麦秀林区青海云杉种群发育特征及其格局研究

在青海省三江源自然保护区麦秀林区,对青海云杉(Picea crassifolia)种群进行垂直样带调查,分析了不同发育阶段和不同海拔高度青海云杉空间格局及其影响因素。结果表明:1)青海云杉种群幼苗、幼树阶段个体数量仅占总体数量的6.6%左右,远低于其他3个发育阶段,已处于衰退的早期阶段;2)不同发育阶段的青海云杉种群均呈集群分布,除幼苗、幼树外,随径阶的增大或年龄的增加,种群呈扩散趋势;3)分布于不同海拔的青海云杉种群均趋于集群分布,但其聚集程度不尽相同。

云杉矮槲寄生内寄生系统的解剖学研究

采用石蜡切片和显微观察的方法,以被云杉矮槲寄生侵染的青海云杉枝条为材料,从解剖学水平观察云杉矮槲寄生的内寄生系统。结果表明:云杉矮槲寄生的内寄生系统由分布在寄主皮层内的皮层根和镶嵌在寄主木质部中的吸根组成。皮层根可以沿着寄主枝条,通过挤压寄主皮层细胞的方式扩展,并穿透寄主表皮层形成云杉矮槲寄生的寄生芽;在靠近或接触寄主次生韧皮部时形成吸根,吸根顶端细胞定向穿透寄主韧皮部和形成层,侵染木质部,并沿木射线方向生长。当云杉矮槲寄生侵入寄主以及皮层根向外生长时,寄主表皮层发生加厚现象。随着云杉矮槲寄生侵染部位的寄主皮层细胞数增多,引起枝条膨大。研究认为,云杉矮槲寄生可以进行系统侵染,反映了云杉矮槲寄生与其寄主在组织水平上的相互作用。

云杉矮槲寄生的侵染对青杄光合与蒸腾作用的影响

云杉矮槲寄生(Arceuthobium sichuanense)属半寄生性多年生种子植物,是青海省云杉天然林毁灭性生物灾害之一。本研究首次报道了云杉矮槲寄生在自然条件下可以侵染青杄,并对健康与染病青杄(Picea wilsonii)针叶形态及其光合日变化进行了测定。结果表明:1)染病青杄的针叶长度和宽度显著小于健康青杄(P<0.001),而染病青杄的针叶比叶面积(SLA)显著大于健康青杄(P<0.001);2)云杉矮槲寄生的侵染显著降低了青杄叶片的净光合速率、蒸腾速率以及气孔导度(P<0.05),但不影响其胞间CO2浓度(P=0.32);3)冗余分析(RDA)表明,云杉矮槲寄生的侵染导致青杄对不同环境因子的依赖程度发生变化,健康青杄表现为环境CO2浓度(CO2)>空气温度(Tair)>叶片温度(Tl)>蒸汽压亏缺(Vpd)>空气相对湿度(RH)>光合有效辐射(PAR),而染病青杄则出现Tl>RH>Tair>PAR>Vpd>CO2,且Tl成为影响染病青杄叶片光合与蒸腾作用(Pn、Tr)的主要环境因子,且染病青杄对RH和PAR变化的响应更加敏感。此外,染病青杄叶片的水分利用率(WUE)显著低于健康寄主(P<0.05)。因此,云杉矮槲寄生的侵染可降低青杄对环境的适应能力,从而加速寄主的衰老死亡。