鲁东丘陵同质生境中11个树种叶解剖学特性比较

叶片是植物应对环境变化较为敏感的器官,叶解剖结构在一定程度上也体现出了树木对特殊生境的适应能力.为阐明植物对干旱生境的适应特征,对鲁东丘陵石灰岩山地同质生境内11个树种叶片以及叶脉的解剖结构进行分析.结果显示,各树种均为异面型叶,该类型叶片在解剖结构上具有显著的栅栏组织和海绵组织区分.叶表皮厚度在不同树种之间无明显差异,但上表皮普遍较下表皮厚(上表皮平均厚度为34.66μm,下表皮平均厚度为17.87μm).分别按乔、灌、藤3种生活型进行统计,发现叶片上下表皮厚度在生活型之间差异并不显著.各树种叶片均具有较发达的栅栏组织,而海绵组织排列较为稀疏.栅栏组织厚度与海绵组织厚度平均比值为2.42.在叶脉解剖结构中,各树种1级叶脉木质部厚度与韧皮部比值在1.43-5.30之间,且在树种间有显著差异,但该比值在乔、灌和藤3种生活型之间的差异不显著.叶脉解剖性状与叶片解剖性状存在显著相关(P 0.01).栅栏组织厚度与海绵组织厚度比值、叶脉木质部厚度在一定程度上表征了树种对干旱生境的适应能力.本研究从叶解剖特性方面阐明了叶片对干旱生境的适应特征,可为未来干旱瘠薄山地植被修复树种选择提供参考.(图4表4参48附图2)     

岷江上游干旱河谷海拔梯度上四川黄栌(Cotinus szechuanensis)叶片的生态解剖

运用生态解剖学的方法对岷江上游干旱河谷海拔梯度上乡土优势灌木——四川黄栌(Cotinus szechuanensis)的叶片解剖特征进行了比较分析.观测的解剖学参数有叶片总厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度(P)、海绵组织厚度(S)、P/S的比值、主脉厚度(V)、主脉中直径>50μm导管分子的数目及直径.结果表明:1)四川黄栌叶片具有中生型结构特征,但在不同海拔高度存在差异,这是其适应干旱环境的结构基础.随着海拔的升高,叶总厚度、栅栏组织厚度、P/S值和主脉厚度以及导管分子数目等均呈增大趋势,而导管分子直径减小;表皮厚度、海绵组织厚度等无明显差异.2)多元统计分析显示,叶肉组织厚度和叶片总厚度主要受温和度的影响,并随着温和度的降低而增大;P/S值和导管分子数目主要与年降水量和土壤含水量的变化有关,随着水分增加,P/S值和导管分子数目增大,而导管分子直径减小.因此,岷江上游干旱河谷地区年降雨量、土壤含水量与温和度是影响四川黄栌叶片解剖结构的主要环境因子.图1表3参28     

狭叶锦鸡儿叶片解剖结构对干旱胁迫下荒漠草原退化梯度的响应

根据草地"四度一量"和气象信息,从内蒙古鄂托克旗荒漠草原18个样点中选取4个,依草地干旱及利用程度由东向西划分为对照(CK)、轻度退化(LD)、中度退化(MD)和重度退化(HD)。利用方差分析、相关分析和对应分析法,对各退化程度上的狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla Pojark)叶片解剖结构进行了观察和研究,以探讨自然条件下,不同生境狭叶锦鸡儿对干旱胁迫梯度(退化梯度)的生态适应性。结果表明:(1)叶片解剖结构横切面为"V"型向内弯折,不同解剖结构对干旱胁迫响应敏感度不同,可塑性存在较大差异,可塑性较大解剖结构与干旱胁迫相关性较大;(2)对照和轻度退化条件下,叶片宽度(K)较大,其余结构尺寸均相对较小。中度和重度退化条件下,叶片厚度(H)、远近轴栅栏组织厚度(XBZ、SBZ)、上下表皮细胞直径(SBX、XBX)、上下表皮细胞壁厚度(SBB、XBB)和上下表皮角质层厚度(SBJ、XBJ)均较大。在长期干旱胁迫下,草地存在不同程度的退化,狭叶锦鸡儿为适应生境形成了与环境相适应的解剖结构,这种较强的适应性是其能够广泛分布的基础和保证。     

UV-B辐射增强对紫茎泽兰和艾草生长形态及竞争效应的影响

为了解外来入侵植物紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum L.)与本地土著植物艾草(Artemisia argyi Levl)在UV-B辐射增强条件下生长形态和竞争关系的变化,以这两种植物为试验材料,以自然光为对照进行5周UV-B辐射增强实验和2周恢复实验,并测定和分析植株形态指标(株高、叶片鲜重、叶长、叶宽和叶面积)、叶片解剖结构(上下表皮、栅栏组织和海绵组织)和竞争能力指标(株高、叶生物量和茎生物量).结果显示:艾草叶片鲜重和叶面积在辐射前两周显著减小(P0.05)和极显著减小(P0.01),株高没有差异,而紫茎泽兰的株高、叶鲜重和叶面积在辐射期间都明显减小,且恢复实验时仍差异显著.艾草叶片厚度在UV-B辐射下极显著增大(上表皮、栅栏组织和海绵组织极显著增大),紫茎泽兰叶片变厚但不明显,恢复实验时显著减小,叶片解剖结构表明UV-B辐射使两类杂草叶片细胞间隙变大.UV-B辐射对紫茎泽兰生物量的抑制比较显著,对艾草生物量的抑制在混种时显著;在UV-B辐射下,紫茎泽兰和艾草的相对生物量分别为1.03和0.81,在自然状态下分别为0.91和0.97,两者的相对生物量总和不变,为0.94.本研究表明艾草对UV-B辐射的形态抗性较强,UV-B辐射刺激了紫茎泽兰的种内竞争,也降低了艾草的种间竞争能力,但无论在自然条件下还是UV-B辐射增强条件下艾草的种间竞争能力都比紫茎泽兰强,但不足以淘汰对方.     

沙芥幼苗叶片解剖结构和光合作用对干旱胁迫的响应

为了了解干旱胁迫对植物光合作用和叶片结构的影响,明确植物光合作用和结构对干旱胁迫的响应,本研究以沙生植物、中国特有种---沙芥为材料,采用Li-6400光合仪和常规石蜡切片法,研究了干旱胁迫下沙芥光合参数、叶片解剖结构的变化,结合前期对沙芥叶片内活性氧物质含量变化的研究,试图阐述沙芥叶片应对干旱胁迫的机制,揭示沙生植物—沙芥在干旱环境中的生存策略,为植物耐旱性提供理论依据。结果表明：随着土壤含水量下降,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度呈下降趋势;海绵组织厚度呈先下降后上升的趋势;胞间二氧化碳浓度(Ci)呈上升的趋势;气孔限制值(Ls)、水分利用率(WUE)、栅栏组织和栅栏组织/海绵组织和叶片组织结构紧密度(CTR)呈先先上升后下降的趋势;且在土壤含水量大于39% WHC时沙芥光合和结构受影响较小,在土壤含水量低于39% WHC时,沙芥光合作用受到抑制,而叶片紧密度变大,能够较好的抵御干旱环境。结果表明干旱胁迫下沙芥幼苗叶片光合作用的下降是非气孔因素造成的,且其叶片结构的变化会影响光合作用,光合作用通过产生活性氧对结构也有影响。说明沙芥能够很好的适应中度干旱以上的环境,在重度干旱环境中沙芥通过调节叶片结构以适应环境,这可能是沙芥能够在沙漠地区生存繁殖的原因之一。     

无芒隐子草叶片解剖结构对荒漠草原不同退化梯度的响应

以荒漠草原优势种无芒隐子草(Cleistogenessongorica)叶片解剖结构为研究对象,根据荒漠草原退化程度,在内蒙古鄂尔多斯鄂托克旗境内选择轻度退化区(LD)、中度退化区(MD)、重度退化区(HD)和对照(CK)4种试验区,对不同试验区无芒隐子草叶片解剖结构中的上表皮和下表皮细胞厚度、上角质层和下角质层厚度、中脉厚度、叶片厚度、叶片宽度、泡状细胞厚度、机械组织厚度、维管束直径、维管束鞘细胞厚度、花环细胞厚度等12个指标进行观测,应用方差分析和对应分析法,研究无芒隐子草对干旱生境的适应性,探讨其解剖结构参数与由干旱胁迫引起的荒漠草原退化梯度之间的相关性。结果表明,随着荒漠草原退化程度的加剧,叶片宽度(1 083.54～1 067.08μm)呈显著减少趋势(P0.05),上表皮细胞厚度(5.43～6.69μm)、下表皮细胞厚度(6.04～7.32μm)、上角质层厚度(2.17～2.74μm)、下角质层厚度(1.79～2.42μm)、中脉厚度(114.52～165.36μm)、叶片厚度(87.90～106.44μm)、泡状细胞厚度(35.43～46.03μm)、机械组织厚度(21.60～39.39μm)、维管束直径(44.61～58.52μm)呈显著增加趋势(P0.05),维管束鞘细胞厚度、花环细胞厚度在草原退化4种不同梯度中无显著差异。与草原退化相关性显著的解剖性状主要是叶片宽度、叶片厚度、中脉厚度、上表皮和下表皮细胞厚度、上角质层和下角质层厚度、泡状细胞厚度、机械组织厚度和维管束直径。在由干旱胁迫引起的荒漠草原不同退化程度下,无芒隐子草叶片形成了与生境相适应的解剖结构,部分结构指标与草原退化呈相关性显著。研究结果可为无芒隐子草的保护利用和荒漠草原退化程度的监测提供理论依据。     

亚热带东部壳斗科6种常绿植物叶的生态解剖

选取亚热带东部替代分布明显的壳斗科6种常绿树种（青冈，小叶青冈，细叶青冈，苦槠，甜槠和石乐）的11个种群叶片进行生态解剖，并用SPSS，DCA和TWINSPAN比较分析，结果表明：（1）尽管6种11个种群叶的结构仍属中生叶型，但有着不同程度的趋旱适应；（2）叶的解剖性状在属间，种间和种群间均存在着不同程度的差异，这是它们适应各自生境的结果，青冈和石栎的种内差异较大，反映出它们对环境变化有较强响应能力；（3）叶片的不同解剖性状在属，种类和种群间的变化并不同步，其中叶片和栅栏组织厚度等性状差异突出，反映它们更易受环境的饰变，是生态适应性状，而海,上角质膜，特别是下表皮厚度等性状差异较小，显示出这些性状的稳定性，可以认为是系统演化性状；（4）苦槠，青冈具有较厚的叶片，栅栏组织，角质膜和发达输导和机械组织，苦槠还具有复表皮，表现出对旱化生境的适应；甜槠尽管具有复表皮和较厚的叶片，但这是海绵组织增厚的结果，是对中生生境的适应；小叶青冈和细叶青冈具有较垢叶片和栅栏组织，角质膜厚度居中等特点，可能是对中山凉湿生境的。图版1图2表2参24     

蒙古沙冬青叶片解剖特征与生态因子的关系

蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是中国西北干旱地区植物群落主要建群种之一,对生态环境恢复有着重要意义。以26个蒙古沙冬青群落植物叶片为试验材料,利用石蜡切片法观察叶片解剖结构,测定了叶片厚度、上、下表皮细胞厚度、上、下栅栏组织厚度、叶脉厚度6项叶片结构指标,随后通过Pearson’s相关系数和冗余分析法(RDA)分析叶片解剖结构与生态因子(经度、纬度、海拔、年均温、年均降雨量、生长季降雨量、太阳辐射、蒸汽压、有机质、土壤水分、土壤全氮、土壤全磷、土壤pH)之间的关系。结果表明:(1)为了适应高温、干旱的生长环境,蒙古沙冬青叶片表皮肥大,叶肉全部栅栏化,主脉突出,维管束发达,具有典型的旱生结构;(2)叶片厚度、上表皮细胞厚度与辐射存在显著相关性,上、下表皮细胞厚度与纬度、年均降雨量、生长季降雨量、蒸汽压、土壤全氮存在显著相关性,上栅栏组织厚度与年均降雨量、生长季降雨量存在显著相关性;(3)RDA分析表明:影响蒙古沙冬青叶片解剖特征变化的生态因子大小排序为气候因子土壤因子空间因子。研究结果能为蒙古沙冬青植物资源的保护及合理利用提供理论依据。     

逆境下植物叶性状变化的研究进展

介绍了逆境下植物叶性状变化的研究进展。在逆境下,植物的叶片形态、解剖构造和内含物质等方面产生变化或特化,以保证植物正常的生命活动。解剖构造与树木的抗旱性关系密切,渗透调节是一个重要的抗旱性和抗盐性机制。植物为了减少虫害的发生,采用防卫和逃避相结合的策略保护自己。叶片中午受到强光胁迫时存在明显的＂避光运动＂,栅栏组织的叶绿体通过不同的运动排列方式来调整对光辐射的吸收,减少光胁迫。植物在阴蔽的环境中,通过大的叶面积等方式保证在弱光条件下充分利用光能。在干旱和盐胁迫下,叶片变小或消失,叶片表皮角质化,在叶片或细胞外形成一些机械组织,叶肉质化,白天叶片气孔关闭等方式增加耐盐性。多年生落叶树木和不落叶的植物通过不同的方式增加抗寒力。基因对叶性状的影响尚有争议。叶性状的差异可能是对不同环境的反映,或者是它们的年龄和基因引起的。最后,对叶性状的研究前景作了展望。     

Larrea tridentata叶片解剖结构与保水特性的研究

为了解L.tridentata叶片在解剖学方面适应干旱的特征以及叶片的保水特性,采用石蜡切片法观察L.tridentata叶片的解剖结构,同时测定叶片保水曲线。结果显示：L.tridentata叶片厚233.6μm,表皮细胞大,具有较厚的表皮细胞外壁与角质层,上表皮外壁与角质层总厚度为23.7μm;栅栏组织发达,在叶片中占55%,细胞细长,排列紧密。从叶片保水曲线上看,L.tridentata叶片从失水到基本恒重的时间为120 h左右,显示其叶片抗脱水能力强。     

三叶爬山虎叶片解剖结构和光合生理特性对3种生境的响应

藤本植物生活环境的时空变化较为剧烈,为适应异质性生境常表现出较大的可塑性,其形态解剖结构及光合生理特征被认为能很好地体现对异质生境的适应。为了明确藤本植物叶片结构和光合作用对不同生境光强的响应策略,以木质藤本三叶爬山虎（Parthenocissus himalayana）为对象,采用光合仪测定和解剖显微观察的方法研究了哀牢山亚热带湿性常绿阔叶林的林外（全光照）、林缘（遮荫）和林内（荫生）3种自然生境中三叶爬山虎的叶片解剖结构和光合生理特征的变化,以期阐述三叶爬山虎对不同光环境的生态适应能力及策略,为森林生态系统的管理和物种多样性的保护及群落优化配置提供理论依据。结果表明：从林内到林外随着生境光强增加,叶片厚度（157.77～299.17μm）、上表皮厚度（21.30～28.40μm）、栅栏组织厚度（30.83～124.65μm）、栅栏组织细胞面积（430.95～652.97μm2）显著增大（P〈0.01）,栅栏组织细胞长度（29.23～49.54μm）和周长（86.58～155.17μm）、下表皮厚度（16.14～19.01μm）、气孔长度（24.13～27.10μm）和气孔密度（86.20～129.41个·mm-2）呈显著上升趋势（P〈0.05）。栅栏组织细胞宽度（19.67～22.81μm）在3种生境中无显著差异。叶片解剖结构性状的平均可塑性值为0.37,其中最大值是栅栏组织细胞长度（0.67）,最小值是气孔长度（0.11）。光饱和点（201.27～1299.17μmol·m-2·s-1）、光补偿点（3.86～29.88μmol·m-2·s-1）、饱和光强最大光合速率（2.20～12.03μmol·m-2·s-1）、暗呼吸速率（0.17～2.19μmol·m-2·s-1）、CO2补偿点（83.01～237.26μmol·m-2·s-1）、饱和CO2最大净光合速率（2.07～25.49μmol·m-2·s-1）、光呼吸速率（0.36～7.57μmol·m-2·s-1）、初始羧化效率（0.006～0.035μmol·μmol-1）随着生境光强的增高呈上升趋势,而表观量子效率（0.067～0.031μmol·?     

降尘对棉花叶片解剖结构的影响

根据模拟降尘的盆栽试验,通过显微技术,研究了受自然降尘影响和未受影响的棉花（Gossypium hirsutumL.）叶片解剖结构的特点。结果表明：受降尘影响的棉花叶片栅栏组织排列不规则,部分栅栏组织细胞收缩、变短,甚至弯曲。栅栏组织细胞之间空隙增大,海绵组织细胞中内含物减少;但在出现伤害症状的叶片中,维管束仍保持原状。用石英砂替代降尘处理的和未受降尘影响的棉花叶片的组织结构保持正常。     

Leaf structural diversity is related to hydraulic capacity in tropical rain forest trees

The hydraulic resistance of the leaf (R1) is a major bottleneck in the whole plant water transport pathway and may thus be linked with the enormous variation in leaf structure and function among tropical rain forest trees. A previous study found that R1 varied by an order of magnitude across 10 tree species of Panamanian tropical lowland rain forest. Here, correlations were tested between R1 and 24 traits relating to leaf venation and mesophyll structure, and to gross leaf form. Across species, R1 was related to both venation architecture and mesophyll structure. R1 was positively related to the theoretical axial resistivity of the midrib, determined from xylem conduit numbers and dimensions, and R1 was negatively related to venation density in nine of 10 species. R1 was also negatively related to both palisade mesophyll thickness and to the ratio of palisade to spongy mesophyll. By contrast, numerous leaf traits were independent of R1, including area, shape, thickness, and density, demonstrating that leaves can be diverse in gross structure without intrinsic trade-offs in hydraulic capacity. Variation in both R1-linked and R1-independent traits related strongly to regeneration irradiance, indicating the potential importance of both types of traits in establishment ecology.     

入侵植物南美蟛蜞菊营养器官的形态解剖研究

南美蟛蜞菊（Wedelia trilobata（L.）Hitchc.）是华南地区常见的入侵植物之一,其环境适应性强,繁殖速度快,对入侵地生态环境的破坏而导致生物多样性丧失的危害现象已经引起关注。结构与功能的相适应是生物学的基本观点之一,对入侵植物营养器官的内部形态解剖结构的研究,是理解入侵能力与其生物特性之间关系的直接路径,同时也是其他生理机理研究的结构基础。为研究入侵植物南美蟛蜞菊营养器官内部形态结构与其入侵能力的适应性,采用常规徒手切片技术对其根、茎及成熟叶片3大营养器官进行解剖及显微观察。结果表明：南美蟛蜞菊根、茎均具有次生结构。根韧皮部外方薄壁细胞具有分泌道,次生结构横切面中央为发达的次生木质部所填充,周皮代替表皮起保护作用,根的初生生长时期长,具有次生生长可视为其入侵定居时与本地物种形成地下资源和空间竞争的结构基础;茎的初生结构分化不久即产生次生结构,次生结构中央有明显的髓,次生维管束组织产生于初生结构的维管束之间并形成一管状结构明显将皮层和髓分开,茎内部组织高度木质化可视为是其茎直立生长及竞争地上资源和空间的结构基础;叶片为异面叶,上下表皮均具有气孔器和表皮毛,叶片内部具有分泌道,维管束发达且具有束鞘延伸,能与叶片表皮细胞共同构成辅助输导系统,叶片的结构特征是构成其喜阳植物的基础。此外叶片及根分泌道的存在可能与其化感物质的分泌有关。研究结果丰富了南美蟛蜞菊入侵适应性研究的背景基础,同时也弥补其在形态结构研究中的空缺。     

五爪金龙凋落叶腐解物的化感潜力研究

采用莴苣种子为受体,测试了五爪金龙凋落叶早期腐解物的化感作用,并与其鲜叶及凋落叶的化感潜力进行了比较分析。结果如下:凋落叶40d的腐解物、鲜叶及凋落叶的水提取液均具有较强的化感潜力,并表现出低促高抑的浓度效应,在FW0.1g﹒mL-1高质量浓度下的综合化感抑制强度为凋落叶未能加土壤的腐解物>鲜叶>凋落叶加土壤的腐解物>凋落叶,而在FW0.005g﹒mL-1低质量浓度下的综合化感促进作用是凋落叶>鲜叶>凋落叶加土壤的腐解物>凋落叶未加土壤的腐解物。鲜叶的抑制强度较凋落叶的大,表明叶片在衰老过程中抑制作用减弱。凋落叶未加土壤仅在空气微生物作用下的腐解物抑制作用最强,促进作用最小,而加入土壤后在土壤微生物作用下的腐解物的抑制作用却有所减弱,抑制强度介于鲜叶和凋落叶的之间,促进作用却小于鲜叶和凋落叶,说明凋落叶腐解过程中微生物的参与对化感作用产生了复杂的影响。     

湖北海棠实生树童区与成年区形态学和细胞学比较研究

通过将湖北海棠（Ｍａｌｕｓｈｕｐｅｈｅｎｓｉｓ）实生树不同发育区接穗嫁接到一年生本砧上,建立一个遗传背景一致、所处发育阶段不同的童期研究实验系统,并采用显微图像形态定量分析系统对湖北海棠实生树童区和成年区及其嫁接植株形态学和细胞学进行比较研究．结果表明,实生树从童区向成年区转变后,其叶片细胞核ＤＮＡ相对含量增加,细胞ＲＮＡ合成增强,细胞核增大,但细胞变小,叶片叶肉组织分化程度提高,叶面积增大,叶片增厚;取实生树童区和成年区枝条嫁接到一年生本砧上,成年区嫁接苗当年就具有开花能力,而童区嫁接苗仍保持童年特征,不具备开花能力,ＰＰ３３３不能诱导童区嫁接苗开花,童区嫁接苗分枝能力较强,叶形与实生树童区和同龄实生苗相似．成年区嫁接植株叶片细胞ＲＮＡ含量依然显著高于童区嫁接植株,尽管叶片细胞核ＤＮＡ含量和细胞核大小仍有增加趋势,但增加幅度显著减少,两者叶片叶肉组织均表现为阳性结构．对实生树童区向成年区转变过程中ＤＮＡ和ＲＮＡ含量变化及其作用进行了讨论     

不同底质和透明度下马来眼子菜的表型可塑性研究

马来眼子菜(Potamogeton malaianusMiq.)是目前太湖沉水植物优势种之一。文章比较分析了3种不同底质和透明度情况下马来眼子菜的生长特征,探索其在太湖不断扩展的原因及其适应性。分别选取粘土质粉砂、粉砂和下蜀黄土底质上生长的马来眼子菜进行观察试验。结果表明,这3种底质在粒度组成、营养盐和分布特征上具有显著差异。在太湖粘土质粉砂和粉砂底质上马来眼子菜的生物量比下蜀黄土底质上的马来眼子菜高,其生物量随着底质营养盐的增加而增加。马来眼子菜与觅光相关的形态指标,如高度、节间距、节数、叶数、叶长及叶面积均随着底质营养盐的增加而显著增加。马来眼子菜的冠层高度与水体的透明度呈显著负相关,表明其对剧烈变化的湖泊光环境具有很强的适应能力。马来眼子菜在不同底质上的形态可塑性是其优先占据湖泊资源成为优势种的重要原因。