叶内生物量分配策略对生活型及叶性状响应研究进展

叶片是光合作用的主要场所,通过光合作用固定的能量用于呼吸消耗和同化作用,进行物质生产的同时进行叶内生物量的分配,这种分配并不是柄叶之间生物量发生等比例变化,而是由于自身及外界因素的影响使柄叶之间出现异速生长关系,即柄叶权衡。目前未发现叶内生物量分配策略对生活型及叶性状响应的评述,研究主要对叶内生物量分配对不同生活型、叶型、叶大小、叶形状和叶含水量的响应机制进行了论述。并提出今后需要加强研究的几方面:(1)探索全部或者部分支持构件与叶内生物量分配之间的关系,揭示不同占比的支持结构是如何影响叶内生物量分配策略的,各个支持结构在叶内生物量分配中扮演什么样的“角色”;(2)探索叶序与生物量分配的关系,揭示光合构件在不同排列方式下进行碳收益过程中叶内生物量如何分配,不同排列方式下的叶片水分养分输导过程对叶内生物量分配的影响又是如何;(3)探索叶柄及其他支撑结构与叶性状的作用关系;(4)探索叶经济谱(LES)作用范围,揭示LES是否包括叶片和叶柄的作用关系。

两种生活型木本植物叶功能性状变异特征研究

以乔木和灌木两种生活型木本植物为研究对象,研究其植物叶性状及其变异特征,揭示两种生活型木本植物的适应机理。以新乡市16种木本植物:刺槐(Robinia pseudoacacia)、五角枫(Acer elegantulum)、加拿大杨(Populus×ca⁃nadensis)、毛白杨(Populus tomentosa)、法桐(Platanus orientalis)、白蜡(Fraxinus chinensis)、玉兰(Magnolia denudata)、银杏(Ginkgo biloba)、栾树(Koelreuteria paniculata)、日本晚樱(Cerasus serrulata)、紫荆(Cercis chinensis)、紫叶李(Prunus cerasifera)、垂丝海棠(Malus Halliana)、西府海棠(Malus micromalus)、榆叶梅(Amygdalus triloba)和丁香(Syzygium aromaticum)为试材,对其叶面积(leaf area,LA)、叶厚度(leaf thickness,LT)、叶干物质含量(leaf dry matter content,LDMC)、比叶面积(specific leaf area,SLA)、叶鲜重(fresh leaf weight,FW)、叶干重(dry leaf weight,DW)、叶绿素含量(chlorophyll,Chl)和叶含水率(leaf moisture content,LWC)这8种叶功能性状进行测定和分析。结果表明:8种叶性状存在不同程度的变异。乔木树种的叶鲜重(90.13%)、叶干重(86.36%)和叶面积(95.13%)呈强变异,叶干物质含量(18.79%)和叶含水率(12.81%)属于弱变异;灌木树种的比叶面积(54.03%)、叶鲜重(60.17%)和叶面积(62.17%)属于强变异;叶含水率(14.60%)属于弱变异。叶功能性状间关系密切,乔木树种的叶面积与叶鲜重和叶干重呈极显著正相关关系(p<0.01),与比叶面积呈显著正相关关系(p<0.05);灌木树种的叶面积与叶鲜重、叶干重、比叶面积和叶含水率都呈极显著正相关关系(p<0.01),与叶干物质含量呈极显著负相关关系(p<0.01)。主成分分析显示,8种叶功能性状指标中,叶鲜重、叶干重、叶绿素含量贡献率最大,可作为木本植物适应生境的重要指标。总体来说,乔木树种的大多叶功能性状的稳定性和性状间的相关性与灌木植物相比较弱,乔木树种为适应生态环境,在生存机制上做出的调整程度大于灌木树种。

3年生赤皮青冈家系生长和形质性状变异与选择

[目的]研究3年生赤皮青冈不同家系幼林生长和形质性状遗传变异规律,初选适宜不同区域和立地条件的速生优质和遗传稳定的家系。[方法]对2019年在浙江建德、江西分宜和安远采用42个赤皮青冈优树家系营建的遗传测定林进行全林调查,采用SAS软件分析家系性状、遗传力和遗传相关差异及家系与地点的互作,利用主成分分析方法和BLUP方法开展优良家系初选。[结果]3年生赤皮青冈平均树高和地径分别为2.04 m和3.15 cm,不同家系间生长和形质性状差异均达到极显著水平,树高、地径、冠幅和最长侧枝长度等性状家系遗传力较高(0.393~0.753),单株遗传力相对较低。不同家系各性状间相关性较高,树高和地径表现优异的家系,林木较通直,分叉干少但分枝多、枝长且粗。赤皮青冈家系×地点互作效应明显,立地对其生长影响较大。3个试验点以建德点生长表现最好,其次为安远和分宜,以生长和形质性状进行综合排序,HNCB8和HNHT5在3个试验点排序均靠前,整体表现较好。以树高和地径BLUP值排名前20%进行选择,3个试验点共初选出10个优良家系,HNCB8为3个试验点均入选家系。[结论]3年生赤皮青冈家系生长与形质性状遗传差异丰富,家系遗传力普遍较高,受较强遗传控制。种植生境的改变对赤皮青冈家系影响较大,以HNCB8和HNHT5在3个试验点的综合表现较好,具有推广潜力。

热岛效应下亚热带城市植被叶气孔权衡特征及其与叶功能性状的关系

叶片气孔不仅是植物平衡光合-蒸腾关系的重要门户,也是影响大气碳循环与水循环的关键结构。分析热岛效应下福州市乔木、灌木、草本3种生活型和常绿、落叶2种叶习性植物的气孔性状间的差异及其与其他叶功能性状间的权衡关系有助于探究不同类型植物在热环境下的适应策略。以福州市区的自然和半自然植被为研究对象,测定441个植物样本的气孔特征、化学计量特征和形态特征,结果表明:(1)3种生活型、2种叶习性植物的气孔长度(SL)、气孔密度(SD)差异显著(P<0.05),潜在气孔导度指数(PCI)不存在显著差异(P>0.05)。草本的SL高于灌木和乔木,乔木的SD最高,灌木次之,草本最低;落叶植物的SL高于常绿植物,SD低于常绿植物。(2)SL与SD间的权衡关系稳定存在于3种生活型和2种叶习性植物中,且随着不同生活型和落叶习性植物的生态策略而呈现各异的权衡特征,即当SL一定时,乔木的SD最大,灌木的SD最小,常绿植物的SD大于落叶植物。(3)气孔性状和叶片形态、化学计量特征紧密联系,SL与比叶面积(SLA)正相关(P<0.01),与叶面积(LA)负相关(P<0.01);SD与叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)、SLA负相关(P<0.01),与LA正相关(P<0.01);PCI与LNC、SLA负相关(P<0.01),与叶厚度(LT)正相关(P<0.05)。(4)复杂的环境是气孔性状变异的重要驱动因素,SL、PCI均与年均温(MAT)负相关(P<0.05)。

小叶青冈幼林生长和形质性状家系变异与选择

为揭示3个试验点3 a生小叶青冈生长和形质性状家系遗传变异和遗传稳定性,为不同区域和立地筛选出速生优质小叶青冈家系,本研究基于2019年在浙江建德、江西分宜和安远营建的小叶青冈优树家系测定林材料,分析其家系遗传变异规律及家系与地点的互作,开展速生优质家系选择。结果显示:3 a生小叶青冈幼林平均树高、地径和冠幅分别为2.18 m、3.02 cm和1.05 m,不同家系间的生长和形质性状差异均达到极显著水平。树高、地径、冠幅、最长侧枝长度和基径等性状的家系遗传力较高(0.36~0.71),受中等至偏强的家系遗传控制,而单株遗传力估算值相对较低。性状相关研究发现,树高和地径生长突出的家系,冠幅相应较大,侧枝多且粗。立地环境对家系树干通直度影响较小,但地径、冠幅和最长侧枝长度却存在显著的家系与立地互作效应。基于不同家系树高和地径BLUP的估算值,3个试验点共初选出12个早期速生的优良家系,但没有在3个试验点均入选的优良家系。结果表明:小叶青冈家系生长与形质性状具有较强的变异性,且性状间存在显著相关性,不同家系的生长不仅受遗传控制,还受遗传和环境互作影响。

延河流域不同生活型植物功能性状特征及其对环境变化的响应

[目的]探究不同生活型植物对延河流域生境的生长适应策略,为理解植物对环境的适应机制和该流域植被恢复物种选择等提供理论依据和实际指导。[方法]以黄土丘陵区延河流域为研究区,选择乔木、灌木和草本3种植物生活型,调查了6个与资源获取能力相关的植物功能性状,应用方差分析、线性回归和冗余分析方法探究了延河流域不同生活型植物对环境的适应策略和机制。[结果]延河流域不同生活型植物的比叶面积、比根长、叶组织密度、根组织密度、叶氮含量、根氮含量均存在显著性差异;水分是延河流域植物生存的限制性因子。[结论]为适应延河流域生境,草本植物采取“快速投资—收益”型(获取型)策略,灌木和乔木植物采取“缓慢投资—收益”型(保守型)策略。

喀斯特常绿落叶阔叶林木本植物功能性状变异及其适应策略

叶片功能性状能反映植物对环境的高度适应能力和复杂生境下的自我调控能力,同时也能反映植物的基本特征和对资源的有效利用率。以木论国家级自然保护区喀斯特常绿落叶阔叶林144种优势木本植物为研究对象,测定其叶厚(LT)、叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、叶长宽比(L/W)、叶组织密度(LTD)叶片形态性状和12种叶元素性状特征及变异程度,并探讨植物对喀斯特生境的适应策略。结果表明:17个性状变异程度不同,其中叶面积变异系数最大,达到133.31%,叶片碳变异系数最小,为7.73%,叶元素变异程度普遍高于叶形态性状变异程度。不同叶习性物种间叶厚、比叶面积、叶长宽比、叶氮含量性状差异达到显著水平。部分叶性状呈显著相关,得到一系列最佳功能性状组合,体现植物对喀斯特地区特殊生境的适应性。沿着性状贡献率较高的PC1轴,能够定义出叶经济谱,大部分常绿植物采取经济保守策略,而大部分落叶植物则聚集在资源获取的一侧。相较于邻近非喀斯特地区,喀斯特地区植物有较小的LA、SLA。这些结果体现了喀斯特地区植物叶片形成的不同叶性状特征,以及分布于经济谱两端的常绿和落叶植物的不同资源获取策略,揭示了植物对生境的适应策略,可为喀斯特地区的植被恢复提供科学指导。

贵州喀斯特地区植物叶片C、N、P化学计量特征对气候环境和土壤养分的响应

研究区域尺度上植物叶片C、N、P含量及其计量特征,对于了解植物对区域环境适应及其影响机制具有重要意义。为研究贵州喀斯特区域植物叶片C、N、P生态化学计量特征及其对区域环境的响应,通过搜集整理已发表的文献数据,分析了贵州喀斯特地区101个采样点的植物叶片的C、N、P的化学计量学特征,并研究了它们与气候、纬度、海拔、土壤养分等环境因子间关系,比较了不同生活型植物叶片化学计量特性的差异。结果表明,1)贵州喀斯特地区植物叶片C、N、P计量特征表现出不同的变异程度,其中,叶片C含量变异系数最小,属弱变异性;叶片N含量和N:P属中等变异性;而叶片P含量、C:N、C:P均属强变异性。2)基于生态化学计量特征表明,贵州喀斯特地区乔木、灌木和草本植物采取不同的生态适应策略应对变化的环境。3)区域尺度上,植物叶片C、N、P化学计量特征受海拔、气候及土壤养分的共同影响,但植物叶片C、N含量受气候环境的影响更为显著,而叶片P含量可能受限于土壤TP含量。该研究认为,贵州喀斯特区域植被在长期进化过程中趋于发育一套适应异质性强、生态脆弱的叶片性状组合,表现为较高的C含量、C:N、C:P以及较低的N、P含量。

体育锻炼对大学生自闭特质的影响

为了探讨体育锻炼对大学生自闭特质的影响,基于锻炼心理学理论,采用简版自闭谱系商数量表和体育活动等级量表对750名大学生进行测量。结果发现大学生自闭特质总体处于中等水平,高自闭特质检出率为16.95%;大学生体育锻炼活动量整体偏低,女生显著低于男生;锻炼形式上,结伴锻炼的大学生自闭特质水平显著低于单独锻炼学生;锻炼类型上,小球隔网对抗类和同场竞技类的大学生自闭特质水平显著低于非竞争类学生;锻炼活动量与自闭特质总分、社交技能、注意力转换、细节注意、交流显著相关。研究结果表明锻炼形式、锻炼类型、锻炼活动量是影响自闭特质的主要锻炼因素。

论人类文明新形态的文化意蕴

作为中华文明的当代发展,人类文明新形态根植于源远流长的中华文化和中国精神之中,有着深厚且丰富的文化意蕴。从文化涵养看,人类文明新形态是中华传统文明、现代文明和社会主义文明的思想理念和价值体系有机融合的时代产物。从文化精髓看,人本精神、创新精神、文明自觉精神和共同体精神搭建起人类文明新形态的深层架构。从文化价值看,我们要发挥人类文明新形态的文化涵养和文化精髓在价值立场、发展理念与方式、发展目标等方面的引领作用,实现人类文明新形态的自我革新与发展,促进中华文明和人类文明向着美好前景奋进。

日本落叶松纸浆材优良家系多性状联合选择

以12年生日本落叶松自由授粉家系子代测定林为研究对象,对生长、干形和材性性状进行相关分析、通径分析及间接选择研究,利用综合选择指数法开展了日本落叶松纸浆材优良家系选择,并为湖北等亚热带高海拔山区筛选出一批生长、干形和材性兼优的家系,最后提出了日本落叶松纸浆材选育指标及优良家系利用途径。研究表明:生长性状与纤维长度之间存在显著正相关关系,与壁腔比之间存在显著负相关关系,与木材密度、1%NaOH抽出物、综纤维素含量间相关不显著;木材密度与主枝长之间,纤维长度与主枝长、主枝粗和新枝粗之间,晚材壁腔比与主枝粗、主枝长、皮厚、冠幅、新枝数之间,1%NaOH抽出物与主枝长之间存在显著正相关关系。各控制性状对单木材积直接作用的大小依次为:胸径、树高、主枝长、壁腔比、主枝粗、皮厚、冠幅、晚材纤维长和早材纤维长,其中胸径和树高2个性状对单株材积性状的直接作用占材积总变异的63%,虽然冠幅、壁腔比等性状对单木材积的直接控制作用很小,但这些性状通过胸径对单木材积具有很大的间接遗传控制作用,由这9个性状组成的控制系统可以说明单木材积变异的98.66%。

杉木自由授粉后代测定及多性状选择

以八年生54个杉木自由授粉家系为研究材料,分析了杉木主要经济性状在家系间的差异,以及杉木数量性状的遗传变异、遗传相关,进一步为杉木遗传改良提供了证据。运用指数选择法,就生长和形质两个方面综合评定了杉木家系表现,评选出了16个速生优质的杉木家系,供生产实践上推广应用。

2代种子园红锥生长和形质性状遗传变异分析

【目的】有效评价和利用红锥Castanopsis hystrix 2代种子园资源、挖掘其优良性状。【方法】对广东省龙眼洞林场2代种子园内56个红锥无性系生长和形质性状进行调查,分析各性状的变异系数、不同性状间的相关关系,并进行主成分分析和聚类分析。【结果】56个红锥无性系的10个生长和形质性状的变异系数介于11%~47%,平均变异系数为28.2%。树高与胸径、冠幅与树高、胸径间呈极显著正相关,胸径与分枝数、分枝大小与叶片疏密间也存在极显著正相关,冠幅与分枝角度、尖削度与分枝大小存在显著的负相关。10个性状可以综合为3个主成分,前3个主成分累计贡献率达85%。根据系统聚类将56个红锥无性系划分为4个组。【结论】不同红锥无性系的生长性状和形质性状间变异系数较大,遗传多样性较丰富,且性状间存在不同程度的相关性,为开展红锥种内杂交育种的亲本选择奠定基础。

木荷生长与形质地理变异和木制工艺材种源选择

利用设置在福建建瓯和浙江淳安的5年生木荷Schima superba种源试验林,系统研究生长和形质性状种源差异、地理变异模式和性状遗传相关,并利用选择指数开展木制工艺材优良种源选择。方差分析结果表明,木荷树高、胸径、树干通直度及一级侧枝总数、最大侧枝长和最大侧枝粗存在显著的种源效应,受到中等以上强度遗传控制,种源广义遗传力达0.34～0.61,而树干分叉干数和分枝角的种源效应较小。木荷生长和形质性状的地理变异模式因区试点不同而存在一定的差异,在木荷中心产区的福建建瓯点,主要生长和形质性状与产地纬度呈显著的负相关,相关系数达-0.313～-0.534,与产地经度相关性较小,呈典型的纬向变异模式,南部种源生长较快,树干通直,但分枝多而粗;在北缘区的浙江淳安点,除种源一级侧枝总数与产地纬度呈显著负相关外,其他生长和形质性状与产地纬度的负相关性较小。性状相关分析发现,木荷种源主要的形质与生长性状呈显著的正遗传相关,遗传相关系数达0.320～1.164,而树干通直度则与最大侧枝长互为独立。选用2个理想的等经济权重和以生长改良为主的选择指数分别为福建建瓯和浙江淳安点选出了10个生长和形质兼优的优良种源,前者多为南部种源,而后者多为中部种源。

苦楝半同胞家系苗期生长性状的研究

本文通过对24个一年生苦楝半同胞家系子代测定,对其生长性状的遗传变异、性状间的遗传相关进行了研究,主要研究结果如下:苦楝半同胞家系一年生苗的树高和地径不仅在家系水平上存在着极显著的变异,而且家系内个体间也存在着丰富的变异。苦楝苗期性状丰富多样。苗高与地径表型变异系数分别为5.581%、8.147%,地径的表型变异系数大于苗高的表型变异系数,家系间的变异系数大于家系内的变异系数。

广东木荷资源的基因型特征分析

以广东天然分布的55个木荷基因型为对象,测量自由授粉子代3、6、9和11 a生长性状(树高和胸径/地径)与11 a形质性状(枝下高、分枝角、通直度、分叉干数和主侧枝基径)。结果表明:8个生长性状与4个形质性状在家系水平上均存在显著差异,生长性状的变异幅度随树龄增长而降低。绝大部分生长性状相互间存在显著的Pearson和遗传正相关关系,枝下高和主侧枝基径与大部分生长性状呈不同程度的正相关,剩余形质性状相互间以及生长与形质性状相互间的相关性无明显规律。主成分分析发现,前3个主成分解释了总变异中的68.48%,其主要决定因素分别为6~11 a生长量、3 a生长量与11 a干形、11 a形质性状。聚类分析将55个基因型划分成18聚类,各类木荷具有明显不同的生长和形质性状特征。

黄土丘陵区植物功能性状沿气候梯度的变化规律

选取黄土丘陵区延河流域147个物种,对10个与植物形态、生理相关的叶片和细根功能性状(叶大小、叶长宽比、叶厚度、叶干重、比叶面积、叶组织密度、叶氮含量、细根比根长、细根组织密度和细根氮含量)进行了测定,并对功能性状与气候因子的关系进行了分析。结果表明:(1)水热条件是影响研究区植物功能性状的重要因子,其中降雨为主导因子。物种水平上,植物功能性状随着环境的变化而变化,如叶氮含量随着温度指标(最冷月均温、生长季均温、年均温、最热月均温、温度季节变化的增加而增加;(2)不同生长型功能性状在环境梯度下存在差异,表现为草本植物相对木本植物有更小的叶组织密度以及更大的叶面积、比叶面积、叶片氮含量、根氮含量和比根长,表明不同生活型植物对环境的适应能力明显不同;(3)不同类群植物对环境条件变化的响应不同,表现为适应方式的分异和趋同。该结果为探究黄土高原植物对环境的适应机制提供理论依据。

大学生参与科研活动状况的调查报告

采用问卷调查法,通过自编《大学生参与科研活动调查问卷(学生问卷)》,以461名大学生为被试,考察了当前大学生参与科研活动的状况。结果表明:1)大学生参加各类科研活动和未参与任何形式科研活动的人数基本上各占一半,参与的科研活动主要以教师主持的科研项目和同学主持的科研课题为主。2)大多数参与科研活动的大学生一般每周投入1-2天时间;可得到一定报酬,并可共同署名;在科研活动中的工作任务或内容因其参与科研活动的形式不同而异。3)大学生参与科研活动的主要动因是想促进自身发展,锻炼科研能力、社会实践能力和为将来做准备等;但实际上,除了"促进专业学习"外,大多数被试对于参与科研活动在其他方面的作用都持中性回答。4)大多数参与科研活动的大学生具有较好的心理品质,如恒久性、责任心、心理承受力等。此外,大学生的性别和年龄、是否班干部或团干部、是否学生会干部以及学科考试成绩等对其参与科研活动具有显著影响。

大青沟自然保护区主要森林群落优势种的叶性状

植物功能性状是近年来生态学研究的热点。其中叶功能性状与植株生物量和植物对资源的获得、利用及利用效率的关系最为密切。大青沟森林植物群落分布于科尔沁沙地,生境条件非常特殊,在沙沟里存在着一片茂密的森林,与周围浩瀚无垠的沙坨景观形成极为鲜明的对照。从沟底到沟顶,虽然海拔高度仅相差六、七十米,但由于距离沟底水源不同,土壤条件差异大,形成了不同的森林植物群落类型。大果榆群落、蒙古栎群落和水曲柳群落分别分布在大青沟自然保护区的沟顶、沟中和沟底。为了对大青沟自然保护区,不同环境梯度下的森林植物群落叶片功能性状进行研究,以大青沟自然保护区大果榆、蒙古栎、水曲柳3种主要森林群落为研究对象,分别测定不同群落优势种的叶厚度、比叶面积、叶干物质含量、叶大小和叶干重等5项叶功能性状,研究叶功能性状之间的关系,并对不同生长型、不同群落叶功能性状进行比较。相关分析结果表明,叶厚度与比叶面积呈极显著负相关,与叶大小和叶干重呈极显著正相关;比叶面积与叶干物质含量、叶干重呈极显著负相关,与叶大小呈显著正相关;叶干物质含量与叶大小呈极显著负相关,与叶干重呈极显著正相关;叶大小与叶干重呈极显著正相关。不同生长型植物叶片性状的分析表明,草本植物的叶干物质含量比乔木和灌木低,而其比叶面积高于乔木和灌木;对不同群落叶功能性状进行比较发现,大果榆群落和蒙古栎群落乔木、灌木叶厚度与干物质含量显著高于水曲柳群落的叶厚度与干物质含量,二者比叶面积显著低于水曲柳群落。大果榆群落和蒙古栎群落从叶功能性状的角度,它们具有较高的叶干物质含量和较低的比叶面积,体现出适应干旱生境叶片的特征。水曲柳群落呈现出低叶干物质含量、高比叶面积的特征,体现出适应湿润、土壤水分较好生境的特征。不同群落通过调节自身的物种组成,形成不同的功能性状组合来适应环境。

物种多样性与植物系统发育

通过植物系统发育过程中古老和年轻类群的生活型构成、地理分布和物种多样性格局以及纬度地带性植物群落和海拔梯度上垂直地带性植物群落生活型构成和物种多样性分析,探讨了植物群落物种多样性与植物系统发育的关系。主要结论是:资源生产力的变迁始终贯穿于植物系统发育与物种多样性形成的全过程,高生产力的环境发育和保存了古老的植物区系和最大的物种多样性;低生产力的环境为现代植物种系演化发生创造了条件,植物区系组成中以年轻成分为主,植物群落物种多样性发育程度较低。