从生态学角度对沙棘和沙枣的木材结构进行对比研究。两树种具有的共同特点为:生长轮明显,半环孔材,具单穿孔,导管间纹孔交互排列,无分隔木纤维,导管较窄,环管管胞和纤维状管胞具螺纹加厚,轴向薄壁组织缺失或很少。所选树种明显区别是射线类型、宽度和叠生排列方式:沙棘射线,轴向薄壁组织细胞和导管分子具有明显的叠生排列方式,但沙枣的叠生排列不规则;沙棘射线为异型,1~2列,沙枣射线为同型,2~5列;并且二者之间数量化指标有差异,沙棘导管频率较大,导管分子较短及导管管孔较小,因此V和M值也较小,更能适应干旱环境。两树种导管分子长和纤维长的水平变动不规律,并且树种间和同一树种个体间差异显著。本文最后对该树种的解...

以西北农林科技大学校园内生长良好的耐旱树种刺槐(R obin ia p seud oacacia L.)、元宝枫(A certrunca tum Bge.)、沙棘(H ipp ophae rham noid es L.)、白榆(U lm us pum ila L.)、油松(P inus tabu laef orm is C arr.)、白皮松(P inus bung eana Zucc.ex End l.)及中生树种女贞(L igustrum lucidum A it.)和柳树(S a lix m a tsud ana K o idz.f.p endu la Schne id)为研究对象,用压...

气候变化导致的全球尺度的森林衰败死亡增多,以植物水分关系为核心的树木死亡机制成为研究热点,而木本植物长距离水分运输中的木质部栓塞的研究是植物水分关系的核心。本文声学检测法、非破坏性成像技术和低压液流技术3类测定木质部栓塞的技术方法进行综述。声学检测法的优点是对植物材料无破坏性且具有较高的时间分辨率,但测定结果的可靠性差,这种方法更倾向于定性检测木质部栓塞。核磁共振和微CT成像技术是近年来兴起的非破坏性成像技术,对植物材料无破坏性,可对导管无偏差的三维成像;尤其是微CT技术,其空间分辨率小于1~2μm,可更详尽地呈现出木质部的栓塞程度和分布模式以及栓塞形成和修复的动态。应用微CT方法是未来研究中的趋势,但此装置还不易获取,因此在当前的木质部栓塞研究中还难以广泛应用。低压液流方法是近30年来测定木质部栓塞应用最广泛的方法,本文对此方法的原理及操作步骤进行介绍。近年有学者提出在测定过程中可能会出现"张力-剪断假象",认为即使在水中剪断存在张力的枝条也会人为地增加所测样品的栓塞程度。这就质疑了之前树木栓塞日变化和栓塞修复的研究结果及用自然干燥法测定树木抗栓塞能力的研究结果。"张力-剪断假象"在植物水力研究领域引起激烈的讨论,之后有众多学者迅速设计针对性的试验开展研究,然而并没有重复出"张力-剪断假象",并且认为避免"张力-剪断假象"的张力释放过程发生了栓塞修复。"张力-剪断假象"虽然对低压液流方法测定木质部栓塞引起争议,但此事件使研究者认识到严格、细心地进行木质部栓塞测定操作的重要性。最后提出应用低压液流技术测定木质部栓塞操作中应该注意的10项建议。

运用数学模型和流体建模相结合的方法,建立植物单管胞阻力计算的数学模型,研究纹孔结构与植物管胞内径及电阻率的关系;采用低雷诺数k–ε模型对不同结构的塞–缘具缘纹孔水分流动进行数值模拟。结果显示纹孔深度、纹孔塞缘孔隙率、纹孔直径、纹孔塞直径是影响管胞电阻率的主要因素。纹孔深度6μm的比3μm的电阻率降低18.57%,管胞内径增加23.43%;纹孔塞缘孔隙率66.7%比16.7%的电阻率降低9.80%,管胞内径增加10.65%;纹孔直径16μm的比10μm的电阻率降低9.21%,管胞内径增加10.54%;纹孔塞直径4μm的比2.5μm的电阻率提高8.76%,管胞内径减少8.14%;纹孔结构的变化导致其管胞长宽比值出现差异性,管胞长宽比为(95∶1)～(70∶1)。在纹孔阻力一定的情况下,纹孔阻力与管胞内流动长度阻力之间的比值随管胞内流动长度的增加而减小;当管胞内流动长度为管胞长度的2/3时,纹孔阻力与管胞内流动长度阻力之间的比值为0.997,其纹孔类型不影响纹孔阻力与管胞内流动长度阻力之间的比值。

为了探讨植物木质部空穴化过程超声发射的特性和产生机理,基于Rayleigh-Plesset方程建立了描述空泡在导管中运动的方程并求解,同时构建超声检测系统并对植物木质部超声发射进行检测与分析。根据方程计算出气泡的平衡半径,当气泡受到扰动,如木质部液压强变化等原因造成半径大于或小于平衡半径时,用四阶龙格-库塔法求解方程,结果显示气泡会以减幅振动的方式回到平衡状态,形成振源发射超声。实测侧柏、元宝枫、刺槐切片在失水过程中的超声发射信号,并对其进行分析。结果表明:实测超声发射信号的频率、振铃数等与植物导管或管胞大小和材质无显著关系,约80%的信号特征与仿真计算结果一致。说明植物导管或管胞中,气泡以减...

该文用几种木本植物茎做切片实验,探讨木本植物木质部栓塞的修复机制.研究发现:当脱水样品被复水后,在表面张力的作用下,其管状细胞中的空气立即回缩,形成长形或球形气泡;此后,在比较小的管状细胞中的气泡逐渐缩小直到消失;大的管状细胞中的气泡最初会伸长,然后缩短,直到消失;胞外球形泡也会一个接一个地出现;除了来自细胞的切破处,这些胞外球形泡还来自木射线的横断面,其中小些的会缩小,大个的会长大.这些现象说明,样品中的气体并没有如以往所云,溶解到水中之后进入大气.作者认为,空气也许从短半径气泡移动到了长半径气泡中.有两种可能的机制可以解释这一现象,一是根据表面张力附加压强公式,气体会由半径小、压强大的小气...

【目的】明确不同生境下树木木质部的解剖特征差异和暖干化气候条件下树木木质部的生长变化。【方法】在黑龙江省穆棱市针阔叶混交林中设置了水分偏多和偏少2个生境采样点，在2个样点内分别对红松、蒙古栎、紫椴进行取样，使用滑走切片机对所取样芯进行切片，获取木质部解剖参数。【结果】偏干生境下蒙古栎的平均导管面积、木质部脆弱性指数显著增大，但水力效率在2个生境间差异不显著。从偏湿生境到偏干生境，紫椴的平均导管面积、木质部脆弱性指数、水力效率显著降低。在3个树种中，只有红松的平均管胞面积和木质部脆弱性指数在2个生境下差异不显著，同时在偏干生境下水力效率显著提高。偏干生境下红松、蒙古栎、紫椴的年轮宽度均与生长季的帕默尔干旱强度指数（PDSI）呈显著正相关，且其敏感性随土壤含水量的增加而降低。偏干生境下蒙古栎的水力效率与前一年11月―当年10月的PDSI显著负相关，紫椴的年轮宽度、平均导管面积与前一年非生长季最低温显著正相关。【结论】生长季初期干旱是制约穆棱地区红松管胞面积和水力效率的重要因素，在未来红松可能会更强烈地感受到东北地区的气候变化。紫椴在偏干生境下降低水力效率以提高水力安全。偏干生境下的蒙古栎生长量和平均导管面积大于偏湿生境，所以未来的暖干化气候条件可能对蒙古栎的生长更有益，但存在空穴化风险。明确全球变暖带来的干旱胁迫是否会改变树种生长状况，对调整当前的造林措施以使针阔混交林更好地应对未来的暖干化气候条件至关重要。

【目的】研究温带木质藤本植物细根的功能性状及其潜在吸收能力。【方法】选取中国东北温带3种代表性木质藤本植物,即缠绕类藤本狗枣猕猴桃和北五味子、卷须攀援类藤本山葡萄为材料,研究了1～5级细根的解剖、形态、分支结构和吸收根组成。【结果】随着根序的增加,狗枣猕猴桃和北五味子的皮层厚度有增加趋势,而山葡萄则呈降低趋势。3种藤本植物的中柱直径均随根序增加而显著增粗,但是皮层厚度与中柱直径比值显著下降。皮层的存留状态显示,所有树种吸收根的比例均随根序增加而明显下降,1级根是典型的吸收根。从1级根至5级根,3种藤本植物比根长显著降低,直径显著增粗,组织密度增加,但是分支比仅在山葡萄中呈现单调的降低趋势。树种对各根系性状有显著的影响,但是与根序的影响存在交互作用。与其他2个缠绕类藤本植物相比,卷须攀援类藤本山葡萄中柱直径较大,皮层厚度与中柱直径比值较低,而2、3级根的分支比明显更高。与本地区其他类群植物相比,3种藤本植物1级根的平均直径较粗、比根长较低,而平均组织密度介于草本蕨类和其他木本植物之间。【结论】细根解剖和形态性状在3种藤本植物间存在明显差异,但是这些性状随根序变化的规律与其他木本植物较一致。与本地区其他类群植物相比,藤本植物1级根形态特征表现出了较为独立的特点。

【目的】干旱导致的树木衰退甚至死亡并不局限于干旱地区,湿润区树木干旱适应能力弱,更易因水力失效而死亡。建立湿润区树木器官水平上的木质部结构与水力功能性状(包括输水效率和安全)的数量关系,是解答湿润区树木干旱致死机制的关键。【方法】以湿润地区马尾松、日本五针松和湿地松为对象,测定其枝条、根的木质部水力功能性状(导水率与栓塞抗性)和结构性状(管胞、纹孔特征等)。结合已发表的其他松属树种相关数据,检验了松属枝条与根的水力效率-水力安全权衡;定量分析了木质部输水效率(K_s,单位边材面积的导水率)和栓塞抗性(P_(50),导水率损失50%时的木质部水势)的结构基础。【结果】1)对所研究的松属3个种,根比导率(K_(sr),根单位边材面积的导水率)>枝条比导率(K_(ss),枝条单位边材面积的导水率),根P_(50)>枝条P_(50);K_(ss)与K_(sr)正相关,枝条P_(50)与根P_(50)也呈正相关;3个种均属低效率低安全性树种。2)相关分析表明:K_(ss)与枝条P_(50)负相关,枝条存在效率-安全权衡;K_(sr)与根P_(50)的决定系数接近0(R~2=0.01,P=0.94),即根无效率-安全权衡。这种功能权衡关系由其解剖结构决定:K_(ss)与枝条P_(50)对结构的需求趋异(枝条有效率-安全权衡),而K_(sr)与根P_(50)对结构的需求趋同(根无效率-安全权衡)。3)冗余分析表明,枝条纹孔膜面积对K_(ss)解释度最高,枝条纹孔塞面积对枝条P_(50)解释度最高;根木材密度对K_(sr)解释度最高,根塞缘面积对根P_(50)解释度最高。【结论】枝条和根的输水效率、栓塞抗性主要由木质部结构决定,其中纹孔结构影响最大,木材密度与管胞壁厚度次之。马尾松、日本五针松和湿地松的枝条存在效率-安全权衡,而根不存在这种权衡,其相关的结构性状解释为:效率与安全的结构需求趋异存在权衡,趋同则无权衡。

对紫金牛科 (Myrsinaceae)的桐花树 (Aegicerascorniculatum)和海桑科 (Sonneratiaceae)的海桑 (Son neratiacaseolaris)的次生木质部的组织结构和数量特征进行了研究 ;并讨论了桐花树和海桑的木材结构与环境关系 ;它们的导管直径小、导管数量多、导管分布频率高 ,是对海滨盐渍环境的适应 ,保证水分在植物体内运输的安全性。桐花树和海桑的纤维壁厚度 (W )与纤维腔宽度 (L)的比值 (2W /L)分别为 0 6 7和 0 4 5 ,均小于 1 ,从木纤维 2W /L

通过对珙桐与喜树茎次生木质部的比较解剖学观察，发现两种植物次生木质部结构中导管的穿孔类型虽然都属于梯状穿孔板，但穿孔的长短和穿孔上的横隔数却存在明显的差别．珙桐的导管梯状穿孔板上的横隔有７７条，而喜树只有２６条．表明两者在系统发育上可能不是处在一个水平上．