基于多元统计分析的马尾松人工林健康评价研究——以广西热带林业实验中心为例

为构建一套科学实用的马尾松人工林健康评价体系,为马尾松健康经营提供理论依据。以广西热带林业实验中心的84块马尾松人工林样地为例,选取13个评价指标进行因子分析,计算森林健康指数(FHI)并对FHI值进行Ward聚类,以划分健康等级。此外,研究分析评价了马尾松样地的健康状况,并用判别分析建立Fisher判别函数对健康评价结果进行检验。结果表明:在调查的马尾松人工林中,健康林占32.1%,亚健康林占35.8%,不健康林占32.1%,且不同龄组马尾松人工林健康水平排序为:近熟林>中龄林>成熟林>幼龄林。判别分析与聚类结果具有较好的一致性,其中自身验证法正判率为97.8%,交互验证法正判率为94.3%。因此,构建的指标体系能够科学客观地反映广西热带林业实验中心马尾松人工林的健康状况。

南滚河国家级自然保护区珍稀濒危植物的分布特征

采用样地调查、线路调查的方法，对云南省南滚河国家级自然保护区珍稀濒危植物的资源状况及分布特征进行了研究。结果表明，（1）南滚河国家级自然保护区珍稀濒危植物共计206种，隶属于44科108属。其中，国家重点保护野生植物21种，云南省重点保护野生植物36种， IUCN红色名录植物17种， CITES附录植物143种。（2）发现新分布种长蕊木兰、水青树和逸生种喜树。（3）珍稀濒危种子植物区系联系广泛，属级水平上具有极强的热带性质；种级水平上具有热带成分向温带成分过渡的特征，且特有现象突出，与滇西南、滇南分布联系密切。（4）海拔510～2977 m，珍稀濒危植物的丰富度随海拔的增加呈先增后减的趋势，集中分布在海拔1000～1500 m的季风常绿阔叶林中。该保护区珍稀濒危植物面临的主要威胁是人为破坏，并针对所受威胁提出了保护建议。

木兰科系统分类学研究动态

木兰科是一类中等大小的木本植物类群,包含2～17属,240～300种,主要分布于亚洲和南北美洲的热带、亚热带和温带。本项研究综述了自de Candolle以来木兰科系统分类学研究简史,总结了形态分类学、实验分类学、系统发育、生物地理学等4方面所取得的研究成果及发展动态,并根据目前的研究现状,分析了存在的问题,提出了今后的研究方向。

木兰科16种含笑属植物的花粉形态

该研究对含笑属5组16种植物(其中:峨眉含笑、多脉含笑、蔼和含笑、毛果含笑、南亚含笑、展毛含笑、阔瓣含笑和壮丽含笑等8种为首次报道)的花粉样品进行了扫描电子显微镜观测,并对其花粉粒形态及大小性状进行统计分析,以揭示木兰科含笑属植物的花粉形态特征,探讨其系统分类学意义。结果显示:含笑属植物的花粉粒形态均为两侧对称,异极,具1远极单沟萌发孔,沟长几乎达两端,极面观为椭圆状,赤道面观为舟状,表面无脊或具脊;含笑属花粉粒表面小穿孔的密度为0.002 5~1.500 0个/μm^2,最长轴长为30.69~58.02μm、变异系数为2.85%~8.20%,最短赤道轴长为15.29~31.29μm、变异系数为4.29%~15.53%,轴比值为1.43~2.69、变异系数为2.53%~13.00%。经组间、种间和种内比较,含笑属植物的花粉粒仅在小穿孔密度和3个大小性状上存在一定的种间分类学价值。

诱导木数量及空间大小对花绒寄甲产卵的影响

为了确定诱导木数量及空间大小对花绒寄甲成虫产卵的影响,利用不同大小的塑料盒饲养花绒寄甲(Dastarcus helophoroide)成虫并放入不同数量的诱导木段诱导其产卵。结果表明,4组不同处理对成虫平均产卵量的影响不显著(p>0.05),但处理3(大养虫盒3块诱导木段)与其余3组试验相比在产卵量方面能诱发成虫保持持续产卵高峰期;处理1(大养虫盒1块诱导木段)卵块的平均数量47.92个,比处理4(小养虫盒1块诱导木段)多29.23%,差异显著(p<0.05),处理1与处理3间差异亦显著(p<0.05);处理1的平均产卵数量比较集中,60粒/卵块的频率最大,且基本符合正态分布,所以处理1有利于人工大量饲养花绒寄甲并适于制作卵卡在野外释放。

云南热区4种林分土壤有机碳的比较研究

以普洱市思茅区清水河13年生西南桦人工林、高阿丁枫人工林、思茅松人工林及思茅松天然林为研究对象,对林分土层0～50 cm土壤有机碳含量及密度进行调查分析。结果表明:(1)土壤有机碳含量、可溶性有机碳含量和土壤微生物量碳含量在4种林分中均呈随土层深度增加而递减的变化趋势,0～50 cm土层土壤有机碳含量为高阿丁枫人工林>西南桦人工林>思茅松人工林>思茅松天然林,土壤可溶性碳含量为高阿丁枫人工林最大,西南桦人工林最小;土壤微生物量碳主要集中于土壤表层,西南桦人工林土壤微生物量碳含量最高。(2)土壤可溶性碳占土壤有机碳的比值范围为0.32%～1.25%,3种人工林土壤表层微生物量碳占土壤有机碳的比值均大于思茅松天然林,3种人工林均处于碳的积累阶段。(3)0～50 cm土层土壤有机碳密度以思茅松人工林最大,达到85.79 t/hm2;其次为西南桦人工林、高阿丁枫人工林,思茅松天然林最低,为61.36 t/hm2。(4)土壤可溶性碳、土壤微生物量碳与土壤有机碳含量成显著的正相关关系,土壤有机碳和可溶性碳与土壤容重成显著的负相关关系。

云南生物多样性分布格局的梯度分析

从北到南选择7个具有代表性的保护地构建纬向梯度研究样带,自西向东同样选择7个具有代表性的保护地构建经向梯度研究样带,通过计算β多样性指数等方法对云南生物多样性空间分布格局进行分析;以云南129个县级行政单位为样方,以各县的物种总数、垂直层谱数等17个代表生物多样性的变量为自变量,以经纬度、海拔等21个地理环境和生物环境因子为因变量,在CANOCO 4.5软件支持下,进行了排序分析。结果表明:(1)云南生物多样性分布格局的纬度和经度地带性均不十分显著,其动植物的空间分布格局由不同环境变量共同决定;(2)但在各类生物多样性分布格局的影响因素中,海拔高差、叶面积指数、湿润指数、最高海拔、最低海拔、平均降水量、经度、最冷月NDVI为生物多样性最具决定意义的主变量,其他变量为协变量;(3)研究发现经度对生物多样性的决定性作用比纬度更加显著,是通过蒙特卡洛检验具有显著意义的一个环境梯度。相关研究结果对云南生物多样性保护工作具有一定的指导意义。

基于RAPD标记的云南23个八角优良无性系的聚类和遗传多样性分析

利用RAPD分子标记技术对云南省的23个八角优良无性系进行了聚类和遗传多样性分析。从筛选出的22条引物中,共扩增出197个位点,其中多态性位点183个,平均多态性比率为92.89%。采用成对算术平均数的非加权成组配对法(UPGMA)对Nei’s的一致度进行的聚类分析结果表明,在23个八角无性系中,广南7号与广南9号的遗传距离最近,广南9号与富宁3号的遗传距离最远。在遗传距离为0.142 5处将23个八角无性系分为4个类群。试验数据表明,其八角无性系间的遗传距离与地理距离的相关性不大。遗传多样性分析结果表明,云南23个八角优良无性系间存在较高的遗传多态性和丰富的遗传基础。

七彩红竹查尔酮异构酶基因IhCHI1的克隆与表达分析

查尔酮异构酶(CHI)是花青素生物合成过程中重要的结构基因。本项实验根据转录组数据设计的特异引物,利用RT-PCR方法成功从七彩红竹红色幼茎中克隆到七彩红竹的查尔酮异构酶基因IhCHI1(GenBank登录号为KJ477333)。序列分析结果表明,IhCHI1包含完整的cDNA开放阅读框(ORF),由690 bp组成,编码229个氨基酸。Blast比对结果显示,该蛋白属于CHI家族蛋白;系统进化分析结果显示,七彩红竹与禾本科植物水稻、玉米等亲缘关系较近;利用RT-PCR方法对IhCHI1基因在不同组织中表达情况进行分析,结果表明,IhCHI1在七彩红竹的红色幼秆中表达量最高。

油松、侧柏苗木水力结构特征的对比研究

油松侧柏是分属两个不同耐旱类型的树种 ,为了进一步了解其在水分运输和耐旱机理方面的特点 ,应用水力结构的基本理论 ,在正常水分条件下 ,用改良的冲洗法测定 4年生油松侧柏苗木各部位的水力结构参数。实验和模拟的结果表明 ,油松和侧柏苗木都存在限速区 ;在非限速区 ,二者各部分木质部的导水率、比导率、叶比导率和胡伯尔值都随功能木质部直径的增加而增大 ,但表现出不同的变化趋势 ,这些变化能较好地说明油松和侧柏苗木耐旱的生态策略。在功能木质部直径相同的情况下 。

八角ISSR-PCR反应体系的建立及引物筛选研究

以文山、广西2个居群6个单株的八角嫩叶为研究材料,以八角叶片基因组DNA为模板,在分析归纳相关树种ISSR-PCR体系的基础上,确定一个反应体系并对ISSR引物库进行筛选,同时结合正交设计针对具体引物进行体系优化。结果表明,八角的ISSR-PCR反应体系(25μL)为DNA模板0.003～0.016 ng,Taq DNA聚合酶0.5～1.0 U,dNTPs 0.2 mmol.L-1,Mg2+浓度2.5～3.0 mmol.L-1,引物浓度0.6～0.8μmol.L-1。扩增程序为,94℃预变性5 min;94℃变性30 s,引物特异温度退火45 s,72℃延伸1 min,40个循环;72℃最后延伸7min;4℃保存。获得效果稳定并具有多态性的ISSR引物13条。研究结果可为八角遗传多样性分析和种质资源鉴定等研究奠定基础。

巴拉圭瓜多竹CAD基因的克隆与分析

肉桂醇脱氢酶(cinnamyl alcohol dehydrogenase,CAD,EC1.1.1.195)是木质素生物合成途径中的最后关键酶,在木质素的生物合成中发挥关键作用。本研究依据转录组数据设计特异性引物,采用RT-PCR方法成功地从巴拉圭瓜多竹中克隆得到一个全新CAD基因的c DNA全长序列,命名为GPCAD(Gene Bank登录为KJ784465)。序列分析结果表明,GPCAD基因片段包含完整的c DNA开放阅读框(ORF),序列全长1 080bp,编码含有359个氨基酸残基的蛋白质。Blast比对结果显示该蛋白质属于CAD家族蛋白;系统进化分析结果显示巴拉圭瓜多竹与禾本科植物亲缘关系较近;荧光定量PCR技术检测结果显示GPCAD在茎秆中表达量最高,叶中的表达量最低。本研究对巴拉圭瓜多竹CAD基因进行克隆与分析,为深入研究巴拉圭瓜多竹木质素代谢途径相关基因以及通过分子生物学手段对木质素的含量和单体比例进行调控提供科学依据。

云南杓兰和紫点杓兰菌根真菌rDNA ITS序列及共生专一性分析

杓兰属植物具有很高的观赏和药用价值,但因被过度采集,已成为濒危植物。菌根真菌是杓兰栽培与繁育是否成功的关键因子。本实验采用rDNA ITS序列扩增技术和MEGA软件对滇西北的云南杓兰和紫点杓兰的菌根真菌进行研究,结果表明:云南杓兰和紫点杓兰的菌根真菌存在显著的物种层面的专一性关系,即菌根真菌与杓兰属植物有较强的共生趋势。分离得到的菌根真菌序列已上传至NCBI,登录号为lcl51879、lcl25153、lcl48033、lcl38377、lcl14203、lcl24557、lcl52287以及lcl46937。

不同种源旱冬瓜苗期生长量的地理变异研究

通过对滇西南地区15个县的0.5年生旱冬瓜种源的苗高、地径进行调查分析,研究了不同种源旱冬瓜苗高、地径的生长变异及其与地理环境因子的关系,利用苗高和地径2个因子进行逐步聚类分析。结果表明,各种源间在苗高、地径生长上均表现出极显著的差异,苗高生长表现最好的是孟连种源,平均苗高达31.4 cm;地径生长表现最好的种源是勐海种源,平均地径为0.38 cm。环境因子及地理因素对旱冬瓜种源的遗传变异有影响,苗高、地径与各种源原产地的地理经度呈负相关;采用种源间苗高、地径进行逐步聚类分析,15个种源可分为5类,根据各种源苗期苗高、地径的生长状况,初步筛选出瑞丽、孟连2个优良种源。

滇西南旱冬瓜优树及种源选择研究

在滇西南5个州(市)采用五株优势木对比法开展旱冬瓜优树选择,以旱冬瓜初选优树为材料,运用统计学相关性分析方法对优树选择的相关因子进行分析,结合数量化回归方法得出的方程,开展优树选择标准的研究,采用多点试验的方法开展旱冬瓜种源/家系选择。结果表明,(1)在滇西南的普洱、西双版纳、临沧、德宏和保山5个州(市)的15个县采用对比木法选出144株旱冬瓜初选优树;(2)相关性分析显示,旱冬瓜胸径、树高是衡量旱冬瓜优树的重要因子,旱冬瓜树高、胸径、材积、冠幅、枝下高、分枝角度、林分郁闭度、树皮厚度8个性状间存在着多重线性关系,且以材积与其他性状间的相关性最为紧密,数量化回归方法建立的树高和枝下高组成的材积生长量回归模型为Y=0.055X1+0.021X2+0.01X3-1.406(Y=材积;X1=胸径;X2=树高;X3=枝下高),以材积实测值与理论值间的差值H作为划分优树等级的主要依据;(3)在德宏州瑞丽市、保山市龙陵县、普洱市镇沅县开展多点种源/家系试验,选择出优良旱冬瓜种源4个,优良家系40个。其中优良种源为西盟、瑞丽、昌宁、龙陵种源;(4)对滇西南地区的旱冬瓜种源进行区划,可划分为滇南(江城、思茅、宁洱、景洪、孟连)和滇西(瑞丽、龙陵、陇川、保山、昌宁、潞西、腾冲、西盟)2个大的种源区。

篦子三尖杉的居群结构与动态研究

为了更好地掌握珍贵药用植物篦子三尖杉的居群结构及动态情况,对云南省新平县篦子三尖杉林12个样方进行调查,分析篦子三尖杉的年龄结构、高度结构、空间分布格局,编制特定时间生命表,绘制存活曲线。结果表明,篦子三尖杉相对年龄结构完整,呈现明显的纺锤形,幼苗和成树个体的储备特别少,居群属衰退型居群;其高度结构完整,居群个体高度发育是连续的,在群落中属连续型居群;其空间分布格局表现为集群分布,Ⅲ级幼树阶段开始变成随机分布;其成长可分为幼苗、幼树、成树和老树等4个时期,幼苗时期死亡率最低,老树时期死亡率最高;其居群存活曲线接近于DeeveyⅠ型,居群处于衰退状态。

滇西北属都湖流域湿地景观格局演变及其驱动机制研究

应用1955年、1974年、1981年、1994年、2005年和2011年6个时期的航测照片和卫星影像,通过遥感解译和景观生态统计等方法,分析了滇西北属都湖高原湿地过去56年的景观格局演变及其驱动机制。结果表明,人工筑坝导致属都湖水域面积在1955～1994年间增加了62.4 hm2(52.4%),之后趋于稳定;湖滨带沼泽和沼泽化草甸呈减少趋势;汇水面山有林地面积稳步增加,优势度增强;流域的景观多样性指数和均匀性整体减少,景观趋于同质化;景观破碎度先减少后增加,总变幅不大;景观连通性增强,斑块空间分布更加聚集。故属都湖高原湿地自然景观保存良好,自然生境不断恢复,其景观格局的变化是道路和水坝建设等人为因素及森林演替等自然因素综合作用的结果,其中景观格局演变的自然驱动因素主要是灌木林地、草甸、灌丛草地等植被向有林地的演替。

不同干扰条件下纳帕海湿地土壤种子库的特征研究

对不同干扰条件下纳帕海湿地植物土壤种子库物种组成、密度、多样性进行了研究,分析了地上植被与土壤种子库间的相似性关系。结果表明,纳帕海湖滨湿地土壤种子库物种在返青期有26个物种,在枯黄期有7个物种,蕨类植物仅在返青期生长。为旅游+放牧干扰(TT);人工取草皮干扰(AR)和猪拱干扰(PF)3种干扰类型的土壤种子库中的植物物种数在返青期分别为21种、12种和12种;在枯黄期分别为2种、2种和6种。在返青期,TT和PF方式下土壤种子库的物种里多年生植物均高于1年生植物,只有AR方式下土壤种子库的物种为1年生植物高于多年生植物;在枯黄期,不同干扰方式下土壤种子库的物种1年生植物都均高于多年生植物,这是由于枯黄期的土壤中以当年产生的种子植物为主。不同时期和干扰方式下土壤种子库的物种为双子叶植物比例均明显高于单子叶植物,说明不同的干扰方式都使得单子叶植物减少。返青期和枯黄期种子库的总密度是PF﹥TT﹥AR;物种多样性在返青期是TT﹥AR﹥PF,在枯黄期为AR﹥PF﹥TT。在返青期,TT、AR、PF 3种干扰下地上植被与土壤种子库物种组成相似性指数分别为0.53、0.30、0.44。因此,可以预测3种干扰后植物群落的恢复潜力是TT﹥AR﹥PF。故在植被恢复的时候不仅要重视TT后的生态恢复,还要更加重视AR和TT后的生态恢复。

独龙江地区竹类植物研究

独龙江地区由于特殊的地理位置和高山峡谷半封闭的地势,植物区系地理的组成极为复杂和多样化,作为植物界中进化水平较高的单子叶竹类植物也表现出了异常的区系组成和类型结构的多样性。通过对独龙江地区竹类植物系统调查研究,结果表明,该地区有竹类植物10属27种1变种,其中发现贡山竹属新属1个,为高黎贡山特有属,该属仅有贡山竹一个种,为竹类中唯一具有附生习性的竹种;发现毒空竹、独龙江牡竹、巴坡藤竹、高山箭竹、毛环箭竹、阔叶箭竹6个新种。独龙江地区竹类属组成以热带亚洲起源为主,包括箣竹属、空竹属、藤竹属、牡竹属和玉山竹属,共有5属;东亚属4个,为方竹属、箭竹属、新小竹属和刚竹属。种的组成以暖温带至寒温带分布的箭竹属最为丰富,共计13种,占该区竹种数的48%。独龙江地区特有种共12种,占该区竹种数的44%。根据组成竹子群落的优势竹种的不同,将该区范围内的寒温性竹林划分为马亨箭竹林、黑穗箭竹林、高山箭竹林、尖削箭竹林、皱壳箭竹林及独龙江玉山竹林6个类型。独龙江地区汇集了多种区系成分的竹类,并在这里得到分化与扩散。是典型的东南亚成分分布的北限,东亚成分分布的西限,印度—缅北成分的东限,而寒温性高山竹类在本地区得到最大程度的分化与繁衍。

极小种群野生植物馨香木兰的种群结构及动态

为了更好地掌握极小种群野生植物馨香木兰的种群结构及动态情况,通过对云南省西畴县馨香木兰群落24个样方的调查,分析了馨香木兰的高度结构、年龄结构、空间分布格局,编制了特定时间生命表,绘制了生存曲线。结果表明,馨香木兰高度结构完整,种群个体高度发育是连续的,在群落中属连续型种群;其相对年龄结构不完整,呈现明显的菱形,幼苗缺乏;其空间分布格局表现为集群分布,但到IV级立木阶段就已变成随机分布;其成长可分为幼苗、幼树、成树和老树等4个时期,幼树和成树时期死亡率最低,老树时期死亡率最高;其种群生存曲线接近于Deevey I型,种群正处于衰退状态。