Fuelwood Resources and Forest Regeneration on Fallow Land in Uganda

Abstract

East African forests have been largely converted to agriculture. The remaining forests hold many endangered species but are threatened by the heavy local demand for fuelwood. Here we evaluate fallow land in western Uganda as an alternate fuel source to diverse forests. We quantify the regeneration process on fallows, calculate tree bio-mass increases, and measure grass and woody herb biomass over 44 months. The biomass values we measured were typical or slightly below the average from 11 studies elsewhere in the tropics. Variation in biomass between our neighboring study sites exceeded that between sites on different continents, indicating the sensitivity of vegetation regeneration to local land use. Tree regeneration was extremely slow (0.46 g/m²/year); however, the woody herbs and grasses on a 4 year old fallow of ～0.5 ha can provide much of a family's domestic fuel. Fallow land is generally abundant in western Uganda and can partially alleviate pressure on forests for domestic fuels. Fallows cannot however provide the trees demanded by charcoal, brick, and gin manufacturers. In the future, conserving forests while meeting fuelwood demands will require improving local land tenure security, enhancing the productivity of cultivated and abandoned land, promoting more efficient stoves, stills and kilns, and curtailing illicit, inefficient charcoal manufacture.     

无瓣海桑人工混交林结构及幼苗天然更新能力

为探究无瓣海桑人工混交林在河口海湾的生态效应问题,采用样方法对福建省厦门市海沧湾16年生无瓣海桑与其它种类红树的人工混交林结构和幼苗天然更新扩散能力进行实地调查。结果表明:①该群落外貌简单、林相整齐、空间层次分层明显。位于乔木一层的是无瓣海桑,位于乔木二层的有无瓣海桑、秋茄、红海榄;位于灌木-小树层的有秋茄、红海榄和白骨壤;位于幼苗层的只有秋茄。②无瓣海桑在乔木层的重要值为35.1%,秋茄在乔木层、灌木-小树层和幼苗层3个不同层次的重要值均为最大。③该群落各多样性指数值均较低,灌木-小树层的各多样性指数值均比乔木层和幼苗层的多样性指数值高。④在4种不同类型样地调查幼苗扩散情况,均未发现无瓣海桑幼苗或历年生的幼树,而乡土红树植物秋茄在4种类型样地中均有幼苗自然生长,白骨壤在光滩中有发现幼苗生长。     

长白山阔叶红松林乔木幼苗年际动态及影响因素

以长白山原始阔叶红松林样地为平台,对样方中胸径1 cm的乔木幼苗进行监测,基于2006—2014年的调查数据对该群落中乔木幼苗的物种组成、数量特征、新生与死亡动态以及影响幼苗存活的因素进行分析。结果表明:1)群落乔木幼苗近10年物种组成变化较小,每年都可以监测到9个常见种。2)幼苗个体的大量萌发和大量死亡导致群落乔木幼苗数量有较大的年际变化,其中最多年份幼苗密度可达38.9 株/m2,而最少年份仅有3.8 株/ m2。3)不同年份群落乔木幼苗年龄组成中1年生幼苗数量最多,部分年份略有差异。随着幼苗年龄的增加,幼苗数量不断减少。幼苗总体数量同幼苗新生数量动态变化是一致的,幼苗死亡的峰值较幼苗总体峰值有1年的时滞。4)群落水平上幼苗存活与同种大树胸高断面积和林冠开阔度呈显著正相关,与异种幼苗邻体呈显著负相关。群落中幼苗个体大量萌发和大量死亡的现象证明该群落存在明显的更新限制,在一定程度上有利于群落的物种共存。近10年的幼苗监测有助于我们更加准确地认识群落更新过程,因而长期的动态监测十分必要。      

鄂东北枫香林更新演替研究

实地调查了红安天台山的枫香(Liquidambar formosana)纯林、枫香-锐齿槲栎(Quercus aliena var.acuteserrata Maxim)等阔叶混交林、枫香-马尾松(Pinus massoniana Lamb.)针阔混交林3种森林类型的12个样地,分别选用特卡钦科法、分层频度法评价各森林类型的更新等级和演替趋势。结果表明,3种森林群落的优势树种更新较差,幼苗数量比较少,主要受郁闭度、坡向、坡度和坡位的影响。阔叶纯林(枫香林)将演替为以枫香、锐齿槲栎和化香(Platycarya strobilacea Sieb.et Zucc.)为主要组成树种的阔叶混交林;以枫香为主的阔叶混交林在一定时期内将演替为阔叶混交林;而针阔混交林将演替为阔叶混交林。     

藏东南高山松天然林土壤种子库及天然更新特征

高山松是藏东南针叶林的主要建群种之一,高山松林是雅鲁藏布江中下游、尼洋河、帕隆藏布等流域的重要水源涵养林.采用样地样方调查、野外定位监测、室内试验分析等方法对藏东南高山松天然林的高山松种子雨、土壤种子库、高山松种子萌发及天然更新特征进行了研究.结果表明,高山松种子雨强度平均为249.30±78.42粒/m2,其中饱满种子为168.09±56.36粒/m2、虫蛀种子为41.11±20.25粒/m2、空种子为40.10±21.04粒/m2,种子雨强度随时问表现出先增加后减少的单峰型趋势.整个落种过程和不同落种时间的种子空问分布格局均表现为聚集分布,在一定范围内随着与母树距离的增加,种子雨扩散强度减弱,表现为近似正态分布高山松土壤种子库高山松种子平均密度为231粒/m2,其中62.77％的种子分布在枯落物层中、37.23％的种子分布在土壤层中,种子雨到土壤种子库过程中有近8％的种子损失.野外实地播种观测发现,高山种子累积萌发率与萌发天数的关系符合Logistics力程v=91.404/(1+e6.619-0.4491).高山松幼苗和幼树的高度结构、基径结构和年龄结构均呈反”J”型,表明高山松天然更新良好,保护好现有的环境状况,种群将呈稳定增长型.研究结果为高山松资源的有效保护和可持续利用提供了科学依据,同时进一步丰富了西藏高原同家生态安全屏障评价内容.     

库尔勒香梨离体叶片再生体系的建立

【目的】建立库尔勒香梨叶片诱导再生的稳定高效再生体系。为梨的遗传转化研究奠定基础。【方法】以库尔勒香梨离体培养的继代30 d左右的无菌苗叶片为材料,1/2 MS为基本培养基,用 TDZ与 IBA或 NAA分别组合设计配方,研究不同生长调节剂质量浓度组合对不定芽诱导过程中愈伤组织形成率和不定芽形成率的影响,选取最优配方附加不同质量浓度的AgNO₃,获得不定芽再生的最佳培养基。用IBA和NAA分别组合设计生根生长调节剂的配比,根据生根率、平均生根数以及平均生根长度筛选最适宜生根的生长调节剂的配比,建立生根的培养体系。【结果】库尔勒香梨叶片诱导不定芽再生的最佳培养基为1/2 MS+TDZ 1.0 mg/L+IBA 0.5 mg/L+AgNO₃ 0.5 mg/L,愈伤组织诱导率100%,不定芽形成率84.92%。最适宜香梨再生苗生根的培养配方为1/2 MS + 0.5 mg/L IBA + 0.9 mg/L NAA,结合前期暗培养7 d,生根率可达100%,平均生根条数为5.66,平均根长度为 2.8 cm。【结论】建立了库尔勒香梨的再生体系。     

湿地松及其杂种的体细胞胚胎发生与植株再生

【目的】明确适合湿地松Pinus elliottii及其杂交种的体细胞胚胎发生条件,建立体胚成熟萌发的技术。【方法】以2016年6月采集的2个湿地松家系(EE1,EE2)、2个湿地松杂交种家系(EC,EH)的未成熟合子胚(含胚乳)为材料,从诱导、增殖、成熟到萌发配制3个系列培养基,比较外植体采集时间、家系、基本培养基对胚性愈伤组织诱导的影响。用显微镜进行胚性愈伤组织鉴别后,进一步挑选诱导形成的胚性愈伤组织进行增殖、成熟、萌发,最终获得再生植株。【结果】湿地松及其杂交种合子胚的发育进程可划分为8个阶段,阶段Ⅱ、Ⅲ为未成熟胚,适合体胚发生,EC最早出现阶段Ⅲ合子胚。外植体诱导产生具有胚性胚柄团(ESM)结构的胚性愈伤组织,可进一步增殖。诱导培养基对愈伤组织形成及胚性愈伤组织占比具有较大影响,3种诱导培养基(T1、T2和T3)产生愈伤组织效率最高的为T1培养基(49.0%),胚性愈伤组织所占愈伤组织的比例最高为T2培养基(22.4%)。培养基配方的诱导率存在基因型间的差异,T1培养基整体诱导率低;T2培养基对家系EE1诱导率最高,为5.82%;T3培养基对参试材料均能诱导成功,且平均诱导率最高,为3.75%。随采样时间延后,家系EE1、EH的体胚诱导率逐渐增加,家系EE2、EC的体胚诱导率则随采样时间延后逐渐降低。体胚诱导率与合子发育阶段结果基本一致,阶段Ⅲ合子胚均出现较晚,前期诱导率低。胚性愈伤组织继代24次以后,胚活性逐渐降低。成熟培养基T1S和T3S可完成胚的成熟,平均每克成熟培养基分别成熟23.3和15.9个子叶胚,萌发率为32.1%,移栽保存率为47.8%。【结论】诱导培养基T3对参试家系均能诱导成功,T3具有较广泛适用性,各家系在阶段Ⅲ合子胚出现时表现出较大的诱导率,阶段Ⅲ合子胚可能为体细胞胚发生的最佳诱导阶段。建立了湿地松及其杂种体细胞胚发生方法并形成了再生植株。     

胡萝卜幼苗根、茎、叶组织培养再生植株

[目的]研究胡萝卜幼苗的组织培养再生技术。[方法]以培养约2个月的胡萝卜幼苗为材料,分别取幼苗的根、茎、叶为外植体,研究不同培养基、不同外植体对愈伤组织诱导的影响,以及培养基对愈伤组织分化的影响。[结果]根、茎、叶为外植体均能产生愈伤组织,但以茎为外植体诱导的愈伤组织质量最佳,其愈伤组织的诱导率和分化率均为最高。[结论]建立了胡萝卜试管培养幼苗的愈伤组织诱导和再生植株体系,为今后的试验打下了基础。     

毛葡萄茎尖的离体培养与植株再生

为了建立毛葡萄茎尖离体培养及植株再生体系,给野生毛葡萄种质资源的超低温保存和无毒苗木培育提供参考,以花溪4和农院-11毛葡萄组培苗的茎尖为材料,研究植物生长调节剂及浓度配比对毛葡萄茎尖离体培养与植株再生的影响.结果表明:毛葡萄茎尖离体培养与增殖培养的适宜培养基为MS+ BA 1.5 mg/L+ IBA 0.02 mg/L,离体培养成活率达93.8％以上,增殖率和增殖系数分别为88.6％和5.8;茎尖生根培养的适宜培养基为1/2MS +IBA 0.05～0.15 mg/L +IAA0.2 mg/L,生根成苗率为100％,建立了毛葡萄茎尖组织培养和植株再生的技术体系.     

桑树毛状根再生条件研究

为建立桑树毛状根的再生体系,以桑树毛状根作为外植体,研究不同质量浓度6-BA和NAA配比对桑树毛状根愈伤组织诱导和不定芽分化的影响,并对再生植株进行PCR检测。结果表明,桑树毛状根的最佳愈伤组织诱导培养基为MS+0.2mg/L 6-BA+2.0mg/L NAA,最佳不定芽分化培养基为MS+1.0mg/L 6-BA+0.1mg/L NAA,3周愈伤组织不定芽分化率为16.7%。应用该不定芽获得再生植株的根系生长旺盛,叶片提取的基因组中含有rolB生根基因。