宝天曼短柄枹林1公顷样地物种组成与群落结构

为了深入了解宝天曼自然保护区树种的多样性,参照巴拿马巴罗克罗拉多岛样地的技术规范,于2009年在河南宝天曼国家级自然保护区建立了1块面积为1hm2的短柄枹林永久监测样地。对样地内所有胸径≥1cm的木本植物进行了详细的定位调查。结果表明:样地内被监测的树木个体数为2 481个,隶属于27科47属71种;短柄枹林样地共分为4个基本层次,乔木Ⅰ层主要有短柄枹(Quercus serrata var.brevipetiolata)和栓皮栎(Quercus variabilis),乔木Ⅱ层主要由四照花(Cornus kousa subsp.Chinensis)、水榆花楸(Sorbus alnifolia)组成,灌木层的优势种为连翘(Forsythia suspensa)、满山红(Rhododendron mariesii)等,草本层主要由细叶薹草(Carex duriu-sata subsp.stenophylloides)等组成;样地植物区系以北温带成分为主,共25个属,占总属数的50.98%,兼具热带成分,共10个属,占总属数的21.28%;短柄枹(Quercus serrata var.brevipetio-lata)和栓皮栎(Quercus variabilis)在群落中占有绝对的优势地位,但从径级结构来看,栓皮栎的更新较差;从物种的空间分布格局中可以看出,样地物种空间分布格局整体上表现为随机分布为主,但优势种短柄枹和栓皮栎主要表现为聚集分布。

秦岭佛坪自然保护区短柄枹栎种群的数量特征

在佛坪国家级自然保护区选取具有代表性的短柄枹栎林群落进行调查,采用空间序列代替时间变化的方法,划分年龄结构,编制静态生命表,绘制存活曲线和死亡率曲线,同时进行生存分析及谱分析,以揭示秦岭佛坪短柄枹栎种群的数量特征。结果显示：（1）佛坪自然保护区的短柄枹栎种群以中幼林为主体,老龄个体较少,种群年龄结构呈倒J型,属增长型种群。（2）短柄枹栎种群的死亡峰值出现在第Ⅰ龄级（胸径0~5cm）和第Ⅵ龄级（胸径25~30cm）,生命期望在第Ⅱ龄级（胸径5~10cm）时达到最大;短柄枹栎种群存活曲线属于Deevey-Ⅱ型,可视为稳定种群。（3）短柄枹栎种群动态存在着周期性,基本周期较长,且大周期内存在小周期。研究表明,佛坪自然保护区短柄枹栎种群目前处于稳定增长的状态。

秦岭南坡短柄枹栎和锐齿槲栎的种子产量和种子大小及其与昆虫寄生的关系

【目的】为了解昆虫寄生特征与短柄枹栎Quercus glandulifera和锐齿槲栎Quercus aliena var.acuteserrata的种子产量及种子大小的关系。【方法】本研究于2011和2012年在秦岭南坡佛坪国家自然保护区,对短柄枹栎和锐齿槲栎种群的种子产量和昆虫寄生特征进行了野外调查研究。【结果】2年中短柄枹栎、锐齿槲栎种子雨密度和种子产量均差异明显,2011年短柄枹栎种子雨密度和种子产量分别为145.76±24.56粒/m^2和74.97±11.56粒/m^2,分别显著高于2012年的64.09±9.61粒/m^2和34.30±3.51粒/m^2;2011年锐齿槲栎种子雨密度和种子产量分别为238.88±43.97粒/m^2和117.34±18.76粒/m^2,分别显著高于2012年的112.00±19.20粒/m^2和55.96±19.20粒/m^2。2011年短柄枹栎和锐齿槲栎的种子产量中完好种子所占比例分别为49.73%和50.73%,分别显著高于2012年的38.69%和44.28%;而2011年虫蛀短柄枹栎和锐齿槲栎种子所占比例分别为28.05%和19.31%,分别低于2012年的39.77%和26.63%,但并无显著差异。2011和2012年,短柄枹栎和锐齿槲栎虫蛀种子个体均显著大于完好种子,且2011年二者虫蛀种子所含幼虫数与种子大小的相关性显著,2012年二者相关性不显著。【结论】短柄枹栎和锐齿槲栎种子的虫蛀率与种子产量有一定的关系,即在种子产量较低年份,虫蛀率有升高趋势,反之有降低趋势。同时,昆虫对这两种栎树种子中个体大的种子有寄生选择偏好,同时虫蛀种子所含幼虫数与种子大小也有一定的关系,即种子越大,所含昆虫幼虫数就越多。

短柄枹种群在不同群落演替过程中的遗传多样性

为了解群落演替与种群遗传行为之间的紧密联系,利用RAPD技术对处于不同演替阶段森林群落(针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林)中短柄枹种群的遗传多样性进行研究。结果表明:11个随机引物共扩增出145条条带,其中多态条带为120条,总的多态位点百分率为82.76%,平均多态位点百分率为64.14%;Shannon信息指数估算的总遗传多样性为0.474 7,平均为0.364 2。N ei指数计算的总基因多样性为0.323 4,平均为0.248 4。3个种群的的遗传多样性大小顺序为针叶林>针阔混交林>常绿阔叶林。AMOVA分析结果显示,在总的遗传变异中,30.27%的变异发生在种群间,69.73%的变异发生在种群内,种群间遗传分化系数(GST)为0.231 9,基因流(Nm)为1.653 9。种群间的遗传相似度平均为0.850 1,遗传距离平均为0.162 6,针叶林与针阔混交林中的短柄枹种群遗传相似度最高。对不同群落的短柄枹种群进行UPGMA聚类,在针叶林与针阔混交林中的短柄枹种群先聚到一起,再与常绿阔叶林中的短柄枹种群相聚。短柄枹种群这种遗传结构是其本身生物学特性的反映,同时也与群落的微环境密切相关。

食物丰富度对鼠类鉴别和扩散虫蛀短柄枹栎种子的影响

时空因素和种子特征对森林鼠类扩散植物种子有着非常重要的影响。为了解食物丰富度对鼠类鉴别和扩散虫蛀种子的影响,于2012年春季(4—5月,食物匮乏季节)和2012年秋季(9—11月,食物丰盛季节),采用塑料片标记法,在秦岭南坡的佛坪国家级自然保护区内调查了森林鼠类对完好的和虫蛀的短柄枹栎Quercus glandulifera种子的扩散差异。结果显示:1)森林鼠类可以较为准确地区分完好种子和虫蛀种子。完好种子的扩散速度较快,而虫蛀种子在原地的存留时间相对较长。2)食物丰富度会对鼠类鉴别和扩散虫蛀种子产生一定的影响,但是这种影响并不显著,鼠类在春、秋季均倾向于优先取食或贮藏完好种子。3)完好种子在秋季被鼠类贮藏的比例(20%)显著高于春季(12.5%),说明种子在食物丰盛季节能够获得更大的利益。

基于核微卫星的短柄枹栎居群遗传多样性和遗传结构

【目的】短柄枹栎作为中国南方重要的森林树种之一,近年来受人为活动影响物种退缩严重,对该物种居群的遗传多样性、遗传结构以及遗传结构与地理分布的相关性进行研究,以对短柄抱栋提出相关的保护策略。【方法】共采集到24个短柄抱栋居群共计398个个体样本覆盖短柄抱栋现今的分布范围。采用8对变异丰富的核微卫星(nSSR)分子标记统计短柄抱栋各个居群的遗传多样性,使用分子方差分析(AMOVA)计算物种的遗传差异,并采用STRUCTURE和Alleles In Space软件分析物种整体的遗传结构探讨短柄抱栋遗传结构与其地理环境的关系【结果】短柄抱栋居群具有丰富的遗传多样性平均期望杂合度H_e=0.43,平均观测杂合度H_0=0.28平均等位基因数Na=3.67,平均有效等位基因数Ne=1.96,平均Shannon指数I=0.66,多态位点百分率PPL=82.81%;短柄抱栋的遗传差异主要存在于居群内部(FST=0.22,P<0.001),不同居群的遗传多样性存在差异。基于贝叶斯的聚类分析(STRUCTURE)将短柄抱栋居群划分为东部和西部2组,居群之间存在基因交流(N_m=1.88)。东部群组和西部群组之间存在较大的遗传分化(FST=0.25,P<0.001),而东、西群组内部居群之间的遗传差异则相对较小。居群景观遗传分析(AIS)显示东部与西部群组之间较大的遗传差异,这一结果与聚类分析(STRUCTURE)的结果一致;居群间遗传距离和地理距离没有显著的相关性(R^2=0.011,P=007)。【结论】基于核SSR标记的遗传多样性研究显示短柄抱栋具有丰富的遗传多样性这一特性与其复杂的种群动态历史、风媒传粉的生物学特性及所处的生活环境相关短柄抱栋东部和西部分布的居群之间存在较大的遗传分化,西部居群之间也有较大的遗传差异。短柄抱栋现今的遗传结构可能源于该物种自然生境的异质性(如:西部地区山脉较多;东部地区海拔较低她势较为平缓;中部地区平缓的地势所产生的地理隔离)以及近期人类活动引起的生境片段化。本研究从整体水平上揭示了短柄抱栋的遗传多样性及遗传结构特征为该物种的遗传保护提供理论依据。

短柄枹栎种子淀粉的理化性质研究

碱法提取的短柄枹栎种子淀粉纯度很高,含有0.59%的脂肪、0.95%的蛋白质,未检测到灰分和粗纤维。短柄枹栎种子淀粉的溶解度和膨胀度随温度的上升而增加,在糊化温度附近变化较大;淀粉糊的浑浊度随着时间呈现先下降然后稳定的趋势;短柄枹栎种子淀粉糊的凝沉稳定性比玉米淀粉好;3%和5%的短柄枹栎种子淀粉糊,属于假塑性流体,用幂律模型拟合效果好;短柄枹栎种子淀粉的快消化淀粉、慢消化淀粉和抗性淀粉分别为29.52%、12.39%和55.0%,其水解指数和血糖指数分别为40.35%和42.98%,属于一种低GI食物。

人工砍伐后短柄枹栎的居群遗传重建研究

为探讨人工砍伐后短柄枹栎(Quercus glandulifera var.brevipetiolata Nakai)居群的遗传关系,采用SSR分子标记技术,对短柄枹栎天然林中的4个次生林居群的遗传多样性、遗传结构进行研究。结果表明,筛选的7对SSR引物在4个居群内共揭示了101个等位基因。砍伐后恢复20年(20YAH)的短柄枹栎居群的遗传多样性最高,而砍伐后恢复1年(1YAH)和10年(10YAH)的遗传多样性相对较低。从长远来看,试验地居民特殊的砍伐习惯不会造成短柄枹栎天然林遗传多样性的变化。

短柄枹种群遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR分子标记方法对分布在浙江省境内的7个短柄枹种群的遗传多样性和遗传分化进行了分析。从100个引物中筛选出12个用于正式扩增的ISSR引物,在7个种群140个个体中共检测到132个位点,其中多态位点118个,多态位点百分率(P)为89.39%,各种群P平均为58.87%。短柄枹总的Shannon信息指数(I)为0.493 3、Nei指数(h)为0.334 7,各种群I平均为0.336 2、h平均为0.229 1。P、I、h均显示云峰种群最高,天台山种群最低。AMOVA分子差异分析表明,67.97%的变异存在于种群内,32.03%的变异存在于种群间,种群间的基因分化系数(GST)为0.315 4。短柄枹种群间的基因流为(Nm)为1.085 3。7个种群的平均遗传距离为0.173 9。利用UPGMA法对7个种群进行聚类,结果显示天台山和雪窦山种群聚成一类,其它5个种群聚成另一类。

短柄枹栎林优势种群空间结构分析

以宝天曼自然保护区的短柄枹栎林为研究对象,通过计算乔木树种的重要值,确定该林分的优势树种,采用点格局分析方法中的Ripley′s K函数,分析短柄枹栎林群落3个优势树种的空间分布格局,并通过径级结构分析,揭示优势种群分布的大小特征。结果表明:短柄枹栎林乔木物种有11种,其中优势树种为短柄枹栎、化香树和四照花,重要值分别为29.46、15.41和11.98;在样地中心半径12 m范围内,短柄枹栎和化香树种群的K(r)值位于置信区间之上,呈集群分布;四照花种群的K(r)值总体位于置信区间之内,呈随机分布。短柄枹栎林乔木层所有树种的径级结构呈倒"J"字型,为增长型;短柄枹栎种群的径级结构呈近正态分布,为稳定型;化香树种群的径级结构呈近"J"字型,为衰退型;四照花种群的径级结构呈近倒"J"字型,为增长型。

秦岭南坡短柄枹栎种子雨动态变化及蛀食昆虫寄生特征

植物种子雨是植物生活史中最为关键的阶段之一,也是植物种群生态学研究的重要内容之一。为了解壳斗科植物短柄枹栎(Quercus glandulifera)的种子雨动态过程及昆虫寄生特征,于2011-2013年在秦岭南坡佛坪国家自然保护区,对短柄枹栎种子雨下落过程及昆虫寄生特征进行了野外调查。结果表明:(1)短柄枹栎种子雨下落过程主要经历了起始期、高峰期和末期三个阶段,起始期主要在8月中下旬开始,高峰期主要集中在9月下旬至10月中上旬,随后种子雨下落数量逐渐减少,进入末期,11月中下旬下落结束。(2)3年间短柄枹栎种子雨密度和种子产量间存在显著差异,表明短柄枹栎也存在种子产量大小年现象,根据种子雨密度和种子产量大小变化情况,我们推测2011和2013年是短柄枹栎种子产量相对大年,2012是种子产量相对小年。(3)短柄枹栎种子雨下落过程中,败育种子的下落初期和高峰期较完好种子略提前下落,这或许是植物适应动物捕食的一种自我防御机制。(4)短柄枹栎的虫蛀率与种子产量间有一定的关系,即在种子产量较低年份虫蛀率有升高趋势,反之有降低趋势,这可能是植物应对昆虫捕食者等的一种防御策略。

熊耳山自然保护区短柄枹次生林土壤碳氮储量分布格局研究

以熊耳山自然保护区短柄枹次生林土壤为研究对象,采用土壤剖面调查方法,分析比较了熊耳山自然保护区短柄枹次生林土壤碳氮储量和碳氮比与海拔和林龄的关系.结果表明:熊耳山自然保护区短柄枹次生林土壤碳储量的极小值和极大值分别为15.12 t/hm^2,54.87 t/hm^2,平均值为37.25 t/hm^2;土壤氮储量的极小值和极大值分别为0.83 t/hm^2,3.51 t/hm^2,平均值为2.24 t/hm^2.土壤碳储量、氮储量与海拔均呈极为显著的线性关系,变化趋势一致,拟合方程精度较高,具有很高的实用价值.土壤碳氮比与林龄负线性相关显著,不同林龄土壤碳氮比处于25.71~28.85之间.该研究揭示了熊耳山自然保护区短柄枹次生林土壤碳氮储量的空间分布规律,对于熊耳山自然保护区应对气候变化和森林生态系统的管理与保护具有重要的指导意义.

金丝大峡谷短柄枹栎害虫的初步调查

短柄枹栎具有保持水土、涵养水源的优良特性。为更好地保护金丝大峡谷这一珍贵的植物资源,对短柄枹栎害虫进行了初步的调查,结果表明害虫有4目21科31种,同时对其重要害虫的发生规律也进行了观察与研究。从而为有效防治短柄枹栎的害虫奠定了基础。

短柄五加叶黄酮抑菌活性及对洋葱的化感效应

【目的】探讨短柄五加叶黄酮提取物的抑菌活性及其化感作用,为开发抗菌剂及利用其化感作用进行植物保护和农业生产等提供依据。【方法】以短柄五加叶为材料,采用超声波辅助提取叶黄酮,测定不同浓度(100%、50%、25%)的叶黄酮提取液胁迫下抑菌圈直径、最小抑菌浓度(MIC),洋葱鳞片表皮细胞凋亡率、丙二醛(MDA)、H_(2)O_(2)含量、抗氧化酶活性及根和芽生长抑制率。【结果】(1)超声波辅助提取的叶黄酮得率为42.3 mg/g。(2)在相同浓度下,抑菌圈直径依次为金黄色葡萄球菌>枯草芽孢杆菌>沙门氏菌,且在同一菌种内随着提取液浓度增加而扩大,MIC值也依次为金黄色葡萄球菌<枯草芽孢杆菌<沙门氏菌。(3)各浓度叶黄酮提取液均能诱导洋葱鳞片叶表皮细胞凋亡,且在相同处理时间内细胞凋亡率、MDA、H_(2)O_(2)含量也随处理液浓度升高而增加,POD、CAT活性则随处理液浓度增加呈先升后降,均显著高于对照。(4)不同浓度叶黄酮提取物液均能抑制洋葱根、芽的生长,且抑制率具有浓度依赖性。【结论】短柄五加叶黄酮提取物对革兰氏阳性菌的抑菌效果显著优于对革兰氏阴性菌,且抑菌效果与提取液浓度呈正相关,可能通过诱导产生过量H_(2)O_(2)和抑制抗氧化酶活性,导致膜脂过氧化损伤和细胞死亡,抑制洋葱根、芽生长。

二穗短柄草TCP转录因子的全基因组鉴定及其对非生物胁迫的响应

二穗短柄草是一年生温带早熟禾亚科植物,具有遗传资源丰富、与禾谷类作物亲缘关系密切等特点,是一种重要的禾谷类模式植物。TEOSINTE BRANCHED1/CINCINNATA/PROLIFERATING CEL FACTOR(TCP)家族是植物特异转录因子,广泛调控植物生长发育。然而,有关二穗短柄草TCP转录因子的信息仍不清楚。本文对二穗短柄草的TCP基因进行了全基因组鉴定,共鉴定出了21个TCP基因(BdTCPs)。分类结果显示,21个BdTCPs主要分为以下两个亚组:11个PROLIFERATING CEL FACTOR(PCF)基因(Ⅰ类)、7个CINCINNATA(CIN)基因和3个CYCLOIDEA(CYC)基因(Ⅱ类)。序列分析表明,二穗短柄草TCP蛋白均包含TCP/TCP superfamily结构域,且外显子-内含子结构各不相同。Motif分析表明,二穗短柄草TCP家族成员均含有Motif 1和Motif 2,暗示这两个基序是其发挥功能所必需的保守区域。顺式作用元件分析表明,所有BdTCPs的启动子区域都含有植物激素和环境响应元件,暗示BdTCPs基因可能参与非生物胁迫响应。荧光定量PCR结果显示,21个BdTCPs均对盐胁迫不敏感,但其中2个基因(BdTCP10、BdTCP15)参与了干旱胁迫的瞬时响应,且表达量均发生了极显著上调,表明Bd TCP10和BdTCP15基因在二穗短柄草应对干旱胁迫中起正调控作用。上述结果为进一步研究TCP在调控二穗短柄草的生长发育及其在非生物胁迫响应中的作用提供了重要线索。

短柄五加开花及传粉生物学研究

本文对短柄五加（Ｅｌｅｕｔｈｅｒｏｃｏｃｃｕｓｂｒａｃｈｙｐｕｓ）的花期物候、开花式样、访花昆虫种类、访花行为及访花频率进行了观察，对花粉活力、柱头可授性、花粉胚珠比以及传粉效果和繁育系统做了检测。初步结果表明，短柄五加以根茎进行无性繁殖，１个居群为１个无性系。虽自交亲和，但昆虫的访花活动可显著提高座果率。昆虫传粉主要在无性系内异花间进行，属于广义的自花传粉。传粉者为多种不同的昆虫，包括马蜂和胡蜂在内的蜂类、蝇类和甲虫。其花期物候、花粉活力、柱头可授期和蜜汁分泌期等特征使其能够适应环境，从而获得较高的座果率。平均座果率为６５％，饱满种子率为４５．５％。自然条件下未发现实生苗，广义的自花传粉导致的种子质量低下可能是其原因，也是限制短柄五加分布范围的重要因素。

短柄五加胚和胚乳发育的研究

短柄五加（ＥｌｅｕｔｈｅｒｏｃｏｃｕｓｂｒａｃｈｙｐｕｓＨａｒｍｓ．）胚发育属茄型，棒形胚后期胚柄最为发达，球形胚期胚柄开始退化，心形胚期胚柄解体。胚乳发育属核型，当胚乳游离核为２００～３００个时，以自由生长细胞壁的方式进行胚乳细胞化。胚乳细胞进一步增殖以有丝分裂方式进行。球形胚时，胚乳组织最外层细胞特化为分泌层，胚乳细胞贮藏蛋白质和脂类物质。在胚乳游离核为３２～６４个时，单珠被的内表皮层分化为珠被绒毡层。合子分裂后，珠被绒毡层发育最为充分；棒形胚后期，珠被绒毡层被挤压；球形胚期，珠被绒毡层解体。珠被外表皮层特化为种皮。

短柄五加濒危趋势和致濒因素的初步分析

研究了短柄五加种群致濒的因素和机制 .1)通过环境筛分析 ,认为短柄五加种群在 5～ 8a和 11～ 12a两个年龄阶段受到强烈的环境筛过滤作用 ,这两个阶段可能是濒危的关键阶段 .2 )通过对短柄五加种群生物量增长过程中关键因子的分析 ,确定了影响种群生物量的主导生境因子 ,主要是群落类型、群落郁闭度和坡度、坡向等 .影响种群增长的主导生境因子的脆弱性 ,增大了短柄五加种群濒危的趋势 .3)通过对短柄五加种子生态及生殖生态的初步分析 ,认为种群实生苗更新失败是短柄五加种群濒危的重要因素 .4)放牧、采挖和对次生落叶阔叶林的砍伐等人类活动 ,加快了短柄五加种群濒危的速度 .图 1表 3参

短柄五加蒸腾作用及其与生理生态因子相关性的初步研究

The transpiration characteristics of Acanthopanax brachypus and their relationship with the ecological factors of photosynthetic active radiation (PAR), air temperature and air relative humidity etc, were studied in two habitats of open land and under-forest in this paper. The transpiration curve of Acanthopanax brachypus in two habitats belonged to single-peak type. The maximum transpiration rate and diurnal average transpiration rate of Acanthopanax brachypus on open land were higher than those in forest. PAR was the most important ecological factor affecting the transpiration rate in forest. On open land, air temperature and relative humidity had significant effects on the transpiration rate; PAR had a little effect on transpiration rate. Water use efficiency on open land was higher than that in forest. Based on the preliminary analysis of water physiological ecology of Acanthopanax brachypus, it was concluded that open land with better water conditions was suitable for its growth.

二穗短柄草表皮蜡质组成分析及蜡质显微结构观察

为了解二穗短柄草各器官表皮蜡质组成及其晶体结构,利用气相色谱(GC)技术对二穗短柄草穗下茎、叶、穗和旗叶鞘的表皮蜡质成分进行了分析,并对其表皮蜡质晶体结构进行扫描电镜观察。结果表明,从二穗短柄草表皮蜡质中鉴定出18种化合物成分,主要为初级醇、烷烃、醛和脂肪酸。其中,初级脂肪醇、脂肪醛和烷烃是其蜡质的主要成分,约占总蜡质含量的96%。不同器官的蜡质成分比较相似,均以初级脂肪醇的含量最高,其次是脂肪醛、烷烃和脂肪酸。不同器官间蜡质总含量有显著差异,其中穗和旗叶的蜡质含量比较高,分别为13.6和9.8μg·cm-2,而倒三叶和旗叶叶鞘最低,分别为4.9和4.7μg·cm-2。蜡质成分碳链长度的分布范围主要为C22~C32,其中以C26分布最多。初级醇中C26醇的含量最高,分别占叶片、穗和叶鞘中醇含量的94.6%、95.7%、91.4%,占穗下茎中醇含量的76.5%。烷烃中以C29烷烃含量最高,大约占60%左右;其次是C31烷烃,含量在叶片蜡质中大约为30%,穗下茎中是34.2%。醛中C26醛含量最高,约占叶片、穗和叶鞘中醛含量的91.5%~94.6%,占穗下茎中醛含量的74.4%。脂肪酸中C20和C22脂肪酸的含量较高,C26和C28脂肪酸的含量比较低。经扫描电镜观察,各器官表面的蜡质晶体结构均为片状。