黄土高原柴松(Pinus tabulaeformis f.shekannesis)群落的植物物种多样性

物种多样性格局与所选择的尺度密切相关,用加性分配法分析柴松(Pinus tabulaeformis f.shekannesis)群落乔木、灌木和草本层在样方、坡位和坡面3种尺度的物种多样性分配关系,结果表明:1)以物种丰富度为指标时,坡面尺度对区域多样性贡献最大,说明在区域范围内坡面是物种组成和维持的关键尺度;而以Shannon和Simpson多样性为指标时,最大多样性分配在样方内,这是由于这2个指数不仅考虑了物种数,还考虑了样方内多度以及常见种和稀有种的影响和作用;2)以Shannon多样性为指标时,样方间、坡位间和坡面间尺度的β多样性对区域多样性贡献的百分比都大于以Simpson多样性为指标时的百分比,这主要是由稀有种在各尺度间的分布格局所决定的;3)样方间、坡位间和坡面间尺度的β多样性大小顺序各不相同,这与群落乔木层、灌木层和草本层的物种组成和分布情况以及不同尺度间环境异质性有密切关系。

黄土高原子午岭天然柴松林细根垂直分布特征

为揭示柴松林的生理生态适应机制,采用土钻法对黄土高原子午岭林区天然柴松林细根垂直分布特征和土壤物理性质进行了研究。结果表明,柴松细根生物量、根长密度、根表面积和比根长都集中分布于0～20 cm土层,总体上均随土壤深度增加而减少。柴松林地最大细根生物量分布在10～20 cm土层,最大的根长密度、比根长和根表面积均分布在0～10 cm土层;最小比根长分布在20～30 cm土层,最小细根生物量、根长密度和根表面积均分布在60～70 cm土层。土壤含水量与柴松细根生物量、根长密度和根表面积相关性达显著水平,细根生物量与>5 mm和<0.25 mm的水稳性团聚体呈显著正相关关系。说明天然柴松细根分布特征受土壤环境因子的影响,同时也反映了细根功能的转变。

黄土高原子午岭天然柴松林种群结构与动态研究

对黄土高原地区子午岭天然柴松(Pinus tabulaeformisf.shekannesis)林种群的结构和动态进行了研究。结果显示:柴松种群结构呈反J分布型,种群处于增长阶段;种群的密度随径级的增加而降低,种群密度与径级呈现出明显的负相关;4个函数(生存率函数、积累死亡率函数、死亡密度函数、危险率函数)估计值说明种群具有前期增长、后期稳定的特点,其存活曲线介于DeeveyⅡ型和DeeveyⅢ型之间;随时间推移,种群中树和大树数量逐渐增多,种群在20 a后开始大量进入成熟阶段。表明柴松在本研究区内生长更新良好,在无人为干扰条件下,柴松可通过自我调节能力而保持种群的稳定性。

柴松针叶束水培生根的研究

为了探讨生长调节剂和营养液对柴松针叶束生根的影响。采用营养液水培法,以2年生柴松当年生枝为材料,研究针叶束生根的最适合条件。结果表明:生根最适的生长调节剂浓度为NAA(萘乙酸)80 mg.L-1处理24 h;适宜的营养液配方为70 mg.L-1硼酸+50 mg.L-1硝酸铵+30 mg.L-1Vb1+20 mg.L-1磷酸二氢钾。生长调节剂是影响柴松针叶束生根的主导因素,营养液与柴松针叶根系质量有一定的关系。

基于花粉粒扫描电镜特征的柴松分类地位研究

通过扫描电镜观测了松属6个树种的花粉形态,运用数据统计和图片分析的方法对花粉形态进行对比研究。结果表明:松属6个树种的花粉大小变动范围为48.22～55.05μm,均属于两气囊松型花粉;花粉体近极面与气囊过渡明显,形成帽沿;萌发沟位于花粉体远极面两气囊之间,呈现沟痕的形式。聚类分析结果显示柴松应被归为油松变种的范畴。根据花粉体表面纹饰和疣状颗粒的分布情况,松属6个树种进化演替规律是油松、黑皮油松、扫帚油松、柴松→马尾松→巴山松。

黄土高原子午岭柴松林群落组成及群落结构研究

通过样地调查,对陕西子午岭的天然柴松林的植物组成和群落结构进行了研究。结果表明:(1)柴松群落中,共有52科120属162种种子植物,可划分为12个类型和9个变型,北温带成分最多(51属),占总属数的49.51%,热带植物成分占一定比例;(2)柴松群落可划分为5个群落类型:柴松+辽东栎-水栒子-苔草群落;柴松-虎榛子-苔草群落;柴松-水栒子-苔草群落;柴松-黄蔷薇-苔草群落;柴松-绣线菊-苔草+野棉花群落;(3)不同群落类型的物种组成和林分结构有所不同,但以柴松为优势种所构建的群落环境有一定的相似性。

柴松胚培养诱导芽形成的初步研究

为了对柴松组织培养进行系统研究，分析了柴松外植体处理方法和不同6-BA浓度对胚培养诱导等形成的影响，结果表明：适宜于柴松芽诱导的培养基为1／2MS＋6-BA 2．0mg·L^-1；经低温沙藏的柴松成熟种胚生长良好，外植体用0．1％HgCl。最佳消毒时间为5．0-5．5min；外植体的最佳放置方式为水平放置。

黄土高原天然柴松林群落学特性的初步研究

通过对陕西富县大麦秸沟地区柴松群落的调查研究,用STATISTICA软件进行聚类分析,将其划分为4个类型:胡枝子柴松林、水木旬子柴松林、铁扫帚柴松林和狼牙刺柴松林;得出了柴松种群以缓慢增长为特征的年龄结构、有大量幼苗补充但幼树高死亡率的更新特点以及幼龄林即发生邻接效应的自疏规律,并预测了该林分趋于稳定的发展趋势.

柴松不定芽伸长生长研究

以柴松不定芽为外植体,在保证基本培养条件不变的情况下,采用完全随机区组设计,研究培养基种类、活性炭浓度、蔗糖浓度、转接周期等对不定芽伸长生长的影响。结果表明:适宜于柴松不定芽伸长生长的基本培养基为1/2MS,不定芽生长健壮,苗高均值达到最大,为1.86 cm;活性炭浓度为0.1%时,有利于丛生芽苗的伸长生长,苗高均值达到1.48 cm;当蔗糖浓度为2.0%时,苗高均值最大,为1.28 cm;当培养周期为20 d时,有效地改善了芽苗枯死现象,培养周期延长至40 d时,芽苗枯死率明显升高。柴松不定芽生长与伸长的适宜培养基1/2MS+0.1 mg·L^(-1)AC+2.0mg·L^(-1)蔗糖。

基于RAPD分子标记与表型标记的柴松分类地位研究

采用RAPD分子标记方法与表型标记的方法对柴松的分类地位进行了研究,结果表明:20条随机引物共扩增出176条条带,其中多态性带为172条,多态性百分率为97.73%。同时对24个形态性状进行了统计分析。对RAPD试验结果和形态统计的结果分别采用UPGMA法聚类分析,聚类的结果类似,认为柴松尚未达到油松变种或近缘种一级的分类水平。

柴松、油松苗期形态解剖和生理特性差异性比较

采集柴松和油松天然林种子并进行播种育苗和栽培试验,比较研究2种松树1年生幼苗的形态解剖和生理特征。结果表明:在生理方面,柴松针叶的POD酶活性大于黄龙、周至、洛南3个居群的油松并差异显著。柴松针叶叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均略小于3个居群的油松。关于针叶解剖的指标,柴松的单个树脂道面积、单个针叶横截面的树脂道总面积、内皮层厚度、针叶厚度、针叶宽度均小于3个居群的油松并存在显著地差异。柴松的针叶截面面积和针叶截面周长均小于黄龙油松和周至油松并存在明显的差异,而与洛南油松无明显区别。柴松的树脂道总面积与针叶横截面面积比显著的小于洛南油松,而与黄龙和周至2个居群无明显差异。关于茎干解剖特征的指标,柴松的木质部厚度、皮层厚度、单个树脂道面积、单个茎横截面树脂道总面积均小于3个居群油松并存在显著差异。柴松的韧皮部厚度小于周至和黄龙2个居群的油松并差异显著。柴松与黄龙油松的周皮厚度存在显著差异,而与周至和洛南2个居群无明显区别。利用系统聚类法分别对柴松和3个居群的油松生理学特征、针叶解剖学特征、茎干解剖学特征进行聚类分析,聚类结果显示,3个居群的油松亲缘关系较近,而与柴松亲缘关系较远。

黄土高原子午岭柴松种群生殖特性研究

【目的】探索柴松（Pinus tabulaeformis f. shekannesis）种群的基本生殖特性,为柴松种群的持续发展和合理经营管理提供依据。【方法】在对黄土高原子午岭地区柴松分布范围进行全面踏查的基础上,选择不同生境（阴坡、半阴坡和半阳坡）柴松生长发育较好的地段设置12块样地,分析不同生境下柴松种群的生殖年龄（Ar）、球果在树冠上的分布格局、结实和产种数量、生殖力表以及环境因子。【结果】（1）柴松种群的最小生殖年龄（Armin）、最大生殖年龄（Armax）、平均生殖年龄（A-r）和周限生殖年龄（Apc）值分别为18,130,48和112年,不同生境条件下柴松种群的生殖年龄差异较大,其中Armin和A-r值为阴坡〉半阴坡〉半阳坡,Armax和Apc值为半阳坡〉半阴坡〉阴坡。（2）不同生境中的柴松种群均具有结实能力,阴坡种群的单株球果数和种子数均较高,各种群球果主要分布在树冠上部及东、北方向。（3）生殖力表显示,随着年龄的变化,生殖力存在低→高→低的趋势,阴坡和半阴坡柴松种群的生殖旺盛期为50～90年,半阳坡为30～50年;并且阴坡柴松种群具有较强的生殖能力,是柴松种群的最适生存环境。（4）主成分分析表明,人为干扰（0.984）和土壤水分含量（-0.974）是影响柴松种群生殖的最主要因子。【结论】柴松林经营管理要以就地保护为主,并应根据种群所在区域的生境条件进行分类管理。

黄土高原两种针叶树种不同器官水碳氮磷分配格局及其生态化学计量特征

植物不同器官水、碳、氮、磷等元素含量及其生态化学计量特征能够反映植物的生态策略及其环境适应性。本研究以黄土高原两种乡土树种油松(Pinus tabulaeformis)和柴松(Pinus tabulaefirmis f.shekanensis)为研究对象,分析了研究区两种树种水、碳、氮和磷在不同器官的含量及其生态化学计量特征,探讨了两种树种基于水、碳、氮和磷分配格局的生态适应策略。结果表明:(1)油松和柴松对水分和碳素的分配格局总体表现为根和叶最大,其次为枝和干,树皮最小;对氮、磷的分配格局则表现为叶片显著高于其他器官。(2)油松将更多的水和氮分配给叶、根等生产性器官,而柴松将更多的水和碳分配给枝、干等防御性器官,反映了柴松较油松具有更加保守的生长策略,能够更好适应逆境条件。(3)植物器官不同元素间通过相互耦合后可以表现出较好的相关性,反映了植物元素之间具有高度复杂的协同关系,这种协同关系的体现形式可能与植物类型及其对外界环境变化的生长适应策略密切相关。

干旱胁迫对油松和柴松钾钙离子流的影响

【目的】比较干旱胁迫下,油松与柴松幼苗根、叶对K^+、Ca^(2+)的积累规律及其根尖表皮细胞对K^+、Ca^(2+)的跨膜转运模式,从K^+、Ca^(2+)平衡的角度揭示2种松树幼苗对干旱胁迫的响应差异。【方法】以培育5个月的油松和柴松幼苗为试验材料,对其分别进行短期(连续7d不浇水)和长期(连续21d不浇水)干旱胁迫处理,以每周浇2次水的幼苗为对照,于干旱胁迫结束时采用原子吸收法测定2种松树根、叶中K^+、Ca^(2+)含量,采用非损伤微测技术检测根尖离子流速;同时在干旱胁迫结束后,对油松和柴松根尖分别采用500μmol/L质膜H^+-ATP酶抑制剂原钒酸钠(sodium orthovanadate,Vanadate)预处理50min、采用20mmol/L质膜K^+通道抑制剂氯化四乙胺(tetraethylammonium,TEA)预处理30min、采用1mmol/L质膜Ca^(2+)通道抑制剂三氯化钆(Gadolinium chloride,GdCl3)预处理1h、采用5μmol/L质膜Ca^(2+)-ATP酶抑制剂Eosin yellow(Eosin-Y)预处理1h,然后检测根尖K^+流与Ca^(2+)流。【结果】与对照相比,短期干旱胁迫对2种松树根、叶组织中K^+、Ca^(2+)含量影响不显著,但长期干旱胁迫下2种松树根、叶组织中K^+、Ca^(2+)含量显著减少,其中油松对K^+、Ca^(2+)的积累大于柴松。短期干旱胁迫诱导油松根尖K^+从对照的轻微外排转为内流,长期干旱胁迫则增强K^+外排流速;与对照相比,柴松在短期与长期干旱胁迫下K^+外排均加强;对照条件下油松Ca^(2+)内、外流基本平衡,短期胁迫下Ca^(2+)内流加强,长期胁迫下在根尖伸长区Ca^(2+)外排加强;柴松在短期与长期干旱胁迫下较对照不同程度地加强了Ca^(2+)外排;油松根尖表皮细胞的K^+和Ca^(2+)内流速度均大于柴松。TEA显著抑制2种松树K^+外流,但Vanadate显著促进2种松树K^+外流,且其对柴松的影响没有油松显著;Eosin-Y可有效抑制2种松树Ca^(2+)外排,但GdCl3仅显著抑制油松Ca^(2+)内流,对柴松Ca^(2+)外流无效。【结论】油松通过较高的H+-ATP酶活性调控依赖去极化激活的离子通道限制K^+外流,同时通过Ca^(2+)-ATP酶与Ca^(2+)通道调控细胞Ca^(2+)跨膜转运,在组织与根尖表皮细胞上减少K^+流失并维持Ca^(2+)平衡,因而较柴松抗旱性强。

黄土高原柴松群落空间结构

利用角尺度、大小比数和混交度3个林分空间结构参数,分析了黄土高原柴松(Pinus tabulaeformisf.shekannesis)群落的空间结构特征。结果表明:1)该林分的树种组成为柴松:辽东栎(Quercus liaotungensis)∶其他树种=7∶2∶1,林分密度为3064株.hm-2,柴松种群优势度明显。2)柴松林林分平均混交度为0.33,处于弱度混交到中度混交过渡时期,种间隔离程度较小。3)柴松林林分平均角尺度为0.57,整个林分呈团状分布。4)林分平均胸径大小比为0.52,平均树高大小比为0.53,林木大小比数的分布较为均匀。胸径大小比和树高大小比在反映林木生长优势方面具有一致性。