【目的】 对黄土高原不同地区杜松种群结构与动态进行比较研究,阐明黄土高原地区杜松种群的生存现状与数量动态,揭示种群的发展趋势,为杜松种群恢复策略的制定提供依据。【方法】 采用样地调查法,选取黄土高原5个地区(内蒙古武川、山西浑源、陕西府谷、宁夏贺兰山和河北涿鹿)的杜松种群,根据杜松生活史特点并借鉴前人研究方法,划分种群径级、高度级和冠幅级,分别绘制其种群结构图。采用空间代替时间的方法,即用杜松的径级结构代替年龄结构,编制静态生命表,绘制存活曲线、死亡率曲线和消失率曲线。应用生存分析中的4个函数(生存函数、积累死亡率函数、死亡密度函数和危险率函数)分析杜松种群动态。【结果】 5个种群的径级结构均有不同程度的缺失; 涿鹿和浑源种群的高度结构相对完整; 5个种群的冠幅结构均有一定程度的缺失,武川、涿鹿和浑源3个种群冠幅面积大多集中在2 m²以内,贺兰山种群的冠幅面积大多在3 m²以上;种群静态生命表表明,杜松种群不同龄级的存活量差别较大,存活量随龄级的增加逐渐减少; 死亡率和消失率最高的均为Ⅳ龄级; 期望寿命最高的是Ⅰ龄级,武川种群的存活曲线趋于Deevey-Ⅲ型,其余种群则趋于Deevey-Ⅱ型;各种群死亡率和消失率曲线变化趋势基本一致,生存分析表明,武川种群前期略减、中期稳定、后期衰退,府谷种群前期锐减、中期稳定、后期衰退,涿鹿和浑源种群前期锐减、后期衰退,贺兰山种群则呈现前期略减、后期衰退的特征。【结论】 黄土高原不同地区杜松种群的径级、高度级和冠幅级结构均表现出一定的差异性。涿鹿和浑源种群密度相对较大且有一定幼龄植株储备,种群表现出一定的更新发展潜力; 府谷种群存在相当数量的中老龄株; 府谷、武川和贺兰山种群的径级结构相对完整,但种群密度较小且缺失幼龄植株。杜松从幼树成长为大树的过程中受到了相当程度的环境筛选和竞争压力,大树的生存能力增强。涿鹿和浑源种群有一定的幼苗储备,若改善生态环境保证幼苗的生存发展,种群是可以恢复与更新的; 府谷种群幼苗库的储备缺少,若不进行补充可能会限制种群的更新发展。在天然杜松种群的保护工作中,要注意保护萌蘖苗,防止动物啃食尤其人为放牧等的影响; 针对杜松种子自然条件下萌发率低的特性,应人为采取相关的技术措施,促其萌发; 对于府谷种群等老龄化严重的杜松种群,应该借助人工补充幼苗以保证种群的更新发展。

【目的】 分析黄土高原丘陵区文冠果在不同生境条件下的种子成苗、实生苗生长及其与环境因素的关系,阐明该区域文冠果种群实生苗更新状况及影响因素,为文冠果种群恢复及可持续经营提供依据。【方法】 通过固定样地调查,对黄土高原丘陵区阳坡、半阳坡和半阴坡3种生境下的文冠果天然种群种子幼苗转化率、幼苗数量、幼苗生长状况、幼苗生物量分配及环境因子对文冠果实生苗生长发育的影响进行研究。【结果】 各坡向均有1年生文冠果实生苗,但不同坡向实生苗平均数量不同,阳坡生境1年生实生苗相对较多(632株·hm^-2),而半阴坡相对较少(484株·hm^-2); 各坡向文冠果种子幼苗转化率均较低,3个坡向文冠果种子幼苗转化率表现为半阴坡(0.57%) > 半阳坡(0.43%) > 阳坡(0.25%); 各坡向实生苗数量总体较少,随着年龄增加,实生苗数量逐渐减少,各年龄阶段(1~5年生)文冠果实生苗数量均表现为阳坡 > 半阳坡 > 半阴坡; 阳坡、半阳坡和半阴坡生境光照、水分等环境条件均存在差异,这使文冠果实生苗在不同坡向存在不同的适应策略,1~5年生文冠果实生苗的高度、基径和冠幅均表现为阳坡 > 半阳坡 > 半阴坡,阳坡生境更有利于文冠果幼苗的生长发育; 各坡向1~5年生文冠果实生苗地下生物量均大于地上生物量,地上、地下生物量均表现为阳坡 > 半阳坡 > 半阴坡; 由于环境的异质性,不同坡向文冠果根冠比最大值出现的年龄阶段不同,阳坡和半阴坡2年生幼苗根冠比最大,而半阳坡4年生幼苗根冠比最大; 阳坡生境1~5年生实生苗茎干质量、叶干质量和根干质量均大于半阳坡和半阴坡,而且这种差异随着年龄的增加有扩大的趋势,随着幼苗年龄增加,阳坡与半阳坡、半阴坡的茎生物量比、叶生物量比和根生物量比差异越来越显著; 环境因素对文冠果幼苗数量、幼苗高度及幼苗生物量有重要影响,幼苗数量与光照强度显著正相关,与总盖度显著负相关,幼苗高度与土壤含水量显著负相关,幼苗生物量与光照强度极显著正相关。【结论】 阳坡生境文冠果种子萌发率较低,但萌发成苗之后却有利于文冠果幼苗的定居,实生苗生长状况均好于半阳坡和半阴坡,该生境文冠果实生苗可以更好地利用资源,缩短进入主林层的时间,因此,在文冠果人工林培育时,应尽可能选择阳坡生境。

【目的】 分析海南岛文昌市铜鼓岭自然保护区5种蒲桃属植物的种群结构、分布格局及种间关联性,以期了解该地区蒲桃属植物种群的现状、分布状况及发展动态,为该属植物的保护工作提供依据。【方法】 在热带常绿季雨矮林建立2.56 hm²固定样地,采用种群结构和空间格局常用的种群径级结构分析、种群静态生命表和绘制种群存活曲线研究方法,结合点格局分析中的Ripley's K函数和SPSS软件,对5种蒲桃属植物种群的空间格局、种间关联性以及种群聚集规模与种群优势度的关系进行研究。【结果】 种群死亡率随龄级的增加而增大,生命期望值e_x与此趋势相反,但方枝蒲桃、赤楠和肖蒲桃3个种群中的e_x值会出现明显的小波动,说明这3个种群内部经历了密度调节过程,使种群密度达到适合个体生长的最佳状态; 方枝蒲桃种群具有最多的个体数目(1 950株),并集中于幼苗和幼树,表明该种群更新良好,存活曲线随着龄级增大逐渐趋于Deevey-Ⅱ型,说明种群将长期保持稳定的种群死亡率并更新繁衍下去; 其他4个种群的总个体数相差不大(假赤楠374株、赤楠390株、子凌蒲桃393株、肖蒲桃282株),尽管它们的存活曲线最终都趋于Deevey-Ⅰ型,但存在差异,假赤楠的幼苗、幼树数量较少(共82株),虽然其更新木一般都可以生长到生理寿命(Deevey-Ⅰ型),但过少的数量也可能会影响种群的正常繁衍,其他3个种群都具有一定规模的幼苗和幼树,种群更新能力上虽不及方枝蒲桃,但在群落中也具有相当大的生存潜力; 总体上,5个种群的空间分布都符合种群普遍格局分布规律,即由小尺度的聚集分布到大尺度上的随机乃至于均匀分布,但假赤楠、子凌蒲桃和肖蒲桃在某些尺度范围内出现了规则分布,说明在这些尺度上可能存在其他种群带来的竞争压力; 5个种群的聚集规模和聚集范围都随着种群优势度的降低而减小,其中,种群的聚集规模与优势度呈显著线性相关,二者的回归方程为y=58.531x-132.33(R²=0.958,P =0.004 < 0.01),肖蒲桃与假赤楠和赤楠在一些尺度上负相关,其他4个种群在任何尺度上均可以共存。【结论】 生长在热带常绿季雨矮林中的蒲桃属植物发育良好,都具有一定的更新能力,但假赤楠种群不仅更新幼苗较少,而且在较大尺度上还存在其他种群(如肖蒲桃)对其的竞争压力,所以在天然次生林各种群的科学管控过程中应加以适当侧重保护。

【目的】 从确定生物量模型误差结构和建立可加性生物量模型2方面进行立木生物量研究,为构建生物量模型提供建议。【方法】 以黑龙江西部平原地区人工林小黑杨为例,利用似然分析法判断总生物量及各分项生物量模型的误差结构,在此基础上利用SAS/ETS模块的非线性似乎不相关回归建立其可加性生物量模型,并采用"刀切法"对生物量模型进行评价。【结果】 经似然分析法判断,人工林小黑杨生物量模型的误差结构都为相乘的,对数转换的可加性生物量模型应当被选用。所建立的人工林小黑杨可加性生物量模型的调整后确定系数R_a²为0.92~0.99,绝大多数模型的平均相对误差以及平均相对误差绝对值都较小,所有模型的预测精度都在85%以上,且总生物量、地上和树干生物量模型效果较好,树根、树枝、树叶和树冠生物量模型效果较差。总的来说,各分项生物量和总生物量模型的拟合效果和预测能力较好。【结论】 模型的误差结构和可加性是构建生物量模型中所存在的2个关键问题,建议在构建生物量模型时考虑并解决这2个问题。

【目的】 了解干旱胁迫对不同种源油蒿的形态和生理特征的影响,同时比较不同种源油蒿的抗旱能力,为我国干旱、半干旱地区引种提供理论依据。【方法】 以毛乌素沙地、库布齐沙漠、草原荒漠过渡带的3个种源油蒿为材料,进行不同水分处理,研究在适宜、轻度干旱、重度干旱情况下不同种源油蒿株高、基径、叶面积、比叶面积、叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素(a+b) 、类胡萝卜素(Car)、叶绿素a/b(Chla/b)、类胡萝卜素/叶绿素(Car/Chl)、可溶性糖、淀粉、非结构性碳水化合物(NSC)的变化。【结果】 3个种源地油蒿形态特征、光合色素含量以及NSC对干旱胁迫响应趋势一致,表现为随着干旱胁迫加剧:1) 油蒿的株高、基径、叶面积和比叶面积呈现逐渐减小趋势,其中在重度干旱情况下,库布齐沙漠油蒿的株高、叶面积、基径大于毛乌素沙地和草原荒漠过渡带油蒿,而比叶面积小于毛乌素沙地和草原荒漠过渡带油蒿; 2) 油蒿叶片的Chla,Chlb,Chl(a+b),Car, Chla/b和Car/Chl呈现先增大后减小的趋势,其中在重度干旱情况下,库布齐沙漠油蒿叶片的Chla,Chlb,Chl(a+b) 大于毛乌素沙地和草原荒漠过渡带油蒿叶片,而3个种源地油蒿的Car含量以及Car/Chl相差不大,Chla/b表现为草原荒漠过渡带最大,毛乌素沙地其次,库布齐沙漠最小; 3)油蒿叶片可溶性糖、淀粉和NSC含量呈现先减小后增大的趋势,其中在重度干旱情况下,草原荒漠过渡带油蒿叶片的可溶性糖、淀粉和NSC含量均大于库布齐沙漠和毛乌素沙地油蒿叶片,而库布齐沙漠油蒿叶片的可溶性糖、淀粉和NSC含量又大于毛乌素沙地油蒿叶片; 在轻度干旱情况下,库布齐沙漠油蒿叶片的可溶性糖、淀粉和NSC含量大于草原荒漠过渡带和毛乌素沙地油蒿叶片。【结论】 从3个种源地油蒿株高、基径、叶面积、比叶面积、Chla、Chlb、Chl(a+b)、Car、Chla/b、Car/Chl、可溶性糖、淀粉、NSC等指标比较中,推测来自库布齐沙漠的油蒿较毛乌素沙地、草原和荒漠过渡带油蒿具有更强的抗旱性。

【目的】比较香榧不同叶龄叶片光响应、二氧化碳(CO₂)响应、比叶质量(SLW)、叶绿素(Chl)含量、叶片氮含量等的差异,探讨不同叶龄、不同叶位叶片之间的光合特性与氮含量及分配的关系,为进一步提高其丰产栽培技术提供理论依据。【方法】 在自然林地条件下,以20年香榧顶枝(A)、侧枝(S)上的当年生(C)叶片、1年生叶片(C+1)和2年生(C+2)叶片为研究对象,测定不同叶位的不同叶龄香榧叶片的光响应曲线、CO₂响应曲线、Chl含量、叶氮含量的变化。【结果】 随着叶龄的增加,香榧叶片的光饱和点(LSP)、最大光合作用速率(P_max)均呈降低趋势,Chl含量、以干质量为基础的叶氮含量(N_M)、分配到羧化作用的N素(N_C)、分配到能量代谢的N素(N_B)、分配到捕光色素的N素(N_L)、光合氮素利用效率(PNUE)均逐渐降低,但SLW却呈显著增加的趋势,且PNUE与SLW呈显著负相关性。同一叶龄不同叶位香榧叶片之间的P_max、Chl含量、N_M、N_C、N_B、N_L、PNUE、SLW均无显著性差异。【结论】 香榧不同叶龄叶片的光合特性存在差异,主要与其Chl含量、最大RuBP羧化速率(V_cmax)及RuBP再生的光合电子传递速率(J_max)大小不同有关。随着叶龄的增加,香榧叶片对强光的适应性逐渐减弱; 香榧叶片P_max的降低是由于分配到细胞壁的氮素增加,使叶片增强抵御外界环境变化的能力,但分配到光合机构的氮素(N_c, N_B和N_L)降低,从而使叶片的光合速率、PNUE降低。同一叶龄不同叶位香榧叶片的光合特性无显著性差异。

【目的】 研究连作果园土壤中实际浓度的5种酚酸类物质对平邑甜茶幼苗的伤害作用,为苹果连作障碍的防控措施提供理论依据。【方法】 在砂培条件下,用连作2年果园土壤中有代表性的5种酚酸类物质(根皮苷、根皮素、肉桂酸、对羟基苯甲酸和间苯三酚),以其田间实测的浓度处理平邑甜茶幼苗,研究其对平邑甜茶幼苗光合作用、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及细胞膜透性等指标的影响。【结果】 连作果园土壤中实际浓度的5种酚酸类物质均抑制了平邑甜茶幼苗植株生长,降低了幼苗叶片光合色素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(Tr); 同时导致幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低; 提高了脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量。5种酚酸类物质中,以根皮苷处理对植株质量影响最大,植株鲜质量和干质量分别为对照的72.2%和61.4%; 间苯三酚处理对植株鲜质量和干质量影响最小,分别为对照的92.6%和96.3%。根皮苷处理对幼苗叶片P_n;Tr、叶绿素含量、SOD;POD和CAT活性抑制效果最为显著,分别比对照降低66.9%,53.2%,57.1%,42.7%,60.2%和81.5%; 间苯三酚处理抑制效果最小,其处理后叶片的P_n、叶绿素含量、SOD、POD和CAT活性比对照分别降低34.7%,13.0%,13.0%,4.3%和24.0%。各种酚酸处理的幼苗叶片MDA含量由大到小的顺序依次是根皮苷 > 根皮素 > 对羟基苯甲酸 > 肉桂酸 > 间苯三酚,根皮苷处理使得MDA含量显著升高,是对照的3.57倍; 间苯三酚处理后MDA含量是对照的1.39倍。酚酸处理后,脯氨酸和可溶性蛋白含量也明显升高,其中根皮苷和间苯三酚处理的脯氨酸和可溶性蛋白含量分别是对照的5.98、3.03倍和3.38、1.63倍。【结论】 5种酚酸类物质对平邑甜茶幼苗的伤害能力大小不一,其中根皮苷对幼苗叶片光合能力、色素含量以及抗氧化系统的毒害作用最大,因此,苹果连作时,应采取措施降解根皮苷以防止其浓度过高而抑制平邑甜茶幼苗的生长发育。

【目的】 比较研究油茶自交与异交授粉后花粉管在雌蕊中生长行为的差异,探明油茶自交不亲和性的类型及特征,进一步认识油茶生殖特性的同时丰富、完善其生殖生物学研究资料,为促进油茶增产提供理论依据和研究基础。【方法】 根据花粉管荧光显微观察的试验原理并有针对性地结合油茶雌蕊的特点,综合运用荧光显微镜结合经过改良的荧光压片法、荧光切片法和常规石蜡切片法观察油茶雌蕊结构特征和花粉管在雌蕊中的生长情况,运用扫描电镜重点观察油茶自交花粉管发生的不亲和反应特征,对油茶自交不亲和性进行解剖学方面的研究。【结果】 油茶为开放型花柱,两边贴合的中空花柱道是花粉管生长通道,由一层特化的内表皮细胞构成,多根花柱在基部合生进而形成子房中的空心中轴胎座。自交与异交授粉后,花粉管在柱头、花柱中部的生长情况无明显差异。到达花柱基部时,自交花粉管生长减缓,大部分生长停滞,只有少数能够长入子房,但最终也在子房中停滞而未能达到胚珠。生长停滞的花粉管末端荧光异常明亮,并伴随出现膨大、分叉、卷曲、折叠、波浪状等形状,呈现出不亲和反应。扫描电镜观察这些异常现象是由于花粉管壁局部加厚。自交花粉管的不亲和反应伴随花柱道内表皮细胞从花柱基部到子房的逐渐紧贴而出现。异交花粉管可顺利进入子房,经珠柄到达珠孔处转弯90°进入胚囊。【结论】 通过解剖学结果可明确油茶为自交不亲和性植物,自交不亲和反应发生在花柱基部接近子房处,为合子前期不亲和类型。油茶自交花粉管生长受到抑制的生理、分子机制是今后研究的方向。针对生产中不同油茶品种间座果率不同的现象,探讨各品种间自交不亲和强度存在差异的机制也是研究的重点。油茶自交不亲和性反应发生在中空且花柱道相互贴合较为紧密的花柱基部接近子房处,而却未发生在花柱道间隙相对宽松的花柱中,这一现象是否普遍存在于中空型花柱的自交不亲和性植物中及这一特征是否为山茶属中其他自交不亲和性植物所共有还有待广泛探讨。

【目的】 对24份杨树种质进行指纹图谱构建、系谱关系鉴定和遗传多样性分析,并进行倍性检测,为杨树新品种鉴定和知识产权保护提供科学的理论依据,同时为杨树的育种工作奠定坚实的基础。【方法】 利用TP-M13-SSR技术对24份杨树种质进行指纹图谱构建和系谱关系鉴定。从杨树SSR数据库中选取200对SSR引物,利用遗传背景差异大的4份杨树种质进行引物筛选,选出19对扩增条带清晰、具有多态性且重复性好的引物对24份杨树种质进行扩增,利用GeXP毛细管电泳对PCR荧光产物进行检测,采用非加权组平均法(UPGMA)进行聚类分析,利用流式细胞术(FCM)进行倍性检测。【结果】19对SSR引物共扩增出102条条带,多态性条带97条,占95.10%,每个位点的等位基因数为2~11个,平均每对引物为5.37个。19对SSR引物均未检测到中林2025杨、中红杨和全红杨的条带差异,这3份种质相对于其他21份种质有特异的共同指纹条带;3对高效引物ORPM_103,ORPM_180和GCPM_1255可以将剩余21份杨树种质完全区分开。SSR标记构建的指纹图谱与其系谱关系基本一致。对24份种质进行聚类分析,相似系数在0.50~1.00之间。当相似系数为0.56时,可分为5大类:第1类包括50号杨、中怀1号、中怀2号、I-69、帝国杨、中林2025杨、中红杨和全红杨;第2类包括青杨、森海1号和森海2号;第3类包括36号杨、丹红杨、南杨、239、1-116、中成1号、中成2号、中成3号、中成4号和中豫1号;第4类包括北抗杨和创新杨;第5类只有中林46杨。SSR检测发现中怀1号、森海1号、森海2号、青杨和中林46杨扩增出3个不同等位基因位点,其余19份杨树种质只出现1个或2个等位基因位点;FCM检测结果证实这5份种质均为三倍体,与SSR检测结果一致。【结论】 本研究对24份杨树种质进行指纹图谱构建、遗传多样性分析和倍性测试,证实用SSR标记可有效地检测亲本与子代之间的系谱关系,并准确地反映植物的倍性。筛选出3对快速鉴别其中21份杨树种质的SSR引物,发现5个杨树种质为三倍体。本研究结果可为杨树新品种鉴定和知识产权保护提供理论依据。

【目的】 从低温条件下巨桉mRNA抑制消减杂交(SSH)文库中筛选得到一个受低温诱导的基因 EgrDREB2A (Eucgr. G03094),通过对其蛋白序列特征、亚细胞定位特点以及低温、ABA和盐胁迫逆境处理条件下基因表达方式的分析,讨论 EgrDREB2A 在巨桉非生物逆境响应中所发挥的作用。【方法】 使用SMART,MatInspector和MEGA等生物信息学软件,分析 EgrDREB2A 的序列和编码蛋白特征,搜寻启动子上的重要顺式作用元件并构建其蛋白序列进化树; 亚细胞定位采用基因枪轰击洋葱表皮的方法; EgrDREB2A 组织表达特异性及低温、ABA和盐胁迫条件下的基因表达分析分别采用半定量和定量RT-PCR方法进行; 在4 ℃低温下随处理时间(0.5,2,6,12,24,48 h)的基因数字表达谱基础上,用WGCNA和Cytoscape软件对 EgrDREB2A 进行基因共表达分析。【结果】 EgrDREB2A 编码的蛋白序列含有1个典型的AP2结构域,且结构域内部包含YRG和RAYD 2个保守区,属于DREB2类基因,进化树构建结果表明该基因属于DREB2类基因的亚型Ⅰ。 EgrDREB2A 启动子序列上含有多个与植物逆境响应相关的顺式作用元件。该基因有明显的核定位区,亚细胞定位结果也表明其编码蛋白主要在核中表达。正常条件下,根、茎和叶中 EgrDREB2A 都有表达,但叶片中表达水平相对较高。在不同低温(0,2,4,6,8 ℃)下 EgrDREB2A 被强烈诱导,4 ℃低温下随处理时间(0.5,2,6,12,24,48 h)的延长,其表达量呈上升趋势,不同时间处理下与 EgrDREB2A 具有共表达关系的基因多属于参与植物对逆境响应的基因。ABA(100 μmol·L^-1)对 EgrDREB2A 的表达表现为先促进而后抑制,而NaCl(200 mmol·L^-1)的处理则表现为先抑制后促进。昼夜节律同样影响 EgrDREB2A 的表达,光照下基因表达升高,黑暗条件下基因表达降低。【结论】 巨桉 EgrDREB2A 属于DREB2类基因,其表达受低温诱导,同时受ABA、盐和昼夜节律的影响。该基因启动子序列上启动子元件及与其共表达基因大多与植物逆境响应有关。这些结果表明 EgrDREB2A 可能在巨桉抵抗非生物逆境因子的过程中发挥比较重要的作用。

【目的】 利用卫星遥感技术研究火后植被恢复过程及影响因子,分析不同火烧强度、不同植被类型的火后归一化植被指数(NDVI)变化特征,研究大兴安岭东南部火后不同植被恢复过程,为在长时间尺度上进行北方林火后植被恢复过程研究与监测提供参考。【方法】 基于火烧前后一系列的MODIS数据,利用NDVI和地面调查数据,以2006年大兴安岭松岭特大森林火灾为例,研究不同植被类型在不同强度火烧后的植被恢复过程。根据火烧前后NDVI变化提取过火区; 结合地面调查,利用监督分类方法划分火烧强度等级; 根据火烧强度分级图和土地覆盖类型图,建立属性数据库,生成火烧强度等级-植被类型图。以2003—2005年同期NDVI最大值为对照,在时间序列上分析植被类型和火烧强度对火后NDVI恢复的影响。根据邻近未过火区的NDVI变化,分析气象因子对NDVI的影响。【结果】 轻度、中度和重度火烧区所占比例分别为29%,40%和31%。主要植被类型常绿针叶林、针阔混交林和灌丛的重度火烧部分分别占50%,52%和60%。重度火烧区域所占比例随着坡度增大而升高。在火后NDVI的变化过程中,各森林类型变化趋势相近,灌丛、草地和沼泽的变化趋势相近。【结论】 火后NDVI总体呈上升趋势,并呈现明显的年际波动。除草地外其余植被类型在重度火烧后的NDVI值均明显低于中、轻度火烧,但中、轻度火烧的不同植被类型之间差异不明显。森林重度火烧区NDVI在火后第2年达到最低,轻度火烧区火后6年NDVI基本恢复到火前水平。针阔混交林火后盖度的恢复速度较其他森林类型快。火烧强度对森林群落垂直结构的影响显著,森林火烧后灌木层盖度高于未火烧区,且火烧强度越高,这种现象越显著。双因素方差分析显示植被类型和火烧强度对火烧迹地NDVI恢复特征的影响显著, 且火烧强度对火后植被恢复的影响更关键,但二者交互影响不显著。未过火区NDVI平均值为0.801 2,波动范围为-3.3%~3.4%,过火区dNDVI的变化约25%是由气象因子引起的,其他主要源于植被变化。dNDVI指标可以很好地反映火烧前后植被指数变化,有较好的时序性和空间可获取性,对火烧迹地恢复过程有指示作用。

【目的】 为了降低人造板挥发性有机化合物(VOC)的检测成本、增强可靠性,提高产品环保水平和工作效率,提出一种新型的VOC快速检测方法。【方法】 以3层实木复合地板为研究对象,建立单因素试验方案,合理搭配各环境条件,快速采样装置与气质联用仪结合使用,对其在不同温度、相对湿度和空气交换率与负荷因子之比条件下释放的VOC进行检测和分析,一方面探索3层实木复合地板释放VOC的主要成分及释放规律,另一方面分析各环境因素对3层实木复合地板释放的VOC达到稳定期时浓度的影响。根据板材VOC的释放规律,确定快速释放法在最佳环境条件下得到的VOC量值,同时,利用传统气候箱法表征板材自然衰减过程中VOC释放量值,将2种方法测得数据进行对比,分析快速检测法与传统气候箱法的相关性。【结果】 芳香烃和酯类是3层实木复合地板的主要挥发性有机释放物,除了部分烷烃、烯烃和醛酮类化合物外,板材还释放少量的醚、醇和酸类化合物。在测试期间,酯类和芳香烃类化合物的质量浓度变化趋势明显。温度和相对湿度增加会使平衡时的TVOC释放量增大,但当温度越高,湿度对平衡条件下TVOC的释放量影响越小。空气交换率与负荷因子之比越小,处于稳定散发阶段的实木复合地板释放的TVOC浓度值越大。【结论】 快速检测法和传统气候箱法测得3层实木复合地板TVOC释放水平趋势基本一致,并且检测物相同。随着时间的延长,TVOC的释放量逐渐下降至稳定趋势。3层实木复合地板释放的主要挥发物酯类和芳香烃类来源于板材表面加工过程中使用涂料的有机溶剂,建议选择环保型涂料。温湿度的协同作用影响3层实木复合地板VOC释放量,高温高湿条件对3层实木复合地板中VOC的释放量有显著影响。而且,空气交换率与负荷因子之比对高温高湿条件下3层实木复合地板释放的TVOC量影响较大。快速检测法VOC释放速率快于传统气候箱法,且该方法性能可靠,可用于人造板材挥发性有机化合物的快速检测,便于企业有针对性地解决生产过程中出现的问题,提高产品质量。

【目的】 应用频率法精确测量SPF规格材的弹性模量,探讨应用威布尔分布分析其弹性模量数据的可行性。【方法】从南京北美木屋有限公司一批SPF规格材中随机抽取容量为300的样本作为试件,采用弹性绳垂直自由悬挂方式的支承结构对试件实现自由梁,模态试验验证自由梁的精度。在瞬态激励下,通过测试试件一阶弯曲频率,得其弹性模量值;应用应力波法验证频率法测试结果的正确性。对其测试数据采用Weibull分布拟合检验、威布尔分布和正态分布的K-S检验、SPF规格材总体弹性模量在给定值下的概率计算和SPF规格材质量评价的概率分布方法进行研究。【结果】频率法和波速法测得的弹性模量具有较好的相关性;从威布尔分布和正态分布在参数未知时的K-S检验结果可知,SPF规格材弹性模量不服从两参数威布尔分布(E_u=0),但服从于位置参数E_u大于最小测试值一半的三参数威布尔分布和正态分布;从SPF规格材总体弹性模量在给定值下的概率数据分析可得:以3 500,4 000,4 500 MPa为E_u的设定值时,计算的概率值稳定且基本相同,这时E_u设定值分别是弹性模量测试的最小值5 526 MPa的63%,72%和81%,因此推荐采用根据实测数据最小值的60%~80%作为位置参数E_u设定值的三参数威布尔分布进行概率计算;三参数威布尔分布和正态分布计算的SPF规格材弹性模量在给定值下的概率相等;从SPF规格材弹性模量的概率分布曲线和概率密度曲线可知,威布尔概率密度相对于它的均值(9 997 MPa)略显不对称性,弹性模量不超过7 000 MPa时,正态概率分布曲线略高于威布尔概率分布曲线,超过7 000 MPa后,则正好相反。【结论】模态试验验证了文中的试验装置实现了试件自由悬挂的支承条件,提出了频率法的测试方案,保证了一阶弯曲振动固有频率测试精度,可靠地推算出SPF规格材的弹性模量;瞬态激励频率法测试SPF规格材的弹性模量具有简便、快速、重复性好和精度高的优点;频率法和波速法测出的弹性模量具有较好的相关性,验证了频率法测试弹性模量的正确性;SPF规格材总体弹性模量服从三参数的威布尔分布和正态分布, 并不服从于两参数的威布尔分布;正态分布计算的弹性模量不超过7 000 MPa的概率高于威布尔分布的计算值,在其他范围,2种分布计算的概率值是相同的;SPF规格材总体弹性模量的三参数威布尔概率密度曲线相对于均值略显非对称性;在确定威布尔分布参数时,推荐按最小试验数据的60%~80%设定位置参数E_u值;计算SPF规格材总体弹性模量均值、标准离差和弹性模量在给定值下的概率,除弹性模量在低端范围内、正态分布计算的概率高于威布尔分布外, 其他范围计算的概率值相同;应用三参数威布尔分布和正态分布计算SPF二级规格材总体的弹性模量不超过8 000 MPa的概率分别为13.8%和13.6%。

【目的】 1-脱氧野尻霉素(DNJ)是一种降血糖功效较好的天然活性产物,在桑树中的含量相对较高。对超声-微波联合辅助提取桑枝中DNJ的工艺进行优化,以获得较高提取率; 同时,分析桑枝水提物中DNJ含量与α-葡萄糖苷酶抑制活性的相关性,以获得其中DNJ对α-葡萄糖苷酶抑制活性的贡献程度。这可能为桑枝中DNJ的提取、分离及桑枝α-葡萄糖苷酶抑制剂的极性分布等研究提供一定的依据。【方法】 利用9-芴甲氧羰酰氯对DNJ进行衍生化,弥补其本身不具有紫外吸收特性的缺点,利用高效液相色谱在254 nm波长下进行定性定量检测; 单因素试验分别求得微波处理时间、超声波处理时间和液料比的优化范围,以响应曲面法对超声-微波联合辅助提取DNJ三因素的平方和、均方、P值、R²等参数进行优化,获得二次多项回归方程和相应的最优提取条件; 在此基础上利用系统溶剂法萃取浓缩的水提物,计算石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和水4种极性部分的α-葡萄糖苷酶抑制活性(通过酶标仪在415 nm波长处测定α-葡萄糖苷酶对4-硝基苯-α-D吡喃葡萄糖苷的分解率来计算)与DNJ的含量,并对二者之间的关系进行分析。【结果】 用0.05 moL·L^-1 的盐酸溶液提取,微波处理9.60 min、超声波处理30.89 min和液料比46.47 mL·g^-1时达到最优条件,此时DNJ的产率为0.205%,结果检验值与优化值的拟合率达99.27%,相对于对照组增长了10.86%; 正丁醇部分DNJ的含量最高,乙酸乙酯次之,水部分仍含有少许,石油醚部分为零,说明正丁醇的萃取效果较好; 正丁醇部分的抑制曲线趋势与乙酸乙酯部分相近,水部分与石油醚部分相近,且各萃取部分之间的IC₅₀都差异显著,结合DNJ的含量分布,说明桑枝中具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的物质间有一定的极性差异; 根据各萃取部分中DNJ的含量,从其半抑制浓度中换算出DNJ的浓度,即为"其中DNJ的浓度",正丁醇部分"其中DNJ的浓度"与DNJ标准品的IC₅₀差异不显著,说明此部分α-葡萄糖苷酶抑制活性物质几乎尽是DNJ; 水部分虽含有少量的DNJ,但其活性却相对更小,可能其中含有具备提高α-葡萄糖苷酶活性的多糖等物质,或一些糖类等黏性物质影响了DNJ与酶的结合; 乙酸乙酯部分"其中DNJ的浓度"比DNJ标准品的IC₅₀小,可能是由于此部分含有个别黄酮类等对DNJ具有活性增强/协同作用,或其中含有一些游离生物碱、香豆素或黄酮苷元等物质具备相似活性; 石油醚部分不含DNJ,却有一定的α-葡萄糖苷酶抑制活性,说明桑枝中含有一些极性小的脂溶性化合物具备α-葡萄糖苷酶抑制活性。【结论】 微波处理初步粉碎的新鲜桑枝,既有干燥作用又有辅助提取效果,而后用超声波辅助浸提可提高DNJ的提取效率; 桑枝中主要的α-葡萄糖苷酶抑制是DNJ,除此外还可能含有一些极性相对较小的活性成分。这些结果有利于桑枝DNJ及其他降血糖活性成分的进一步研究。

微观力学表征技术是表征材料微纳米力学性能的重要技术手段,目前已被广泛用于表征材料的超微构造和解析材料的力学行为。随着材料科学研究尺度缩小,微观力学表征技术逐步从纳米向超纳米、从分子向超分子甚至粒子水平发展。按照试样信息的不同方式,微观力学表征技术主要包括纳米力学测试技术(探针技术)和超纳米力学测试技术(显微镜技术); 其中,纳米力学测试技术包括准静态纳米压痕技术、动态纳米压痕技术和动态模量成像技术,超纳米力学测试技术包括原子力显微镜技术和基于原子力显微镜技术的新型微观力学表征技术。木材是一种多孔状、层次状、各向异性的非均质天然高分子复合材料,其超微结构是细胞壁由不同厚度的层次组成。细胞壁是决定木材和木质纤维材料性能的主要因素,是木材的实质承载结构; 细胞壁的力学性能是由壁层结构、化学组成的分布与结合方式决定的。开展木材和改性木材细胞壁纳观尺度的力学性能、分布及影响对实现木基复合材料的高效设计具有重要意义。自Wimmer等首次将纳米压痕技术应用于天然木材细胞壁微观力学后,国内外学者主要采取准静态纳米压痕测量技术和动态纳米压痕测量技术对不同树种木材以及化学改性和生物改性木材细胞壁的硬度、弹性模量、蠕变特性与黏弹性等力学性能进行了研究。木质材料界面作为纳米级厚度的界面相或者界面层,不仅影响木质材料的强度、刚度,而且影响木质材料的断裂韧性等。界面力学是决定木基复合材料整体力学性质的关键,是引起材料变形、强度下降的主要原因。研究界面的属性和特征对于木基复合材料整体属性的评价以及结构的优化设计有一定参考价值,研究内容涉及有胶合界面、纤维增强聚合物界面以及木制品涂层的微观力学。随着研究尺度逐渐缩小,微观力学表征技术趋向高分辨率及数据定量化,如今已能在纳米级分辨率下进行力学信息成像,为木材科学领域的研究提供了方便。微观力学表征技术在木材科学领域中的应用尚具有较大潜力,但仍有较多方向尚未涉及,还应在以下3方面展开研究: 一是需要开展微观力学技术在木材科学领域应用的标准化研究,规范测试过程,确保测试结果的可靠性和一致性;二是建立木质材料宏观到微观的完整力学体系,从本质上剖析木质材料的力学行为,在纳米尺度上表征木质材料的性质和失效机制;三是随着木材科学领域研究的深入,需建立微观力学与微观化学、微观物理、微观环境学的联系,丰富木材及木基复合材料在微纳尺度的研究。

【目的】探讨不同遮荫环境对中华蚊母树苗期生长及光合特性的影响,分析苗期中华蚊母树对不同遮荫环境的适应性,为城市园林建设中合理进行乔、灌木布置提供科学依据。【方法】采用遮荫网,设置全光CK、中度遮荫L1(25%全光)和重度遮荫L2(7%全光)3种光环境,测定不同光环境下苗期中华蚊母树生长、光合以及叶绿素荧光参数。【结果】经过60天的遮荫处理,L1和L2植株基径增量和比叶质量显著低于CK植株,而L1和L2植株叶长和最大叶宽显著高于CK植株;受遮荫影响,L1植株株高增量显著高于CK植株,而L2植株株高增量与CK植株差异不显著;遮荫导致了苗期中华蚊母树叶片最大净光合速率、暗呼吸速率、光补偿点以及光饱和点等光合指标降低,且随着遮荫程度增加,这些光合指标的降低程度也逐渐增加,L1植株叶片最大净光合速率、暗呼吸速率、光补偿点以及光饱和点分别比CK植株降低了11.8%,46.3%,48.6和15.5%,L2植株叶片最大净光合速率、暗呼吸速率、光补偿点以及光饱和点分别比CK植株降低了35.2%,65.7%,64.2%和20.4%;遮荫对苗期中华蚊母树叶片表观量子效率的影响并不明显,经过60天遮荫处理,L1和L2植株叶片表观量子效率均与CK植株差异不显著;遮荫使苗期中华蚊母树叶片最大光化学效率有所增加,其中L1植株叶片最大光化学效率显著高于CK植株,而L2植株叶片最大光化学效率与CK植株差异不显著;遮荫降低了苗期中华蚊母树叶片光化学猝灭和电子传递速率,L1植株叶片光化学猝灭和电子传递速率均显著低于CK植株,L2植株叶片光化学猝灭显著低于CK植株,但叶片电子传递速率与CK植株差异不显著;遮荫虽然降低了苗期中华蚊母树叶片的非光化学猝灭,但L1和L2植株叶片非光化学猝灭均与CK植株差异不显著。【结论】苗期中华蚊母树具有很强的耐荫能力,遮荫可使其对自身形态结构进行调整,如增加株高、叶长和叶宽和降低比叶质量等,以及叶片光合生理的调整,如降低叶片光补偿点和光饱和点、维持较高的表观量子效率和最大光化学效率等,来尽可能多地捕获光能及提高对弱光的利用率,同时也能使其减少对基径生长的能量分配以及降低叶片暗呼吸速率来减少对光合产物的消耗。因此,在进行城市园林建设时,可以尝试将中华蚊母树作为一种耐荫景观树种与乔木进行复合搭配栽植。

【目的】 通过居群取样以及果实与叶片性状测定,揭示青梅居群间和居群内的表型变异规律,为其天然林保护与经营以及种质资源收集、保存与利用提供科学依据,亦为海南岛青梅种及变种的修订提供基础数据。【方法】 在全面调查海南岛青梅天然分布区的基础上,对9个天然居群133个单株的17个果实与叶片形态性状进行研究,运用巢式方差分析、多重比较、相关分析以及聚类分析等方法,探讨青梅天然居群表型多样性水平及其与地理、环境因子的相关性。【结果】 巢式方差分析结果表明,17个果实和叶片形态性状在青梅居群间和居群内均存在极显著差异 (P < 0.01),说明这些性状在居群间与居群内均存在丰富的变异; 居群内的变异 (50.57%) 远大于居群间 (11.38%),居群平均表型分化系数为18.31%;各性状的分化系数变化幅度为4.52% (叶片侧脉数) ~40.31% (果实小萼片长宽比)。相关分析表明,叶片长与叶柄长、叶片长宽比与叶片最宽处至基部的距离呈显著 (P < 0.05)或极显著(P < 0.01)正相关,果实大萼片长与叶片侧脉数、叶柄长显著负相关; 青梅果实和叶片形态性状与年均气温、年降水量相关不显著,叶片侧脉数、叶柄长与海拔呈显著正相关,而果实大萼片长与海拔呈显著负相关, 叶片侧脉数、叶片长与1月平均气温呈显著负相关。利用居群间欧式距离进行UPGMA聚类分析,将9个青梅天然居群分为3类。【结论】 应加强现存青梅天然林及其生境的保护,对于变异丰富的卡法岭等居群以及具特殊土壤生境的石梅湾居群应予以重点保护; 居群内变异是海南岛青梅居群变异的主要来源,开展种质资源收集、迁地保存与遗传改良时,可适当增加居群内个体数,减少居群取样数; 由于海南岛各青梅居群间形态性状变异幅度大,且为连续变异,本研究不支持以往发表的分布于海南岛的青梅新种和变种。

【目的】克隆得到粗毛纤孔菌糖苷水解酶5基因,并对该基因进行生物信息学分析、蛋白质原核表达和酶活研究,为糖苷水解酶的利用提供依据。【方法】分离纯化粗毛纤孔菌,并于PDA斜面长期保存。应用TRIzol提取粗毛纤孔菌总RNA,通过AMV反转录系统将RNA反转录成cDNA,构建cDNA文库; 应用NCBI BLAST分析并检测糖苷水解酶基因家族5阳性序列,RACE法克隆基因全长命名为IhGH 5-1 并提交NCBI注册; ORF-Finder分析IhGH 5-1 基因开放阅读框,推导出氨基酸序列; 筛选NCBI登录的糖苷水解酶家族5同源序列,Clustal W进行保守结构域区段多序列比对; 应用Mega 5.05选用WAG+G模型构建最大似然树; 应用PSIPRED server对IhGH5-1进行α螺旋和β折叠的蛋白质二级结构分析,应用SWISS-MODEL对IhGH5-1进行三维建模,应用VMD1.8.6分析IhGH5-1三维结构; 设计原核表达引物并进行PCR扩增,将扩增得到的基因片段连接至pQE-30 UA 载体并转入大肠埃希菌JM109感受态细胞,诱导表达后通过SDS-PAGE电泳检测表达量; 测定糖苷水解酶活性并计算酶活。【结果】TRIzol提取的粗毛纤孔菌总RNA经分光光度计检验符合标准(OD₂₆₀/OD₂₈₀=2.0,OD₂₆₀/OD₂₃₀>1.8),cDNA文库成功构建并测序; RACE法克隆得到5'序列长度为770 bp,3'序列长度为1 562 bp且含有PolyA的序列,5'和3'序列拼接得到基因全长序列长1 727 bp, NCBI注册号为KM368321; ORF分析得到IhGH5-1氨基酸序列含有300个氨基酸,分子质量为31.226 55 kD,等电点(pI)为9.24; 结构域分析表明IhGH5-1具有保守的催化结构域; 最大似然树分析表明多数子囊菌糖苷水解酶家族5聚在一起,多数担子菌糖苷水解酶家族5聚在一起,粗毛纤孔菌IhGH5-1蛋白质与太瑞斯梭孢壳霉和球毛壳菌等子囊菌的糖苷水解酶亲缘关系更近; 蛋白质三维结构分析表明粗毛纤孔菌IhGH5-1含有7个α螺旋、4个β折叠,三维比对表明粗毛纤孔菌IhGH5-1三维结构与其他真菌糖苷水解酶家族5蛋白空间结构相近,进化关系与最大似然树分析相符; 原核表达及酶活测定表明该基因成功表达,表达产物在65 ℃时相对酶活性最高。【结论】本研究可为白腐菌纤维素酶大规模的工业化应用提供前期研究基础和理论依据。

【目的】对散养状态下野生双峰驼(下称野骆驼)昼夜行为时间分配及活动节律进行研究,旨在丰富野骆驼行为生态学基础资料,为其进一步保护和管理提供科学依据。【方法】2012年10—12月期间,采用目标动物取样法对在甘肃敦煌西湖国家级自然保护区进行试验性放归的4峰野骆驼(2雄2雌)进行昼间行为的观测。将野骆驼的行为分为6类:休息、警戒、运动、采食、反刍和其他行为。【结果】时间分配上雄性采食行为时间比例最高,为28.13%±10.42%,雌性野骆驼由于适应新的环境表现出警戒行为比例最高,为28.22%±10.74%。观察期间雌、雄性野骆驼行为时间分配无显著差异。随月份变化,野骆驼休息、警戒和反刍时间呈下降趋势,运动时间和采食时间呈上升趋势。野骆驼昼间警戒和运动行为存在晨昏活动的高峰,其采食行为有2个高峰时段,出现在当地时间日出之后(9:00—10:00)和日落之前(14:00—16:00),野骆驼的休息高峰出现在中午时分(11:00—13:00)。散养条件下野骆驼行为时间分配和活动节律与大多数有蹄类动物类似。【结论】散养条件下野骆驼行为时间分配和活动节律与大多数有蹄类动物相似,相关数据可为其进一步保护和管理提供参考。