杜鹃红山茶的传粉生物学

杜鹃红山茶(Camellia changii)为中国特有的濒危植物,仅见于广东省阳春市鹅凰嶂自然保护区内。对该保护区杜鹃红山茶自然种群进行了杂交指数(OCI)、花粉-胚珠比(P/O)和控制授粉试验研究,探讨其致濒原因。结果表明:杜鹃红山茶的繁育系统为专性异交型,自交不亲和,为典型的虫媒传粉型植物;在自然条件下,其子房败育率高达64%;杜鹃红山茶种群的花柱呈长度分化:20%为长花柱型(L型),76%为短花柱型(S型);杜鹃红山茶的有效传粉昆虫主要为蝶类和蜂类,但昆虫的访花频率较低。综合以上结果,杜鹃红山茶的濒危原因可能包括2个方面,一是自交不亲和性和花柱异长现象导致子房败育率高,二是传粉昆虫访花频率低导致自然结实率低。     

柴黄姜的传粉生物学特性

对产自湖北武当山的柴黄姜（Dioscorea nipponica subsp．rosthornii Prain et Burkill）的花部特征和访花昆虫种类及访花行为、访花频率和携粉量进行了研究,并对柴黄姜的传粉方式、结实和种子萌发状况进行了检测。结果表明,柴黄姜具有虫媒花的典型花部特征,共观测到访花昆虫4目34种,其中传粉昆虫6种,隧蜂属（Halictus sp．）和地蜂属（Andrena sp．）的2种昆虫是柴黄姜的主要传粉昆虫。访花昆虫对雄株的访花高峰时段为11：00至14：00,对雌花没有明显的访花高峰时段。在自然条件下,柴黄姜的座果率为18．86％,结实率为7．12％,种子萌发率为64．76％。在武当山,柴黄姜种群扩展仍以有性繁殖为主,无性繁殖为重要补充。     

中国特有种——沙芥繁育系统和传粉生物学研究

运用定位观察、杂交指数、花粉-胚珠比、套袋试验和重力玻片法等方法,对沙芥自然居群和人工栽培种群的开花日动态、繁育系统和传粉习性进行了研究.结果显示:沙芥在自然居群和人工栽培种群开花日高峰分别在19:00和15:00～18:00.沙芥繁育系统为异花授粉植物.沙芥传粉媒介中风的飘移能力非常微弱;沙芥自然居群的访花昆虫有19种,分属于6个目;人工栽培种群的访花昆虫有11种,分属于6个目.意大利蜜蜂、熊蜂、黑带食蚜蝇和拟蜂食蚜蝇是两个居群共有的主要传粉昆虫,在自然居群熊蜂每天的访花频率呈双峰曲线,其中访花最高峰与开花日高峰基本重叠.     

深山含笑传粉生物学研究

为明确深山含笑(Michelia maudiae)的传粉生物学特性,该文以西华师范大学校园内的深山含笑为研究材料,采取野外观察法记录了深山含笑的开花动态、访花者及访花频率;用游标卡尺法,测定了深山含笑的异交指数(OCI);用醋酸洋红法,测定了花粉胚珠比(P/O);用套袋和人工授粉法,测定了深山含笑的繁育系统。结果表明:(1)深山含笑为早春开花植物,其种群花期为2~3月,持续30d左右,单花花期5~6d;在单花开放初期,最内层的花瓣未绽开,是适应潮湿或多雨的环境而保护花药与柱头免受雨水的冲刷,提高雌雄性适合度,确保繁殖成功的一种策略;(2)深山含笑的有效传粉者为蜜蜂,访花时间集中在晴朗天气的中午;(3)深山含笑的异交指数(OCI)等于5,花粉胚珠比(P/O)为2 933±50;(4)深山含笑为雄蕊先熟,柱头可授性在开花第2~3天达到最高;(5)套袋和人工授粉表明深山含笑为兼性自交和异交授粉,其中异交授粉的座果率和结籽率显著高于自交授粉。早春开花的深山含笑,其传粉者为单一的蜜蜂,繁育系统为异交,部分自交亲和,结果为引种栽培、良种选育等提供依据更好地利用和保护此资源奠定基础。     

秦岭岩白菜的传粉生物学特性与繁育系统

对珍稀濒危植物秦岭岩白菜(Bergenia scopulosa T.P.Wang)的开花特性、传粉适应及繁育系统进行了分析研究。结果表明:(1)秦岭岩白菜为蝎尾状聚伞花序,具(29±10)朵单花,单花期约15d,遇低温雨雪天气花冠闭合,可延长3~5d,花序花期约30d,种群花期近4个月。(2)花粉活力在花药开裂后的12h内最高(约90%),维持单花平均花粉活力在30%以上约6d;柱头在第1~4天内保持很强的可授性,维持可授性的时间约为9d。(3)秦岭岩白菜主要有效传粉昆虫为中华蜜蜂,平均访花频率为6.5朵/min,单花停留时间为(11.0±4.8)s。(4)秦岭岩白菜的花粉胚珠比(P/O)为589.8,杂交指数(OCI)为3;人工授粉实验显示,秦岭岩白菜不存在无融合生殖,自交亲和,主动自交罕见,生殖成功主要依赖传粉者。研究认为,秦岭岩白菜是兼性异交的繁育系统,胚珠受精过程中可能存在自交衰退。     

澳古茨藻传粉生物学和繁育系统的初步研究

澳古茨藻（ＮａｊａｓｏｇｕｒａｅｎｓｉｓＭｉｋｉ）是典型的水下水媒传粉植物。雄花在花粉释放前２—４ｈ花梗迅速伸长,突破膜质鞘状外被,并且向外弯曲,至花粉释放盛期几乎是水平状态,有利于释放后的花粉直接进入水流以求传播。花部组成与结构极为简化,花粉中富含淀粉粒,花粉落置柱头前常萌发出长的花粉管,形成宜为柱头捕获的花粉笺,表现出对水下水媒传粉的高度适应。有性繁殖十分发达,自交、异交和混交的结实率都在８５％以上;花粉／胚珠（Ｐ／Ｏ）为２６９０±３００,指示兼性自交的繁育系统。无性繁殖较弱,仅以易长不定根的植株片段形式存在,但仍对该种的扩散具有重要意义。作者对澳古茨藻的花生物学特征、传粉机制以及繁育系统进行了探讨,对澳古茨藻表现出的许多沉水植物所特有的特征特性：花被的简化、花粉外壁的简化作了解释,讨论了繁育系统中自交与异交的关系。     

芍药的传粉生物学研究

对内蒙古赤峰市高格斯台罕乌拉自然保护区2个自然居群和内蒙古农校芍药园内2个栽培品种的芍药进行了连续2年的观察和研究表明,不同居群、不同品种的芍药花期相同,均为23~27d。芍药不存在无融合生殖,有微弱的自交性,不存在闭花授粉的现象。是以昆虫为媒介以异交为主要传粉方式的物种。不同花期的结实率之间没有显著差异(F=1.501)。芍药的结实率较低,野生居群平均只有23.27%的胚珠发育成种子。两个野生居群的传粉强度和传粉效率小于栽培品种单瓣花,结实率也低于栽培品种单瓣花。三个实验样地不同居群间的人工授粉结实率基本一致,且均高于其他组合。     

片断化生境中濒危植物黄梅秤锤树的开花生物学、繁育系统与生殖成功的因素

 研究处于片断化生境中濒危植物的繁育系统、传粉过程及生殖成功状况, 可为评估物种的受胁迫程度及制订相应的保护和管理策略提 供重要依据。通过野外观察和人工授粉实验等方法,对片断化生境中濒危植物黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)的开花生物学和繁育系统 进行了初步研究, 并探讨了影响其生殖成功的因素。黄梅秤锤树的总状花序上通常有两性花2～6朵, 单花花期约5～7 d, 单花花药不同步开裂 使整朵花花粉活力持续时间延长。虽然花开放过程中柱头始终高于花药, 在单花水平上可在一定程度上避免同花自交的发生, 但由于花粉活力 和柱头可授期之间有一定的重叠期, 在自然情况下, 由于外界媒介动物和风媒的作用, 不可避免地会产生同株同花和同株异花传粉。实验结果 表明, 该种不存在无融合生殖现象, 繁育类型以异交为主, 部分自交亲和且需要传粉者。主要的传粉昆虫为黑带食蚜蝇(Epistrophe balteata) 、中华蜜蜂 (Apis cerana) 和中华回条蜂(Habropoda sinensis)。黄梅秤锤树自然状态下的结实率较低(10.33%), 平均每果种子数较少(0.387 个), 这主要与传粉昆虫少、花粉传递效率低, 以及柱头上自花及同株异花花粉的落置和自交亲和性低有关。但是单株较大的开花量保证了一定 的果实和种子产量, 使居群能自然更新。部分自交亲和性可能为该物种适应生境片断化提供了一定的生殖保障及进化潜力。对该残存居群的保 护, 应着眼于加强对传粉昆虫赖以生存的自然生态系统的恢复。     

多叶斑叶兰繁育系统与传粉生物学研究

为探讨多叶斑叶兰(Goodyera folisa)的繁育系统与传粉生物学特征,对其开花物候、花粉活力与柱头可授性、人工授粉、花的挥发性成分以及昆虫传粉行为进行了研究。结果表明,多叶斑叶兰的唇瓣黄色,萼片白色或白色带红褐色;单花花期为(9.4±0.8)d;花粉在开花后第1天具备活力,柱头在开花后第2天具备可授性,花粉活力和柱头可授性都在开花后第5天达到峰值。去雄套袋和不去雄套袋都不能结实,人工自花授粉、同株异花授粉和异株异花授粉的结实率分别为93.3%、95.0%和96.7%,自然结实率为43.3%。花朵的主要挥发性成分为1-辛烯-3-醇、3-辛醇和N,N-二甲基甲酰胺。多叶斑叶兰传粉者为中华蜜蜂(Apis cerana)。多叶斑叶兰具有自交亲和能力,但在自然界不具有主动自交现象,必须依赖中华蜜蜂传粉,花色及花香气味为吸引传粉者的主要因素。     

蓝花丹结实率低的传粉生物学和繁育系统初探

为解释蓝花丹自然结实率低的原因,该研究从传粉生物学和繁育系统入手,采用TTC法与联苯胺-过氧化氢法分别测定花粉活力和柱头可授性的动态变化;用花粉-胚珠比(P/O比)、杂交指数(OCI)估算蓝花丹繁育系统类型并通过人工控制授粉试验验证。结果表明:(1)蓝花丹L型雌器官与S型雄器官、L型雄器官与L型雌器官成熟时间重叠区域较多,雌雄性器官在成熟时间上无显著差异;而S型雌器官与L型雄器官、S型雌器官与S型雄器官成熟时间重叠区域较少,但蓝花丹持续开花的模式缓解了雌雄性器官时间差异而引起的生殖隔离。(2)蓝花丹L型花P/O为502.00±52.30,S型花P/O为482.70±87.91,OCI为4,综合判断蓝花丹的繁育系统属于专性异交型且具有异型自交不亲和的特性。综上可初步解释蓝花丹自然结实率低的原因为内外因素共同作用的结果,其中雌雄性器官同熟时间短不是主要原因,而其本身较强的自交不亲和性可能是自然结实率低下的关键性内因。由于蓝花丹的专性异交繁育系统使其成功授粉需要传粉媒介,但因引种地与原产地环境存在显著差异,同时开花模式不集中导致的缺乏传粉者完成异花授粉或许是引起异交成功率降低的主要外因。因此,提高蓝花丹的结实率应从克服其自身自交不亲和性以及适当引入安全传媒昆虫入手。     

基于MODIS混合像元分解的湖南省森林碳密度反演

随着遥感技术的快速发展,基于遥感影像和地面样地的方法成为目前森林碳密度估算的常用手段.然而由于混合像元的存在严重制约了区域森林碳密度反演精度的提高,特别是MODIS这种低空间分辨率影像.本研究以MODIS影像和固定样地为数据源,开展森林碳密度的反演研究.首先利用不带约束、带约束的线性分解和非线性分解3种方法进行混合像元分解,导出不同土地利用/覆盖类型的丰度图;然后采用结合和未结合丰度图的序列高斯协同模拟算法对湖南省森林碳密度进行反演.结果表明： 3种混合像元分解模型中,带约束线性分解估计的地物丰度精度最高（平均均方根误差0.002）,明显优于不带约束线性分解和非线性分解模型;通过将混合像元分解模型和序列高斯协同模拟算法结合,森林碳密度反演精度从74.1%提高到81.5%,均方根误差从7.26减小到5.18;2009年湖南省森林碳密度的平均值为30.06 t·hm^-2,变化范围介于0.00～67.35 t·hm^-2之间.这表明混合像元分解在提高区域和全球尺度森林碳密度反演精度方面显示出巨大的潜力.     

氮素形态对樱桃番茄果实发育中氮代谢的影响

以樱桃番茄为材料,采用基质 营养液共培养的方法,研究了全硝态氮(NO₃^-）、铵态氮和硝态氮配施（75%NO₃^-∶25%NH₄⁺）及全铵态氮（NH₄⁺）营养对樱桃番茄果实氮代谢及硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）基因表达的影响.结果表明： 铵态氮和硝态氮配施处理下樱桃番茄的单果质量比全硝态氮处理略有增加,且果实中NH₄⁺、总氨基酸、氮含量和氮素累积量均显著高于全硝态氮处理;全硝态氮及铵态氮和硝态氮配施处理下果实NR活性及其基因表达没有明显差异,但都显著高于全铵态氮处理;铵态氮和硝态氮配施处理下果实GS活性都高于全硝态氮处理.不同形态氮素及配施处理下,同工酶GS1（胞质型GS）和GS2（叶绿体型GS）的表达与GS的活性不一致,说明氮素对GS活性的影响主要发生在转录后水平.     

Pollination biology and breeding system of Acacia senegal

Phenology, pollination biology and breeding system were investigated in three populations of Acacia senegal located in Delhi and Rajasthan. Flowers emit a mild fragrance and produce a minute quantity of nectar. The stigma is wet non-papillate, cup-shaped and generally accommodates one polyad with 16 pollen grains. The style is solid. The mass effect created by the brush type of blossoms attracts a wide variety of insects, of which the giant Asian honeybee, Apis dorsata , is the effective pollinator. Manual in vivo pollination studies have shown that the species is self-incompatible. Self-incompatibility appears to operate inside the embryo sac. Under natural conditions fruit set is as low as 0.36%. Insufficient pollination is the main cause of low fruit set. Manual xenogamous pollinations substantially improve fruit set to 30%     

湖南省森林植被碳储量、碳密度动态特征

利用湖南省4次(1983—1987年、1990—1995年、2003—2004年和2009年)森林资源清查数据,采用材积源-生物量法,结合湖南省现有森林植被主要树种碳含量实测数据,研究近20多年来湖南省森林植被碳储量、碳密度的动态特征。结果表明:从1987年到2009年,湖南省乔木林植被碳汇为66.40×106tC,碳密度提高了5.65 tC/hm~2,阔叶林碳汇最大(48.43×10~6tC),其次是杉木林(9.54×10~6tC)和松木林(6.68×10~6tC),各乔木林植被碳密度波动较大;除过熟林外,各龄组乔木林均为碳汇,中龄林碳汇最大,幼龄林、中龄林、近熟林植被碳密度依次提高了4.75、4.09、0.83 tC/hm~2,成熟林、过熟林分别下降了6.87、13.88 tC/hm~2;天然林、人工林植被碳汇分别为41.01×10~6tC、25.39×10~6tC,碳密度分别提高了7.19、4.91 tC/hm~2。湖南省森林植被(包括疏林)碳汇为84.87×10~6tC,乔木林碳汇最大,其次是竹林,分别占湖南省森林植被碳汇的78.24%和33.31%,碳密度提高了6.24 tC/hm~2,各森林类型植被碳储量随其面积变化而变化。表明近20多年来,湖南省乔木林植被单位面积储碳能力明显提高,天然林在湖南省乔木林植被碳储量占有重要地位。     

基于人工神经网络与空间仿真模拟的区域森林碳估算比较——以龙泉市为例

森林是生态系统的重要组成部分,准确估算森林碳储量及其分布对于评价森林生态系统的功能具有重要意义。以龙泉市为研究区,利用2009年99个森林资源清查样地数据和同年度Landsat TM影像数据,采用高斯序列协同仿真(SGCS)与BP神经网络方法(BPNN)分别模拟森林地上部分碳密度及其分布,并进行了对比分析。随机将样本数据分成70个建模样本和29个检验样本。通过模型检验,BP神经网络预测值与实测值的相关性达到0.67,相对均方根误差为0.63,空间仿真方法预测值与实测值的相关性为0.68,相对均方根误差为0.63,空间仿真方法预测能力略高于神经网络方法。仿真结果表明,基于BP神经网络模拟的森林碳总量为11042990 Mg,平均碳密度为36.10 Mg/hm2,总体森林碳密度均值高于样地平均值8.82%。基于空间仿真模拟的森林碳总量为11388657 Mg,平均碳密度为37.23 Mg/hm2,总体森林碳密度均值高于样地平均值9.40%。对比分析可知:高斯协同仿真模拟和BP神经网络虽然在碳总量估算值上与抽样数据估计值相近,但两种方法在估测值的频率分布以及研究区碳分布上有较大的差异。与BP神经网络相比,序列高斯协同模拟结果更接近系统抽样样地实测值,全部样地预测值与实测值的相关性达到0.75,在估计区域森林碳空间分布上有明显优势。在碳密度值域与频率分布方面,序列高斯协同模拟结果分布更合理。综上所述,序列高斯协同模拟在森林碳空间估计方面要优于BP神经网络。     

Pollination biology and breeding system of Zeyheria montana (Bignoniaceae)

The reproductive biology of Zeyheria montana was studied through field observations of flower visitors and floral events, controlled manual pollinations, and observations of pollen tube growth and ovule penetration by fluorescence microscopy. Analysis of secretory areas of the nectar chamber was made by flower dissections and histology of serial sections. The flower lasted 6–8 days, but pollen exposure and stigma receptivity occurred only up to the end of the first and second days, respectively. Pollination was effected by several species of hummingbirds, especially Colibri serrirostris. The flowers present a rudimentary, non-functional disc, and secretion of nectar is performed by corolla-borne glandular trichomes. Only hand cross-pollinated and natural-pollinated flowers set fruits. Artificially self-pollinated and non-pollinated flowers dried off after anthesis without presenting any swelling of the ovary. Almost all the ovules in selfed and crossed pistils were penetrated 96 h after pollination. However, a delay in ovule penetration in self-pollinated pistils was verified, which indicates the occurrence of late-acting self-incompatibility.We are grateful to Fundo de Apoio ao Ensino e à Pesquisa (UNICAMP) for financial support, and Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) for the fellowship granted to the first author (this work is part of a Ph.D. thesis presented to UNICAMP, Campinas, SP, Brazil).     

Pollination and reproductive biology of twelve species of neotropical Malpighiaceae: stigma morphology and its implications for the breeding system

BACKGROUND AND AIMS: This study on reproductive biology examines the stigmatic morphology of 12 Brazilian Malpighiaceae species with regard to their pollination and breeding system. METHODS: The species were studied in natural populations of a semi-deciduous forest fragment. Style tips were processed for observation by SEM and pollen-tube growth was analyzed under fluorescence microscopy. The breeding system was investigated by isolating flowers within waterproof bags. Floral visitors were recorded through notes and photographs. KEY RESULTS: Flowers are yellow, pink or white, protogynous, herkogamous and sometimes lack oil glands. While Banisteriopsis pubipetala has functional female flowers (with indehiscent anthers), 11 species present hermaphrodite flowers. Stigmas of these species may be terminal, with a slightly concave surface, or internal, consisting of a circular cavity with a large orifice, and are covered with a thin, impermeable cuticle that prevents pollen from adhering, hydrating, or germinating. Malpighiaceae have a special type of 'wet' stigma, where a secretion accumulates under the cuticle and is released by mechanical means-mainly rupture by pollinators. Even though six species show a certain degree of self-compatibility, four of them present a form of late-acting self-incompatibility, and the individual of B. pubipetala is agamospermous. Species of Centris, Epicharis and Monoeca bees pollinate these flowers, mainly collecting oil. Some Epicharis and Monoeca species collected pollen by vibration. Paratetrapedia and Tetrapedia bees are pollen and oil thieves. CONCLUSIONS: The Malpiguiaceae species studied are pollinator-dependent, as spontaneous self-pollination is limited by herkogamy, protogyny and the stigmatic cuticle. Both the oil- and pollen-collecting behaviours of the pollinators favour the rupture of the stigmatic cuticle and the deposition of pollen on or inside the stigmas. As fruit-set rates in natural conditions are low, population fragmentation may have limited the sexual reproduction of these species.     

吉林省森林生态系统的碳储量、碳密度及其分布

利用森林资源二类调查汇总数据和标准地实测数据,研究吉林省森林生态系统的碳密度、碳储量及其组分和分布特征.结果表明:吉林省森林生态系统碳储量为1827.293TgC,其中乔木层、灌草层、枯落物层和土壤层的碳储量分别为439.152、5.195、45.600和1330.466TgC,分别占总碳量的24.1%、0.3%、2.5%和73.1%.吉林省森林生态系统碳密度为225.304MgC.hm-2,各层碳密度的大小顺序为土壤层(164.666MgC.hm-2)>乔木层(54.352MgC.hm-2)>枯落物层(5.644MgC.hm-2)>灌草层(0.643MgC.hm-2).不同类型森林生态系统碳储量在9.357～959.716TgC,碳密度在180.648～254.627MgC.hm-2之间,各林型分配特征表现为土壤层最大、灌草层最小.全省森林生态系统碳储量和碳密度的空间分布总体上为东部山区高、中西部平原地区低.吉林省森林中中龄林分比重大,若对现有森林加以更好的管理,可以增加其碳吸存潜力.