磷胁迫对不同杉木无性系酸性磷酸酶活性的影响

 缺磷是限制目前农林业产量的一个重要因子,传统的农林业生产主要通过施肥和土壤改良来满足植物对磷的需求,近年来人们开始发掘磷高效利用植物来替代传统方法提高磷的利用效率。杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国亚热带地区最重要的造林树种之一,生长快、材质好、产量高,在中国人工林经营中占有重要地位。为揭示磷素胁迫条件下杉木无性系酸性磷酸酶的变化规律和筛选磷高效利用杉木无性系,通过土培试验,设计4种磷素处理水平(正常供磷16 mg•kg－1、轻度磷胁迫8 mg•kg－1、中度磷胁迫4 mg•kg－1、重度磷胁迫0 mg•kg－1),进行磷素胁迫条件下不同杉木无性系酸性磷酸酶(APA)活性的比较研究。结果表明：缺磷条件下1年生杉木叶片和根际的APA活性明显高于正常供磷处理。随缺磷时间的延长、不同杉木无性系酸性磷酸酶的变化规律不同,其中8号、24号、37号无性系叶片和根际的APA活性明显高于正常供磷处理;5号、9号无性系根际APA活性虽然增幅较大,但其叶片酶活性变化较小;3号、23号、34号无性系整体而言对磷胁迫不敏感,缺磷条件不对其叶片APA及根系APA活性造成显著影响。在磷胁迫条件下,杉木无性系可通过叶片及根际酸性磷酸酶活性的增强来适应环境磷缺乏,但不同杉木无性系对磷缺乏的适应性存在明显差异,因此能否将APA活性作为杉木无性系磷效率的评价指标之一仍需作进一步研究。     

大兴安岭塔河地区雷击火发生驱动因子综合分析

森林火灾是一个全球性问题,对森林资源和温室气体排放有重要影响,并严重影响人们生命财产安全。林火主要分为人为火(人为活动引起)和雷击火(雷电引起)两大类。在我国北方针叶林带,雷击火主要集中在黑龙江大兴安岭和内蒙古呼伦贝尔盟地区。大兴安岭塔河地区位于我国北方针叶林带,是森林火灾的重灾区。其中雷击火所占比例大约1/3以上。目前针对当地雷击火与影响因子的研究主要集中于气象因子,非气象因子(森林可燃物和地形特征)的研究受数据条件和技术手段限制研究报道较少。研究数据包含三部分,林火数据,气象数据和地理植被数据。林火数据包含1974—2009年间林火发生经纬度坐标,时间和面积等。气象数据主要包括每日尺度的最低气温,最高气温,平均风速,平均相对湿度等因子。根据加拿大火险天气指标系统计算出了出了细小可燃物湿度码(FFMC),干燥可燃物湿度码(DMC)和干旱码(DC)也没用于本研究。此外,基于1∶10万塔河地区数字化林相图提取了海拔、坡度、坡向、森林类型、优势树种、龄级等因子用于决策因子分析。研究数据分析过程主要应用Arc GIS10.0中的空间分析工具和SPSS19.0的逻辑斯蒂回归模型完成。研究结果显示"日最低气温","最大风速"和"最小相对湿度"3个气象因子及火险天气指标系统(FWI)中细小可燃物湿度码(FFMC)干旱码(DC)与雷击火发生概率显著相关(P0.05),模型整体拟合水平R2(CoxSnell)=0.326。在非气象因子与雷击火发生的逻辑斯蒂模型检验中,"地被物盖度"和"龄级"均在P=0.05水平上与雷击火发生显著相关,其模型的整体拟合水平R2(CoxSnell)为0.15。研究结论表明在分析雷击火发生的决策因子时,应该综合考虑气象、可燃物和林分因素。     

杉木种子萌发及幼苗生长对光强的响应

设置不同光强梯度(透光率分别为100%、40%、20%、10%和5%,光照强度PPFD分别为201.3、77.0、37.5、19.2、9.8 μmol·m^-2·s^-1),研究光对杉木种子萌发和幼苗早期生长的影响,分析杉木种子萌发、幼苗存活、生长、形态响应、生物量积累及其分配格局对不同光环境的响应策略.结果表明: 杉木种子的萌发率、存活率、建植率和萌发指数在不同光强梯度下均有显著差异,且40%的透光率是种子最适萌发条件,萌发率最高,而全光照下存活率和建植率最高;随光照强度的减弱,杉木幼苗茎长增大,根长、子叶长、子叶厚、真叶数呈降低趋势,而基径在各光照强度间无显著差异;总生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量均表现为全光照下最大.随着光照强度的减弱,光合组织与非光合组织生物量比、叶生物量比呈降低趋势,茎生物量比呈增加趋势,根冠比和根生物量比无显著差异.弱光环境促进杉木种子萌发,不利于杉木幼苗存活和生长.在弱光环境下,杉木幼苗通过增大茎生物量来提高对弱光环境的耐受力.     

福建闽清福建青冈天然林种子雨和种子库

对福建闽清黄楮林自然保护区的福建青冈(Cyclobalanopsis chungii)天然林的种子雨和土壤种子库进行了观测和分析.结果表明,福建青冈种子雨持续2个月,其高峰期在11月下旬～12月上旬,总量为12.44个m~(-2),在种子散布过程中完好种子、虫蛀种子、败育种子、霉烂种子和萌发种子的比例差异明显,其中虫蛀种子是萌发种子的19.44倍.土壤种子库中虫蛀种子占53.79%,与种子雨相比,完好种子和萌发种子数量分别减少2.15个m~(-2)和0.20个m~(-2).土壤种子库种子存活率仅13.51%,动物捕食率达45.90%,说明动物的捕食和搬运是福建青冈种子缺失的原因之一.福建青冈天然林土壤种子库有69种植物种子,但种子数量较少,且分布不均匀,种子库中78.42%种子分布在2～5 cm土层中.福建青冈天然林中实生幼苗少与福建青冈种子本身特性及其生长环境密切相关,福建青冈种子发育成熟后因动物侵扰、虫蛀、霉烂和败育等情况发生,难以在土壤中长期保存,以致福建青冈林分天然更新严重受阻.     

供磷水平及方式对杉木幼苗根系生长和磷利用效率的影响

为研究杉木幼苗根系生长、形态学指标及养分利用效率对土壤磷素异质分布的响应规律,选择杉木种子园单株采种培育的半同胞家系实生幼苗为研究对象,采用室内沙培控磷盆栽试验,设计低浓度供磷(8 mg/kg KH_2PO_4)、正常供磷(16 mg/kg KH_2PO_4)和高浓度供磷(32 mg/kg KH_2PO_4)3个供磷水平,每个供磷水平分别采用2种供磷方式(局部供磷和均匀供磷)进行根部施磷。结果表明:(1)从供磷水平来看,低浓度供磷下的杉木根长、根系生物量、根冠比、根系及全株的磷素利用效率均显著大于正常供磷和高浓度供磷,而根平均直径相反;随着供磷水平的提高,杉木苗高和地上部生物量无显著差异,而比根长表现出逐渐降低的趋势。(2)从供磷方式来看,局部供磷处理的杉木苗高、根长、根系表面积、比根长、地上部生物量、根系及全株的磷素利用效率均显著大于均匀供磷处理,而根平均直径和根冠比则相反。总体上,低浓度局部供磷处理下杉木可明显增强其根系的形态可塑性,从而优化根系在养分异质土壤里的空间分布,并通过提高根系磷素利用效率以维持地上部的正常生长。     

植物响应非生物胁迫的磷酸化修饰组学研究进展

植物具有固着生活的特点,高温、低温、干旱和盐等生境中常见的非生物胁迫会严重影响植物的生长发育。蛋白质磷酸化是植物应对非生物胁迫的重要机制,主要通过蛋白质的磷酸化和去磷酸化修饰来调控植物细胞对外界胁迫的应激反应,在植物细胞快速传递胁迫信号并激活对胁迫环境的形态、生理和分子水平适应机制的过程中起重要作用。该文主要介绍了植物磷酸化蛋白质的富集、检测和鉴定技术,并对近年来国内外有关植物响应高温、低温、干旱、淹水、盐、养分亏缺和元素毒害等非生物胁迫的磷酸化修饰蛋白组学研究进展进行综述。     

邻株竞争对低磷环境杉木幼苗光合特性及生物量分配的影响

选择同一杉木(Cunninghamia lanceolata)无性系幼苗为研究对象, 通过设计邻株竞争处理和3个供磷水平的室内沙培模拟试验, 采用破坏性收获方式, 分别于试验初期,中期和末期测定不同竞争与供磷水平条件下杉木幼苗光合特性和生物量分配的变化规律, 综合分析邻株竞争对低磷环境杉木响应行为的影响.结果表明: 竞争处理,供磷水平和胁迫时期三者对杉木幼苗4个光合特性指标的影响均存在明显的交互作用(p < 0.05), 而对生物量分配的交互作用未达显著水平(p > 0.05).低磷和不供磷处理条件下杉木幼苗叶片的净光合速率,蒸腾速率和气孔导度均明显较低, 其中缺磷胁迫和邻株竞争对叶片气孔导度的降低具有叠加效应.随着竞争和低磷处理时间的延长, 杉木幼苗叶片蒸腾速率逐渐降低, 但气孔导度和胞间CO₂浓度呈先下降后上升的趋势, 而根系生物量和根冠比均显著增加.     

植物根系解剖结构对逆境胁迫响应的研究进展

通过对皮层组织、凯氏带、维管柱等根系主要解剖组织结构在逆境条件下发生的一系列适应性变化进行综合论述,揭示植物根系通过调节甚至改变自身结构特征以应对各种逆境,提出今后应从逆境条件变化的角度开展植物根系解剖结构的形态可塑性研究,同时结合形态、解剖及生理代谢指标,建立抗逆性品种筛选指标体系。     

杉木和木荷种子萌发及幼苗生长对光梯度的响应

光是影响种子萌发和幼苗生长的关键因素.为理解不同树种种子萌发及幼苗生长对光梯度变化的响应机制,本文研究了不同光照强度(分别为自然光强的100%、60%、40%、15%和5%)对杉木和木荷种子萌发及幼苗生长的影响,探讨了两树种种子萌发和幼苗生长对光照响应的差异性.结果表明: 光照强度对两树种的种子萌发和幼苗生长均具有显著影响. 随着光照强度的减弱, 杉木种子萌发率增大,萌发指数增大,木荷种子萌发率和萌发指数则先增大后减小,在40%光照强度下达到最大值.两树种幼苗存活率在全光照(100%光照)下均为0,在5%～60%光照处理下则随着光照强度的减弱而显著降低.两树种幼苗根长、地径和株高对光梯度变化的响应趋势一致,随着光照强度的减弱,根长显著减小,地径和株高则先增大后减小,在5%光照强度下达到最小.随着光照强度的减弱,杉木幼苗根、茎、叶及总生物量降低,木荷幼苗生物量积累在15%～60%光照强度下较高, 5%光照强度下最小,且相同光照强度下,木荷幼苗各部分生物量均大于杉木.两树种幼苗应对低光环境时,表现出较大的茎和叶的生物量分配比,而根生物量比和根冠比降低.表明杉木苗期生长不耐阴,需要相对较强的光照,而木荷苗期具有较强的耐阴性,对弱光环境的适应性更强,能够在郁闭的林冠下定植和正常生长.