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一种适合野外使用的被子植物分子标本干燥方式
沈风娇, 任倩倩, 董琦, 朱丽, 张建芳, 杨婧, 张冉, 梁红柱, 赵建成, 石硕
植物生态学报    2017, 41 (7): 787-794.   doi: 10.17521/cjpe.2016.0322
摘要147)   HTML0)    PDF (2236KB)(258)       收藏

该研究通过比较不同干燥方式对被子植物分子标本的影响, 试图得到一种野外采集过程中可以替代硅胶干燥法的更为便捷的植物分子标本的干燥方法。选取40、80和150 ℃烘干和吸水纸压制干燥、硅胶干燥法对日本晚樱(Prunus serrulata var. lannesiana)和山麦冬(Liriope spicata)两种植物的新鲜叶片进行干燥处理, 提取各种处理样品的DNA, 并将DNA进行电泳检测、分光光度计检测及PCR扩增, 以此评价不同的干燥方式对植物基因组DNA的影响。分光光度计检测及总DNA电泳结果显示, 经40 ℃烘干或硅胶干燥处理的样品总DNA浓度及长片段DNA浓度较其他干燥方式高; PCR产物浓度统计学分析显示, 40 ℃烘干处理的样品PCR产物浓度高于其他干燥方式。基于以上结果, 建议在野外采集被子植物分子标本时, 使用40 ℃烘干干燥法对分子标本进行干燥处理, 避免分子标本快速降解以及硅胶干燥法的污染问题, 同时可节省携带、更换大量硅胶材料所耗费的人力。

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重复取样条件下的点格局分析
王鑫厅, 张维华, 姜超, 梁存柱
植物生态学报    2017, 41 (5): 577-584.   doi: 10.17521/cjpe.2016.0383
摘要220)   HTML8)    PDF (1150KB)(491)       收藏

种群空间格局是生态学研究的基本内容, 点格局是研究种群格局最常用的方法。重复取样是生态学研究过程中所遵循的基本原则。但是, 在应用点格局分析种群格局的研究实例中, 重复取样的案例非常少见。鉴于重复取样对于点格局研究的重要性, 该文引入了重复取样条件下点格局的统计学分析方法, 并计算分析了典型草原带过度放牧引起的严重退化群落在恢复演替8年阶段羊草(Leymus chinensis)与大针茅(Stipa grandis)两个优势种群在单一取样与重复取样条件下的格局特征。研究结果表明, 各个重复之间格局特征存在差异, 这种差异说明由单一取样得到的种群格局特征属于特例而不具有代表性, 因此得到的结论值得推敲。整合多个重复取样条件下的点格局是多个重复条件下的种群格局的平均状态, 这种状态更能体现格局的整体特征而具代表性。

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近似贝叶斯法在光合模型参数估计中的应用
曾继业, 谭正洪, 三枝信子
植物生态学报    2017, 41 (3): 378-385.   doi: 10.17521/cjpe.2016.0067
摘要287)   HTML0)    PDF (2180KB)(477)       收藏

长期以来, 光合作用机理模型中参数的确定都是一个难点。该文提出一种参数反演的方法, 称为近似贝叶斯法(APMC), 用来确定Farquhar光合模型的生理参数。通过将整个冠层抽象为一片大叶的思维抽象, 笔者进一步将APMC应用到冠层尺度的生理参数求解, 使直接求算冠层尺度生理参数成为可能。该文详细介绍了使用APMC估算光合模型参数的具体算法, 并用实测数据进行了验证。结果表明, APMC可以很好地应用于冠层光合模型参数的估计, 估计所得的参数落在参数生理上下限值之间, 应用1 948个实测数据进行检验, 得到决定系数0.75。模拟值和实测值的线性回归曲线斜率为1.04, 与理论上的1.0非常接近。这个方法对光合模型参数的获取或许有积极的意义。

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调制式荧光影像新技术: 叶片内部最大光化学量子效率及其异质性的活体测定
樊大勇, 付增娟, 谢宗强, 李荣贵, 张淑敏
植物生态学报    2016, 40 (9): 942-951.   doi: 10.17521/cjpe.2016.0001
摘要243)   HTML1)    PDF (1590KB)(639)       收藏

研究叶片内部光合能力及其异质性, 是光合作用生化模型、光抑制机理、光保护机理等光合生理生态热点问题的重要前提, 但目前缺少可以进行活体测定的装置。该文作者对Vogelmann和Evans (2002)的装置进行了改进, 获得了叶片内部光系统II (PSII)最大光化学量子效率(Fv/Fm)及其异质性影像, 并采用基于Matlab软件自编的图像处理程序对其进行了分析, 研究了不同时间光抑制处理导致的叶内Fv/Fm及其异质性的变化。研究发现: 叶片内部不同层叶肉组织Fv/Fm存在异质性。强光照射导致叶片内部不同层叶肉组织Fv/Fm值下降, 但靠近上表皮的栅栏组织具有较强的抗光抑制能力。光抑制导致叶片内部Fv/Fm异质性的变化, 短期光抑制导致Fv/Fm异质性变大, 这可能与部分叶绿体避光运动相关, 长期光抑制导致Fv/Fm异质性变小, 说明叶绿体避光运动这种光保护机制已经失效。相比于其他类型叶绿素荧光仪, 此装置可以完整获得活体叶片内部Fv/Fm及其异质性影像数据, 这对于系统研究叶片内部光合能力及其异质性机制, 以及为进一步研究一些光合生理生态热点问题提供了有力工具, 具有进一步研发和应用的前景。

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用便携式光谱仪同步测定和计算光强和光质的新方法
樊大勇, 付增娟, 徐文婷, 谢宗强
植物生态学报    2015, 39 (9): 917-923.   doi: 10.17521/cjpe.2015.0088
摘要447)   HTML0)    PDF (363KB)(1156)       收藏

外界光强和光质对植物的影响在植物生理生态研究领域中一直受到高度关注。而测定光强的光量子计不能测定光质; 测定光质的光谱仪不能直接测定光强, 两者均不能同步测定光强和光质。该文作者建立了一个基于光谱仪测定条件的能量与光量子的经验转换公式, 用4只不同波长的窄带发光二极管(LED)光源结合光量子计(LI-190SB)对便携式光谱仪(AvaSpec-ULS2048×64)所获得的光谱进行了快速标定, 实现了用便携式光谱仪同步直接测定光量子通量密度和光质的目的。在自然光照条件下, 采用转换公式计算出光量子通量密度(PPFD)与实测的PPFD之间误差在-2%-5%范围内, 证实了这种方法的可靠性。通过这个新方法, 可以极大地拓宽便携式光谱仪的适用范围: 1)实验室内或野外只需用便携式光谱仪即可对光源及植物生长的光强和光质环境进行同步精确测定和计算; 2)可以计算光谱仪测定范围内任意波长区段的光量子通量密度; 3)无需采用标准光源即可获得绝对辐射(光)通量值。因此, 这项技术在植物生理生态研究领域具有广阔的应用前景。

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叶片和群落尺度净光合速率关系的探讨
唐海萍, 薛海丽, 房飞
植物生态学报    2015, 39 (9): 924-931.   doi: 10.17521/cjpe.2015.0089
摘要360)   HTML0)    PDF (274KB)(893)       收藏

叶片净光合速率(Pn)是研究光合作用机理的基本尺度; 而群落净光合速率(Pc)是研究群落光合能力及其与外部环境因子间关系的更好尺度, 特别是区域乃至全球尺度碳循环的研究, 需要将叶片尺度的生理生态模型扩展到冠层尺度。理论上, 群落内所有叶片的累积Pn与实测群落净气体交换速率(NCE)是相等的, 但在野外实际观测中, 两者之间的相互关系目前尚未见报道。该文选取敖汉苜蓿(Medicago sativa ‘Aohan’)人工草地, 采用美国LI-COR公司生产的便携式光合测定系统LI-6400测定Pn, 结合叶面积指数等参数推算Pc, 利用LI-8100连接同化箱测定生态系统净气体交换速率(NEE), 加上土壤呼吸速率, 得到NCE。结果表明: Pc为3.52 μmol CO2·m-2·s-1, 与实测NCE (3.56 μmol CO2·m-2·s-1)基本相等。这表明: 可利用Pn, 结合叶面积指数、群落叶片数目、健康叶片比例和群落可接收有效光照的平均比例等4个关键参数, 准确地换算Pc。然而, 利用同化箱式法测定群落呼吸速率时, 不可避免地会包含土壤呼吸, 所以在观测NCE时, 需要同时测定土壤呼吸。此外, 在冠层模型中, 群落垂直结构和光量子的非线性响应不可忽视。

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水稻模拟模型在高温敏感性研究中的应用
沙依然·外力, 李秉柏, 张佳华, 杨沈斌
植物生态学报    2014, 38 (5): 515-528.   doi: 10.3724/SP.J.1258.2014.00048
摘要315)      PDF (690KB)(1118)       收藏

以调试校正较高精度的ORYZA2000模型参数及高温敏感性模拟验证为目的, 为模型适应性和本地化提供依据, 利用江苏省9个试验点5个水稻(Oryza sativa)品种的田间观测数据及当地逐日气象数据, 采用ORYZA2000最新版本(V2.13)水稻生长模型, 首先挑选出5个试验点3个品种的观测数据进行模型参数适应性调试校正, 确定了水稻发育生长阶段的各项参数, 然后用该参数对独立样本的4个试验点2个水稻品种地上部分各器官生物量、叶面积指数动态变化过程及最终产量进行了动态模拟。通过t检验和质量评价指标对模拟结果进行了显著性检验。利用通过检验的模型及其参数在假设环境温度不同时间段的持续升高条件下, 开展了高温对水稻生物量及产量影响的模拟研究, 模拟结果的影响幅度与实际高温处理结果的影响幅度进行了比较。结果表明: 1)经过调试校正获得较高精度的水稻发育阶段各参数, 较准确地模拟了水稻生物量和叶面积指数的动态累积过程, 模拟值与观测值基本一致, 说明校正后参数的合理性和有效性; 2)调整参数后高温敏感性模拟结果表明, 孕穗期到开花期温度连续3天、5天、7天升高到35 ℃时, 总生物量、穗生物量和总产量与对照(CK)相比分别下降了12%–25%; 不同时间段连续升高到38 ℃时下降18%–31%; 不同时间段升高到41 ℃时, 各生物量与对照相比分别下降了20%–38%。模型模拟值与控制试验室的观测数据的下降幅度基本一致, 表明经过参数校正的ORYZA2000可以应用于水稻对气温升高响应的预测。

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树轮生态学研究中微树芯石蜡切片制作的方法探讨
张军周, 勾晓华, 赵志千, 刘文火, 张芬, 曹宗英, 周非飞
植物生态学报    2013, 37 (10): 972-977.   doi: 10.3724/SP.J.1258.2013.00100
摘要505)      PDF (6996KB)(1733)       收藏

树轮气候学及树轮生态学研究在国内外取得了长足进展, 但对树轮与气候的响应机制缺乏深入的了解, 迫切需要进行以微树芯石蜡切片为基础的树轮生态学研究。形成层活动监测从生理生态学角度出发, 广泛用于树轮对气候变化响应的机制探讨研究中, 然而目前还没有对微树芯石蜡切片制作的方法作详细的论述和探讨。该文通过对祁连圆柏(Sabina przewalskii)等5个不同树种微树芯石蜡切片的制作实践, 对已有的植物石蜡切片技术进行改进, 增加组织软化的步骤, 并对其他步骤作了相应的调整, 详细介绍了微树芯石蜡切片制作的方法, 为树轮生态学、解剖学, 以及木材解剖学关于木质化材料石蜡切片的制作方法提供参考。

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气温上升对模拟森林生态系统影响实验的介绍
刘菊秀, 李跃林, 刘世忠, 李义勇, 褚国伟, 孟泽, 张德强
植物生态学报    2013, 37 (6): 558-565.   doi: 10.3724/SP.J.1258.2013.00057
摘要563)      PDF (1037KB)(1206)       收藏

气温上升对森林生态系统结构和功能有重要的影响。该文简要介绍了鼎湖山森林生态系统定位研究站开展的大型实验——气温上升对模拟森林生态系统的影响。介绍了实验设计及其创新性, 实验研究内容等, 为相关实验的设计提供指导与依据。

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