在全球气候变化背景下,干旱诱导木质部栓塞被认为是驱动树木死亡的主要因素.因此,分析木质部栓塞抗性(用导水率损失50％的水势(P50)表示)的内在解剖决定因素对于理解其结构与功能间的机制具有重要意义,为气候变化背景下植被恢复树种选择提供理论依据.该研究测定广西弄岗喀斯特森林内12个主要常绿树种的木质部导管直径、导管组指数、组分占比、纹孔形态和纹孔膜超微结构,同时结合木质部储水特征(如木材密度和饱和含水量),综合分析干旱诱导木质部栓塞抗性与其解剖结构以及储水特征之间的关系.结果显示:(1)Ps0与导管直径、密度、导管组指数以及组分占比间的相关性均不显著;(2)P50与纹孔形态特征以及纹孔膜厚度和纹孔腔深度等特征间的相关性均不显著;(3)P50与木材密度显著负相关,与饱和含水量边缘显著正相关,即木材密度较大、饱和含水量较低的树种表现出较强的栓塞抗性.研究结果表明,运用单一的解剖结构来评估栓塞抗性是不全面的;此外,木质部水分存储能力与栓塞抗性之间的权衡关系对于深入理解喀斯特植物耐旱性的内在结构机制以及多元化的水分利用策略具有重要的生态学意义.

树龄是影响树木生长的最重要因素之一.在气候变暖背景下,利用树干木质部解剖特征,分析不同树龄生长-气候关系,对准确评估树木对气候变化的响应和适应策略、预测气候变化下的森林动态至关重要.利用木材解剖学方法,比较了小兴安岭溪水地区针阔混交林内大、小龄红松(Pinus koraiensis)木质部解剖特征及其对气候变化的响应异同.结果表明:大龄红松主要管胞特征值随年龄增加而呈上升趋势,但小龄红松的变化趋势并不明显,两者均在 1840-1890 年和 1980-2010 年间出现剧烈的波动.大、小年龄红松部分管胞特征与气候因子的关系具有一致性,管胞数量和理论导水率分别与月最高温度负相关和正相关;总管胞面积(负相关)、理论导水率(正相关)、平均水力直径(正相关)与月最低温度的关系一致;理论导水率与月总降水正相关;管胞占比、平均管胞面积、理论导水率、平均水力直径均与平均相对湿度正相关,且大龄红松相关性更强.大、小年龄红松管胞特征与气候因子的关系的不一致表现在,大龄红松管胞占比、平均管胞面积、总管胞面积和平均水力直径与月最高温度正相关,而这些关系在小龄红松则表现为负相关.大龄红松管胞数量与 7-9 月最低温度正相关,而在小龄红松表现为显著负相关;大、小龄红松除理论导水率外其他管胞特征与降水关系基本相反,其中管胞数量的相关性更强;大龄红松与 7 月、9 月、年总降水量显著正相关,而小龄红松与 6 月和年总降水显著负相关;与月平均相对湿度的相关关系大龄红松表现为正相关或不显著,而小龄红松呈负相关关系.温度是限制大、小龄红松管胞特征生长的主要气候因子,降水的影响相对较弱,平均相对湿度对大小龄红松的影响差异不大.近几十年,小兴安岭地区气候暖干化趋势逐渐增强,这种暖干化会造成大、小龄红松生长的响应差异.若气候持续变暖或加剧,小龄红松会出现严重生长衰退.

小黑杨(Populus simonii×P.nigra)是东北地区速生、耐寒、材性优良的树种.为了创制适种范围广、耐旱性状明显改良的林木新种质,利用小黑杨为材料,以干旱胁迫关键响应因子PsnNAC007转录因子为对象,创制了小黑杨过表达OE-PsnNAC007转基因植株.对OE-PsnNAC007转基因植株的生长指标、干旱胁迫适应能力、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、导水率指标、细胞形态和木材组分进行分析.结果显示:与野生型小黑杨相比,转基因植株的生长情况无明显差异,而干旱胁迫成活率提高了26.15%.在干旱胁迫条件下,转基因植株气孔导度减小、蒸腾速率下降、水分利用效率明显提高,植株茎干的导水率损失显著减少.解剖学分析发现,PsnNAC007的过量表达导致植株茎干产生更多、更小的导管细胞,这种细胞特性有利于植株在干旱条件下维持水分连续高效的运输.木材组分分析发现,转基因植株茎干木质素沉积明显增强,构成纤维素、半纤维素的单糖含量均无明显变化.

为揭示海桑次生木质部导管解剖特征随土壤理化因子年内动态变动而变化的适应机制,该研究利用海桑具有生长轮的特点,通过显微技术界定了海桑采样枝条一年内10个不同连续时间段形成的新“生长层”(新形成的次生木质部),观测了10个不同连续时间段新“生长层”的导管解剖特征,并对10个新“生长层”形成阶段所对应的土壤理化因子数量特征进行了测定,用逐步回归法分析了10个不同连续时间段海桑新“生长层”管孔数量解剖特征与对应土壤理化因子数量特征之间的关系.结果显示:(1)10个不同连续时间段海桑形成新“生长层”管孔数量特征指标,除相邻管孔间接触壁长占比无显著差异外,其他8项指标包括管孔径向直径、管孔弦向直径、导管壁厚、导管长度、管孔密度、单孔率、导管聚合度和相邻管孔间接触壁长等均具有显著差异(P＜0.05);多重比较显示,10个不同连续时间段海桑形成新“生长层”管孔数量特征8项指标具不同程度的变动.(2)海桑新“生长层”形成阶段(10个不同连续时间段)土壤理化因子,包括土壤有机质含量、土壤全氮含量、土壤全磷含量、土壤pH值和土壤全盐量等5项指标均具有显著差异(P＜0.05);多重比较显示,海桑新“生长层”形成阶段(10个不同连续时间段)土壤理化因子指标均具有不同程度变动.(3)10个不同连续时间段海桑形成新“生长层”的管孔数量解剖特征,与所对应新“生长层”形成阶段土壤理化因子数量特征的逐步回归分析表明,随着土壤全盐含量的升高,海桑导管弦向直径和导管聚合度同时呈显著增大趋势(P＜0.05).研究表明,海桑在一年内不同连续时间段,随土壤全盐量增加,土壤渗透势将增大,水分在次生木质部导管中输导的安全性将下降,而海桑导管分子随一年内不同连续时间段土壤全盐量的增加呈增大趋势,根据木材生态解剖学的观点,水分输导的安全性将进一步降低,但导管聚合度随一年内不同连续时间段土壤全盐量的增加而增大,具有增进水分输导安全性的作用,这可能是海桑对土壤盐含量变化的生态适应策略.

番荔枝科是被子植物基部类群,木兰目中最大的一个科.为了解暗罗属(Polyalthia)的海南暗罗(Polyalthia laui)、假鹰爪属(Desmos)的假鹰爪(Desmos chinensis)、紫玉盘属(Uvaria)的山椒子(Uvaria gran-diflora)、瓜馥木属Fissistigma)的瓜馥木(Fissistigma oldhamii)四个种的导管与穿孔板的形态学特征,该研究利用扫描电子显微镜(SEM)对其导管分子及穿孔板形态进行观察,首次展示了这4属4种的导管分子与穿孔板的形态特征,并对其导管的长度与直径进行了分析与比较.结果表明:这四个种导管分子端壁均为单穿孔板,部分穿孔板具尾,不同种在导管与穿孔板形态上具有明显的差异;长度与直径的统计学分析显示其种间差异极显著,导管长度与直径的相关性分析显示其没有相关性.综合导管的形态学特征与统计学分析结果,该研究认为在这四个种中,假鹰爪的导管分子直径与长度变化幅度都不大,长度较短,直径最大,穿孔板平截,不具尾或具小尾,其导管分子处于较高的演化水平.

[目的]半社会性体外寄生蜂管氏肿腿蜂Sclerodermus guani Xiao et Wu喜寄生于一些隐匿独栖(树干或木材)的钻蛀性昆虫,雌、雄个体高效地搜索配偶及交配策略是其种群定殖和扩散的关键.本研究记录了管氏肿腿蜂成虫交配行为的过程,分析、总结了其交配行为的特点.[方法]联合使用体视解剖镜、摄像机和昆虫行为跟踪仪3种仪器,在室内环境条件下系统观察了管氏肿腿蜂(雌雄比为1∶1)的交配行为,对比分析雌雄蜂在整个交配过程中的行为表现、时间分配和速度变化等特点.[结果]管氏肿腿蜂的交配过程可分为交配前、交配中和交配后3个阶段,包括触角拍击、骑上雌蜂、游走、探测和交配一系列步骤.交配前,雄蜂在培养皿内快速游走,用触角接触和拍击雌蜂,用口器接触雌蜂;骑上雌蜂后,雄蜂在雌蜂体表游走,并仍以触角拍击和口器接触雌蜂,而雌蜂则头朝下保持静止状态;雌雄蜂交配前约历时653.617±54.160 s(平均值±阳).交配中,雄蜂的生殖器与雌蜂结合进行交配,雄蜂前足基部呈45.搭在雌蜂腹部前端,中足和后足抱住雌蜂腹部末端,交配平均历时43.567±7.120 s.交配后,雄蜂离开示意交配结束,雌蜂仍保持静息状态(长达约172 s).此外,雌雄蜂均行多次交配,且随交配次数增加,交配历时先增加后逐渐减少.雌、雄蜂交配行为表现为先减速后加速,在交配前、交配中和交配后雌、雄蜂行为活动的平均速度分别为3.111,0.595和1.016 cm/s及2.754,0.895和1.314 cm/s.[结论]管氏肿腿蜂雄蜂在交配过程中较活跃,暗示其在配偶搜索、识别和选择中处于主导地位.研究结果可为该蜂室内扩繁、野外释放及复壮等生物防治技术提供理论依据.

楠属与润楠属的许多树种的木材都属于珍贵木材, 这些木材的解剖构造特征非常相似, 仅仅依据传统的识别方法难以将这些木材准确识别出来.通过采用分子生物学中的DNA条形码技术对5种来自于楠属和润楠属的木材进行分子鉴定, 试图从分子水平识别5种木材.以楠属的闽楠 (Phoebe bournei) 、桢楠 (Phoebe zhennan) 、紫楠 (Phoebe sheareri) 和润楠属的建润楠 (Machilus oreophila) 、刨花润楠 (Machilus pauhoi) 为研究对象, 采用Qiagen试剂盒法提取木材总DNA, 并分别对5个树种的ycf3、psb C-trn S、rpo C1和ITS这4段DNA序列进行PCR扩增, 并对PCR产物进行测序和序列的比对分析.测序分析所得5个树种的ycf3序列中, 共有6个多态性位点, 根据其差异可将桢楠、建润楠、刨花润楠从中区分出来, 但是闽楠和紫楠之间不能区分.psb C-trn S序列的比对结果显示共有7个多态性位点, 可以将紫楠、建润楠和刨花润楠区分出来, 但其余两个树种难以区分.5个树种的ITS序列仅有1个多态性位点, 可以对两个属间进行区分, 不能进行种间的区分.5个树种的rpo C1序列完全一致, 不能用于区分这几个树种.综合来看, 将ycf3和psb C-trn S这两段DNA条形码结合起来对比分析, 可以将5种木材在分子水平区分开来.从5个树种的ycf3序列构建的系统发育树来看, 几个树种基本可以正确聚类, 作为区分几个树种的参考.

为了给刨花楠材质预测、轮伐期选择及木材合理高效利用提供理论基础,本研究以17年生刨花楠人工林为对象,采用木材性质快速测定仪(SilviScan-3TM)获得木材性质参数,研究人工林刨花楠解剖特性、木材密度与弹性模量的径向变异规律及其对气象因子的响应,重点分析生长轮宽度、年龄与各材性性质参数之间的相关性.结果表明:刨花楠不同材性性状的径向变异规律不同,7～11生长轮为其变异曲线的转折点;木材密度和纤维壁腔比与生长轮宽度的相关性不显著,生长速度和生长轮年龄对大部分材性性状具有重要影响;不同气象因子对不同材性性状影响程度不尽相同,相对湿度是影响刨花楠材性的主要生态因子;各材性性状中,微纤丝角和弹性模量对气象因子的响应更敏感.

战后的湘雅,面临的最大任务是重建校园.复员之后,幸得湖南省政府的资助及中外团体捐款、捐物的支持,使重建工作进展迅速.1946年4月1日后,学校先后从沅陵运回一批木材,雇请汤仁记、杨泽记、瑞记、复兴及协记等8家营造厂,动手营建和修复校舍.首先,学院原三层的教学楼,改加为四层,并命名为“福庆楼”,以纪念第一任校长颜福庆先生.依次动工的有6栋两层的教工宿舍,两层楼的图书馆、解剖楼、学生食堂、湘雅医院住院病栋、总办公楼以及女生宿舍,三层楼的女单身宿舍、工友宿舍,以及浴室、大小动物室、车库等.四层的湘雅医院住院病栋加盖了吻鸱式的屋顶,墙壁油漆一新,家具、水电重新装配,又装设了电话20部.医院病栋楼往西,依次建有附属医院、湘雅医院门诊处.附属医院为钢筋水泥建筑,有250张床位;门诊处可容40多位医师同时看病.

水力失效是植物干旱死亡的主要机制.量化分析水力性状的种间和器官间差异是预测树木在气候变化下的响应甚至生存能力的基础.该研究对比分析了罗汉松科3种植物器官(茎和根)水平上水力功能性状的差异,并探讨其与解剖结构和机械强度之间的关系.在湿生同质园内选择罗汉松科3种植物,测定了茎和根木质部水力功能性状(最大比导率(Ks)和栓塞抗性(P50))、解剖结构性状(管胞直径(Dt)、水力直径(Dh)、管胞密度(Nt)、管胞壁厚(Tw)、纹孔膜直径(Dp)和纹孔密度(Np))和机械强度(木材密度(WD)和管胞厚度跨度比((t/b)2)).结果 发现:(1)罗汉松科3种植物茎木质部不存在效率-安全权衡,而根木质部存在权衡.(2)茎Ks与Dp显著正相关,与(t/b)2和WD无关;茎P50与Dp极显著负相关,与(t/b)2和WD无关.(3)根Ks与Dh显著正相关,与Tw和(t/b)2极显著负相关;根P50与Tw、(t/b)2和WD均极显著正相关.在罗汉松科植物中,根木质部性状与输水效率和栓塞抗性的密切关系是解释其存在效率-安全权衡的基础,而茎木质部的过度建造是茎不存在效率-安全权衡的原因,木质部的过度建造仍需要更多的实验证据.