太白红杉生殖年龄及其影响因素分析

研究了太白红杉的平均生殖年龄、最高生殖年龄和最小生殖年龄以及与环境之间的关系。结果表明太白红杉的平均生殖年龄为78．59a,最小生殖年龄为26a,最大生殖年龄为208a;其中南坡太白山最小生殖年龄26a、最高生殖年龄153a、平均生殖年龄72．97a;北坡最小生殖年龄29a、最高生殖年龄208a、平均生殖年龄92a。海拔和年降水与平均生殖年龄呈正相关,坡度与最高生殖年龄呈正相关,最高生殖年龄与最小生殖年龄呈正相关,表明提早生殖会减少太白红杉的生殖寿命。     

秦岭山地太白红杉种群种实性状的生态可塑性研究

研究了太白红杉6个种群中13个种实性状的变异情况.结果表明,太白红杉种实性状在种群内和种群间均存在广泛的变异,除种子宽和种鳞宽的差异在种群间不显著外,其它11个性状在种群间差异均极显著;种群间种鳞长、种鳞宽、球果长宽比、种翅长和种翅宽的变异程度比种群内大,其它8个性状在种群内的变异程度比种群间大.海拔对太白红杉种实性状的影响比较明显,其中种子宽、种鳞长、种翅宽、种鳞宽、球果长、球果宽和种鳞数与海拔呈负相关,种子宽和球果宽相关性显著,种鳞长、种翅宽、种鳞宽、球果长和种鳞数相关性极显著;坡度与种鳞长宽比呈负相关;年降水与球果宽呈正相关.种子长宽比和种翅长宽比与海拔呈负相关.     

太白红杉FISH-AFLP体系的建立

分别以太白红杉的胚乳、干叶和鲜叶为材料,通过改良的CTAB法提取总DNA,经酶切连接、PCR预扩增、PCR选择性扩增、凝胶电泳等程序,建立了太白红杉的FISH-AFLP分子标记体系。结果显示:引物E-ACG/M-CAC和E-ACG/M-CAA在28份材料中扩增总带数分别为1856和2013条;以胚乳和鲜叶为材料,可以得到稳定、丰富的扩增带。FISH-AFLP体系的建立为进一步分析太白红杉的遗传多样性奠定了基础。     

太白山太白红杉种群空间分布格局研究

针对研究区太白红杉种群分布特点,设置了15个20 m×20 m样地,采用离散分布理论拟合和聚集强度测定方法,对太白红杉种群空间分布格局进行了比较分析.太白红杉种群空间分布格局属于聚集型,在25m²和100m²面积上聚集强度较大.随海拔上升,聚集强度降低;在分布下限地区,聚集最强的尺度较小,中下部地区较大;阴坡的种群分布聚集强度大于阳坡.随着年龄增加,种群分布由聚集型向随机型过渡,强度减弱;聚集性最强的格局尺度在幼、老龄期为150m²,中龄期则为100m².分布格局受生物学特性、年龄阶段、群落组成、环境因素等影响.在未来保护与利用中,低海拔和阴坡应该适度间伐乔木层非目的树种;在高海拔和阳坡地区,适度间伐灌木,促进群落内团块状更新;育林作业面积应该与聚集性最强的面积相适应.     

太白红杉群落优势种的生态位研究

应用Levins和Shannon-Wiener生态位宽度指数及Pianka生态位重叠指数,研究了太白红杉群落12个优势种的生态位宽度和生态位重叠。结果表明,乔木层中太白红杉的生态位宽度最大,对高海拔地区的环境适应能力较强,巴山冷杉对的低海拔地区的环境适应能力较强;灌木层中香柏的生态位宽度最大,华西忍冬、华西银腊梅、太白忍冬次之,头花杜鹃的生态位宽度最小。乔木层中太白红杉与巴山冷杉的生态位重叠较大,但二者只在低海拔分布范围有重叠;灌木层头花杜鹃的分布范围较大,与其它3个种的生态位重叠也最大,另外3个种的生态位重叠较小;草本层中毛状苔草、羊茅和嵩草的生态位重叠较大,而大叶碎米荠和太白银莲花的生态位重叠较小。     

太白红杉种群结构与环境的关系

对太白山不同生境出现的 5种太白红杉种群的高度、径级和生物量结构进行了较为系统的对比研究。结果表明 :(1)不同生境的太白红杉种群 ,生长发育明显不同。但经年龄拟合和方差分析证明 ,该地区不同太白红杉种群在演替上应属同时发生 (P<0 .0 5 )。 (2 )不同太白红杉各种群在高度和胸径上有极显著差异 (P<0 .0 1) ,生长于中海拔地域的太白红杉种群平均高和胸径显著高于低海拔和森林线地带的种群 ;随着海拔升高 ,种群生物量结构中根系所占比例呈现高→低→高的趋势 ;主干和枝叶呈现低→高→低的趋势。(3)对种群表现结构形成有重要影响的 10个环境因子的主成分分析表明 ,乔木层郁闭度、土壤厚度、土壤p H、土壤含水率、年平均降雨量、人为干扰是影响种群结构形成的最重要因素。 (4)对太白红杉种群应以就地保护为主 ,低海拔地区的群落应适当间伐乔木层非目的树种 ,中高海拔地区应以保护原有生境为主 ,适当间伐灌木层树种 ,为太白红杉更新创造良好条件。     

太白红杉林径级和龄级结构的研究

在秦岭太白山,选取太白红杉3个林型组中的8种林型,设置20个样地,用样方分析法进行调查,共做样方180个,主要分析了太白红杉8种林型的径级和龄级结构及其密度变化规律等,根据它们的径级和龄级结构表现特征,划分为3种类型,结果表明用径级和龄级对太白红杉林进行客观描述存在着一致性,太白红杉年龄均值浮动区间的大小,说明太自红杉林种群在发育上存在着时间差异,还对造成太白红杉8种林型的这一径级和年龄结构的形成原因进行了探索,提出了相应的保护策略。     

太白红杉径向生长的预测模型

采用多元回归的方法构建了太白红杉的生长模型,模型中主要考虑了植株自身大小(胸径和冠幅比)、竞争状况和立地因子(海拔、坡度和坡向)三类因子的作用。结果发现,太白红杉近2年生长量与植株自身大小、竞争状况和海拔因子有较高的相关性;坡度、坡向与生长量的相关性较小,但其综合作用在一定程度上影响着太白红杉的生长。所构建的生长模型充分考虑了太白红杉自身的生物学特性,具有较高的回归优度(r=0.938,P<0.001),能很好地预测其生长动态。     

太白红杉群落交错带物种多样性的研究

应用样带法对太白红杉群落及其交错带进行调查,采用各群落维管植物的物种丰富度指数(S)、 Simpson物种多样性指数(D)、Shannon Weiner物种多样性指数(H′)、种间相遇机率(PIE)及Pielou均匀度 指数(Jsw和Jsi),分析了6条样带的群落结构和物种组成。结果显示在环境条件(土壤和地形)变化较小、层 次结构剧变的群落交错带中,边缘效应明显。而在环境条件较差(即空间波动大)的群落交错带中,边缘效应 不明显,甚至无边缘效应出现。可见,群落的边缘效应不仅受小气候影响,也受地形和土壤等因子的影响。     

太白红杉种群邻体范围与邻体竞争强度的研究

采用逐步扩大范围的方法探讨了不同径级基株所受的邻体竞争强度(平均竞争强度和总竞争强度)与影响范围的关系,结果发现：(1)邻体的平均竞争强度随影响范围的增加而降低,在一定的范围内下降较快,而超出该范围后下降的幅度变小,可以此为依据来确定邻体范围;(2)不同径级的基株,邻体范围有一定的差异;(3)邻体总的竞争强度和影响范围的关系服从对数函数关系(CI=AinC B)。结果表明采用逐步扩大范围的方法能有效地确定邻体范围,提出了确定邻体范围的新方法。     

秦岭太白红杉林分布及太白山高山林线特征的定量分析

采用正交试验设计在秦岭太白山设置了12个太白红杉林分,用样方方法对太白红杉种群进行了调查,用正交分析法和"DataProcessingSystem"数据处理软件对影响太白红杉林分布的5个生态因子进行了分析。结果表明:5个生态因子中,海拔梯度的变化是影响太白红杉林分布的主导因子,5个生态因子在影响太白红杉林分布中的作用地位是:海拔>坡度>土壤厚度>坡向>风向。并对描述太白红杉林的5个指标进行了主成分分析,并对高山林线进行了定量描述,胸高直径是描述太白红杉林的主要成分,海拔3400m是太白山太白红杉郁闭林的上限。     

太白红杉小孢子的发生和雄配子体的发育

太白红杉(Larix chinensis Beissn)的雄球花7月初开始分化。小孢子囊壁一般包括5～6层细胞：表皮、药室内壁、2～3层中层和绒毡层。绒毡层属于周原质团型。造孢细胞在7月下旬形成,8月上旬形成小孢子母细胞,8月下旬开始减数分裂,于10月上旬进入双线期,并以双线期渡过休眠。翌年3月下旬解除休眠继续进行减数分裂,4月中旬形成四分体,4月下旬到5月初小孢子从四分体内释放出来,小孢子经过连续4次有丝分裂后,于5月中旬形成5-细胞型的成熟花粉粒(雄配子体)并开始散粉。小孢子母细胞发育表现出不同步现象,部分小孢子母细胞在发育过程中出现退化,在小孢子囊内形成空腔。     

太白红杉群落物种多样性与环境因子的关系

定量研究了太白红杉群落物种多样性与环境因子的关系,结果表明:(1)海拔与物种丰富度和种间相遇机率呈极显著的负相关;与Shannon指数、Simpson指数和Pielou指数表现为"中间高度膨胀"的规律,即中等海拔高度上多样性高而低海拔和高海拔多样性较低。(2)岩石裸露度与物种丰富度呈显著的负相关。(3)土壤含水量与物种丰富度呈极显著的正相关;与种间相遇机率呈先降后升的趋势。(4)环境因子与物种多样性逐步回归结果是:海拔和岩石裸露度与物种丰富度关系密切,其回归方程为:S=90.62-0.02E-14.14B(r=0.769,P<0.05)。     

太白红杉种群邻体范围与邻体竞争强度的研究

采用逐步扩大范围的方法探讨了不同径级基株所受的邻体竞争强度 平均竞争强度和总竞争强度 与影响范围的关系 ,结果发现 : 1 邻体的平均竞争强度随影响范围的增加而降低 ,在一定的范围内下降较快 ,而超出该范围后下降的幅度变小 ,可以此为依据来确定邻体范围 ; 2 不同径级的基株 ,邻体范围有一定的差异 ; 3 邻体总的竞争强度和影响范围的关系服从对数函数关系 CI=Aln C+B .结果表明采用逐步扩大范围的方法能有效地确定邻体范围 ,提出了确定邻体范围的新方法     

秦岭太白红杉群落特征及其物种多样性的研究

选择太白红杉群落分布集中的太白山、长安光头山、玉皇山和冰晶顶等4个地段,设计18个样地,用样方法进行调查,共作样方280个。分析了太白红杉群落的种类组成、区系特点、群落外貌、垂直结构和水平结构等群落学特征,并对该群落的环境概况进行分析,计划了不同地段上群落的频、盖度指标和不同层次上的Shannon-Wiener指数,Simpson指数、Pielou指数和种间相遇指数。结果表是,太白红杉主要分布于秦岭海拔2800－3500m的高海拔山地,群落组成种类约85种,北温带分布属占优势,地面芽植物种类多,数量大,是该群落的优质层片。乔木层为太白红杉单优组成,平均高度约8．6m,多样性指数0．207－0．420,灌木层H值为1．779－2．363,草本层H值最高,为2．122－3．025。本研究为太白红杉可持续利用和保护提供了有益的参考。     

太白红杉3种不同材料总DNA的提取

高质量DNA的获得是进行各项遗传操作的基础,提取DNA的方法、材料因不同的植物而异。我们用改良的CTAB法,对太白红杉的3种不同材料的基因组总DNA进行了提取,均成功获得了适于RAPD分析的总DNA。结果表明,提取太白红杉DNA并对其进行研究,幼苗是较佳材料,愈伤组织也是较好的可试材料,而针叶则相对较差。     

太白红杉单木胸径生长模型的研究

通过比较分析4种有代表性的植物竞争指数的预测效果,选择较合适的指标构建太白红杉(Larix chinensis)的单木生长模型.研究结果表明:包含对象木胸径、竞争木胸径及对象木与竞争木距离的APA指数能客观反映太白红杉群落植株间的竞争关系;以近2年内胸径相对生长速率为因变量,自身胸径大小和竞争强度为自变量,通过回归分析建立的太白红杉单木生长模型具有较高的回归优度(r＝0.916,P<0.05),表明该模型能很好地预测太白红杉的生长.     

秦岭太白红杉种群空间分布格局动态及分形特征研究

采用相邻格子样方法采集数据,应用计盒维数和信息维数研究了太白红杉种群空间格局的分形特征,结果表明,太白红杉种群有较高的计盒维数(1.8087)和信息维数(1.7931),表明其对空间占据程度较高.用分布系数法和Morisita格局指数法检验格局类型,发现不同年龄组太白红杉种群均呈聚集分布.运用Greig-Smith的方法研究格局规模,发现太白红杉种群在128m²和512m²处聚集,不同年龄组在不同规模尺度聚集.以区组分布格局强度(PI)检测聚集强度,发现太白红杉种群格局强度随尺度变化程度较高,个体分布不均匀,随着年龄的增大,其聚集强度呈下降趋势.太白红杉种群的空间分布格局特征是其对严酷生境长期适应的结果.     

太白红杉小孢子的发生和雄配子体的发育

太白红杉(Larix chinensis Beissn)的雄球花7月初开始分化。小孢子囊壁一般包括5～6层细胞：表皮、药室内壁、2～3层中层和绒毡层。绒毡层属于周原质团型。造孢细胞在7月下旬形成,8月上旬形成小孢子母细胞,8月下旬开始减数分裂,于10月上旬进入双线期,并以双线期渡过休眠。翌年3月下旬解除休眠继续进行减数分裂,4月中旬形成四分体,4月下旬到5月初小孢子从四分体内释放出来,小孢子经过连续4次有丝分裂后,于5月中旬形成5-细胞型的成熟花粉粒（雄配子体）并开始散粉。小孢子母细胞发育表现出不同步现象,部分小孢子母细胞在发育过程中出现退化,在小孢子囊内形成空腔。     

林线树种太白红杉种子萌发的生理生态特性

 太白红杉(Larix chinensis)是太白山的高山林线树种。通过在人工气候室内的试验,研究了太白红杉种子在6种不同的光照与温度组合处理条件下的萌发特性。结果表明：在恒温和变温两种条件下,交替光照对于种子吸胀后的脱落酸（ABA）和赤霉素 (GA)有刺激作用。在恒温条件下,持续光照对于种子吸胀后的生长素 (IAA)有刺激作用,而变温条件下交替光照对生长素有刺激作用。细胞分裂素（CTK）的变化情况与IAA相反。光照条件相同时,恒温条件下的植物激素含量要高于变温条件下的含量,说明恒温对于各种激素有刺激作用。在25 ℃环境下种子的萌发率高于在12 ℃环境下的萌发率,说明温度对于种子的萌发有重要作用。太白红杉种子的萌发受交替光照（12 h光照/12 h黑暗）的刺激;恒温（25 ℃）条件下的种子萌发率高于变温（12 ℃/25 ℃）条件下的种子萌发率。实验结果反映了内源激素在太白红杉种子萌发过程中起着重要作用。