岷江上游干旱河谷区域空间变化的定量判定

采用遥感和地理信息系统技术,准确界定了岷江上游干旱河谷的范围,在此基础上分析了岷江上游干旱河谷的面积变化及其边界分布海拔的最高上限在垂直方向上的抬升距离。结果表明,干旱河谷面积在不断扩大,由1974年的93140hm2扩大到2000的123078hm2,其中1995～2000年间年变化率较1974～1995年有所降低;岷江上游干旱河谷的边界沿山体向上攀升非常迅速,1974岷江上游干旱河谷边界的最高上限海拔为3128m,1995年为3167m,较1974年抬升了39m;2000年为3181m,与1995年相比沿垂直方向向上抬升了14m。1974到2000年间岷江上游干旱河谷边界最高上限沿垂直方向抬升了53m,大约平均每年抬升2m。为了遏制干旱河谷进一步扩大的趋势,必须加大植被恢复和生态建设力度。     

林窗对岷江冷杉更新幼苗根系生物量积累与分配的影响

林窗对更新幼苗生物量积累和分配的影响在种群恢复中具有重要作用,尤其是暗针叶林更为突出。以川西亚高山岷江冷杉原始林林窗、林下的岷江冷杉更新幼苗为对象,研究其粗根和细根生物量的积累与分配过程及其异速生长关系。结果表明：随着岷江冷杉幼苗的生长,粗根、细根生物量均不断积累,但根系生物量中分配到粗根的比例逐渐增加、分配到细根的比例逐渐减少,粗根-细根间生物量的异速生长指数由等速生长转变为异速生长。林窗幼苗的细根生物量、粗根生物量和总根生物量中位数均小于林下幼苗,细根生物量分配比例大于林下幼苗;林窗还显著影响细根、粗根生物量随基径增粗的积累与分配过程,细根生物量分配比例随基径增粗的降幅大于林下幼苗;但林窗对粗根-细根生物量间的异速生长指数影响不显著。说明林窗干扰改变了岷江冷杉更新幼苗地下资源的分配方式,优化了资源配置。     

川西高原两种针叶树径向生长对气候因子的响应

基于树轮年代学手段,建立了岷江冷杉和方枝柏树轮宽度标准年表以及混合树种年表,研究川西地区理县凉台沟两种针叶树种径向生长对气候变化的响应,为全球变暖背景下该地区森林生态系统的保护与管理提供依据。结果表明:混合年表中包含了2个单个年表的共同气候信息,其信噪比和样本总体解释量均高于单个年表。与气候因子的相关分析显示,3个年表对气候要素的响应表现出较好的一致性,均对温度响应敏感,尤其是方枝柏最为敏感。相对湿度在5、10月对两树种的限制作用明显强于降水。1994年升温突变后,岷江冷杉宽度年表与月均温的相关性变化最为明显,部分月份由负相关转变为正相关,表明岷江冷杉树木径向生长对温度的响应呈现出不稳定性,但两树种径向生长呈差异性变宽趋势,对气温响应的敏感性减弱。     

川西亚高山岷江冷杉外生菌根形态随海拔梯度的分化

外生菌根真菌是一类有助于植物生长及应对环境变化的重要共生真菌类群。深入认识外生菌根特征有助于理解植物对环境变化的响应规律。本研究在四川省卧龙自然保护区巴郎山脉设置海拔2850、3000、3194、3413和3593 m 5个样地,利用中心象限法进行土块样品(10 cm×10 cm×10 cm)采集,通过分析各海拔每土块中岷江冷杉外生菌根形态个数、形态多样性及养分获取类型等指标,研究岷江冷杉外生菌根形态特性随海拔的变异特征及土壤环境因子的作用。结果表明: 1) 菌根形态为橘黄色或橘色、单轴羽状分支或不分支、菌套表面光滑、无或少见外延物、根尖直筒型或膨大的菌根类型是卧龙自然保护区岷江冷杉外生菌根的主要形态类型。该形态类型在研究区内的侵染率最高,为12.4%;2) 随着海拔的升高,岷江冷杉外生菌根形态多样性下降,每土块内的形态个数减少;3) 单因素方差分析结果表明,不同海拔上无外延菌丝或极少外延菌丝的紧密接触类型(CE)和短距离养分获取类型(SDE)外生菌根侵染率有显著差异,CE类型外生菌根侵染率随着海拔的升高而增加;4) 土壤环境因子对岷江冷杉外生菌根形态在海拔上的变异有一定的影响,冗余分析(RDA)表明,土壤全氮含量、全磷含量、土壤温度、土壤含水率、pH值及酸性磷酸酶活性对岷江冷杉外生菌根形态在海拔上的变异有显著影响,其中土壤全氮含量和土壤温度的影响最大,分别解释了岷江冷杉形态特征变异的5.4%和4.9%。本研究揭示了岷江冷杉外生菌根形态形成在海拔上的差异,为进一步研究亚高山针叶树种菌根策略对环境变化的响应机制提供了科学依据。     

岷江上游杂谷脑流域景观可视化初探

在空间数据(包括数字高程模型和景观类型图)的支持下,采用景观可视化软件VisualNatureStudio(VNS)2.0对岷江上游杂谷脑流域的景观进行了可视化研究,研究结果比较直观地再现了该流域主要的景观类型,包括林地、灌木、果园、草地和耕地,为流域的管理提供了一种全新的管理工具;并阐明了景观可视化研究未来的发展趋势,对我国开展这方面的研究具有一定的指导意义。     

岷江冷杉根际土壤微生物对大气CO2浓度和温度升高的响应

应用自控、封闭、独立的生长室系统,研究了川西亚高山岷江冷杉根际土壤微生物数量对大气CO₂浓度升高 (环境CO₂浓度+350(±25)μmol·mol^-1,EC)和温度升高(环境温度+2.2(±0.5)℃,ET)及其CO₂浓度和温度同时升高 (ECT)的响应.结果表明,1)同对照(CK)相比,在6月、8月和10月,EC处理的根际细菌数量分别增加了35%、164%和312%,ET处理增加了30%、115%和209%,而EC和ET处理对根际放线菌和根际真菌数量影响不显著;ECT处理的根际放线菌数量分别增加了49%、50%和96%,根际真菌数量增加了151%、57%和48%,而ECT对根际细菌数量影响不显著.2)3种处理对非根际土壤微生物数量影响均不显著.3)在EC、ET和ECT处理下,微生物总数的根际效应明显,其R/S值分别为1.93、1.37和1.46(CK的R/S值为0.81).     

温度对四川小金县岷江柏种子发芽的影响

通过对采自四川小金县的岷江柏(Cupressus chenggiana S. Y. Hu)种子发芽特征的研究,分析不同温度对种子发芽的影响.结果表明,采自四川小金县的岷江柏种子发芽周期为20 d,其中0 ～5 d为萌动期,5 ～15 d为高峰期;发芽温度为5℃～30℃,适宜发芽温度为10℃～25℃,种子最适发芽温度在2003年1、4、7和10月分别为25℃、15℃、20℃和20℃.岷江柏种子的最适发芽温度和贮藏过程中的发芽特征与环境温度有着密切的关系.     

亚高山暗针叶林林缘华西箭竹对岷江冷杉幼苗更新的影响

大量研究表明在箭竹-冷云杉林下,竹类对冷杉的影响大于其它树种。在卧龙自然保护区岷江冷杉(Abies faxoniana)林下,华西箭竹(Fargesia nitida)为灌木层优势种。为了进一步了解箭竹对岷江冷杉幼苗更新的影响,该文采用样带法在四川省卧龙自然保护区亚高山岷江冷杉林林缘,针对华西箭竹和岷江冷杉幼苗展开调查研究。以竹丛覆盖区域为边界,分别向竹丛外2 m (带1)、1 m (带2),向竹丛内1 m (带3)、2 m (带4)、3 m (带5)做5条长30 m的相邻样带,每条样带划分为30个连续的1 m×1 m小样方。对岷江冷杉幼苗数量动态、种群结构、生长与生物量的研究表明: 1)离竹丛越远,大年龄岷江冷杉幼苗数量越多;岷江冷杉幼苗转化率(下一径级苗木数量与前一径级苗木数量之比)随年龄增加而减小,随离竹丛距离增大而增大。2)苗木高度与径级结构相似,随深入竹丛,幼苗数量峰值的径级和高度级分布从较大径级(Ⅲ)向小径级(Ⅰ)变化。3)华西箭竹的存在抑制了岷江冷杉小径级幼苗(Ⅰ)的高生长,基径与高度的回归也表明离竹丛越远,高生长相对更大;但一定密度华西箭竹(带4)增大了大径级(Ⅲ)岷江冷杉幼苗冠幅的扩展。4)岷江冷杉幼苗总生物量随华西箭竹密度的增高而减小,华西箭竹的大量存在抑制岷江冷杉幼苗对地下生物量的分配。总的看来,一定密度华西箭竹环境下岷江冷杉幼苗的生长和更新较好,华西箭竹大量分布的区域,岷江冷杉幼苗的更新和生长受到抑制,可能会影响岷江冷杉种群的扩散以及群落的发展。     

岷江干旱河谷灌丛α多样性分析

通过对岷江干旱河谷植被及其环境因子的系统取样调查 ,研究了该地区植物群落的α多样性及其与环境因子的关系。土壤、植被、地形三者之间的典范相关分析结果表明 ,三者两两之间均存在着较高的相关性。土壤因子与地形因子之间 ,海拔和坡向起较大的作用 ,主要影响土壤中的全氮、有机质和土壤含水量 ;地形因子和植被之间 ,海拔和坡向影响灌木层的多样性和盖度 ;植被和土壤因子之间 ,土壤中的全氮量、有机质和土壤含水量影响灌木层的盖度和多样性。随着海拔的增加 ,草本和灌木群落的多样性都呈现出先增加后减小而后又增加的趋势 ,草本层的α多样性明显高于灌木层的α多样性 ,草本层和灌木层均在14 0 0～ 16 0 0 m和 2 0 0 0～ 2 2 0 0 m两个海拔段有较高的α多样性 ;华帚菊 -小黄素馨灌丛、金花小檗 -忍冬灌丛、绣线菊灌丛有着较高的多样性 ,西南野丁香灌丛、莸灌丛、小马鞍羊蹄甲 -白刺花灌丛的群落多样性较低 ;样带的多样性 ,灌木层 :样带 3>样带 1>样带 2 ,草本层 :样带 1>样带 3>样带 2 ;不同坡向的多样性 ,灌木层 :阴坡 >半阴半阳坡 >阳坡 ,草本层 :半阴半阳坡 >阴坡 >阳坡 ;不同坡形上的多样性 ,无论是灌木层还是草本层 ,多样性大小为凹坡 >平坡 >凸坡 ;灌木层和草本层在不同坡位上的多样性大小均为上     

岷江百合WRKY转录因子基因的克隆与功能分析

WRKY转录因子家族在植物应对非生物和生物胁迫的防卫反应中起重要作用。岷江百合(Lilium regale Wilson)是高抗枯萎病的野生百合,该研究基于前期转录组测序分析,采用RT PCR方法从岷江百合中克隆得到WRKY转录因子基因LrWRKY4并分析其功能,以探讨岷江百合对枯萎病菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)侵染的转录调控机制,为进一步研究岷江百合WRKY基因家族的功能奠定基础。结果显示：(1)LrWRKY4开放阅读框为993 bp,编码330个氨基酸,LrWRKY4含有一个高度保守的‘WRKYGQK’七肽序列和一个C₂H₂锌指基序,属于Ⅱc类WRKY转录因子。(2)成功构建GFP LrWRKY4融合载体并通过根癌农杆菌介导转化洋葱表皮细胞,激光共聚焦显微观察发现,GFP LrWRKY4融合蛋白表达的绿色荧光特异性地分布在洋葱表皮细胞的细胞核中。(3)成功构建了过表达载体pCAMBIA2300s LrWRKY4并转化烟草,得到11个T₂代转基因烟草株系,且转LrWRKY4基因烟草与野生型烟草(WT)在表型上无明显差异;尖孢镰刀菌接种根部和叶片的实验结果显示,转LrWRKY4基因烟草对尖孢镰刀菌的抗性较WT明显增强;qRT PCR分析显示,岷江百合LrWRKY4基因在11个转基因烟草株系中均有表达,且转基因烟草中JA/SA信号途径相关基因的表达上调,并诱导了部分病程蛋白相关基因以及抗氧化相关基因的表达上调。(4)岷江百合鳞片浸染LrWRKY4 RNAi载体后的腐烂程度和病变面积均远大于RNAi空载转化的鳞片;瞬时表达LrWRKY4 RNAi载体的岷江百合鳞片中LrWRKY4基因的表达水平较对照下降了约45.7%,接种尖孢镰刀菌72 h后表达水平下降了93.8%;瞬时表达LrWRKY4 RNAi后,一些JA/SA信号途径相关基因的表达水平明显下降。研究表明,岷江百合LrWRKY4编码一个定位于植物细胞核的Ⅱc类WRKY转录因子;LrWRKY4基因能够在转基因烟草中稳定表达,且过表达LrWRKY4基因提高了烟草对尖孢镰刀菌的抗性;但瞬时表达LrWRKY4 RNAi降低了岷江百合JA/SA信号途径相关基因的表达并增强了对尖孢镰刀菌的敏感性。推测LrWRKY4基因是岷江百合抗尖孢镰刀菌防卫反应中的正调控因子,可能通过参与JA/SA介导的信号传导途径,诱导防卫相关基因的表达从而调节其对尖孢镰刀菌的抗性。