侧柏古树组织培养体系的建立

[目的]攻克侧柏古树在组织培养中外植体消毒不彻底、褐化严重、分生能力弱等技术难点,建立侧柏古树的组织培养体系。[方法]以树龄约3000年侧柏古树当年生的新梢为外植体,经过消毒灭菌处理获得无菌外植体。通过筛选适宜的培养基和激素,建立侧柏古树组织培养体系。[结果]外植体用0.3%HgCl2消毒10 min的灭菌效果最好,污染率为25.81%,成活率为54.82%。侧柏古树组织培养基的糖源用3%蔗糖的效果比3%葡萄糖更佳。抗氧化剂与吸附剂试验结果表明,在外植体启动培养基中加入3.00 g·L^(−1)活性碳,外植体褐化率最低。侧柏古树组织培养的最佳初代培养基为:1/2MS+NAA 0.2 mg·L^(−1)+6-BA 0.1 mg·L^(−1),不定芽诱导率为32.05%,芽生长快,嫩绿且粗壮。最佳的增殖培养基为:1/2MS+6-BA 0.05 mg·L^(−1)+NAA 0.2 mg·L^(−1)+KT 0.1 mg·L^(−1),增殖系数为1.93,绿色芽生长快且粗壮。最佳的生根培养基为:WPM+NAA 0.5 mg·L^(−1)+IBA 0.5 mg·L^(−1),生根率达到9.12%,每株平均生根数为2.67,平均根长为1.23 cm。总共获得24株生根苗,2个月后2株有红根出现,嫩芽继续生长,成功获得侧柏古树组织培养生根苗。[结论]侧柏古树培养基的选择、生长素与细胞分裂素的比例是侧柏古树增殖培养和不定根形成的重要因素,此实验为其他柏科树木组织培养提供了参考。

不同树龄侧柏古树扦插生根过程中的生理响应

为探讨树龄对侧柏(Platycladus orientalis)古树扦插生根的影响及扦插过程中的生理机制,从树龄分别为5、100、300、700天的侧柏母树上取插穗进行扦插繁殖,以4个不同生根阶段(0 d(S1,扦插前)、35 d(S2,愈伤组织形成期)、65 d(S3,不定根形成期)、95 d(S4,不定根伸长期))插穗基部的韧皮部为材料,测定生理指标含量的动态变化,并统计生根率和生根数量。结果表明:取自侧柏古树插穗与幼树插穗相比,生根率显著降低、生根数量显著减少(P<0.05)。取自5年侧柏的插穗的营养物质(总糖、总蛋白)含量、抗氧化酶(酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD))活性、激素[内源吲哚乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)]含量在4个扦插生根阶段显著高于侧柏古树(P<0.05),说明这些物质含量高有利于插穗生根。丙二醛(MDA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)含量随侧柏树龄的增长呈现显著增长的趋势(P<0.05),说明侧柏古树插穗的有害物质和抑制生根的激素含量较多。营养物质(总糖、总蛋白)、激素(IAA、GA)含量在4个生根阶段中呈现先增高后降低的趋势,在S3时最高(P<0.05)。相反,ABA含量在S3时显著低于其他3个阶段(P<0.05),说明不定根形成阶段(S3)是扦插过程中的关键阶段,ω(IAA)/ω(ABA)、ω(ZR)/ω(ABA)比值越大,越有利于不定根形成。树龄显著影响侧柏扦插生根率,但是,不同年龄的侧柏古树的扦插生根率差异不显著。而有利于扦插生根的营养物质(总糖、总蛋白)、抗氧化酶(PPO、POD、SOD)活性、激素(IAA、ZR)含量少是侧柏古树生根难的原因。

北京市典型古树群落生长及土壤理化性质的空间分异特征

古树群落是北京市古树的主体,对其进行系统研究可以为古树保护与管理提供科学依据。以北京市典型的古侧柏群落为研究对象,对1088株古树的生长指标进行每木调查,分析不同坡位和坡向古树叶片叶绿素含量(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、叶绿素b/a)和树冠投影范围内土壤的理化性质差异,并进一步分析叶绿素含量、土壤理化性质与古树生长的关系。结果表明:(1)下坡古树的树高、胸径和冠幅均显著高于中、上坡,增幅都超过了5%;阴坡的树高和胸径比阳坡的显著增加了8%以上。(2)古树叶片叶绿素含量在下坡比中、上坡显著降低了15%~43%,阳坡比阴坡显著增加7%以上。(3)从下坡到上坡,土壤容重由1.30 g·cm^(-3)降低到1.12 g·cm^(-3),而含水率由18.00%增加到32.68%,土壤有机质、有效磷含量都是中坡最高,碱解氮、速效钾、含盐量和含水量都是上坡最高;土壤有机质、碱解氮、含盐量、含水量都是阳坡大于阴坡,而有效磷、速效钾和容重都是阴坡高于阳坡。(4)古树树高与叶绿素含量、土壤含水量极显著正相关,与土壤容重显著负相关。本研究表明,古树的生长、叶片光合特性、土壤理化性质随坡位、坡向呈现明显的空间分异特征,且不同坡位和坡向的土壤容重、含水量、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等土壤理化性质的差异对古树的生长产生了影响。今后应加强对古树群落土壤情况的连续监测,以制定更加科学的古树保护方案。

黄帝陵古侧柏健康评价

以黄帝陵轩辕庙内19株千年古侧柏Platycladus orientalis为研究对象,在调查的基础上,结合专家意见,运用层次分析法(AHP,analytic hierarchy process)从树干、树冠及根系等3方面选取树干倾斜度、树皮完整程度、树干损伤程度、树干病虫害等13个评价指标,并用Delphi-AHP法确定各指标相对权重,建立古侧柏健康评价模型。且将黄帝陵古侧柏健康等级分为4级,旨在无损评估古侧柏健康状况,及时制定和调整保护与复壮方案。结果表明:19株古柏健康状况可分为健康、亚健康、不健康等3级,其中以亚健康状态为主。评分结果表征树势强弱,与实际调查情况一致;并分析得出顶梢枯死、病虫害、树干损伤、立地条件差、人为干扰等是影响古侧柏健康程度的主要原因。

北京静福寺侧柏古树林鸟类群落多样性研究

2011年4月至2012年4月,采用固定样带法对北京静福寺侧柏古树林区的侧柏古树林、针阔混交林和落叶阔叶林3种林型进行鸟类群落调查。共记录到鸟类65种,隶属8目27科,留鸟28种,夏候鸟23种,冬候鸟5种,旅鸟9种,国家Ⅱ级重点保护鸟类4种;鸟类区系组成以古北界种类为主,共44种(占67.69%),东洋界鸟类9种(占13.85%),广布种12种(占18.46%);优势种为大山雀、喜鹊、灰喜鹊、大嘴乌鸦和红嘴蓝鹊。调查结果显示:3种林型鸟类种类、数量与多样性指数变化不一致,其中侧柏古树林的鸟类种类和数量最少,落叶阔叶林鸟类种类和数量最多;而侧柏古树林多样性指数、均匀度指数最低,但优势度指数最大;落叶阔叶林的鸟类多样性指数最高,针阔混交林的均匀度指数最高。调查结果反映出侧柏古树林鸟类分布最均匀,鸟类优势现象最明显。不同林型鸟类食物功能团组成不一致,其中侧柏古树林鸟类包括4种食物功能团,针阔混交林鸟类包括5种食物功能团,落叶阔叶林包括6种食物功能团,反映出鸟类对不同林型生境的适应性。

黄帝陵古柏群林下天然更新研究

为实现黄帝陵古柏群的可持续保护,从森林可持续经营理念出发,对黄帝陵古柏群林下天然更新密度和相关环境因子进行了实地调查,采用灰色关联分析法,分析了更新密度与9个相关环境影响因子的关联性。结果表明,林下天然更新影响因子关联度排序为:人为干扰强度>郁闭度>枯落物厚度>坡位>坡度>坡向>枯落物盖度>灌草盖度>海拔,即人为干扰、郁闭度和枯落物盖度对林下天然更新密度影响最大。同时阐明了黄陵古柏群林下天然更新呈现的更新密度小、更新岛屿化以及只见当年生幼苗不见幼树现象的主要原因。提出分区管理,保留更新区;选择性清理林下,保存更新幼苗;适度修剪枯病枝,改善林内环境等促进古柏群林下更新的经营管理措施。

黄河中游地区古树健康诊断标准及其应用

通过资料查阅、实地调研、数据分析和专家会商等途径,筛选出适用于该地区的古树健康诊断形态指标,确立各指标的分级依据,构建古树健康诊断标准,并依据该标准对陕西中部地区86株古国槐和古侧柏的健康状况进行诊查。结果表明:古树的健康状况大多为良和一般,不同树种有些许差异,其结果与古树长势强弱成正相关,能够反映古树健康的真实状况,应用效果良好。此外,对影响古树健康状况的原因进行分析,并提出相应解决方法。

古侧柏组织培养研究

以陕西省黄陵县轩辕庙院内千年树龄黄帝手植柏(古侧柏)嫩枝为外植体进行茎段组织培养试验研究。经过初代培养和继代增殖培养,研究了不同植物生长调节剂种类及浓度、活性炭在组培各阶段的作用,并测定不同年龄段侧柏组织培养前后的硝酸还原酶活性。结果表明:最适启动培养基为1/2MS+6-BA 0.2mg/L+NAA 0.1mg/L+椰乳100mL/L,适宜的继代培养基为1/2或1/4MS+6-BA 0.4mg/L+NAA 0.1mg/L+椰乳100mL/L;活性炭对增殖无显著作用;古侧柏组织培养后硝酸还原酶活性可达到幼嫩水平。

黄帝陵古柏林地表昆虫多样性研究

通过巴氏罐诱集法对黄帝陵4个不同类型侧柏林地及1个对照样地进行了地表昆虫多样性研究,从5个样地共采集到地表昆虫1816头,隶属7目29科,以鞘翅目(占59.65%)和膜翅目(占26.1%)昆虫数量最多,其中步甲科(占33.75%)、蚁科(占25.98%)、金龟科(占14.88%)是优势类群。在科级水平上,物种数和Shannon-Wiener多样指数由高到低的顺序均依次为样地Ⅴ(梨园村古柏林)>样地Ⅰ(侧柏幼树林)>样地Ⅲ(侧柏中龄林)>样地Ⅱ(侧柏古树林)>样地Ⅳ(古柏-油松混交林)。样地间的植被覆盖率、坡向、人为管理措施等是影响该地域地表昆虫多样性的主要因素。

黄帝陵古侧柏花粉生活力及其保存方法的研究

以黄帝陵千年古侧柏花粉为试验材料,用离体萌发法测定花粉的生活力,研究不同保存方法对花粉萌发率的影响,探讨花粉含水量、投入方式、化冻方式对超低温保存效果的影响。结果表明:古侧柏花粉在9%蔗糖+0.01%硼酸的培养基中离体培养4d萌发率最高。90d内,随着保存时间的延长,室温(20℃)保存的花粉迅速失活,低温(0℃、-20℃)保存的花粉萌发率呈逐渐下降趋势,超低温(-196℃)保存的花粉萌发率最高且保持效果最好,为古侧柏花粉长期保存的适宜方法。在超低温保存中,花粉以未经干燥、直接投入液氮、37℃恒温水浴化冻5min保存效果最好;花粉含水量、投入方式、化冻方式之间交互效应显著。

黄帝陵古柏保护研究概述

黄帝陵拥有我国数量最多、保存最为完整且最古老的古柏林。其所蕴含的历史文化价值、生态价值、优良种质资源价值及景观旅游价值都具有不可替代性。在概述了黄帝陵古柏保护研究现状,包括衰老机理和保护与复壮技术的基础上,提出了今后的研究方向。

生长调节剂对侧柏古树扦插生根的影响

为了对邯郸古树名木进行扩繁,找出最佳生长调节剂浓度和配方,采用IBA浓度分别为1000、2000、3000 mg·L^(-1)和NAA+IBA(质量比=1∶1)分别为1000、2000、3000 mg·L^(-1)处理5年、100年、200年和500年生侧柏插穗,对生根率、生根数量、平均根长进行测定。结果表明:5年生和100年生侧柏用IBA 2000 mg·L^(-1)处理生根率最高;200年生和500年生侧柏插穗用NAA+IBA 2000 mg·L^(-1)处理生根率最高。

内生真菌侵染对古侧柏种子萌发及幼苗生长的影响

试验选取8株古侧柏优势内生真菌,采用浸种、灌根法对古侧柏种子及幼苗进行接种处理,通过测定种子发芽率、发芽势、发芽指数和幼苗高、地径、根冠比、干物质量、叶绿素含量等指标,探讨其对古侧柏种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,黑附球菌(Epicoccum nigrum)C-4对种子萌发及幼苗生长均有促进作用,可显著提高侧柏种子的发芽势、发芽指数以及幼苗高、地径、干重、含水量和叶绿素a/b比值,烟曲霉(Aspergillus fumigatus)C-6对侧柏种子的萌发无影响,但促进了侧柏幼苗的生长;链格孢霉(Alternaria alternata)C-5对侧柏种子萌发及幼苗生长均产生抑制作用,哈茨木霉(Trichoderma harzianum)C-1浸种后对种子萌发无影响,但在定期灌根处理后,对侧柏幼苗产生抑制作用;其他供试菌株对侧柏种子萌发及幼苗生长的影响不显著。8株古侧柏优势内生真菌处理对侧柏种子萌发和幼苗生长表现出促进、抑制或无作用,其中C-4和C-6是2株具有促生能力的优势菌,为古侧柏的保护和更新提供基本材料。

天水市伏羲庙古侧柏树干空腐状况诊断及其应用

为进一步加强对天水市伏羲庙内古侧柏的保护,运用TRU树木雷达对伏羲庙28棵古侧柏树干空洞情况进行了检测。结果表明,28棵古侧柏树干都不同程度地出现了空腐,其中轻度空腐的占25%、中度空腐的占67.85%,重度空腐的占7.14%。同时对古侧柏健康地上部分进行诊断,利用层次分析法得出完全健康的为0株,较健康的有17株,占比60.71%;不健康的6株,占比21.43%;显著不健康的4株,占比14.29%,濒临枯死的1株,占比3.58%。综合古侧柏地上部分生长的健康状况评估结果和空洞情况结果进行分析得出,古侧柏的树龄与健康程度之间没有明显的相关性,树龄只是导致树衰弱的主要因素,不是重要因素。空洞情况与健康程度之间存在一定的相关性,在树龄较小情况下,空洞越小的健康程度越大,但有少量古侧柏之间关系呈负相关,主要原因可能是地下根系较为发达,树冠茂盛,矿物质、水分和光合作用的能力较强,部分古侧柏病虫害情况较为严重。基于以上研究结果,提出伏羲庙古侧柏保护建议措施,为进一步研究古树、保护古树的措施提供借鉴。

古侧柏鳞叶内生真菌分离及其抑菌活性研究

为探明古侧柏鳞叶内生真菌的多样性及其抑菌活性,分别以夏季、秋季的古侧柏健康鳞叶为材料,分离内生真菌,共获得311株,经形态学和分子生物学鉴定,隶属于21属。进一步采用平板对峙法和生长速率法分别测定了优势菌株C-3(Chaetomium sp.),C-6(Nigrospora sp.),C-14(Trichoderma sp.),C-19(Bipolaris sp.)和C-30(Alternaria sp.)对金黄壳囊孢菌Cytospora chrysosperma、尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum、胶孢炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides、葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea的抑制作用,结果表明,这5株内生真菌对4种病原菌均表现出不同程度的抑菌活性,其中C-14表现最强,抑菌率分别为79.55%,59.82%,75.67%和62.82%,显著高于其它菌株(P<0.05)。

侧柏古树后备资源健康评价体系的建立与应用

古树后备资源指树龄50~99 a的城市园林树木,是古树的储备资源。为建立客观、科学的侧柏(Platycladus orientalis)古树后备资源健康评价体系,以西北农林科技大学北校区内23株侧柏古树后备资源为研究对象,采用主成分分析法遴选指标,利用层次分析法确定各个指标的权重,最后应用健康综合评价法对其进行评价。结果表明,西北农林科技大学的侧柏古树后备资源健康状况一般,处于亚健康状况的有19棵,健康侧柏仅有1棵,不健康侧柏有3棵;健康侧柏E3号生长势良好,胸径、树高年均生长量较高,根系分布较均匀,树干、枝叶无明显损伤;而不健康的W14号、W16号、W17号侧柏生长势较差,受相邻木遮阴影响严重,胸径和树高年均生长量较低;叶片、枝条和树皮枯损程度较大。本研究建立的侧柏古树后备资源健康评价体系,为古树后备资源健康管理提供科学依据,也为其他古树后备资源健康评价提供借鉴。

济南中山公园古侧柏健康评价与分级保护

济南中山公园内古树众多,受使用者和环境变化的影响,树木健康状态堪忧。采用每木调查法、分级评价法等对中山公园内的古侧柏进行全面调查、评价和制订分级保护方案,为日后古树保护工作提供科学依据。针对公园内古侧柏的立地条件、生长势、树型、病虫害和保护现状5个指标进行评价,并记录结果进行分级。得到济南中山公园内的古侧柏分级评价结果:一级12株、二级24株、三级17株,其中生长势所占的权重最大,为36.36。古树健康应得到有关部门的重视,应分期分批进行扶撑加固、浇水施肥、病虫防治、修剪整形及濒危古树名木的抢救和老树复壮、古树名木生存环境改善等措施。

泰山侧柏古树叶片矿质元素分析

为探究泰山侧柏古树营养元素含量与古树年龄与健康的关系,以泰山罗汉崖林场和王母池景区内12株侧柏古树为研究对象,对其叶片中15种矿质元素进行测定分析。结果表明:衰弱古侧柏中除Ni和Co含量低,其他元素均高于健康古侧柏。衰弱树和健康树叶片中Ca含量存在极显著性差异,Pb含量比健康树高29.35%,这暗示罗汉崖地区古侧柏生长衰弱可能与其体内Ca、Pb 2种元素过高有关系。不同龄级古侧柏叶片元素含量,仅Na元素在一级和三级侧柏古树间存在显著性差异,即龄级高的古侧柏Na含量低于龄级低的古侧柏。罗汉崖林场和王母池景区同健康水平同龄级古侧柏叶片矿质元素含量相当。该研究找出可能与侧柏古树衰老和树龄密切相关的元素含量及变化,为泰山地区古侧柏营养诊断、衰老评价提供参考理论依据。