模拟干旱和磷添加对热带低地雨林叶凋落物分解的影响

凋落物是植物在其生长发育过程中新陈代谢的产物,是土壤有机质输入的重要途径,凋落物分解是生态系统养分循环的关键过程之一。在全球气候变化背景下,热带地区干旱事件发生的频率和强度均在增加,同时,普遍认为热带地区受磷(P)限制,所以探讨干旱胁迫和土壤磷可用性对热带地区叶凋落物分解的影响及两者是否存在交互效应十分必要,有助于了解干旱对该区叶凋落物分解的影响机制以及是否受土壤磷调控。依据植物多度、碳固持类型、叶质地,以海南三亚甘什岭热带低地雨林的4个树种叶凋落物(铁凌Hopea exalata、白茶树Koilodepas bainanense、黑叶谷木Memecylon nigrescens、山油柑Acronychia pedunculata)为实验材料,依托2019年在该区建成的热带低地雨林模拟穿透雨减少、磷(P)添加双因素交互控制实验平台,包括干旱(D-50%穿透雨)、P添加(P+50Kg P hm^(-2)a^(-1))、模拟干旱×P添加(DP-50%穿透雨×+50Kg P hm^(-2)a^(-1))、对照(CK)4个处理,且4种处理随机分布于3个区组,即设置了3个重复。使用常规的凋落物分解袋法探究实验处理对4个树种叶凋落物的分解系数、碳(C)、氮(N)元素动态变化的影响。结果表明:不同树种的叶凋落物因基质质量不同分解存在差异。模拟干旱处理对叶凋落物C、N损失产生抑制作用,但是对不同树种叶凋落物的抑制作用不同,原因是干旱处理通过抑制土壤分解者活动、减弱凋落物的物理破碎作用,间接抑制凋落物分解,并且由于高质量(含N量高)凋落物受微生物分解者影响较大,所以该凋落物分解受干旱抑制程度较大;P添加处理对叶凋落物C损失存在促进作用、N损失存在抑制作用,原因是土壤中P含量的升高,提高了微生物分解高C物质的能力,以及当土壤中P含量较高时,间接抑制微生物通过分解凋落物获取养分或者促进微生物优先完成自身生长代谢需要而不是合成分解凋落物所需要的酶,导致叶凋落物N损失下降;模拟干旱与P添加处理存在显著交互效应,P添加处理缓解或反转了干旱胁迫对叶凋落物分解的抑制作用。以上结果表明,不同基质质量的凋落物分解存在差异,对干旱胁迫的响应不同;在叶凋落物分解过程中,P添加促进C损失、抑制N损失;此外,在热带低地雨林,土壤中P可用性变化可调节干旱对凋落物分解的影响。

海南岛甘什岭棕榈藤伴生群落特征及排序分析

棕榈藤是一种重要的非木质森林资源,在全球生物多样性保护和经济发展方面起着重要的作用,为了解棕榈藤伴生群落特征及其对棕榈藤种群数量的影响,本研究应用样方调查和排序分析法,对海南岛甘什岭5个棕榈藤种的伴生群落物种组成、物种多样性及其对棕榈藤种群数量影响进行研究。在20个面积为400 m2的样方中,共记录维管植物192种,隶属63科140属。群落植物以大戟科(Euphorbiaceae)、樟科(Lauraceae)和茜草科(Rubiaceae)等为数量优势科,热带科优势明显,建群种为龙脑香科(Dipterocarpaceae)的铁凌(Hopea reticulata)和青皮(Vatica mangachapoi);群落物种丰富度和多样性均以乔木层(54,2.89)最高,草本层(8,1.68)最低。均匀度指数以草本层(0.84)最高,灌木层(0.65)最低;DCA和RDA排序结果表明,除黄藤(Daemonorops jenkinsiana)外,其余4种棕榈藤与群落优势种关系密切,群落多数物种多样性因子抑制杖藤(Calamus rhabdocladus)种群多度,层间植物多样性促进黄藤和多果省藤(Calamus walkeri)种群发展,乔木层、灌木层和草本层物种多样性促进白藤(Calamus tetradactylus)和小钩叶藤(Plectocomia microstachys)多度增加。建议加强对甘什岭棕榈藤伴生群落的生境、重要伴生植物和群落物种多样性保护,以促进棕榈藤种群更新繁衍。

海南岛热带低地雨林2种攀缘竹的叶片功能性状差异

【目的】研究喜阳并多分布于林缘或林窗阳光充足处的无耳藤竹和较为耐荫并多分布在林下弱光环境中的响子竹,探究攀缘竹在热带低地雨林的生存策略,为攀缘竹的资源保护和利用提供科学依据。【方法】分别于2019年6、9、12月和2020年3月,利用LI-6400便携式光合作用系统测定海南岛甘什岭无耳藤竹和响子竹的叶片光合气体交换参数,而后采用石蜡切片、叶表皮离析法观测叶片解剖结构,并测定单叶面积、叶片干物质含量和比叶面积。【结果】1)无耳藤竹的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率在6月和9月较高,12月最低;水分利用效率则相反。响子竹的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率在9月最高,3月和6月较低;水分利用效率在3月最高,9月最低。除12月的胞间二氧化碳浓度外,无耳藤竹的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率在各月均高于响子竹。2)2种攀缘竹的叶厚、泡状细胞数量、泡状细胞截面积、二级维管束直径、二级维管束截面积、二级维管束间距和气孔器面积占比均为雨季(6、9月)高于旱季(12、3月)。无耳藤竹的叶厚、气孔宽度、单个气孔器面积、气孔器面积占比在各月均高于响子竹,但乳突厚度、上表皮厚度、二级维管束间距和气孔密度均低于响子竹。3)2种攀缘竹的单叶面积、叶片干物质含量和比叶面积在各月间的最大值和最小值差异显著(P<0.05),比叶面积的种间差异不明显(P>0.05)。4)无耳藤竹的各指标可塑性总体高于响子竹,这反映了无耳藤竹的环境适应能力高于响子竹。【结论】无耳藤竹凭借其叶片较大的光合能力、叶厚、气孔和较低的单叶面积、比叶面积、二级维管束间距,能够适应林冠层强光环境、冠层水分亏缺和旱季胁迫。响子竹则以其叶片较高的单叶面积、比叶面积、上表皮厚度、乳突厚度和较薄的叶片及小而密的气孔,能够适应旱季胁迫和林下弱光环境。叶片功能性状决定了热带低地雨林2种攀缘竹的不同生存和适应策略。

基于天竺黄中15种蛋白质氨基酸含量分析的营养价值评价

通过PITC柱前衍生化-HPLC测定天竺黄中15种蛋白质氨基酸的含量,结果发现15种总蛋白质氨基酸(TAA)质量分数为0.61~12.25 mg·g^(-1),此15种蛋白质氨基酸中平均含量排名前五的是天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、脯氨酸(Pro)、甘氨酸(Gly)和缬氨酸(Val)。必需蛋白质氨基酸(EAA)质量分数为0.24~4.75 mg·g^(-1),儿童必需蛋白质氨基酸(CEAA)质量分数为0.30~4.73 mg·g^(-1),非必需蛋白质氨基酸(NEAA)质量分数为0.40~7.50 mg·g^(-1),药用蛋白质氨基酸(MAA)质量分数为0.36~6.51 mg·g^(-1),呈味蛋白质氨基酸中甜味(SAA)、苦味(BAA)、鲜味(FAA)和无味(OAA)蛋白质氨基酸质量分数分别为0.22~4.70、0.19~4.03、0.13~2.26、0.06~1.26 mg·g^(-1),甜味蛋白质氨基酸含量最高,苦味蛋白质氨基酸次之。21批天竺黄中蛋白质氨基酸成分组成一致,但其含量却存在显著差异。在3个产地中,广东产地的总蛋白质氨基酸(TAA)含量、必需蛋白质氨基酸(EAA)含量、儿童必需蛋白质氨基酸(CEAA)含量、非必需蛋白质氨基酸(NEAA)含量、药用蛋白质氨基酸(MAA)含量、呈味蛋白质氨基酸含量均是最高。运用氨基酸比值(RAA)、氨基酸比值系数(RCAA)、氨基酸比值系数分(SRCAA)进行天竺黄中蛋白质氨基酸的营养价值评价,结果表明,广东产地的天竺黄营养价值更优。基于天竺黄中15种蛋白质氨基酸含量分析的营养价值评价,以期为天竺黄的质量等级评价提供数据支撑,也为其资源的开发利用奠定基础。

基于电感耦合等离子体质谱法的天竺黄中无机元素的分析

运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法,测定天竺黄中的25种无机元素含量,并根据元素含量,建立元素指纹图谱,同时运用SPSS 20.0和SIMCA 14.1进行化学计量学分析。结果发现,在天竺黄中共测得25种元素,分别为硼(B)、钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)、钾(K)、钙(Ca)、钪(Sc)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、砷(As)、硒(Se)、锆(Zr)、钼(Mo)、镉(Cd)、铟(In)、钡(Ba)、铅(Pb)和铋(Bi),可定量的为13种元素,平均含量排名前三且由高到低依次是K>Fe>Na,其中B、Na、Al、Ca、Fe和Ba这6种元素在不同产地批次天竺黄中含量差别较大。通过相关性分析,发现Ca和Mg之间相关系数最高,其次是Mn和Zn,均呈现显著正相关关系,并且推测Ca和Mg、Mn和Zn分别存在协同增量的关系;由主成分分析可得,Fe、As、Ni、Cu、Mn、Na、Mg、Ca、Al、Ba和B元素是天竺黄的主要元素;由正交偏最小二乘法判别分析可得,Cu、As、Mn是3个产地的共同差异元素,表明通过对Cu、As、Mn 3种元素的定量鉴别,可使3个产地批次的天竺黄简单区分。该研究通过对不同产地批次天竺黄元素种类和含量进行测定分析,以期为天竺黄药效物质基础及调控机制的探究提供理论支撑,为天竺黄质量评价、临床用药安全及资源开发利用奠定基础。

天竺黄本草考证

通过研读历代本草、医典古籍等资料,发现关于天竺黄的记载存在差异,为正本清源,该研究以本草古籍为基础,结合植物形态和调查研究,对其始载古籍、品名、功效主治和质量评价标准进行考证。在早期记载中,天竺黄还有多个不同名称,例如竹黄、天竹黄、竹膏、竹糖、竺黄等,且目前所知最早使用天竺黄为正名的是《日华子本草》;在历代古籍中,有关天竺黄的记载最早也是出现于《日华子本草》,而非《蜀本草》或其他古籍。《日华子本草》对其产地、功效主治也进行了相关描述,虽因其认知有限,存在错误,但为今后研究天竺黄提供思路,对以后形成成熟的体系具有开创性意义。随着研究深入,天竺黄的功效主治从《日华子本草》开始也是一脉相承,古今变化不大且经历多年临床佐证,逐步完善;在考证过程中,笔者发现,古籍中关于天竺黄质量评价的记载不多,但也为今后天竺黄的质量等级标准的制定奠定相应的基础。

海南岛甘什岭热带低地次生雨林物种组成与地理成分

海南岛热带低地次生雨林是不同于热带山地雨林的重要森林类型。在南部甘什岭自然保护区选择典型次生雨林建立3000 m2固定样地，研究了其物种组成和地理成分特征。结果表明：经种-面积曲线印证的2700～3000 m2的取样面积能够反映该雨林类型植被的分布特点。维管植物隶属于64科128属163种，其中蕨类植物6科7属8种，单子叶植物9科16属17种，双子叶植物49科105属138种。优势科明显，单种科和寡种科占总科数的87.50%；属内种数的变化范围为1～5，且单种属最多（105属，占82.03%）。物种丰富度明显低于尖峰岭热带山地雨林，也显著低于云南片断热带雨林，科、属、种的分布区类型均以热带性质占绝对优势，种子植物科、属的热带成分所占比例分别为75.87%和92.56%，种的热带成分高达93.87%，这不同于尖峰岭山地雨林由热带向亚热带/暖温带的过渡性质。