浙江天童太白山不同群落植物构型比较

植物构型是植株构件在空间上的分配方式,反映了植物对环境的响应策略。通过对浙江天童太白山海拔差异很小的栲树(Castanopsis fargesii)、小叶青冈(Cyclobalanopsis gracilis)和云山青冈(Cyclobalanopsis sessilifolia)群落类型中所有植株的树高、树冠厚度、树冠面积、叶片聚集度、枝下高和距地45 cm基径等植物构型性状,以及树冠曝光指数、土壤含水率、空气温湿度、土壤p H值和风速6个环境因子的测定,分别分析乔灌木层植物构型性状及性状关系在3个群落间的变化规律。结果表明:(1)从栲树到小叶青冈至云山青冈群落,灌木层的树高、树冠厚度、枝下高和距地45 cm基径增加,叶片聚集度减小;乔木层的树高、树冠厚度、树冠面积、枝下高和距地45 cm基径均减小,叶片聚集度增大;(2)3个群落灌木层构型性状间显著相关(P<0.001),而乔木层只在中低海拔群落存在相关性;(3)从栲树到小叶青冈至云山青冈群落,乔灌木层的冠层曝光指数显著增加(P<0.05);(4)多元逐步回归表明,树冠曝光指数对灌木层构型性状变异的贡献最大,而风速、土壤含水率和p H值对乔木构型性状的变异起主导作用。综上得知,天童太白山乔灌木植物在不同群落间存在构型分异,植物对光资源的竞争是引起灌木构型在不同群落间变化的主要驱动因子,而对乔木植物,其构型变化更多受到风速和土壤含水量的影响。

浙江天童木本植物水力结构与树高的关联性

垂直分层是森林群落的基本结构,但有关群落不同垂直层次植物水力结构策略的研究仍然比较缺乏。以浙江天童木荷林内25株高度不同的9种木本植物为对象,通过测量其枝条直径、边材面积、干材密度、导管直径、内腔面积以及枝条水分比导率,旨在检验植物水力结构与树高的关联性。结果显示:除干材密度外,枝条直径、导管直径、枝条和导管内腔面积、边材面积、水分比导率均随树高增加而显著增大。作为重要的水力结构特征,比导率与导管直径和内腔面积、枝直径和内腔面积、边材面积显著正关联。该结果强调了局域群落内不同垂直层次植物水力结构特征的显著差异,以及植物水分生态位在不同垂直层次的分化过程。

基于近自然理念的风景林构建与实践——以东钱湖旅游度假区为例

针对当前风景林构建中缺乏近自然理念的现象,以东钱湖旅游度假区为例,提出基于近自然理念的风景林构建原则:包括依托地形构建风景林;适地适树,以乡土树种为主;增加风景林的视觉、嗅觉冲击力;四季布景;注重风景林的垂直层次配置和在风景林中构建人文专题观赏园。该风景林构建原则的提出,可弥补当前风景林构建理念的不足,也可为其他风景林的构建提供参考。

生命科学工作室

工作室概况 活动目标 使参与工作室活动的青少年了解与生命科学相关的知识、技能、方法和伦理观念,依托观察、体验和实验等途径,通过发现问题、分析问题和解决问题的主动学习过程,培养他们运用科学方法探索生命科学奥秘的创新精神和实践能力,以实现提升广大青少年生命科学素质、人文素质及其他心理品质的目标。

唾液酸转运体蛋白NanT的分子克隆,异源表达及纯化

唾液酸是一种含有九个碳的单糖的衍生物。广泛的存在于动物体的组织内。尤其是人类的大脑,含有高浓度的唾液酸。这些唾液酸被认为是神经节苷脂的传递递质,对神经传导具有重要意义。唾液酸在体内生物膜上的转运是由一种具有多个跨膜螺旋的膜蛋白NanT介导的。NanT蛋白是SLC17家族转运体蛋白的一员,它的功能丧失会导致扎拉疾病以及婴儿唾液酸积累紊乱。然而唾液酸转运体蛋白的结构以及其底物转运机制目前都是未知的。在这篇文章中,我们克隆并表达了NanT蛋白。结合亲和层析以及凝胶阻滞层析等手段,我们获得了高纯度的NanT目的蛋白。我们的结果为进一步研究NanT的结构以及其底物转运机制提供了很好的基础。

浙江天童木本植物Corner法则的检验:微地形的影响

枝叶的大小和数量关系表征了植物应对环境胁迫的水力结构特征,当前,对其在微生境间的变化规律不太清楚。该研究在浙江天童常绿阔叶林中,按照地形的凸凹差异,各选择了10个群落,采用标准化主轴估计方法,分别比较了植物枝大小(横截面积)-叶大小(总叶面积)关系、枝大小(横截面积)-枝数量(枝稠密度)关系和叶大小(单叶面积)-叶数量(生叶强度)关系在两类生境的变化。结果发现:1)在两类生境中,枝横截面积和总叶面积显著异速正相关(p<0.001),存在显著大于1的共斜率;其回归方程截距在凹型生境显著大于凸型生境,表明在一定枝大小下,凹型生境比凸型生境的植物枝条支撑更大的叶面积;2)枝横截面积与枝稠密度显著负相关(p<0.001),且在两生境间存在显著小于–1的共斜率;回归方程截距在生境间无显著差异(p>0.05),表明凹型与凸型生境的植物在单位大小枝条配置的分枝数相同;3)单叶面积与生叶强度显著负相关(p<0.001),且也在生境间存在显著小于–1的共斜率;回归方程的截距在凹型生境显著大于凸型生境,表明在叶片大小相同时,凹型比凸型生境的植物在单位大小枝条上支撑的叶片数更多。综上,与凸型生境相比,凹型生境植物单位大小枝条更倾向于支持数量较多的大叶片。本研究证明,植物Corner法则和叶大小-叶数量的权衡在局域尺度也具普适性。枝叶大小和叶数量配置的调整体现了植物水力结构对凸凹生境不同水分供应的选择偏好。

浙江天童常绿阔叶林不同演替阶段地表凋落物的C:N:P化学计量特征

地表凋落物在森林物质循环中起着重要作用,但是目前缺乏对其不同分解层次中碳(C)、氮(N)、磷(P)演替动态的研究。该文以浙江天童常绿阔叶林为研究对象,用空间代替时间序列的方法,通过测定5个演替阶段地表凋落物不同分解层次的凋落物量、有机碳库和氮磷养分库的储量及C:N:P化学计量特征,探讨地表凋落物特征的演替动态。结果表明:1)随着演替的进行,地表凋落物量和有机碳储量呈现下降的趋势。2)在各演替阶段,有机碳含量在各分解层表现出未分解层(L)>半分解层(F)>已分解层(Y)的趋势;有机碳储量均表现为Y<F。3)演替前期群落氮含量和储量显著低于演替中后期群落;不同分解层的氮含量在各演替阶段皆表现为:Y>F>L,且各层氮含量随着演替的进行均趋于升高。4)磷含量在演替中期群落最低,各演替阶段不同分解层的磷含量皆表现为Y>F>L。磷储量的演替趋势不明显。L层磷储量随着演替进行趋于降低。5)随着演替进行,凋落物C:N、C:P和N:P皆趋于下降(p<0.05)。在各分解层之间,C:N和C:P皆表现为Y<F<L,N:P差异不显著。总之,随着演替进行,天童常绿阔叶林地表凋落物量降低,有机碳库及氮磷养分库的含量趋于升高,储量趋向降低,C:N:P趋于下降,体现了生态系统碳和养分循环随着演替进行在不断优化。

浙东常绿阔叶林植物功能性状对土壤含水量变化的响应

研究群落演替过程中植物功能性状与土壤含水量的关系,揭示植物对水分供给变化的响应策略,具有重要的生态学意义。该研究以浙江东部天童山、南山和双峰山的3个常绿阔叶林演替系列为对象,旨在探索不同演替阶段常见植物的功能性状与森林群落土壤含水量的相互关系。研究结果显示:森林演替中后期的树木高度、树冠面积、叶片干物质含量显著大于演替前期植物;相反,叶片净光合速率和蒸腾速率随演替进程而降低。随森林演替,表层土壤(0–20 cm)的含水量显著增加,深层土壤(20–40 cm)含水量随演替进程增加但不显著。表层土壤含水量与树木高度、树冠面积和叶片干物质含量显著正相关,与叶片净光合速率和蒸腾速率显著负相关;深层土壤含水量与树冠面积显著正相关,与叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著负相关。树木高度、树冠面积、叶片干物质含量、叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均可解释土壤含水量随演替进程的变化趋势,而冠长比对土壤水分变化的响应最为敏感。

浙江天童森林砍伐对土壤养分库和氮矿化-硝化特征的影响

揭示不同砍伐频率对森林土壤养分库和氮周转的影响,对于理解森林养分循环的干扰响应具有重要意义。本研究以浙江天童常绿阔叶林为对象,选择了3个具有不同砍伐频率的群落比对组,分析各组内土壤有机碳和氮磷养分库,以及氮素矿化、硝化速率的变化。结果表明:3组群落中,重复砍伐群落的土壤总氮和总有机碳储量显著减小(P<0.05),而土壤总磷、铵态氮和硝态氮储量、土壤容重显著增加(P<0.05)。土壤氨化速率和氮矿化速率在比对组间无显著差异(P>0.05),但硝化速率在重复砍伐后显著增加(P<0.05)。本研究表明,土壤养分库和氮转化对森林重复砍伐的响应方式不同。森林重复砍伐后,土壤有机碳库和氮库含量降低,磷库和无机氮库含量增加,氮素矿化和氨化速率变化不显著,硝化速率显著提高。

浙江天童木本植物Corner法则的检验：个体密度的影响

Corner法则反映了植物枝叶大小和数量配置的构型策略,但是,对于个体密度如何影响枝叶关系的理解仍不够深入。该研究选择浙江天童的25个植物群落,通过比较枝大小(横截面积)-叶大小(总叶面积)关系和枝大小(横截面积)-枝数量(分梢密度)关系,分析个体竞争对植物Corner法则的影响。结果显示:1)在不同密度区间,枝横截面积和总叶面积均显著异速正相关。2)个体水平上,枝大小-叶大小回归方程的截距在低密度区间显著小于高密度区间,表明在枝大小一定的条件下,高密度群落的植物当年生枝条会支撑更大的总叶面积;而物种水平上,枝大小-叶大小回归方程的截距在不同密度区间没有显著性差异。3)枝横截面积与分梢密度显著负相关,且各密度区间也存在显著小于–1的共斜率。4)个体水平和物种水平的分析结果都显示,枝横截面积与分梢密度回归方程的截距在不同密度区间无显著差异,表明高密度植物并没有比低密度植物在单位大小枝条上配置更多的分枝。总之,植物枝大小-叶大小关系和枝大小-枝数量关系各自在不同的密度区间具有共同的变化斜率,反映了天童地区植物Corner法则不随个体密度变化而改变。但是,枝叶关系回归方程截距的改变表明,个体竞争的加大会使得植物在枝叶大小的配置策略上进行调整,从而可能通过生态位分化促进物种共存。

浙江天童木本植物叶片性状空间变异的地统计学分析

探究叶片性状的空间变异性和环境关联性有助于我们理解植物对环境的适应策略和群落建构机制。该研究以浙江天童5 hm2大型动态样地所有胸径≥1 cm的木本植物为对象,测定了20 253株个体的单叶面积、比叶面积和叶片干物质含量,土壤总氮、总磷、总碳、p H值、体积含水率、容重和腐殖质,以及海拔、坡度和凹凸度等;并用地统计学等方法分析了叶片性状的空间变异性及其与环境因子的相关性。结果表明:1)单叶面积的空间变异最大,比叶面积次之,叶片干物质含量最小。三者在0–5.16 m空间范围内表现出较弱的空间自相关,其半变异函数的最优模型分别为高斯模型、指数模型和指数模型。2)叶片性状空间变异具有方向性,单叶面积空间变异在东北-西南方向上最大,在西北-东南方向上最小;比叶面积和叶片干物质含量的空间变异均在西北-东南方向最大,在东北-西南方向最小。3)单叶面积与地形因子显著负相关(r=–0.12,p<0.000 1);比叶面积与土壤养分显著负相关(r=–0.16,p<0.000 1),叶片干物质含量与土壤养分显著正相关(r=0.13,p<0.000 1)。4)东北-西南方向上,地形因子对单叶面积、比叶面积和叶片干物质含量空间变异的影响大于土壤养分;西北-东南方向上,地形因子对单叶面积空间变异的影响相对较大,而土壤养分对比叶面积和叶片干物质含量空间变异的影响较大。总之,在研究样地内,植物叶片性状随空间距离和方向存在很大的变异性,叶片性状与地形因子、土壤养分的关联性间接表明了环境过滤对群落构建的影响。