植物木质部压力探针测定技术与方法

木质部压力探针技术是目前直接测定植物木质部导管负压的唯一手段。在结构上,木质部压力探针测定系统由精密操作装置、压力探针系统和信号采集—传输一显示系统三大部分组成。其测定原理是将毛细管探针刺入木质部导管,通过传导介质将木质部导管负压传至压力传感器,压力传感器感应压力并将压力信号输出。本文从玻璃毛细管探针的制作、去气泡水的制备以及压力探针的校准、安装、测定等方面详细介绍了木质部压力探针的使用方法和注意事项。     

云南哀牢山6种常绿阔叶树木质部解剖特征的轴向和径向变化

West、Brown和Enquist提出的树木水分传导的分形网络模型(简称WBE模型)认为,树木连续分枝之间的导管或管胞直径按照一定的比率均匀变细,其总的水力阻力与水分传导的路径长度无关,从而使不同部位叶片获得基本相当的水分供应。该模型对树木高生长的水力限制假说提出了置疑。为了验证WBE模型中树木导管或管胞均匀变细的假说,该文研究了云南哀牢山中湿性常绿阔叶林中6种常绿阔叶树, 腾冲栲(Castanopsis wattii)、景东石砾(Lithocarpus chintungensis)、木果石砾(L. xylocarpus)、长尾青冈(Cyclobalanopsis stewardiana)、滇木荷(Schima noronhae)和舟柄茶(Hartia sinensis)木质部解剖特征随树高和年龄的变化。对这6个树种共14株样木进行了不同高度树干圆盘和边材生长轮取样,样木的高度为15~25 m,按照常规木材解剖的处理和分析方法,在显微镜下测定木材切片的导管直径和密度等特征。结果表明:在14株样木中,有4株树木导管直径随树木高度增加呈线性减小, 1株没有明显变化,其它9株树木导管直径在树冠以下的树干部分变化幅度较小或没有明显变化,而从树冠基部往上直到树木顶端导管直径显著减小。同一植株随着高度的增加,导管密度增加并且在树冠内增加更显著。有三分之一的树木导管占边材面积的比例随树高增加没有明显变化,其余树木导管占边材面积比在树冠以上有所减小。多数树木理论比导率在树冠以下没有明显变化而在树冠基部往上显著降低。在从髓芯开始往外的20~40个年轮范围内导管直径增加显著,但大部分植株导管直径在40个年轮后趋于稳定。不同高度圆盘导管直径随形成层发育时间的变化呈相似的趋势,并且相同发育年龄的导管直径没有明显差异。该文的研究结果说明,导管直径的轴向和径向变化一定程度上补偿了水分运输阻力随树木个体增大而增加的缺陷,但是6种常绿阔叶树树干的导管基本不按一定比率均匀变细,不支持WBE模型。     

一种测定葡萄木质部压力梯度的新方法

通过同时测定葡萄木质部导管液流平均流量和流速,应用变形的哈根-泊萧叶方程,研究了测定葡萄木质部压力梯度的新方法。结果表明,在直径分别为7mm的葡萄茎段和4mm的葡萄叶柄上,用此新方法测得的木质部压力梯度与实际加在其上的压力梯度吻合的很好,说明此新方法可用于连续、实时测定葡萄木质部压力梯度。用此新方法在离体葡萄枝上测定发现,随光照强度增强,其木质部压力梯度成线性正相关增加。     

植物木质部栓塞测定技术的研究进展

气候变化引发干旱频度和强度的变化影响植物的生长发育和生态适应。干旱胁迫会引起木质部栓塞并造成水力失效,而如何准确量化木质部抗栓塞的能力对研究植物对干旱的响应过程尤为重要。通常可通过脆弱性曲线量化木质部抗栓塞的能力。目前已经研发出构建木质部栓塞脆弱性曲线的多种方法,但不同方法往往产生不一致的结果。深入理解这些方法的设计原理并在实际应用时比较各方法的异同,对合理解释相关文献数据及准确选择干旱预测模型等尤为重要。本文阐述了自然干燥法、离心法、注气法、声学测定法、同步加速器与X射线显微断层扫描法、光学可视化法及抽气法7种测定木质部栓塞脆弱性的方法,并总结了近年来各测定方法在具体研究中的运用情况及存在的争议。最后,对未来研究测定木质部栓塞脆弱性与实际运用相关方法的选择等提出了展望。     

早期维管植物两种特殊的后生木质部管胞

研究现代植物维管系统中木质部的管状分子(tracheary element),包括管胞(tracheid)和导管分子(vessel member),特别是研究它们的次生壁加厚类型是植物解剖学的一个重要内容。     

豆科7种沙生植物次生木质部的生态解剖

对我国西北沙漠地区的７种豆科植物的次生木质部进行了比较研究,除紫穗槐的导管直径相对较大,壁较薄和纤维壁薄之外,其余植物的共同特点是：导管平均直径小,管壁厚,导管分频率及复孔率高,导管分子很短,端壁几乎水平,具单穿孔;管间纹孔为互列的具缘纹孔,并有附物纹孔;韧型纤维短、壁较厚,壁上有较少的单纹孔;射线平均高度很低,具单列及多列射线。然而,它们的导管分布式样、单孔率,以及导管壁上有无螺旋加厚,轴向薄壁     

8种木本植物木质部栓塞变化与生理生态指标关系的研究 I.与植物木质部水势的关系

以自然状况下生长良好的耐旱树种刺槐（Robinia pseudoacacia L.）、元宝枫（Acer truncatum Bge）、沙棘（Hippophae rhamnoides L.）、白榆（Ulmus pumila L.）、油松（Pinus tabulaeformis Carr.）、白皮松（Pinus bungeana Zucc.ex Endl.）及中生树种女贞（Ligustrum lucidum Ait.）、柳树（Salix matsudana Koidz.f.pendula Schneid.）为研究对象,用压力室法测定木质部水势,用冲洗法测定木质部栓塞程度,研究不同生长季节木质部栓塞与水势间的火系。结果表明：针叶树油松、白皮松在各个季节水势均较高,水势变化幅度较小,木质部不易发生栓塞,这与其木质部由管胞构成,对木质部栓塞不敏感,在干旱时采用高水势延迟脱水的耐旱策略有关。阔叶树刺槐、元宝枫、沙棘、白榆、女贞和柳树的木质部栓塞现象是其在每天正常生长过程中不可避免的“平常事件”,是它们适应干旱的一种方式。它们的木质部栓塞程度与水势表现出了相反的变化趋势,即同一树种在同一季节内水势值越低,木质部栓塞程度越大,但在不同树种及同一树种的不同季节不存在这种关系。由此可见,植物木质部栓塞对水势的敏感程度（即木质部栓塞脆弱性）主要由树种的木质部结构决定,同时受到树种特性、树木生长发育时期、外界环境因子的影响,木质部栓塞的脆弱性也具有季节变化特征。     

7种木本植物根和小枝木质部栓塞的脆弱性

用脆弱曲线表示的植物木质部栓塞脆弱性反映了植物木质部栓塞程度与其水势间的关系。众多学者的研究结果表明,脆弱曲线能够提供有关植物的许多生理生态信息,与植物的木质部结构、部位、分布、抗寒、抗旱性等存在一定关系,但各国学者利用不同材料研究得出的结果各异,为了研究木质部栓塞的这种差异是否由于树木对环境适应性不同引起,选取西北农林科技大学西林校区内自然状况下生长良好的5个耐旱树种:刺槐(RobiniapseudoacaciaL.)、元宝枫(AcertruncatumBge.)(低水势忍耐脱水耐旱树种)、白榆(UlmuspumilaL.)(亚低水势忍耐脱水耐旱树种)、油松(PinustabulaeformisCarr.)、白皮松(PinusbungeanaZucc.ex.Endl.)(高水势延迟脱水耐旱树种),及中生的女贞(LigustrumlucidumAit.)和柳树(SalixmatsudanaKoidz.f.pendulaSchneid.)为研究对象,绘制了它们根和小枝的木质部栓塞脆弱曲线,探讨了中生树种和不同耐旱类型树种根和小枝木质部栓塞脆弱性的差异。结果表明:根和小枝的栓塞脆弱性主要由木质部结构决定,栓塞脆弱性顺序基本一致,小枝容易发生木质部栓塞的,其根也较容易发生栓塞;同一树种根和小枝的木质部栓塞脆弱性与植物的耐旱性有关,与树种的耐旱策略无关;一般是中生树种的栓塞脆弱性:小枝>根;耐旱树种的栓塞脆弱性:根>小枝。     

三种裸子植物木质部结构与功能对不同生境的适应

生境异质性是影响植物生长发育的重要因素。植物木质部水力系统是土壤-植物-大气连续体的主要通路,直接影响植物的基本行为和功能,同时也反映了植物对环境变化的适应性。为对比天目山3种裸子植物枝条木质部水力功能、机械和解剖结构性状在不同生境(自然生境与人工生境)的差异,揭示裸子植物对不同生境的适应机制,该研究以金钱松(Pseudolarix amabilis)、杉木(Cunninghamia lanceolata)和雪松(Cedrus deodara)为研究对象,测定枝木质部导水率、栓塞抗性(导水率损失50%时的水势)、机械以及解剖结构性状。结果发现:1)人工生境植株比自然生境植株水力效率弱,但栓塞抗性强。2)自然生境雪松木质部导水系统存在效率-安全权衡;不论自然还是人工生境杉木、金钱松木质部导水系统均无效率-安全权衡。3)人工生境雪松和金钱松木质部存在机械-安全权衡。相比人工生境,土壤水分有效性低的自然生境中,植物采用增大纹孔膜直径来提高水力效率,此外,还可通过增加木材密度、扩大管胞直径来避免栓塞带来的威胁。     

卫矛科16种藤本与乔木次生木质部比较解剖学研究

本文对卫矛科(Celastraceae)16种生长于不同生境的藤本和乔木次生木质部的结构,进行比较解剖学的观察,比较它们之间的异同。本科中南蛇藤属(Celastrus L.)独子藤属(Mo-nocelastrus Wang et Tang)和雷公藤属(Tripterygium Hoook.f.)为典型藤本结构,次生木质部特化水平较高;假卫矛属(Microstropis Wall.et Mcissn)、十齿花属(Dipentoden Dunn)和盾柱属(Pleurostylia Wight.et Arn.)为乔木,次生木质部结构特化水平较低;卫矛属(Eu-onymus L.)中既有藤本,又有乔木,其藤本结构与乔木相似,表现出一系列原始性和保守性。本研究初步探讨藤本与乔木的木质部结构、生活习性与生境之间的关系,为进一步研究卫矛科的系统演化提供一些解剖学的证据。     

华南阔叶树种幼苗叶片的养分特征

研究了阔叶树种幼苗山杜英、红锥、海南红豆、火力楠、红花油茶、枫香、黎蒴、米老排和樟树的N、P、K浓度和单位叶面积含量。结果表明,海南红豆、黎蒴和樟树的N、P、K浓度较高,而红花油茶、黎蒴和樟树的单位叶面积N、P、K含量较高,9种树种的上部和下部叶片的平均养分浓度分别为N16．67和17．09g·kg^-1,P1．29和0．84g·kg^-1,K11．77和6．65g·kg^-1,平均养分含量分别为N0．871和1．069g·m^-2,P0．065和0．052g·m^-2,K0．608和0．426g·m^-2,各树种上部叶片的P和K浓度和含量大于下部叶片,从养分含量的角度考虑,红花油茶与其他8种树种混交,红锥或米老排与山杜英、枫香、海南红豆、黎蒴、樟树混交,火力楠与黎蒴、樟树混交是合理的。     

8种木本植物木质部栓塞变化与生理生态指标关系的研究Ⅰ.与植物木质部水势的关系

以自然状况下生长良好的耐旱树种刺槐(Robinia pseudoacacia L.)、元宝枫(Acer truncatum Bge.)、沙棘(Hippophae rhamnoides L.)、白榆(Ulmus pumila L.)、油松(Pinus tabulaeformis Carr.)、白皮松(Pinus bungeana Zucc.ex Endl.)及中生树种女贞(Ligustrum lucidum Ait.)、柳树(Salix matsudana Koidz. f. pendula Schneid.)为研究对象,用压力室法测定木质部水势,用冲洗法测定木质部栓塞程度,研究不同生长季节木质部栓塞与水势间的关系.结果表明针叶树油松、白皮松在各季节水势均较高,水势变化幅度较小,木质部不易发生栓塞,这与其木质部由管胞构成,对木质部栓塞不敏感,在干旱时采用高水势延迟脱水的耐旱策略有关.阔叶树刺槐、元宝枫、沙棘、白榆、女贞和柳树的木质部栓塞现象是其在每天正常生长过程中不可避免的 "平常事件",是它们适应干旱的一种方式.它们的木质部栓塞程度与水势表现出了相反的变化趋势,即同一树种在同一季节内水势值越低,木质部栓塞程度越大,但在不同树种及同一树种的不同季节不存在这种关系.由此可见,植物木质部栓塞对水势的敏感程度(即木质部栓塞脆弱性)主要由树种的木质部结构决定,同时受到树种特性、树木生长发育时期、外界环境因子的影响,木质部栓塞的脆弱性也具有季节变化特征.     

三个耐旱树种木质部栓塞化的脆弱性及其恢复能力

植物在长期适应赖以生存的自然环境中 ,形成了一套最适宜自身生长发育的生理生态行为 ,采取各种方式来抵御或忍耐水分胁迫的影响。如通过具有深广而茂密的根系格局来保持水分吸收 ,通过气孔调节、角质层障碍作用和小的叶蒸发表面来减少水分散失 ,通过渗透调节和增加组织弹性来保持膨压 ,通过增强原生质耐脱水能力来免受伤害或少受伤害等等。植物遭受干旱危害时 ,首先出现表型反应的多是植物的叶片 ,因此 ,研究植物的耐旱机理多从叶入手 ,对根系类型、分布及根茎比在植物耐旱性方面也有不少报道[1,2 ],而对木质部在干旱适应性反应方面的研究…     

淮北相山三种群落中优势树种次生木质部的解剖学特征

对淮北相山侧柏、构树混交林6个优势树种次生木质部的观察表明,其结构表现出一定的旱生特征：高的复孔率和导管分布频率,窄导管,木纤维短,射线低。利用相对输导率和脆性指数对导管水分输导的有效性和安全性进行了评估,结果表明6个优势树种的相对输导率依次为：牡荆〉酸枣〉扁担木〉构树〉柘树〉小叶鼠李,脆性指数依次为：构树〉牡荆〉扁担木〉酸枣〉小叶鼠李〉柘树,植物水分输导的有效性和安全性与其在相山的自然分布相一致。作为广布优势树种,牡荆、酸枣和扁担木的次生木质部在导管分子长度、单孔率、导管频率、相对输导率、脆性指数、多列射线高度、多列射线宽度和单列射线高度等性状上均表现出一定的可塑性。与混交林和人工侧柏林相比,灌丛中植物导管分子短,单孔率低,导管频率大,射线低,相对输导率大,脆性指数小,更倾向于旱生特点。逐步多重回归分析表明,随着郁闭度的增加,导管分子长度和单孔率增加。随着风速的增加,导管频率增加。随着土壤含水量的增加,多列射线变宽。     

北方阔叶树木固氮与非固氮树种间营养元素含量的差异及数量化分类

研究了北方阔叶树木中固氮和非固氮树种间养分元素含量的差异及季节变化趋势．在生长旺盛期到落叶期固氮和非固氮树种叶片之间Ｎ、Ｍｇ含量始终存在明显差异;固氮树种叶片中Ｎ、Ｋ含量降低的趋势明显低于非固氮树种,所研究的其它５个元素和灰分的季节变化率即累积的趋势则高于非固氮树种．在Ｆ检验和Ｔ检验的基础上,选择Ｎ、Ｐ、Ｍｇ、Ｓｉ４个营养元素为参数进行的数量化分类,成功地区分了固氮和非固氮树种．     

木质部细胞分化的研究进展

本文主要从研究木质部细胞分化常用的实验系统,木质部分的诱导,木质部细胞的编程性死亡以及次生壁的构建4个方面阐述了木质细胞分的研究进展,并对目前研究的热点也是难点问题进行了展望,希望引起同行的兴趣。     

六种木本植物木质部栓塞化生理生态效应的研究

对６个树种１年生枝木质部栓塞及水势进行了１４个月的连续观测。测定结果表明,木质部栓塞化直接引起木质部导水率下降,从而对树木生长发育节律造成影响。对导水率的影响可通过脆弱曲线看出,６种落叶阔叶树的２类脆弱曲线模型建立：ｙ＝ａｅｂ／ｘ和ｙ＝ｘ＾２／（ａ＋ｂｘ＾２）。通过模型求解,探讨和确定了参数ａ、ｂ的生理生态学意义,并据此比较不同树种木质部栓塞脆弱性的大小,结果为沙棘＞刺槐≥白榆＞加杨＞榛木＞元宝枫     

基于聚类分析的广东省乡土阔叶树种分布研究

利用《中国植物志》、《广东植物志》等资料并结合实地野外踏查记录数据,获取了广东省1152个乡土阔叶树种的分布信息,在对其进行聚类分析的基础上采用多响应置换过程、指示种分析和Kruskal-Wallis检验,研究广东省乡土阔叶树种的分布特征。结果表明,乡土阔叶树种在广东省的分布具有较明显的纬度地带性,且可划分为3个分布区:Ⅰ区主要出现在广东省北部山区的中亚热带,树种丰富度的均值最大(376.5),缺萼枫香(Liquidambar acalycina)、椿叶花椒(Zanthoxylum ailanthoides)、伞花木(Eurycorymbus cavaleriei)等为主要指示种;Ⅱ区主要出现在广东省中部的南亚热带,树种丰富度的均值为339.8,肉桂(Cinnamomum cassia)、狭叶山黄麻(Trema angustifolia)、黄叶树(Xanthophyllum hainanense)等为主要指示种;Ⅲ区主要出现在广东省南部沿海的热带北缘,树种丰富度的均值最小(206.5),秋茄树(Kandelia candel)和山油柑(Acronychia pedunculata)等为主要指示种。     

木质部管状分子的结构及发生

高等植物输导组织由木质部和韧皮部组成,它们都是由几种不同类型的细胞群构成的复合组织。植物体中有机液流的运输主要是韧皮部中的筛分子（筛管和筛胞）,而无机液流的运输则是木质部中的管状分子（导管和管胞）。1管状分子的形态结构管胞是一种原始的输导组织,存在于所有维管植物中,在裸子植物中兼有机械组织的功能。大多数蕨类植物和裸子植物木质部中的输水分子只由管胞组成,管胞是纺锤形的单细胞,成熟时原生质消失,次生壁形成各种纹饰的木质化增厚（见图1）。其长度约为1～2mm,直径约为15～80um。每个管胞以两端斜面连接在一起,…