为了解复叶内小叶性状随叶序的分布格局,以小兴安岭3种具有对生叶序的复叶植物水曲柳、黄菠萝和胡桃楸为研究对象,通过测定复叶内不同叶序位置小叶的叶厚、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、栅栏组织厚度(栅)、海绵组织厚度(海)、栅海比以及碳、氮、磷含量,探讨小叶性状随叶序的变异规律及叶序对小叶性状间内在联系的影响.结果表明:3种树小叶的叶面积、叶干物质含量、海绵组织厚度、栅海比随叶序的变化规律主要分为3种:增加、减小、先增加后减小;叶厚、比叶面积、栅栏组织厚度随叶序无明显变化;碳、氮、磷含量随叶序以无明显变化为主.3种树的复叶内部,叶厚、叶面积、比叶面积、叶干物质含量、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和栅海比的变异系数和可塑性指数变化范围分别为6.1％～28.6％和0.14～0.70.叶序对小叶性状间的双变量相关关系产生显著影响,小叶干物质含量与比叶面积在水曲柳和胡桃楸不同叶序位置呈现负相关,氮含量与磷含量在水曲柳和黄菠萝不同叶序位置呈现正相关.胡桃楸的一、二级小叶(离叶柄基部最远端为一级小叶)表现为保守策略,七、八级小叶表现为获取策略,而水曲柳和黄菠萝不同叶序位置的小叶未表现出明显不同的生态策略.

全球气候变化将增加地表土壤温度,从而影响植物幼苗生长和种群动态.本研究以温带地带性顶极植被——阔叶红松林的优势树种胡桃楸为对象,研究野外土壤增温 2℃对 1 年生和 2 年生胡桃楸幼苗生长与生理特性的影响.结果表明:与对照相比,土壤增温使1 年生胡桃楸幼苗的基径、根长、总叶面积、叶干重、根干重、总生物量、表观光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和表观光合电光化学淬灭系数(qP)分别显著增加18.3%、66.7%、94.4%、105.9%、95.8%、37.8%、89.5%、100.0%和71.4%;土壤增温使2 年生幼苗的基径、总叶面积、叶干重、总生物量、叶片超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性和游离脯氨酸含量、ETR、ΦPSⅡ和qP分别显著增加12.5%、180.5%、97.3%、42.5%、23.9%、20.4%、14.9%、20.7%、66.7%、283.3%和 284.6%.苗龄和增温对幼苗的根冠比以及叶绿素荧光参数中的ΦPSⅡ、qP存在交互作用,表现为土壤增温显著降低了2 年生幼苗的根冠比,2 年生幼苗叶绿素荧光参数的增幅(4.1～4.6 倍)远高于1 年生幼苗(1.5～1.8 倍).野外土壤增温2℃有利于 1 年生和 2 年生胡桃楸幼苗生长,提高胡桃楸幼苗的更新潜力,尤其是2 年生胡桃楸幼苗通过大幅增大叶面积、提高叶片光化学效率和提升体内的保护酶活性产生抗逆性来应对土壤增温.

封面照片由中国科学院沈阳应用生态研究所方晓明于2019 年6 月22 日拍摄于辽宁清原森林生态系统国家野外科学观测研究站/中国科学院清原森林生态系统观测研究站的清原森林野外增温平台(41°51′N, 124°55′E,海拔456～1116 m). 清原站位于长白山余脉龙岗山北麓,气候类型属于温带大陆性季风气候,具有春季多风、夏季短暂多雨、冬季寒冷干燥漫长的特点. 全年平均气温3.9～5.4 ℃,无霜期120～139 d,年降水量700～850 mm,降雨集中在6—8 月,植物生长季主要为4—9 月. 清原站土壤类型为典型的棕色森林土,发育层次分明. 植被以天然次生林为主,落叶松、红松人工林镶嵌分布的典型次生林生态系统,主要树种有胡桃楸、蒙古栎、色木槭、水曲柳等.

为揭示滇东菌子山喀斯特森林树种的种间关系,基于样方调查数据,运用生态位测定、x2检验、联结系数(AC)、Spearman秩相关检验等方法研究了乔木优势树种生态位和种间联结性.结果表明:滇青冈生态位宽度最大,胡桃楸生态位宽度最小;生态位宽度与频度的排序比与重要值的排序更一致.乔木优势树种生态位重叠程度总体较低,平均值为0.21,物种对环境资源利用相似性较低.乔木优势树种的总体联结性为显著正联结,正负联结比为1.07,群落总体上处于相对稳定的演替后期.乔木优势树种的x2检验、Spearman秩相关检验结果显示,65.3％的种对间呈不显著联结,种间联结性较弱.物种间联结系数(AC)、Spearman秩相关系数与相应生态位重叠指数间均呈极显著正相关.滇青冈-多脉猫乳、球核荚蒾-大叶臭花椒、小花香槐-山羊角树、大叶臭花椒-小花香槐等种对联结性强、生态位宽,在滇东及邻近喀斯特生态恢复中有较好的潜在应用价值.

将人工针叶纯林诱导形成针阔混交林、促进阔叶树种在针叶林内的更新是解决辽东山区针叶纯林问题的关键.幼苗生长是树种更新过程的重要环节、决定着植物更新成功与否,而且对环境变化较敏感;土壤养分的变化是影响幼苗生长的主导因子之一.本文以辽东山区3种主要阔叶树种(胡桃楸Juglans mandshurica、花曲柳Fraxinus rhynchophylla和蒙古栎Quercus mongolica)幼苗为研究对象,初步探讨3种树种幼苗在3种林型(针叶(落叶松、红松)人工林、次生林(参照))土壤下的生长状况及其与土壤养分的关系.结果表明:除花曲柳外,其他2种阔叶树种幼苗各部位器官的生物量在不同林型土壤下未表现出显著差异;而且胡桃楸幼苗根、茎、叶的养分含量与土壤养分之间几乎无显著相关性(P＞0.05).但是,蒙古栎和花曲柳幼苗的根茎叶生物量分配和养分含量均与土壤养分显著正相关(P＜0.05).比较3种幼苗叶片的N/P发现,生长在次生林土壤(N/P=10.7)和红松人工林土壤(N/P=11.6)的胡桃楸幼苗生长可能受到N限制;生长在次生林土壤(N/P=25.0)和落叶松人工林土壤(N/P=19.4)的花曲柳幼苗生长可能受到P限制;蒙古栎幼苗生长并未表现出N或P限制.上述结果表明,花曲柳和蒙古栎幼苗生长对土壤养分变化的响应较大,而胡桃楸幼苗在落叶松人工林下的生长不易受到土壤养分的限制.今后研究中,需要探讨可能影响针叶林内的阔叶树种幼苗生长的其他因素(例如:光照、温度等),进而为促进阔叶树种在针叶林内的幼苗更新提供全面参考.

为准确估算区域森林碳储量,应用湿烧法测定长白山林区14个主要树种不同器官的有机含碳率,利用分析树种的单木生物量方程计算林木全株的平均含碳率.结果表明:14个树种的全株平均含碳率分别为色木槭44.56%、山杨48.77%、紫椴49.44%、春榆38.59%、风桦49.76%、白桦45.08%、怀槐45. 53%、水曲柳45.37%、胡桃楸45.38%、蒙古栎48.40%、臭冷杉52.20%、樟子松50.26%、落叶松50.79%、红松53.39%,表现为针叶树种含碳率高于阔叶树种;树种全株加权平均含碳率与其器官的平均含碳率相比存在一定差异,差值在1.39%以内;各树种不同器官含碳率变化范围介于33.98% ~53.98%,整体表现为干>枝>根>叶;种内不同器官的变异系数介于1.10% ~7.98%,器官含碳率的种间变异系数介于7.60% ~11.29%.进一步进行多重比较表明:同一树种不同器官的含碳率差异显著性水平不同,没有一定的规律;在器官含碳率水平上,部分树种间存在一定的相似性.

目的:研究胡桃楸根、枝、叶和果4个部位的性状和显微鉴别特征.方法:采用性状鉴别方法观察性状特征;采用石蜡切片法制作组织切片,通过表皮解离制作表面片、水合氯醛透化制作粉末片,在显微镜下观察所有制片并拍照.结果:在性状鉴别方面,胡桃楸不同部位具有不同程度的涩味;根和枝断面呈层状、显纤维性;叶和果表面密被黄褐色毛茸;枝表面具有大型三角形叶痕.在显微鉴别方面,胡桃楸根、枝、叶和果薄壁细胞中均有簇晶,根、枝和叶中还具有晶鞘纤维;叶和果表面可见众多星状毛,同时具有腺毛和单列非腺毛;叶和果气孔分别为不定式和环式;根和枝的韧皮部具断续排列的厚壁组织环带.结论:系统地研究了胡桃楸根、枝、叶和果4个部位的形态学特征,其特征明显,为胡桃楸的鉴别和研究奠定了基础.

树种选择是林下山参护育成败的关键,研究树叶凋落物对人参土壤养分、微生物群落结构组成的影响,旨在为林下山参护育选择适宜林地及农田栽参土壤改良提供科学依据和理论指导.通过盆栽试验,研究添加5.0g色木槭Acer mono.Maxim.var.mono (A)、赤松Pinus densiflora Sieb.et Zucc.(B)、胡桃楸Juglans mandshurica Maxim.(C)、紫椴Tilia amurensis Rupr.(D)、蒙古栎Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.(E)树叶凋落物到土壤中,种植人参(Panax ginsengC.A.meyer)后研究土壤理化性质以及微生物群落结构的变化.结果表明:添加不同树叶处理后人参土壤性质发生改变,土壤pH值显著高于对照土壤5.91 (P＜0.05),土壤全氮、速效氮磷、微生物碳氮在所有树叶处理中显著增加(P＜0.05),而土壤容重、速效钾和C/N在添加树叶处理中降低.18个土壤样品基因组,经16S和ITS1测序分别得到6064和1900个OUTs.其中细菌涵盖了42门、117纲、170目、213科、225属,真菌涵盖了24门、98纲、196目、330科、435属.不同树叶处理人参土壤细菌和真菌地位发生改变,细菌Proteobacteria是树叶分解的关键微生物,添加树叶后其多样性显著高于对照(P＜0.05).而细菌Bacteroidetes和真菌Basidiomycota可能是区别阔叶林和针叶林树种的关键微生物,针叶林中含量显著低于阔叶林(P＜0.05),而真菌Ascomycota是针叶林分解的关键微生物.进一步从不同分类水平上得到特定树叶凋落物的特异细菌和真菌.典型相关分析(CDA)表明细菌Bacteroidetes、Chloroflexi、Actinobacteria及真菌Basidiomycota、Zygomycota、Chytridiomycota及Ascomycota的位置及多样性的改变均与土壤因子SMBN、TN、AP、SOC、AK、C/N、pH有关.综上所述,添加不同树叶后不仅提高土壤微生物量碳氮、改善土壤理化性质,同时改变微生物群落结构组成,不同树叶处理土壤理化性质不同导致人参土壤微生物组成的差异,本结果对于林下参选地和农田栽参土壤微生物改良具有理论指导作用.

目的 对青龙衣中胡桃醌的提取工艺进行优化.方法 在单因素试验基础上,选取料液比、超声提取温度和乙醇浓度为自变量,胡桃醌得率为响应值,根据 Box-Behnken 试验设计原理,采用响应面法对青龙衣中胡桃醌的提取工艺进行优化.结果 胡桃醌最佳提取工艺为14.30倍量89.81%乙醇,30.28 ℃恒温提取.胡桃醌得率为2.034 mg/g,与实测值1.957 mg/g偏差较小.结论 优选的提取工艺合理可行,可为提取青龙衣中的胡桃醌提供依据.

东北地区的次生落叶阔叶林一般是由阔叶红松林干扰后形成的,这一群落类型在长白山林区具有广泛的分布.为了解东北次生落叶阔叶林的组成、结构与稳定程度,按照CTFS样地建设标准,于2005年在吉林磨盘山建立了一块5.76 hm2(240 m×240 m)的长期监测样地.本研究以样地内所有胸径(DBH)≥1 cm的木本植物为对象,分析了物种组成、径级结构、主要树种的存活曲线及群落稳定性.结果表明:DBH≥1 cm的木本植物共有39种13368株,隶属于19科31属.重要值≥1的物种有12种,群落树种组成复杂,表现出明显的阔叶混交杂木林特征.种间多度相差较大,稀有种和偶见种的比例分别为23.1％和43.6％.样地内所有个体的径级分布呈倒“J”型,表示群落的生长状态稳定、正常.6个主要树种中花曲柳、蒙古栎、色木槭和怀槐径级结构也呈倒“J”型,胡桃楸近于正态分布,春榆为“L”型分布.结合6个主要树种的存活曲线发现,花曲柳、蒙古栎、色木槭和怀槐为稳定种群,胡桃楸为衰退种群,春榆为增长种群.利用改进M-Godron法对群落的稳定性分析表明,该群落目前处于相对稳定状态.