腾作用对气候响应的差异;厚壁毛竹和毛竹的蒸腾作用年动态变化均为单峰曲线.     

毛竹种群向针阔林扩张的根系形态可塑性

为了弄清毛竹(Phyllostachys edulis)向针阔林扩张过程中根系的形态可塑性反应,在浙江天目山自然保护区毛竹向针阔林扩张的典型过渡地带,连续区域上设置毛竹纯林、针阔-毛竹混交林(以下简称过渡林)、针阔林3种样地。用根钻法采集样地毛竹根系、针阔树根系并比对其生物量密度、细根比根长、相邻同级侧根节点距等形态特征参数变化。结果表明:随着毛竹的扩张程度增加,林内根系生物量密度增加;且与针阔树竞争过程中毛竹将更多的根系放置于表层;同时在水平方向上随离样株距离的增加未出现明显变化,而针阔树根系则随离样木距离的增加而逐渐减少;毛竹根系比根长明显增加,平均增幅15%;一、二级侧根节点距则均有所下降,毛竹侧根数量增多。这些结果表明毛竹种群可通过根系生物量密度、细根比根长、相邻同级侧根节点距等形态可塑性方式实现向周边森林扩张。     

福建省毛竹混交林群落结构特征的比较

通过设置临时标准地对龙栖山、武夷山和天宝岩3个国家级自然保护区的3种毛竹混交林群落类型结构进行调查与统计分析.结果表明,在物种数量上从多到少依次为:武夷山国家级自然保护区的毛竹 少叶黄杞(Phyllostachys pubescences Mazel ex H. Delehaie Engelhardtia fenzelii Merr.)混交林(68科125属230种),龙栖山国家级自然保护区的毛竹 南方红豆杉[Taxus chinensis (Pilger) Rehd. var. mairei (Lemee et Lévl.) Cheng et L. K. Fu]混交林(69科135属194种)和天宝岩国家级自然保护区的毛竹 长苞铁杉(Tsuga longibracteata Cheng)混交林(41科71属105种).3个毛竹混交林群落结构分明,毛竹在混交林群落乔木层中占绝对优势的地位.乔木层、灌木层和草本层层次清晰,还具有层间层.毛竹 南方红豆杉群落和毛竹 长苞铁杉群落乔木层可分为3个亚层,而毛竹 少叶黄杞群落乔木层可分为2个亚层.毛竹 少叶黄杞群落的灌木层物种数和草本层盖度均比其他2个群落高.     

毛竹基因组大小测定

毛竹(Phyllostachys edulis)属禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)刚竹属(Phyllostachys), 是我国分布和栽培面积最大的经济竹种, 有着广泛的开发前景。本实验以水稻(Oryza sativa)为内标, 用流式细胞仪对水稻和竹子样品的PI发射荧光强度进行测定, 通过比较水稻与毛竹样品峰值的倍数关系, 计算出毛竹的基因组大小。对24组样品进行重复测试, 测得毛竹基因组大小为 2 075.025±13.08 Mb, 即2 C DNA含量为4.24 pg(以1 pg DNA = 0.978×109 bp计算)。毛竹基因组大小测定为毛竹基因组文库的建立及其基因组学研究奠定了重要基础。     

冠层高度对毛竹叶片光合生理特性的影响

借助LI-6400便携式光合作用系统,研究了冠层高度对不同林龄毛竹(Phyllostachys pubescens)叶片光合生理特性和水分利用效率(WUE)的季节性影响,为促进毛竹林碳汇能力和生产力提升的林分结构调整等可持续栽培技术提供理论依据。结果表明:(1)出笋期,不同竹龄毛竹叶片净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的日均值呈现出冠层上部小于冠层下部的梯度变化趋势,且2a生毛竹不同冠层Pn日均值大于3a生毛竹;孕笋行鞭期,不同林龄毛竹各时间点Pn值和日均值、以及2年生毛竹各时间点的Tr值均为冠层上部大于冠层下部。各生长季节,不同林龄毛竹个体叶片的气孔导度(Gs)均与Tr的变化趋势一致。(2)2年生毛竹各季节仅冠层上部叶片会出现"光合午休",而3年生毛竹仅于出笋期时各冠层叶片出现"光合午休"现象。(3)出笋期毛竹叶片WUE日均值随着冠层高度增加而增加,这种变化趋势不受竹龄影响;而孕笋行鞭期,仅2年生毛竹叶片WUE日均值随着冠层高度增加而下降。不同冠层高度的孕笋行鞭期毛竹叶片WUE日均值都显著高于出笋期;冠层高度对毛竹叶片气体交换特性和WUE的影响受生长发育关键期的季节因素影响,且毛竹叶片WUE与Gs之间存在负相关关系,其不受毛竹个体年龄和叶片冠层高度影响。(4)不同生长季节各冠层叶绿素a/b值均随着冠层高度下降而降低,不同林龄毛竹叶片叶绿素含量基本随着冠层自上而下呈逐渐增加的趋势。各生长季节,不同林龄个体叶片氮素含量、比叶重随冠层高度垂直变化趋势与叶片Pn日均值的垂直变化趋势一致。研究认为,毛竹不同冠层部位叶片通过改变形态、氮素含量来适应不同生长季节生长环境的变化,以便充分利用光能提高光合能力。     

天目山保护区森林群落植物多样性对毛竹入侵的响应及动态变化

为探讨毛竹(Phyllostachys edulis)入侵对周围森林群落的影响,作者于2005-2011年在天目山自然保护区进行了7年长期定位观测实验,研究了毛竹入侵地森林群落的植物物种多样性变化.结果表明:毛竹入侵对周围森林群落植物物种多样性产生了不利影响:毛竹林乔木层和灌木层植物的Simpson指数小于针阔混交林和毛竹-针阔混交林,而草本层的Simpson指数则大于针阔混交林和毛竹-针阔混交林.植物物种丰富度、Simpson指数和Pielou均匀度指数随时间发生了较大变化:毛竹入侵的森林群落其乔木层和灌木层的物种丰富度、Simpson指数和Pielou均匀度指数显著降低(P＜0.05),草本层的物种丰富度显著提高(P＜0.05),Simpson指数和Pielou均匀度指数未表现出明显的变化.毛竹-针阔混交林去除毛竹后,乔木层和灌木层物种丰富度和Simpson指数增加,草本层物种丰富度、Simpson指数和Pielou均匀度指数明显下降.可见,毛竹入侵使森林群落植物多样性发生实质性的变化,对自然保护区植物群落造成了重大影响.由此可见,要使保护区物种多样性得到保护,除进行科学的管理外,还需要控制毛竹蔓延.     

毛竹基因组大小测定

毛竹（Phyllostachys edulis）属禾本科（Poaceae）竹亚科（Bambusoideae）刚竹属（Phyllostachys）,是我国分布和栽培面积最大的经济竹种,有着广泛的开发前景。本实验以水稻（Oryza sativa）为内标,用流式细胞仪对水稻和竹子样品的PI发射荧光强度进行测定,通过比较水稻与毛竹样品峰值的倍数关系,计算出毛竹的基因组大小。对24组样品进行重复测试,测得毛竹基因组大小为2075.025±13.08Mb,即2C DNA含量为4.24pg（以1pg DNA=0.978×10^9bp计算）。毛竹基因组大小测定为毛竹基因组文库的建立及其基因组学研究奠定了重要基础。     

毛竹和高节竹相互侵入后林分地下鞭根系统竞争效应

在毛竹和高节竹分布的界面区,由于相互侵入,常形成混交竹林,为比较毛竹、高节竹地下鞭根系统的可塑性和竞争能力,调查分析了毛竹、高节竹纯林及其混交林地下鞭根系统的形态结构特征和生物量分配规律。结果表明:高节竹鞭径、鞭节长、比根长、根长密度、根表面积密度、根体积密度和鞭生物量、根生物量、鞭根总生物量均显著低于毛竹,而比鞭长、鞭长密度和鞭节密度则相反,根径、分形维数差异不显著。高节竹与毛竹混交,会引起二竹种地下鞭根系统形态特征和生物量分配的明显变化,毛竹鞭径、鞭节长和高节竹鞭节长显著提高,毛竹鞭长密度、鞭节密度、比鞭长和高节竹鞭长密度、鞭节密度显著降低;毛竹、高节竹根长密度、表面积密度、体积密度、鞭生物量、根生物量、鞭根总生物量和根生物量比例显著下降,比根长和鞭生物量比例显著升高。毛竹、高节竹鞭根系统相对产量显著小于1,竞争平衡指数(高节竹/毛竹)显著小于0,且鞭根竞争平衡指数显著高于竹鞭。研究表明,毛竹比高节竹具有更高的地下鞭根系统可塑性,两竹种间存在激烈的种间竞争,毛竹竞争能力明显强于高节竹,鞭根在地下系统竞争中占主导作用。     

毛竹NAC转录因子家族生物信息学分析

NAC转录因子是植物特有的一类转录因子,在植物对非生物胁迫、激素信号应答以及器官形成中发挥重要作用。到目前为止,毛竹NAC转录因子很少被研究,为进一步研究毛竹NAC转录因子家族,本研究利用生物信息学方法,对125条毛竹NAC蛋白序列的系统发生、氨基酸组成、理化性质以及二级和三级结构进行预测和分析。系统进化树分析结果表明,125条毛竹NAC蛋白被划分为17个亚族,毛竹NAC结构域中包含8个保守的NAM基序,主要分布在N端的。不同亚族的毛竹NAC蛋白在氨基酸数目以及氨基酸序列间的疏水性存在一定的差异,二级结构主要由随机卷曲构成,α-螺旋和β-转角在所有毛竹NAC蛋白中均有分布,且在各亚族中没有明显的差异。125条毛竹NAC蛋白的三级结构绝大部分相似。本研究结果为毛竹NAC基因家族功能的进一步研究提供了理论依据。     

厚壁毛竹与毛竹叶表皮微形态特征比较研究

利用扫描电镜技术,对厚壁毛竹(Phyllostachys edulis‘Pachyloen’)与毛竹(Phyllostachys edulis)营养叶的表皮微形态进行对比研究,结果表明两竹种叶表皮微形结构组成基本相似,均以下表皮结构较为丰富,分布有乳突,微毛,刺毛,硅细胞,气孔器等结构。两竹种叶表皮主要区别在于厚壁毛竹的气孔轴向长度大于毛竹,而气孔密度要低于毛竹,但差异不显著。而两竹种叶的乳突密度相差不大,在不同年龄的竹叶间也无明显变化规律。同一竹种不同竹龄间竹叶表皮气孔密度和气孔轴向长度却有着显著的差异。1年生厚壁毛竹的气孔密度显著高于2年生竹和5年生竹,气孔轴向长度呈现出"V"字形变化规律。毛竹的气孔密度也出现类似的变化规律,但5年生竹叶的气孔密度最大,气孔轴向长度则表现出随秆龄增大而逐渐增长的趋势,这与竹材物质形成积累规律相一致。通过对比研究厚壁毛竹和毛竹叶表皮形态结构特征,两竹种叶表皮微形态特征相似与两竹种系统分类上的地位相近是一致的,同时对厚壁毛竹厚壁性状形成的结构基础进行探讨,为进一步揭示厚壁形成的机理提供了理论依据。     

大气CO2与O3浓度升高对毛竹叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响

以盆栽一年生毛竹为材料,利用开顶式气室模拟大气O3和CO2浓度升高情景,分析毛竹叶片细胞膜脂过氧化、抗氧化酶(SOD、CAT、POD和APX)活性和渗透调节物质(可溶性糖和可溶性蛋白)含量的响应规律,为气候变化背景下的竹林适应性管理提供理论支撑.结果表明:(1)短期(30 d)高浓度O3(92～106 nL-L-1)胁迫能刺激毛竹叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量显著提高,清除活性氧能力增强,并未出现细胞膜脂过氧化现象,即毛竹对短期高浓度O3具有较强的适应性;但长期(90 d)O3胁迫条件下,毛竹叶片抗氧化酶活性显著降低,叶片细胞膜脂过氧化程度加剧,膜结构破坏,发生严重的氧化伤害.(2)短期高浓度CO2(685～730 μmol·mol-1)处理总体上对毛竹叶片细胞膜脂过氧化和抗氧化酶系统活性影响并不明显;而长期高浓度CO2处理能一定程度上增强毛竹的抗氧化能力和渗透调节功能,减轻氧化损伤,体现了对毛竹的保护效应.(3)高浓度O3和CO2复合作用下,相对于单一高浓度O3胁迫,毛竹叶片能够维持较高的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,有效地调节活性氧产生与清除间的平衡,细胞膜脂过氧化程度变化不明显,说明高浓度CO2可在一定程度上缓解高浓度O3对毛竹所造成的生理伤害.     

毛竹和四季竹对臭氧胁迫的耐受力差异

为了解竹子对大气O3浓度升高的生理响应规律及耐受O3胁迫能力的种间差异性,为气候变化背景下的竹林培育应对策略提供理论依据,运用开顶式同化箱(OTCs)开展了5个O3浓度梯度(过滤大气CF、环境大气NF、50、100和150 nl·L-1)对毛竹(Phyllostachys edulis)和四季竹(Oligostachyum lubricum)叶片光合色素、可溶性蛋白、脂质过氧化和抗氧化系统的影响研究.结果表明:处理90d后,随着O3浓度的升高,毛竹和四季竹叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)含量均呈下降趋势,但毛竹的降幅大于四季竹.MDA含量、POD活性呈升高趋势,毛竹的升幅大于四季竹.SOD活性毛竹呈下降趋势,而四季竹表现出先升高后降低的规律.可溶性蛋白含量毛竹和四季竹分别呈升高、降低趋势;与CF相比,低O3浓度处理(≤50 nl·L-l)并未对毛竹和四季竹造成明显伤害,而高O3浓度处理(≥100 nl·L-1)下毛竹和四季竹叶片光合色素含量和SOD活性极显著降低,MDA含量和POD活性极显著提高,导致毛竹和四季竹叶片光合色素合成受阻,叶片老化加快,膜脂过氧化程度加剧,膜结构和抗氧化系统功能遭到破坏;主成分分析表明,四季竹对O3胁迫的耐受能力明显强于毛竹.