近一世纪黄土高原区植物气孔密度变化规律

以黄土高原地区 4种典型 C3植物辽东栎 (Quercus liaotungensis)、虎榛子 (Ostryopsis davidiana)、酸枣 (Zizyphus jujubavar.spinosa)和狼牙刺 (Sophora viciifolia)植物腊叶样品标本为材料 ,利用数码图像显微镜处理系统 ,研究了从 2 0世纪 30年代至 2 0 0 2年中不同年代植物气孔密度的变化情况。结果表明 ,在近百年中 ,4种植物气孔密度随环境变化的演变规律不同 ,辽东栎气孔密度升高率为 1.31% ,几乎没有变化 ,虎榛子气孔密度降低率为 9.79% ,下降也不十分明显 ,而酸枣和狼牙刺的气孔密度降低率分别为 32 .35 %、4 6 .85 % ,下降非常明显。 4种植物气孔密度变化率比较 :狼牙刺 >酸枣 >虎榛子 >辽东栎。说明不同植物对气候环境因子的敏感性不同 ,具有不同的适应环境变化的策略 ,环境变化对气孔密度的影响 ,其效应因植物种类而异     

近70年来黄土高原典型植物δ13C值变化研究

对黄土高原地区 4种典型C3 植物狼牙刺 (Sophoraviciifolia) 、辽东栎 (Quercusliaotungensis) 、虎榛子 (Os tryopsisdavidiana) 和酸枣 (Zizyphusjujubavar.spinosa) 样品稳定性碳同位素组分 (δ¹³ C) 进行分析, 研究了从 2 0世纪 30年代至今近 70年中不同年代植物δ¹³ C值的变化。结果表明, 在近 70年中, 4种植物δ¹³ C值变化范围为- 2 5.0 5‰~ - 2 9.75‰, 平均值为 - 2 7.0 4‰。 4种植物叶片δ¹³ C值均呈下降趋势, 表明随气候环境变化, 近 70年4种植物的水分利用效率 (WUE) 均呈降低趋势。但不同植物叶片δ¹³ C值下降幅度不同 :狼牙刺和辽东栎叶片δ¹³ C值下降非常明显, 虎榛子叶片δ¹³ C值下降也较明显, 而酸枣叶片δ¹³ C值下降不明显。 4种植物δ¹³ C值的降低率分别为 14.6 5 %、14.4 6 %、11.99%和 2.4 4 %, 说明不同植物对气候环境因子的敏感性不同, 具有不同的适应环境变化的策略, 酸枣是 4种植物中耐旱能力较强, WUE较高的物种。     

太白山栎属树种气孔特征沿海拔梯度的变化规律

气孔是植物与外界环境进行水分和气体交换的主要通道,调节植物碳同化和水分散失的平衡关系,在一定程度上反映植物对外界环境变化的适应。沿太白山北坡1100—2300 m海拔,测定4种栎属树种的气孔性状,分析气孔性状沿海拔的变化规律和其对环境因子的响应。结果表明:(1)气孔密度与气孔长度间的负相关在4个树种间均显著存在(P0.05);除栓皮栎(Quercus variabilis)外,气孔密度与潜在气孔导度指数的正相关关系均达显著水平;而气孔宽度与气孔长度之间只在栓皮栎和锐齿栎(Q. aliena var. acuteserrata)达到显著水平。(2)栓皮栎和槲栎(Q. aliena)的气孔长度和宽度随海拔升高而下降,气孔密度、潜在气孔导度指数增加,辽东栎(Q. wutaishansea)变化形式则相反;锐齿栎气孔宽度减小,其余性状沿海拔呈单峰变化,在约1600 m处气孔长度达到最小值,气孔密度和潜在气孔导度指数达到最大值。(3)与土壤因子相比,气孔性状主要受气候因素的影响。潜在气孔导度指数与大气温度、空气湿度成极显著正相关(P0.01),与降水量显著负相关(P0.05)。其中,空气相对湿度是影响潜在气孔导度指数的主要因素,能够解释气孔变异的22.9%。本研究结果对于深入认识秦岭太白山地区栎属树种对环境变化的响应和适应提供理论证据。     

13种栎属植物叶片的气孔特征及其相关性分析和分类学意义

以13种栎属(Quercus Linn.)植物〔包括产自辽宁省的槲栎组(Sect. Quercus)8种和麻栎组(Sect. Aegilops)2种以及引自北美洲的沼生栎组(Sect. Erythobalanus)2种和引自波兰的白栎组(Sect. Lepidabalanus)1种〕为试材,观察了这些种类叶片的气孔形态,并分析了气孔器和气孔的形态参数,还对各形态参数间的相关性进行了分析;在此基础上,对13种栎属植物进行了聚类分析。结果表明：栎属植物叶片的气孔仅分布于下表皮;气孔器排列属无规则型;气孔保卫细胞呈肾形,内壁加厚;气孔下陷,呈椭圆形或狭长椭圆形。供试种类的气孔和气孔器的形态参数差异明显,变异系数差异较大;气孔器的长轴长度、短轴长度和面积分别为18.24~27.46μm、14.63~23.18μm和221.56~501.70μm2,变异系数分别为7.73%~15.90%、7.10%~17.44%和14.13%~32.73%,气孔器指数为0.73~0.85;气孔的长轴长度、短轴长度、面积和密度分别为8.69~15.41μm、1.94~8.49μm、15.15~104.93μm2和462.32~984.44 mm-2,变异系数分别为12.03%~22.17%、13.65%~34.10%、27.95%~54.13%和8.10%~16.99%,气孔指数为0.22~0.57;总体上,按照多数气孔器和气孔参数从大至小的变化趋势依次排序为沼生栎组、白栎组、麻栎组、槲栎组。相关性分析结果表明：供试种类的气孔密度与气孔器和气孔的长轴及短轴长度均呈极显著(P<0.01)负相关;气孔器面积与气孔器指数和气孔指数分别呈极显著和显著(P<0.05)正相关;气孔面积与气孔器和气孔的长轴和短轴长度、气孔器指数和气孔指数呈极显著正相关,但与气孔密度呈显著负相关。聚类分析结果表明：在欧氏距离10处可将13种栎属植物分为3类,第Ⅰ类包含槲栎组的8种,第Ⅱ类包含麻栎组和白栎组的3种,第Ⅲ类包含沼生栎组的2种。研究结果显示：栎属植物叶片的气孔特征具有一定的稳定性,可作为栎属植物组间分类及亲缘关系分析的依据之一。     

辽东栎(Quercus liaotungensis )叶特性沿海拔梯度的变化及其环境解释

植物对环境的适应一直是生态学研究的核心问题之一。山地由于海拔剧烈变化造成显著的环境差异,成为研究植物对环境适应性变化的理想对象。为阐明辽东栎（Quercus liaotungensis Koidz.）叶对环境的适应性变化,在北京东灵山地区辽东栎海拔分布范围（1000~1800m）内研究了叶特性的变化规律及其与地形和土壤养分的关系。回归分析发现：辽东栎气孔密度、气孔长度和叶面积随海拔的升高呈现曲线变化形式。在海拔约1400m处,气孔密度最小而气孔长度和叶面积最大;气孔密度和长度成反比;叶长宽比没有明显变化;叶绿素（a＋b）含量和单位干重叶氮、磷和钾含量沿海拔梯度呈上升趋势,同时叶绿素含量和叶氮含量有较弱的正相关。偏相关分析显示：叶绿素含量和坡位有显著的相关关系,叶磷含量与坡度关系显著,但叶养分与土壤养分之间未表现出明显的相关关系;地形和土壤养分与气孔密度、长度和叶面积等形态指标的关系均不显著。方差分析表明上坡位与中、下坡位的叶绿素含量有显著差异,上坡位的叶绿素含量最高。辽东栎大部分叶特性在其海拔分布范围内有显著的变化,并且形态特征和养分特征的变化形式不同,海拔1400m左右是辽东栎叶形态特征变化最显著的范围。这些叶特征的变化与土壤养分的关系不明显。     

辽东栎（Quercus liaotungensis ）叶特性沿海拔梯度的变化及其环境解释

植物对环境的适应一直是生态学研究的核心问题之一。山地由于海拔剧烈变化造成显著的环境差异,成为研究植物对环境适应性变化的理想对象。为阐明辽东栎(Quercus liaotungensis Koidz.)叶对环境的适应性变化,在北京东灵山地区辽东栎海拔分布范围(1000~1800 m)内研究了叶特性的变化规律及其与地形和土壤养分的关系。回归分析发现：辽东栎气孔密度、气孔长度和叶面积随海拔的升高呈现曲线变化形式。在海拔约1400m处,气孔密度最小而气孔长度和叶面积最大;气孔密度和长度成反比;叶长宽比没有明显变化;叶绿素(a+b)含量和单位干重叶氮、磷和钾含量沿海拔梯度呈上升趋势,同时叶绿素含量和叶氮含量有较弱的正相关。偏相关分析显示：叶绿素含量和坡位有显著的相关关系,叶磷含量与坡度关系显著,但叶养分与土壤养分之间未表现出明显的相关关系;地形和土壤养分与气孔密度、长度和叶面积等形态指标的关系均不显著。方差分析表明上坡位与中、下坡位的叶绿素含量有显著差异,上坡位的叶绿素含量最高。辽东栎大部分叶特性在其海拔分布范围内有显著的变化,并且形态特征和养分特征的变化形式不同,海拔1400 m左右是辽东栎叶形态特征变化最显著的范围。这些叶特征的变化与土壤养分的关系不明显。     

外源脯氨酸对自然干旱下白刺叶片气孔的影响

以大田环境内多年生荒漠植物白刺（Nitraria tangutorum）为研究对象,采用扫描电子显微镜对不同外源脯氨酸质量浓度处理下白刺叶片气孔进行微观结构观察并测定叶片表皮气孔器长度、宽度、面积和密度,比较同一指标在不同脯氨酸质量浓度处理下的差异。采用室外试验研究自然干旱胁迫下喷施质量浓度为50、100、150、200、250 mg·L^-1的外源脯氨酸（Proline,缩写为Pro或P）研究白刺的耐旱性。观察结果显示,白刺叶片气孔保卫细胞为肾形,气孔在叶片表皮随机分布,气孔器多为无规则型,气孔呈椭圆形且叶片表面蜡质较少,并且叶片细胞出现褶皱和下陷。与对照相比,在不同质量浓度处理和不同采样时间时,气孔长度、宽度及面积下降,气孔密度增大,随着浓度的升高以及采样时间的变化,气孔长度整体呈现下降趋势,当浓度达到200 mg·L^-1时,下降幅度增大,宽度和面积整体呈现先降低后升高再降低的趋势,而气孔密度则整体呈现上升趋势,其中,气孔长度、宽度和面积在质量浓度为50 mg·L^-1、采样第1天时达到最大值,气孔密度在质量浓度为150 mg·L^-1、采样第9天时达到最大值。此外,气孔长度在不同浓度脯氨酸处理下第1、6和9天存在显著差异,而气孔宽度和面积差异不显著,除第0天外,气孔密度因脯氨酸质量浓度不同均差异显著（P<0.05）。研究结果表明,自然干旱胁迫下对白刺叶片喷施不同质量浓度的外源脯氨酸,可减小气孔长度、宽度和面积,而增加气孔密度,以期为白刺抗旱提供理论依据。     

兰州市主要绿化植物气孔性状特征

气孔是植物叶片与外界环境进行水汽交换的门户, 利用气孔特征反映植物对环境变化的响应与适应有助于了解干旱区绿化植物的适应策略。于2019年7月通过气孔印迹法对兰州市40种主要绿化植物气孔性状进行观察与测定。采用标准化主轴估计和系统独立比较分析建立气孔性状间的相关关系; 通过计算Blomgerg’sK值以检验系统发育信号; 利用聚类分析和主成分分析对气孔性状特征进行功能群划分。结果表明: (1)在所研究的植物中, 气孔性状特征在个体间差异显著, 植物生长型(乔木、小乔木、灌木和草本)会显著影响气孔长度、宽度、开度和密度, 叶习性(落叶和常绿)仅对气孔开度有显著影响; (2)气孔长度与宽度、气孔开度与面积间均为显著的异速生长关系, 气孔密度与面积和开度间为负异速生长关系; (3)系统发育会对气孔性状的相关关系产生显著影响, 虽然气孔性状的系统发育保守性不强(K < 1), 但气孔开度和气孔开张比具有显著的系统发育信号; 4)依据气孔性状特征可以将绿化植物划分为: 低密度-大面积、高密度-小面积和中等密度-适中面积共3种功能群。结合系统发育和异速生长理论能更好地解释气孔性状变异及适应策略。     

北京山区落叶阔叶林优势种叶片特点及其生理生态特性

荆条、山杏、辽东栎、北京丁香、大叶白蜡、核桃楸等６种植物在不同光照条件下的气孔导度,不同生境下叶片形态参数和叶片解剖特征进行了研究。扫描电子显微镜图片显示这片植物的气孔全着生在远轴面,气孔密度大小是：辽东栎〉山杏〉北京丁香〉核桃楸〉大叶白蜡,方差分析结果显示这５种植物叶片上气孔密度存在极显著差异,且叶片外表微观上差异比较明显。生境不仅影响叶片的气孔密度,而且也导气孔导度的差异,全光照条件下,山杏、     

大气中CO2、O3浓度升高对银杏成年叶片气孔数量特征的影响

利用开放式气室(OTC)持续观测了2个生长季(2005-2006年).在每年9月30日停止供气后,采样1次.观测高浓度CO2和O3处理的银杏(Ginkgo biloba)成年叶片气孔数量的变化规律.结果表明:在700 μmol·mol-1CO2处理条件下,叶片气孔的长度、宽度、周长和面积均明显高于对照(P<0.05);在80 μmol·mol-1O3处理条件下,气孔的长度、宽度、周长和面积却显著低于对照(P<0.01);成年叶片气孔在高浓度CO2影响下,气孔密度略有升高(P>0.05),而气孔指数显著减少(P<0.05);大气O3浓度升高对气孔密度影响不大(P>0.05),气孔指数显著减少(P<0.05);银杏成年叶片气孔的长度、宽度与气孔比密度存在一定的负相关关系,可用一元二次曲线方程较好地描述.     

子午岭森林与灌丛植被的主要类型及特征的研究

子午岭森林植被主要类型有油松林、侧柏林、辽东栎林、山杨林、小叶杨林、白桦林、油松—辽东栎林、侧柏—辽东栎林、辽东栎—山杨林、白桦—山杨—辽东栎林、辽东栎—山杨—槭树—漆树杂木林等11个群丛。子午岭灌丛植被主要类型有沙棘灌丛、单瓣黄刺玫灌丛、樱草蔷薇灌丛、白刺花灌丛、虎榛子灌丛、牛奶子灌丛、山杏灌丛、山桃灌丛、酸枣灌丛、杠柳灌丛、红皮柳—皂柳—乌柳灌丛、白刺花—酸枣—单瓣黄刺玫灌丛等12个群丛。     

淮北相山三种群落中优势树种次生木质部的解剖学特征

对淮北相山侧柏、构树混交林6个优势树种次生木质部的观察表明,其结构表现出一定的旱生特征：高的复孔率和导管分布频率,窄导管,木纤维短,射线低。利用相对输导率和脆性指数对导管水分输导的有效性和安全性进行了评估,结果表明6个优势树种的相对输导率依次为：牡荆〉酸枣〉扁担木〉构树〉柘树〉小叶鼠李,脆性指数依次为：构树〉牡荆〉扁担木〉酸枣〉小叶鼠李〉柘树,植物水分输导的有效性和安全性与其在相山的自然分布相一致。作为广布优势树种,牡荆、酸枣和扁担木的次生木质部在导管分子长度、单孔率、导管频率、相对输导率、脆性指数、多列射线高度、多列射线宽度和单列射线高度等性状上均表现出一定的可塑性。与混交林和人工侧柏林相比,灌丛中植物导管分子短,单孔率低,导管频率大,射线低,相对输导率大,脆性指数小,更倾向于旱生特点。逐步多重回归分析表明,随着郁闭度的增加,导管分子长度和单孔率增加。随着风速的增加,导管频率增加。随着土壤含水量的增加,多列射线变宽。     

Secondary Xylem Anatomic Characteristics of Dominant Plant Species in Three Communities in Xiangshan Mountain,Huaibei , China

The results of anatomic observations on secondary xylem of 6 dominant species in a Platycladus orientalis + Broussonetia papyrifera mixed forest in Xiangshan mountain, Huaibei, China, indicated that these species share some xeromorphic features in secondary xylem such as high vessel frequency, less percentage of single porous, thinner vessel, shorter fibers, and lower rays. The availability and safety of the vessel associated with water conduction was evaluated through relative conductivity and the vulnerability index, the result shown that relative conductivity of the 6 dominant species is ordered as Vitex negundo var. cannabifolia, Ziziphus jujuba var. spinosa, Grewia biloba var. parviflora, Broussonetia papyrifera, Cudrania tricuspuidata, Rhamnus parvifolia , while the vulnerability index is ordered as B. papyrifera, V. negundo var. cannabifolia, G. biloba var. parviflora, Z. jujuba var. spinosa, C. tricuspuidata, R. parvifolia, and the availability and safety of water conduction of these plants is coincided with their distribution in Xiangshan mountain. The three widely distributed dominant species, Z. jujuba var. spinosa, V. negundo var. cannabifolia and G. biloba var. parviflora, show great plasticity in some characters, including vessel element length, vessel frequency, relative conductivity, vulnerability index, percentage of single porous, multiserate ray height, multiserate ray width, and single ray height, etc. Compared to those in mixed forest and P. orientalis forest, the species in shrub tend to have shorter vessel elements, higher vessel frequency, less single porous percentage, lower rays, higher relative conductivity, and less vulnerabilityindex, thus indicated that they are inclined to more xeromorphic anatomically. The result from the stepwise multiple regressions show that both of the vessel element length and percentage of single porous increased with the canopy density, and the vessel frequency increased with the wind velocity, multiserate ray width increased with the soil water content.     

土壤干旱胁迫对酸枣叶片黄酮类代谢及某些生长和生理指标的影响

采用盆栽称量法研究了对照、中度和重度干旱(土壤相对含水量分别为75%、55%和35%)条件下1年生酸枣〔Ziziphus jujuba Mill.var.spinosa(Bunge)Hu ex H.F.Chow〕幼苗叶片中黄酮类成分含量及一些生长和生理指标的变化,并讨论了酸枣适应干旱过程中黄酮类成分的作用。结果表明:在中度和重度干旱条件下酸枣叶片苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性均高于对照,但经重度干旱处理后复水第7天PAL活性与对照无显著差异。与对照相比,中度干旱条件下叶片槲皮素含量基本无变化,总黄酮和芦丁含量分别显著或极显著增加,丙二醛和可溶性蛋白质含量无显著变化;与中度干旱条件相比,重度干旱条件下叶片总黄酮、芦丁和槲皮素含量显著或极显著下降,丙二醛含量不显著增加,可溶性蛋白质含量显著降低;与对照相比,重度干旱条件下总黄酮含量无明显变化,芦丁和丙二醛含量极显著或显著增加,槲皮素和可溶性蛋白质含量显著下降;复水第7天,总黄酮、芦丁和槲皮素含量均显著或极显著高于复水前,且总黄酮和芦丁含量显著高于对照,槲皮素含量与对照无显著差异;复水第1天至第4天,丙二醛含量呈先降后增再降的趋势、可溶性蛋白质含量则呈先降低后逐渐增加的趋势,其中复水第1天丙二醛含量显著高于复水前、可溶性蛋白质含量显著低于复水前。在中度或重度干旱胁迫后酸枣枝条长度均极显著小于对照,且随土壤相对含水量的降低枝条长度减小;叶片相对含水量也表现出随土壤相对含水量的降低逐渐减小的趋势,但差异不显著。研究结果提示:适宜的干旱胁迫可促进酸枣叶片黄酮类代谢,但在不同的干旱胁迫条件下,黄酮类代谢在酸枣抗旱过程中具有不同的作用。     

子午岭林区山杨-辽东栎混交林的生理生态效应

研究了黄土高原子午岭次生林区山杨林、辽东栎林和山杨-辽东栎混交林3种林分的土壤物理特性和叶片光合特性.结果表明,山杨林地在0～300 cm土层的土壤含水量最大,而在200 cm土层以下,山杨 辽东栎混交林的土壤水分明显改善,并优于辽东栎林;在0～60 cm土层内,山杨林地土壤容重最大、土壤孔隙度最小,而山杨-辽东栎混交林的土壤容重最小、土壤孔隙度最大,且均优于纯林,说明混交林地有深层土壤水分可供利用,同时土壤理化特性得到改善.山杨林和辽东栎林的叶绿素含量较高,且均明显高于山杨-辽东栎混交林.辽东栎林的光合速率和气孔导度最大,其次为山杨林, 二者均明显高于山杨-辽东栎混交林.从叶片水分利用效率来看,辽东栎林>山杨-辽东栎混交林辽东栎>山杨-辽东栎混交林山杨>山杨林.山杨-辽东栎混交林中辽东栎的PSⅡ最大光化学转换效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)值均较大,但与辽东栎林的F_v/F_m和F_v/F_o值差异不显著,而混交林中山杨的F_v/F_m和F_v/F_o值均相对小于山杨林,且与山杨林的F_v/F_m差异显著,山杨林和辽东栎林的荧光光化学猝灭系数和非光化学猝灭系数值均大于混交林地.因此,子午岭林区辽东栎林更趋于稳定且生长优于其混交林,而山杨林群落将逐步被替代,与纯林类型相比较,其混交林类型可能较不利于山杨的生长.     

淮北相山恢复演替群落优势树种的水分生理生态研究

对淮北相山不同恢复演替阶段植被中4个优势树种叶片的水分生理指标进行研究,结果表明：在同一生境(混交林)下,广布优势种（酸枣和牡荆）比局部优势种（柘树和构树）具有更强的耐旱性,但后者的资源获取能力更强,生长速度更快;酸枣和牡荆的耐旱机理不同,酸枣为低水势耐旱植物;牡荆为高水势耐旱植物。酸枣和牡荆的叶片水分生理指标均随群落环境的不同而表现出一定表型可塑性,它们在不同群落中的耐旱性依次为：混交林林内>混交林林缘>灌丛>灌草丛>人工侧柏林。生理可塑性导致酸枣和牡荆具有更宽的生态幅和更强的耐旱性,这是它们在相山成为广布优势种的重要原因。     

转甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因水稻第三叶气孔长度、宽度和密度及其相关性的研究

用扫描电镜对转BADH基因水稻52-7及其亲本受体中8第三叶气孔长度、宽度、密度及其相关性进行了研究。结果表明,52-7第三叶叶背面和叶腹面的气孔长度与密度分布的差异都小于中8,而两者宽度的分布都较均匀;52-7气孔长度和密度的平均值都大于中8;52-7叶背面和叶腹面3／5气孔长度存在显著件差异．气孔密度差异达到极显著;52-7第三叶叶背面气孔长度分别与气孔宽度和密度呈不显著负相关,而叶腹面气孔长度分别与气孔宽度和密度的相关性不显著。这些说明BADH基因的转入可能对第三叶气孔的某些性状产生了一定的影响。     

酸枣的研究进展及开发前景

本文对酸枣(种仁、果肉、叶、根)的化学成分、药理作用等方面的研究进展作一综述,并对酸枣资源的开发利用提出了一些见解。