中国碎米蕨类及其相关类群的系统学研究

通过形态学、解剖学、孢粉学、植物地理学及分子系统学等方面的研究，探讨了中国碎米蕨类及其相关类群的系统关系，并对它们的分类进行了修订。 1.解剖学 对碎米蕨类及相关类群36个种的叶表皮特征进行了研究，结果发现该性状对于划分大的类群具有一定的系统学意义。大多数中国蕨科成员如粉背蕨属、旱蕨属和黑心蕨属等连同裸子蕨科中的泽泻蕨属和金毛裸蕨属在叶表皮性状上比较一致。它们之间的亲缘关系较近，是碎米蕨类成员。金粉蕨属、粉叶蕨属、翠蕨属和铁线蕨属与上述类群不同，其上表皮细胞或上下表皮细胞均明显加长，但气孔器仍同碎米蕨类植物一样，为无规则型、极细胞型或腋下细胞型。在所研究的类群中，只有凤尾蕨属和Anopteris的气孔器为聚合型。 2.孢粉学 在光镜和扫描电镜下对中国蕨科、裸子蕨科和凤尾蕨科等83种 (含变种) 植物的孢子进行了观察。根据孢子的颜色、结构和表面纹饰等可将其分成3种类型：大多数中国蕨科成员如粉背蕨属等和裸子蕨科中的泽泻蕨属和金毛裸蕨属的孢子同属第一种类型，颜色较深，表面纹饰由周壁形成。珠蕨属和凤丫蕨属的孢子属第二种类型，颜色较淡，周壁薄，由外壁和周壁共同形成表面纹饰。金粉蕨属、凤尾蕨属、翠蕨属和粉叶蕨属的孢子为第三种类型，颜色较浅，由外壁形成表面纹饰的基本轮廓，具明显的赤道翼。从孢粉学的角度来看，中国蕨科和裸子蕨科都是不自然的。中国蕨属和薄鳞蕨属的孢子形态同粉背蕨属相似，应并入后者。另外，同属新旧世界的种类其孢子纹饰往往有明显的区别, 可能代表了不同的类群。 3.分子系统学 测定了碎米蕨类及相关类群34种植物的rbcL 和trnL-F序列，并结合GenBank上下载的相关资料进行分析。结果发现中国蕨科和裸子蕨科都不是自然类群。在系统树上，Cheilanthes、隐囊蕨属、粉背蕨属、旱蕨属、黑心蕨属等同裸子蕨科中的泽泻蕨属和金毛裸蕨属等聚在一起，构成碎米蕨群。珠蕨属、凤丫蕨属和Llavea则形成另一分支，不是碎米蕨类成员。金粉蕨属在分支图上与南亚的Actiniopteris形成姐妹群，并与凤尾蕨属、粉叶蕨属和翠蕨属等关系近缘，放入凤尾蕨类应更为合适。 系统分析的结果表明，旧世界分布的类群与美洲的同属植物大都关系疏远，如黑心蕨属、金毛裸蕨属和Cheilanthes等。另外，亚洲分布的中国蕨属、粉背蕨属、碎米蕨属、薄鳞蕨属、隐囊蕨属和拟旱蕨属Mildella的成员聚在一起，它们之间的系统关系因为形成了多歧分支而没有得到很好的解决。但是，薄鳞蕨属、中国蕨属和大理碎米蕨等同粉背蕨属的成员聚在一起，并入后者应更为合理。另外，宜昌旱蕨与碎米蕨属的成员关系近缘，支持将前者转入碎米蕨属。 4.植物地理学 碎米蕨类植物的间断分布非常明显。泽泻蕨和戟叶黑心蕨等在形态特征上与美洲的同属种类有明显的区别，可能代表了不同的类群。大多数亚洲碎米蕨类成员如粉背蕨属、中国蕨属和薄鳞蕨属等以中国西南部的横断山区或喜马拉雅为分布中心，可能与喜马拉雅山的隆起有关。 5.分类处理 综合各方面的研究成果，作者认为国产碎米蕨类包括6个属3个群：黑心蕨属、旱蕨属、粉背蕨属、碎米蕨属、拟泽泻蕨属和拟金毛裸蕨属。《中国植物志》中记载的隐囊蕨属、毛旱蕨和旱蕨类成员因其系统学位置不清，暂时作为独立的群处理。 在野外考察和大量标本（包括模式）考证的基础上，对国产碎米蕨类及其相关类群 (特别是粉背蕨属) 进行了修订, 澄清了一些种的分类问题。发现1新种，对1新变种进行了拉丁文描述，使其名称有效。提出新组合5个，另有6种7变种被首次归并。

紫茎泽兰生态学特征及入侵策略

紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）是臭名昭著的世界恶性杂草之一，目前全世界已有30多个国家和地区遭受到它的入侵危害，因此引起了全社会各方面广泛的关注。我国西南部是紫茎泽兰入侵并造成严重危害的地区之一，本文以四川省攀西地区紫茎泽兰入侵危害严重的生态系统为研究对象，分别对不同生境条件下各年龄紫茎泽兰的生长状况、幼苗生长动态、不同类型群落中紫茎泽兰的种群变化规律以及泽兰实蝇防治紫茎泽兰现状进行研究，分析紫茎泽兰生态学特征及入侵策略，以揭示紫茎泽兰的入侵机制。 　　不同生境条件下相同年龄紫茎泽兰其生长状况有很大的不同：当年生紫茎泽兰幼苗在偏阴和灌丛遮荫环境下生长状况优于偏阳生境下，一年生以上的成熟植株生长情况则相反;紫茎泽兰在其单优群落中的生长状况明显优于灌丛中伴生的紫茎泽兰，说明一定程度的遮荫、植被覆盖及竞争对紫茎泽兰生长有一定的抑制作用。不同种类的灌木对紫茎泽兰生长的影响亦有所不同，其中，马桑（Coriaria sinica）等冠幅较大、性喜阴湿的落叶类灌木对紫茎泽兰幼苗萌发、种群更新有庇护和促进作用，而其他类冠幅小、常绿或落叶、且生于干旱生境下的灌木，则不利于紫茎泽兰幼苗萌发及种群更新，有些甚至会产生化感物种抑制紫茎泽兰的生长。 　　紫茎泽兰种子萌发属投机式萌发，一年内只要有适合的温湿条件都可以萌发。种子萌发的高峰期主要集中在雨季，冬春干旱季节萌发率很低。紫茎泽兰为常绿半灌木，终年可持续生长，生长速率受光照、湿度和温度影响显著。秋季萌发的紫茎泽兰幼苗在越冬及干旱季节中，各项生长指标（包括主茎长度、总叶面积、基径等）增长缓慢，一年之内平均月增长量由高到低的顺序分别为：偏阳生境＞全荫湿润生境＞灌丛遮荫生境，生长旺期为雨季约6 ~10月份;秋季萌发越年生实生苗生长节律与当年生实生苗相似，但生长周期不同于雨季萌发苗，需经过两个冬季才能开花结实完成其生活史;紫茎泽兰生活史循环过程，通过有性生殖与无性生殖相互补的繁殖策略进行种群的更新与扩散，进而达到入侵的目的。 　　泽兰实蝇（Procecidochares utilis）作为天敌控制紫茎泽兰已经在国内外得到广泛的应用，但关于它对紫茎泽兰控制的有效性和防治现状的研究尚不深入。本文通过对攀西地区紫茎泽兰入侵危害严重的路域生态系统中泽兰实蝇寄生状况的抽样调查，初步研究了泽兰实蝇对紫茎泽兰生长，特别是生殖能力的影响。研究结果表明：1）植株寄生率与枝条寄生率有显著差异（p﹤0.05），分别为71.67% 和17.30%，前者显著高于后者;样方调查结果显示，成熟群落中枝条寄生率为17.48枝•m-2;1虫瘿•枝条-1的枝条占所有寄生枝条的92.30%;2）湿润生境下紫茎泽兰的枝条寄生率为20.27%，显著高于干旱生境下的枝条寄生率（9.33%）（p﹤0.05）;3）不同年龄植株枝条寄生率有差异，0 ~1年生植株枝条寄生率分别为36.36%和21.56%，显著高于2 ~4年生的植株枝条寄生率，后者分别为13.50%，8.82%及12.16%（p﹤0.05）;4）在目前的寄生强度下，泽兰实蝇对紫茎泽兰枝条的直径、花枝量、头状花序数及结实量均无显著影响（p﹥0.05）。因此可以推断，目前单一的引进泽兰实蝇进行天敌控制不能达到预期的防治目标，天敌的引入也应慎重考虑。 　　紫茎泽兰能够利用与当地大多数植物种类生长节律的时间差异，通过首先占领时间生态位而达到占据空间生态位，最终导致严重的入侵危害。在不同类型的群落中，紫茎泽兰种群利用不同的适应策略进行入侵。自然和人工播种样地中，紫茎泽兰种群与群落状况的变化规律均呈相反趋势。对于一个成熟的紫茎泽兰种群，一旦其定居后即能很好的利用时间和空间生态位的空缺的来促进其优势地位的增强和巩固，从而逐渐增加其入侵程度，造成越来越大的灾害;而对于一个郁蔽度较好且较完整的群落，紫茎泽兰通过幼苗进行扩张以达到入侵的途径通常比较困难，只有在发生人为活动干扰时，才有可能通过投机式繁殖方式进入群落内部定居，继而通过克隆生殖的方式进行入侵。

降水对我国温带草原土壤呼吸及其组分的脉冲效应

利用动态气室法(Li-Cor 8100)，于2005-2007年生长季对我国北方温带典型草原生态系统的土壤呼吸作用及其影响因子进行了野外动态观测。研究结果表明，温带典型草原生态系统的土壤呼吸及其影响因子存在明显的季节变化和年际变化。土壤呼吸的季节变化主要受土壤温度和土壤水分控制，峰值出现在温度高、水分适中的6、7和8月。在生长季初期和末期，土壤温度和土壤水分较低，土壤呼吸接近于零。土壤呼吸年际变化受到降水分配的影响，植物生长旺季降水充足土壤呼吸较高，2007年的夏季干旱抑制了土壤呼吸。 土壤呼吸与土壤温度呈指数相关，与土壤水分呈二项式关系。与未去除植物的样方相比，去除植物后土壤温度降低，其中2005年达到显著水平(P < 0.01);土壤水分在三年中都显著提高(P < 0.001)。利用土壤呼吸与温度、水分建立的模拟方程表明，异养呼吸约占土壤呼吸的49.19%，根际呼吸占50.81%，两者对土壤呼吸的贡献大致相当，但呈现明显的季节变化，根际呼吸在植物生长旺季的贡献大于异养呼吸。同时，根际呼吸的比例受到降水分布的影响，在干旱时期，根际呼吸的比例远大于异养呼吸，说明在这个干旱半干旱的生态系统中植物更能忍受水分胁迫。 根据土壤呼吸与温度、水分三者的模拟方程分析表明，2005-2007三年的土壤呼吸和异养呼吸均值分别为1.65和1.07 µmol m-2 s-1，分别比实测值1.79和1.30 µmol m-2 s-1减少了8.6和18.04%;如果测定频次改为每周一次，土壤呼吸和异养呼吸则分别减少了10.51和13.76%。由此说明，降水对土壤呼吸产生的脉冲效应在一个完整的生长季中也存在，异养呼吸下降的比例更高，说明异养呼吸对降水脉冲效应的响应较大。因此，研究土壤呼吸时不能忽略降水的脉冲效应，同时应当考虑不同组分对脉冲效应的差异。 综合三年的研究数据表明，在不同水分条件下土壤呼吸的温度敏感性(Q10) 不一致。在四个土壤水分(<5%，5-10%，10-15%和>15%)范围内，土壤呼吸的Q10值分别为1.58，1.80，2.10和2.06;在土壤水分为5-10%，10-15%和>15%的范围内，异养呼吸的Q10值分别为1.58，1.70和1.66。由此表明，土壤呼吸的温度敏感性在10-15%水分范围内最高。在不同水分条件下，异养呼吸的Q10值都低于包含了根际呼吸的土壤呼吸的Q10值，表明根际呼吸的Q10值高于异养呼吸，根际呼吸对土壤温度的变化更为敏感。从年际变化来看，2005年异养呼吸和土壤呼吸的Q10值并没有显著差异(均为2.05);异养呼吸的Q10值在2006和2007年显著低于土壤呼吸的Q10值(分别为2006年：2.09和1.81;2007年：1.44和1.36);受到夏季干旱的影响，2007年的土壤呼吸和异养呼吸的Q10值与2005和2006年相比显著降低。

烟台近海水体叶绿素遥感反演及季节变化研究

二类水体水色组分反演精度的提高是水色遥感要解决的关键问题之一。本研究旨在通 过分析模拟数据的光谱特性，寻找适合研究区的最优反演模型。通过分析模拟数据和烟台 近海水体实测的叶绿素浓度数据和高光谱数据，利用三波段模型和反射峰面积法对水体中 叶绿素浓度进行了反演研究，同时利用反射峰面积法对珠江口水体总悬浮物浓度进行了反 射峰面积模型的推广。此外，通过利用MODIS L1B 数据对烟台近海水体叶绿素浓度进行 了反演研究，得到了烟台近海水体叶绿素浓度季节分布图，为研究烟台近海水体叶绿素的 年内变化趋势提供了良好的基础。 本论文研究内容主要包括三部分：一是利用三波段模型分别对模拟数据集和实测数据 进行水体叶绿素浓度反演的研究；二是利用反射峰面积法对模拟数据和实测数据进行了水 体叶绿素浓度的反演研究，同时利用珠江口悬浮物浓度数据对反射峰面积法进行了推广研 究；三是利用MODIS L1B 影像数据对烟台近海水体叶绿素浓度的季节分布状况进行了研 究。文章的主要创新点是利用三波段模型对烟台近海水体中的叶绿素浓度进行了反演，同 时提出了一种新的二类水体叶绿素浓度的反演方法——反射峰面积法，并利用烟台近海实 测水体叶绿素浓度数据对该方法进行了验证，同时利用珠江口水体的总悬浮物浓度数据对 该方法进行了推广，得到了较高的反演精度。通过本文的研究得出如下结论： 通过利用三波段模型对模拟数据和实测数据研究发现，和其它水体叶绿素反演模型相 比，用三波段模型反演模拟数据的叶绿素浓度，反演精度较高，其决定系数达0.9967。利 用建立的三波段模型反演模拟数据的叶绿素浓度其RMSE 为0.83μg•L-1，相对误差为12.9 ％。与此同时，利用三波段模型对现场实测的反射率光谱进行了烟台近海水体叶绿素的反 演研究，发现利用实测光谱建立的三波段模型反演叶绿素浓度其决定系数为0.6608，RMSE 为0.59μg•L-1，相对误差为36.7％。通过对比其它反演模型可知基于实测数据的三波段模 型其反演精度要优于其它模型。此外，依据MERIS 和MODIS 的波段设置，对现场实测的 高光谱数据进行了处理，并对模拟的MERIS 和MODIS 数据进行了三波段模型的验证，发 现模拟MERIS 和MODIS 的三波段模型同样能较好的反演烟台近海水体的叶绿素浓度。 通过利用反射峰面积法对模拟数据及实测数据进行了叶绿素浓度的反演研究，发现利 用反射峰面积法反演模拟数据的叶绿素浓度（1～50μg•L-1），其决定系数是0.999，利用 反射峰面积模型反演叶绿素浓度其RMSE 为0.45μg•L-1，相对误差为6.7％。利用反射峰面 积模型反演模拟光谱数据的叶绿素浓度其反演精度要优于其它的反演模型。此外，通过研 究实测烟台近海水体叶绿素浓度同反射峰面积之间的关系，结果表明实测叶绿素浓度和实 测光谱反射峰面积之间的线性关系最显著，其决定系数是0.5589，利用建立的反射峰面积 模型反演研究区叶绿素浓度其RMSE 是0.67μg•L-1，相对误差是39.9％。为了验证反射峰 面积法的有效性，利用珠江口实测水体的悬浮物浓度和高光谱数据对反射峰面积法进行了 推广研究，发现反射峰面积法能较好的反演珠江口的悬浮物浓度。

石榴豹纹木蠹蛾Zeuzera coffeae (Nietner)生物学及其防治研究

：石榴豹纹木蠢蛾是云南蒙自地区石榴的主要害虫之一。幼虫蛀害石榴树枝干，具多次转移危害习性，并在蛀道 内越冬。受害部位以上枝干萎蔫、枯死。危害枝干率达1．0％。15％，重者达30％。40％。该虫在云南蒙自石榴植区一 年发生一代，垮年度完成，越冬态不甚明显。采取综合防治措施后，其危害率由10％。15％降为0．2％～O．31％。

CORRELATION OF ZONA-BINDING WITH OOCYTE MATURATION AND SPERM MOTILITY IN RHESUS-MONKEYS BY HEMIZONA ASSAY

The hemizona assay (HZA) in Rhesus monkeys was employed to study the correlation of zona-binding ability with sperm motility or with naturally developing oocytes at various maturational stages. Oocytes from unstimulated ovaries were retrieved within 2 hr from monkeys sacrificed for vaccine production (in reproductive season, but with their menstrual cycles not determined). Oocytes were divided into four groups based on their morphological maturation: 1) Oocytes surrounded by more than one cumulus layer (MC); 2) Oocytes retaining intact germinal vesicle nuclei (GV); 3) Oocytes with germinal vesicle breakdown showing distinct perivitelline space (PVS); and 4) Oocytes extruding the first polar body (PB1). The mean numbers of sperm bound to hemizona for PBI, PVS, GV, and MC groups were 132.9 +/- 12.0, 71.5 +/- 10.1, 36.1 +/- 4.0, and 20.1 +/- 2.9 (Mean +/- SE), respectively. The four groups showed significant differences from each other in sperm/egg binding ability (P < 0.01). The number of bound sperm significantly increased with oocyte maturation. The present study also showed that zona-binding ability was also affected by sperm motility. For sperm with 67.7% motility and sperm with 31.2% motility, the average numbers of bound sperm were 43.5 +/- 2.2 and 25.3 +/- 2.9 (Mean +/- SE), respectively. There was significantly higher binding ability for sperm with higher motility (P < 0.01). The results suggest that: 1)The rhesus monkey model can serve as a very sensitive model for studying sperm/egg interaction by HZA; 2) Sperm motility positively correlated with sperm/egg binding; and 3) Sperm/egg binding ability increases with oocyte maturation. The binding ability is highest when oocytes matured to the PB1 stage, which is also the best opportunity for fertilization. This is strong evidence for the ''zona maturation'' hypothesis. (C) 1994 Wiley-Liss, Inc.

湖南产尖吻蝮蛇蛇毒出血毒素性质和溶液构象的研究

经sephadex G-75凝胶过滤、QAE-Sephadex A-50和CM-Sephadex C-25离子交换步骤,从湖南产尖吻蝮（Deinagkistrodon acutus）蛇毒中纯化出两个出血毒素,被命名为HaHT-1和HaHT-2。用聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定呈单一的蛋白染色带。两个出血毒素的分子量相同,均为 23.5kDa。等电聚焦电泳测定它们的等电点分别为5.6和5.2。HaHT-1和HaHT-2均具有较强的出血活性（MHD分别为0.5和0.8μg）,都有酪蛋白水解活力,无精氨酸酯酶、胆碱酯酶和磷脂酶A_2活力。用CD谱测定HaHT-l和HaHT-2的溶液构象,HaHT-1的α-螺旋、β-折叠和无规卷曲分别为36.9％、35.5％和27.6％,而HaHT-2的α-螺旋、β-折叠和无规卷曲分别为23.4％、31.3％和45.3％。pH的变化对它们构象有影响,在pH2-11范围内,酸性比碱性大。随着酸性或碱性的增加其α-螺旋含量减少,无规卷曲增加,β-折叠结构变化不大。