桉-桤不同混合比例凋落物分解过程中 土壤动物群落动态

采用凋落物分解袋法研究了10:0(TⅠ)、7:3(TⅡ)5:5(TⅢ)、3:7(TⅣ)和0:10(TV)巨桉(Eucalyptus grandis)和台湾桤木(Alnus formosana)混合凋落物分解过程中的土壤动物群落特征.从5种类型、3种规格的810只凋落袋中共收集土壤动物75651只,隶属2门10纲20目,其中弹尾目(Collembola)和蜱螨目(Acarina)为优势类群.土壤动物个体数最高是7-8月,大型土壤动物个体数最高是7月,中小型土壤动物个体数最高是7-8月.大型、中小型土壤动物类群数各月间均波动较小.与30目和6目相比,260目网袋中弹尾目和蜱螨目等中小型土壤动物数量更高.相对台湾桤木(TV)而言,巨桉(TⅠ)凋落物中弹尾目数量更多.啮虫目(Psocoptera)在台湾桤木(TV)凋落物中的数量远远高于其它凋落物,后孔寡毛目(Opisthopora)在混合凋落物中数量较高.不同比例的凋落物混合可改变凋落物中土壤动物的数量和组成.桤木、混合凋落物中大型土壤动物的个体数高于巨桉凋落物,而且上述凋落物的分解速率亦明显快于巨桉凋落物,这意味着大型土壤动物的活动可加速凋落物的分解.因此,在巨桉人工纯林中混栽台湾桤木,可显著提高大型土壤动物的数量,促进凋落物的分解.     

退耕地幼龄台湾桤木(Alnus formosana)根系结瘤

结瘤量能直观地反映林木的固氮能力,根瘤是植物根系研究的核心内容之一。研究退耕还林地内林木结瘤可以为林地培肥和经营提供有益的借鉴。以四川省广元、北川、平武和丹棱4个地区退耕地内生长良好的幼龄台湾桤木为研究对象,对其根系结瘤情况及其与土壤养分含量的关系进行研究。结果表明：各地区台湾桤木根瘤的外观形态差异不大,结构紧密,呈珊瑚状,直径最小为2mm,最大达到30mm;台湾桤木根瘤生物量变化范围为2．59～132．14g·株^-1;水平分布主要集中在距树干0～50cm,垂直分布集中在0～20cm土层;50．4％～92．5％的根瘤着生在细根（d≤2mm）上,大体积（15～30mm）根瘤多着生在根颈处;单株根瘤生物量与土壤水解氮含量呈显著负相关,而与土壤有效磷含量呈显著正相关（P〈0．05）。     

不同光环境对桤木幼苗生长和光合特性的影响

通过设置3个光照强度(100％、56.2％和12.5％),模拟森林幼苗生长的旷地(采伐迹地)、林窗和林下光环境,研究不同光照强度对外来种台湾桤木和乡土种四川桤木幼苗的生长、光合特性以及生物量积累与分配的影响.结果表明:低光环境限制了两种桤木幼苗形态指标的增长,适当遮荫的林窗环境比旷地更有利于幼苗的生长.台湾桤木幼苗具有较高的比叶面积和相对生长速率,较大的单叶面积、叶长、叶宽、株高和基径,较少的叶片数和较低的叶面积比、叶柄长.低光环境下,台湾桤木幼苗的最大净光合速率、光饱和点和表观光量子效率较高,光补偿点和暗呼吸速率较低.随着光照强度的降低,台湾桤木幼苗具有更高的根生物量比和更低的叶生物量比;四川桤木幼苗则相反,加剧了动物取食和机械损伤的风险.     

木麻黄和桤木离体根瘤和立地土壤的固氮酶与N2O还原酶活性的研究

为了解非豆科固氮树种的固氮酶和N_2O还原酶(Nos)活性,采用乙炔还原法和乙炔抑制技术对细枝木麻黄(Casuarina cunninghamiana)和江南桤木(Alnus trabeculosa)离体根瘤及立地土壤的两种酶活性进行了研究。结果表明,离体根瘤只在厌氧条件下有固氮酶活性,在好氧条件下有Nos活性。根瘤区根际土和非根瘤区根际土的固氮酶活性在好氧条件大于厌氧条件,Nos活性只表现在厌氧条件下。在好氧条件下,根瘤区根际土和非根瘤区根际土的固氮酶活性无显著差异;根瘤区根际土的Nos活性显著大于非根瘤区根际土。除离体根瘤在好氧条件下不表现固氮酶活性外,细枝木麻黄和桤木的离体根瘤、根瘤区根际土和非根瘤区根际土的固氮酶活性均都大于Nos活性。好氧条件下根瘤区根际土的固氮酶活性与非根瘤区根际土的呈极显著正相关,而厌氧条件下根瘤的固氮酶活性与好氧条件下根瘤区根际土和非根瘤区根际土固氮酶活性、好氧条件下根瘤的Nos活性与厌氧条件下根瘤区根际土和非根瘤区根际土Nos活性均呈极显著负相关。这为研究弗兰克氏菌结瘤植物共生固氮体系对N2O汇强度的影响和调控奠定基础。     

台湾桤木引种气候生态适生区分析

选择了年平均温度、最冷月平均温度等9个影响台湾桤木(Alnusformosana)分布和生长的关键气候因子,运用模糊相似优先比法,探讨台湾桤木在我国的适生范围。结果表明,台湾桤木气候生态适生区主要分布在长江流域及其以南的部分中亚热带、南亚热带和热带地区,适宜区表现出明显的热带南亚热带性质,次适宜区以中亚热带性质为主。适生区的气候特点是:年均温度在15℃以上,极端最低温在-10℃以上,年降水量在1 000 mm以上,一年中降水量<50 mm的月份不超过5个月。适生区气象因子的主成分分析表明,第一主成分温度因子(年均温、≥10℃积温、最冷月平均温和极端最低温)影响台湾桤木的成活和分布,第二主成分和第三主成分(温度和降水)的综合作用影响台湾桤木的生长。四川和福建的引种实践表明,本预测具有一定的实用价值。     

不同光强对两种桤木幼苗光合特性和抗氧化系统的影响

通过搭建荫棚设置3种不同的光强, 模拟森林幼苗生长的旷地(砍伐迹地)、林窗和林下光照环境(分别为100%、56.2%和12.5%的全光照), 比较研究了外来种台湾桤木(Alnus formosana)和乡土种桤木(A. cremastogyne)幼苗的叶形态、光合能力、热耗散和抗氧化酶的活性, 探讨了两树种幼苗对光强的适应及光保护策略。结果表明: 在3种光强下, 一定光强范围内随着光强的增加, 两种桤木幼苗的比叶重(LMA)、类胡萝卜素(Cars)、类胡萝卜素/叶绿素(Cars/Chl)和抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX))活性升高, 最大净光合速率(P_max)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和非光化学猝灭系数(NPQ)具有升高的趋势; Chl含量和瞬时光能利用效率(LUE)降低; 净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、气孔限制值(L_s)升高, 胞间CO₂浓度(C_i)降低, 推测P_n降低的主要因素是非气孔限制, 表明两种桤木幼苗均能适应不同的生长光强。生长在相同光强下, 桤木幼苗光抑制现象比台湾桤木幼苗严重, 台湾桤木幼苗对光强适应能力较强。随着光照强度的增加, 台湾桤木幼苗NPQ增加不显著, 热耗散较少, 相同光强下P_max和抗氧化酶活性显著高于桤木幼苗, 而桤木幼苗随着光强的增加热耗散显著, 表明在光抑制时, 台湾桤木幼苗主要是通过提高P_max利用光能和抗氧化酶系统进行保护性调节, 桤木幼苗则通过天线系统非辐射耗散将过剩的光能以热能的形式消耗掉。     

桤木插穗不定根发生与发育的解剖学观察

采用常规石蜡切片法对桤木插穗进行解剖观察,研究茎的次生结构及不定根的起源和发生发育过程,探讨影响不定根发生的因素。结果表明:桤木茎的次生构造从外至内由周皮、皮层和次生维管组织3部分组成。皮孔有2种类型。不定根的发育过程可分为4个阶段:(1)维管形成层与髓射线交叉处的细胞活动,产生具有典型分生组织特点的薄壁细胞团;(2)薄壁细胞不断分裂,形成不定根原基发端细胞;(3)分裂分化形成的不定根沿着韧皮射线向皮层延伸;(4)随着不定根内部的维管系统的发育,不定根从皮孔或下切口伸出。     

台湾桤木和四川桤木种源苗木对水分胁迫的生理响应

采用PEG6000,研究了4种台湾桤木种源和2种四川桤木种源苗木对水分胁迫的生理响应。结果表明：（1）随着水分胁迫强度增加,叶片质膜相对透性增大,四川桤木种源质膜透性比台湾桤木种源增加幅度大。（2）在轻度的水分胁迫下,6个种源SOD活性均呈上升趋势,POD活性的增加只发生在PEG10％的水分胁迫强度以内,轻度水分胁迫下,MDA含量上升幅度小于重度胁迫强度;在PEG30％胁迫处理时,台湾桤木叶片MDA含量平均上升30．22％,而四川桤木上升了40．44％,表明台湾桤木种源膜脂过氧化程度较四川桤木种源轻,受害程度相对要小一些。（3）水分胁迫下,叶片脯氨酸含垃均有不同程度的增加．在PEG20％水分胁迫处理下,各种源脯氨酸积量增加的幅度为：台湾桤木苗栗种源（AF２）（68．9％）〉台湾桤木福建南平种源（AF４）（60．2％）〉台湾桤木台东种源（AF２）（54．7％）〉台湾桤木台中种源（AF1（47．6％）〉四川桤木广元种源（AC2）（39.7%）＞金堂种源（AC１）（39.1%）。水分胁迫条件下,叶片可溶性糖含量呈下降趋势。６种种源苗木在水分胁迫条件下,由于脯氨酸的积累,有一定的渗透调节能力,但这种渗透调节能力又是十分有限的。（４）采用隶属函数法,对各种源的抗旱生理进行综合评价,其耐旱牛理强弱的顺序是：AF2、AF1、AF3、AF4、AC2、AC1,台湾桤木比四川桤木具有较强的耐旱生理适应性。从耐旱生理角度讲,凡是适合四川桤木生长的区域,基本上亦适合台湾桤木,在引种载培中,应选择抗旱性稍强一些的台湾桤木苗栗种源和台中种源。     

桤木属花序和花的形态发生

在扫描电镜下首次观察了桦木科Betulaceae桤木属Alnus花序和花的形态发生过程,为桦木科属级鉴定提供了微形态学依据.实验材料为东北桤木A.mandshurica和辽东桤木A.sibirica,其雌花序均为柔荑状,由多个小聚伞花序螺旋状排列组成:每个小花序外具1枚初级苞片、2枚次级苞片、2枚三级苞片,内有2朵花.每个花具1个二心皮合生雌蕊,雌蕊具二叉分枝的长柱状花柱.每个小花序的2个二心皮合生雌蕊的定位方式为相互垂直.东北桤木的雌花序由芽鳞包被越冬,而辽东桤木的雌花序裸露越冬.东北桤木和辽东桤木的雄花序亦为柔荑状,由多个小聚伞花序螺旋状排列组成.每个小花序外被1枚初级苞片、2枚次级苞片、2枚三级苞片,内有3朵花.先形成的2枚次级苞片和后形成的2枚三级苞片均来源于小花序原基.3个花原基中.位于中间的比两侧的分化要早.每个花具4枚被片和4枚雄蕊,每个雄蕊具4个药囊.花的被片比雄蕊发育得早,均由花原基发育而成.东北桤木和辽东桤木的雄花序均裸露越冬.     

沼泽交错带白桦——长白落叶松优势种群的年龄结构及其动态

采用径级结构替代年龄结构与建立种群年龄结构模型相结合的方法,研究沼泽交错带白桦—长白落叶松优势种群的年龄结构特征。结果表明:白桦、长白落叶松和辽东桤木种群的年龄结构呈纺锤型,龄级—个体数间的关系可用Lognormal函数表征;种群动态量化指数V'_(pi)为辽东桤木(9.57%)白桦(4.02%)长白落叶松(1.83%),均趋近于0,说明种群处于稳定型向衰退型过渡阶段;白桦、长白落叶松及辽东桤木种群幼龄个体严重不足,白桦和辽东桤木种群的存活曲线趋于Odum-B3型,而长白落叶松种群趋于Deevey-I型。白桦、长白落叶松及辽东桤木种群具有前期增长、中后期衰退的特征;白桦、长白落叶松和辽东桤木种群数量受基波影响显著,种群整个生活史阶段未显现小周期波动,种群发展较稳定;随着时间的推移,在未来2、4和6个龄级后,白桦、长白落叶松和辽东桤木种群老龄个体数均有增加,但由于更新幼苗个体稀少,未来必然呈衰退趋势。森林—沼泽交错带的白桦、长白落叶松及辽东桤木种群对外界环境变化有强烈的敏感性和脆弱性,人类活动扰动会影响其发育与演变,从而提高了森林—沼泽交错带地区沼泽化的风险。因此,应减少人类活动对森林—沼泽交错带的干扰,加强对这一地区植被群落的保护与管理。