华北落叶松体细胞胚胎发生及遗传转化实验系统的建立(简报)

华北落叶松(Larix principis-Rupprechtii)是我国北方中高山地区重要的针叶速生用材树种,进行其体细胞胚胎发生和植株再生的研究,在针叶树无性快速繁殖及基因工程育种上有其特殊的用途,既可为针叶树无性系林业提供产业化途径,也可作为目的基因遗传转化实验系统。针叶树的基因转化相对较难,再生更属不易,Lelu等报道过杂种落叶松与欧洲落叶松体细胞胚胎发生方面的研究;而我国尚未见有落叶松体细胞胚胎发生的研究报道。我们     

兴安落叶松种群格局的分形特征:计盒维数

分形维数是分形体填充空间程度的度量,种群格局计盒维数能够揭示出种群格局的空间占据程度及其尺度变化规律,拐点尺度指示出个体聚集尺度。本文应用计盒维数对大兴安岭主要森林类型中兴安落叶松种群空间格局进行的研究表明,兴安落叶松种群格局均具有统计自相似性。各类兴安落叶松林中兴安落叶松种群格局具有较高的计盒维数(> 1.5,接近2),对空间占据程度较高,建群和优势地位明显,空间占据程度的强弱次序为越桔-兴安落叶松(1.829) > 草类-兴安落叶松林(1.720) > 杜鹃-兴安落叶松(1.705)杜香-兴安落叶松林(1.513)。兴安落叶松-白桦林中,兴安落叶松处于劣势伴生地位,种群格局的计盒维数较低(1.371,远离2),空间占据程度低。通过对天然森林类型中兴安落叶松种群格局的计盒维数与兴安落叶松人工林的比较发现,兴安落叶松种群空间占据程度由高至低的次序为兴安落叶松人工林(1.868) > 兴安落叶松天然林(1.692) > 兴安落叶松-白桦林(1.371),揭示出兴安落叶松种群在不同森林类型中地位和作用的差异。     

中国东北落叶松属植物rbcL 基因的序列分析及系统演化

长白落叶松的分类位置及与兴安落叶松的种间关系, 长期以来未有定论。本研究从大兴安岭、小兴安岭及张广才岭等6 个地点采集实验材料, 对其叶绿体DNA 的rbcL 基因进行PCR-RFLP 分析并测序。结果显示它们的rbcL 基因序列均没有差异, 表明东北地区落叶松属植物有共同起源。在系统演化上, 长白落叶松来自兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr.), 应作为兴安落叶松的变种即L.gmelinii Rupr.var.olgensis Ostenfeld et S.Larsen     

日本落叶松群体的叶绿体SSR分析

利用叶绿体微卫星（cpSSR）分子标记对日本国内的7个日本落叶松（Larix kaempferi）群体遗传结构进行了研究。11对cpSSR引物中筛选出的3对多态性引物,共产生10个长度不同片段,在197个样品中组合出现10个不同的单倍型（haplotype）。各群体的单倍型差异较大。cpSSR基因座揭示了日本落叶松的遗传变异：平均等位基因数A=3.33,平均有效等位基因数NE=1.20,基因多样度HE=0.17,群体间变异占总群体变异的5.37%,遗传变异主要来自于群体内个体间。Abstract: Genetic structure of seven populations in Larix kaempferi in Japan was studied by use of cpSSR markers. Ten different length fragments in and ten different kinds of haplotypes were reduced in 197 samples based on 3 pairs of polymorphic primers screened from 11 pairs of primers. There were significant variant haplotypes among the populations. The genetic variation in the populations of Larix kaempferi was detected by using cpSSR with the number of average loci A=3.33, the number of average efficient loci NE=1.20, gene diversity HE=0.17 and 5.37% variation from different populations. The genetic variation was mainly from individuals in population.     

落叶松人工林单木模型的研究

根据吉林省松江河林业局所实测的落叶松人工林(Larix olgensis)临时标准地66块、固定标准地18块以及8块团状枝解析样地资料,通过对林分中优势木生长及树冠结构与动态的分析,提出适于树木生长的Korf方程并用来构造林木的潜在生长函数。选择林分密度指数(SDI)作为反映林分中林木之间平均拥挤指标。在单木竞争指标的选择上,通过引进树冠因子,并在与传统的竞争指标相比较的基础上,淡化距离因子的作用,应用优势木相对树冠表面积构造了与距离无关的单木竞争指标,以此建立了落叶松人工林单木生长模型。     

太白红杉种内和种间竞争研究

采用逐步扩大范围的方法确定影响对象木 (Objectivetree) 的最佳竞争范围, 利用单木竞争指数的改进模型对太白红杉 (Larixchinensis) 种内和种间竞争强度进行了定量分析, 并讨论了不同竞争强度下太白红杉的形态变化。结果表明 :随对象木胸径的增大, 由于太白红杉种群自然稀疏过程中密度调节作用, 植株距离增加, 种内竞争强度降低 ;太白红杉主要分布于亚高山地段, 群落内其它物种较少, 个体普遍较小, 结果种间竞争相对较弱, 种内与种间竞争关系顺序为 :太白红杉 太白红杉 >巴山冷杉 (Abiesfargesii) 太白红杉 >牛皮桦 (Betulaplatyphylla) 太白红杉 >其它树种 太白红杉 ;竞争强度和对象木胸径的关系服从幂函数关系 (CI =AD-B), 当太白红杉胸径达到 35cm以上时, 竞争强度几乎没有变化, 所得的预测模型能很好地预测太白红杉种内和种间的竞争强度 ;不同竞争强度下, 太白红杉主茎各层的分枝角度、总分枝数、当年生枝条长、平均枝长和活枝数均表现出显著的差异。表明采用逐步扩大范围的方法能有效地确定竞争木范围, 较好地反应太白红杉种内和种间的竞争关系。同时, 太白红杉通过自身形态变化, 提高了对光的截获能力和对不同竞争强度的适应能力。     

Applications of a thermal imaging technique in the study of the ascent of sap in woody species

We present applications of infrared thermograph to the direct observation of water transport in stems of woody species. Presently, the method gives only qualitative information on the path of sap movement along the stem, and therefore, does not replace any of the common quantitative methods of sap flow measurement. Nevertheless, the thermal imaging technique provides a novel approach to the study of the ascent of sap and could have a role in supporting more quantitative methods. Thermography permits visualization of the thermal variations of a fairly large area of the stem in real time, and hence, is well suited for spatial analysis of sap movement. Three experiments were carried out during the summers of 1991 and 1992, with the following objectives: to define the sap flow distribution in the active annual rings; to identify grain anomalies in the sap wood; and to study the consequences of induced embolism on the path of sap flow. Altogether, we tested more than 10 woody species (broad-leaves and conifers) either in natural conditions or in the nursery. We found considerable differences in the spatial distribution of sap flow not only between species and individuals but also within a single tree. Grain anomalies or embolized zones in the xylem, which are easily demonstrated, often further modify the path of sap flow. The irregularity of sapwood dimensions and of sap flow among tree rings requires careful evaluation of the positioning of the probes when using methods for quantitative measurements.     

Response of tree growth to nitrogen addition in a Larix gmelinii primitive forest

 氮沉降对树木生长的影响是全球变化研究的一个核心问题。该文通过设置4种氮添加水平(对照(0)、低氮(20 kg N·hm^-2·a^-1)、中氮(50 kg N·hm^-2·a^-1)和高氮(100 kg N·hm^-2·a^-1)), 研究了模拟氮沉降对落叶松(Larix gmelinii)原始林树木胸径生长的影响。结果表明: 中氮和高氮添加对落叶松胸径相对生长率有显著影响, 而且这种影响随施氮年限的增加而增强。不同高度的树木对氮添加的响应有很大差异, 较低树木(树高<16.5 m)的生长对氮添加无显著响应, 而较高(树高>16.5 m)的树木在中氮和高氮处理下胸径生长有显著加速(胸径相对生长率增幅>79.5%), 但随着树木高度的进一步增加, 这种加速作用明显下降。研究结果显示氮添加会促进落叶松胸径生长, 这种促进作用主要发生在较高的落叶松个体中。     

大兴安岭地区兴安落叶松林步甲群落多样性时间动态分析

兴安落叶松林是大兴安岭地区代表性的植被类型,其生物多样性具有独特性。步甲是森林生态系统环境和多样性的指示性物种,以及认识环境变化和生物多样性特征的关键物种。为研究大兴安岭地区兴安落叶松林步甲群落多样性的时间动态,分析步甲群落对时间变化的响应规律,于2019年5月下旬-8月下旬步甲活跃期,利用陷阱诱捕法在兴安落叶松林5个样地中采集步甲标本共15属34种1149头,其中大兴安岭地区地理新纪录物种7种,中国地理新纪录物种6种。研究结果表明,通缘步甲属（Pterostichus）和大步甲属（Carabus）物种丰富度最高;通缘步甲属未定种5（Pterostichus eximius）为极优势物种,对时间变化最敏感。兴安落叶松林小生境类型的多样化和步甲休眠期的选择是步甲群落个体数和物种数随时间变化呈双峰模式的主要因素,最高峰均出现在6月下旬;多样性与均匀度指数均在7月上旬达高峰期,8月下旬多样性下降而均匀度上升,各指数之间相关性较低。步甲群落在6月下旬到7月下旬对环境具有较高的适应度;群落结构在环境条件相对稳定的6月下旬到7月下旬和8月上旬到8月下旬均表现为极相似（I>0.75）。物种取食特征和生活史策略的多样化使步甲群落各指数随时间变化具有显著差异,而物种取食特征和生活史策略受环境因子的综合影响较大。稳定的森林环境条件下,步甲活跃期更长,群落结构相似度更高。该结果为步甲群落时间动态研究奠定了一定的理论基础,为大兴安岭地区地下生物多样性的保护和管理策略制定提供了一定的理论和数据依据。     

兴安落叶松(Larix gmelinii)火后种子萌发影响因子

林火干扰是影响兴安落叶松林结构和功能的主要因子之一。兴安落叶松种群火后更新受多种因子的影响,并决定着该群落演替轨迹。通过在大兴安岭呼中自然保护区的火烧迹地内设置原位控制实验,利用增强回归树分析方法,量化研究了落叶松火后恢复初期不同影响因子（温度、有机质层厚度、覆盖度等）对种子萌发的相对重要性。研究结果表明：落叶松火后种子萌发的最主要影响因子为温度,第二影响因子为种源,第三影响因子为草本覆盖度,分别解释了幼苗数量变异的28.51%、22.40%、20.66%;各影响因子的相对重要性在不同地形条件下有明显差异：温度在山坡顶部和阳坡底部占有重要影响,种源在阳坡中部和阴坡中部最为重要,土壤含水量在阴坡底部占有重要地位。同时,去除土壤表面有机质可以显著提高种子萌发数量,去除地面杂草则会使种子萌发数量降低。从研究结果可知,落叶松火后种子萌发在不同地形（环境条件）下的限制因子不同,人工辅助需因地制宜采取相应措施,才能更有效地促进种子萌发与森林恢复。