盐肤木对岩溶干旱环境的适应性研究: 叶片解剖结构的启示

通过石蜡切片和扫描电镜观察,研究了岩溶环境下生长的盐肤木叶片结构特征。结果表明,在水分胁迫下,叶片表现了一系列的旱生特征。表皮由一层排列致密的不规则细胞组成。上表皮覆盖一层较厚的角质层,下表皮表面有表皮毛丛生。气孔着生在下表皮,陷入表皮以下。叶肉内栅栏组织发达,海绵组织松散。栅栏组织与海绵组织比约为4∶ 1。部分叶肉细胞中含有胶状结晶物质。叶脉中厚壁组织发达,木质部外纤维数量众多,在气腔周围有单宁结晶分布。这些特征表明,盐肤木采用以保护型为主的多种方式适应岩溶干旱环境。      

青海省民和县古近系西宁群孢粉植物群的地质意义

通过从青海省民和县松树公社上路家堡古近系西宁群(EN₁X) 剖面所获得的孢粉可知, 以拟白刺粉属、麻黄粉属为主, 青海粉属、藜粉属次之, 伴有其他孢粉成分参与的这种孢粉组合特征, 反映的是晚始新世西北地区孢粉植物群面貌, 属灌丛植被类型, 即以蒺藜科的白刺属和麻黄科的麻黄属植物为主的灌木繁盛, 乔木植物零星分布, 难以形成大片林地的植物景观.同时从出现的孢粉属种的生态习性分析, 说明当时的气候较炎热、干旱少雨, 大体相当于我国目前中亚热带气候类型.      

开鲁盆地钱家店凹陷早白垩世义县组孢粉组合及其古气候演变

研究白垩纪植物演替与气候变化对认识现今生态环境形成过程与演变具有重要意义。开鲁盆地义县组孢粉学的研究不仅丰富了该地区早白垩世孢粉学资料,也为该地区早白垩世地层划分与对比提供了依据。通过对开鲁盆地东北部钱家店凹陷钻孔QIV-65-136底部泥岩样品分析,获得了丰富的孢粉化石,并建立了Cyathidites-Pinuspollenites-Protoconiferus组合。根据典型分子时代分布、重要种属含量上的变化及横向组合对比,确定其地质时代为早白垩世早期,层位相当于义县组。孢粉植物群反映的植被景观为在湖盆的周围山地生长着松科高大乔木,伴有罗汉松科、杉科及少量苏铁科、南美杉科、掌鳞杉科等植物,林下、湖岸地区生长着桫椤科、紫萁科及莎草蕨科等蕨类植物。整体面貌以针叶植物为主,所处的气候环境为湿润的暖温带-亚热带。     

柴达木盆地东部36～18kaB.P.期间的孢粉记录及其气候环境

对柴达木盆地察尔汗古贝壳堤剖面的沉积物进行孢粉分析,结果显示这个地区植被与气候在晚更新世中晚期经历以下几个阶段的变化:36.2～31.2kaB.P.(未校正14C年代,下同)期间,以禾本科、藜科、蒿属、莎草科为主,发育草原-草甸植被,气候温和湿润,盘星藻出现较多,反映淡水湖泊,水深在10m左右;31.2～27.6kaB.P.期间,松属、云杉属、桦属等为主的木本植物的含量增加,周围山地森林发育,表明气候温暖,降水量增多。但由于蒸发量大,有效湿度下降,荒漠成分柽柳属等增加,盘星藻在30kaB.P.以后消失,反映湖泊盐度增大;27.6～23.3kaB.P.期间,植被中荒漠成分显著增加,周围山地森林萎缩,气候趋向相对寒冷干旱,湖面积缩小;23.3～18.0kaB.P.,孢粉浓度很低,蒺藜科、藜科等荒漠成分明显增加,植被稀疏,已趋向荒漠化草原,反映气候寒冷干旱。从整个剖面来看,主要的陆生植物孢粉类型为禾本科、柽柳属、蒺藜科、麻黄属、松属、云杉属、柏科、胡桃属和桦属等,藜科和蒿属含量很少,这与柴达木盆地东部地区的表土分析结果完全不同,也与其他草原以及荒漠草原的表土花粉结果相异。这说明晚更新世中晚期柴达木盆地东部地区的植被和现在无法进行比较,气候环境与现在显著不同。     

甘肃张掖黑水国西城驿遗址出土木炭指示的树木利用和古环境

在2010年度甘肃张掖市甘州区黑水国西城驿遗址的发掘中,采用筛选法,在灰坑、房址、地层、沟和墓中罐子中共采集了38份木炭样品。对其中大于4mm的656块木炭进行了鉴定,656块木炭分别属于13种木本植物种属,有柽柳(Tamarix chinensis)、柽柳属(Tamarix)、沙棘属(Hippophae)、枸杞属(Lycium)、杨属(Populus)、柳属(Salix)、榆属(Ulmus)、云杉属(Picea)、圆柏属(Sabina)、沙拐枣属(Calligonum)、蒺藜科Zygophyllaceae和2种未鉴定的阔叶树及1枚杏核(apricot pit)。研究表明:柽柳属木材在黑水国西城驿遗址古代人类生活中占有重要地位,古人用柽柳作建筑材料。古代居民有可能采集枸杞属、沙棘属和杏属树木的果实食用,可能用沙拐枣属和蒺藜科树木的枝叶做饲料。研究还表明,黑水国西城驿遗址三期古环境比一期和二期相对干旱。     

鄂西香溪组植物化石的新发现及时代问题

描述了发现于鄂西香溪组的两种植物化石Ctenozamites sarrani Zeiller和Eboracia lobifolia(Phillips)。香溪组下部Todites prinjceps-Czeklanowskia植物组合和上部Coniopteris murrayana-Ptilophyllum植物组合虽都以真蕨类Coniopteris和双扇蕨科植物为特色,但下组合银杏类很多,苏铁类却较少,而上组合苏铁类则很发达,尤其是Otozamites hiangchiensis,O.mixomorphus,Ptilo-phyllum contiguum等未在下组合中出现,银杏类亦相对较少,上,下植物组合的这种差异明显与当时的气候环境有关,同时,依据上组合含Ctenozamites sarrani和Thaumatopteris等分子和它们尚未在中侏罗世发现,提出香溪组上部的时代为早侏罗世晚期。     

广西龙虎山植物功能群物种多样性垂直格局

以样带法沿海拔梯度调查了广西龙虎山自然保护区植物群落、常绿植物功能群及落叶植物功能群物种多样性。垂直格局分析表明:乔木层α多样性垂直格局没有随海拔变化的明显规律;乔木层α多样性垂直格局在常绿植物功能群与落叶植物功能群之间差异较大,而在常绿植物功能群与群落物种多样性格局之间比较一致;乔木层β多样性垂直格局在群落、常绿植物功能群、落叶植物功能群之间大体一致;植物物种多样性垂直格局是垂直梯度上多种环境因子综合作用及不同植物功能群对垂直梯度环境因子不同响应的结果。地形和岩性的生态梯度分析表明:α多样性垂直格局与地形变化较一致,但没有随岩性变化而变化的明显规律;群落β多样性、落叶植物功能群β多样性与常绿植物功能群的β多样性垂直格局随岩性变化的趋势大体一致,但没有表现出随地形变化的明显趋势。      

岩溶区植被与岩石地球化学背景间相互作用机制研究进展

岩溶地貌主要是由碳酸盐溶解形成的特殊景观,岩溶区植被的生长发育受到基岩的制约,并演化出各种机制来适应岩溶区的独特环境。本文综述了岩溶地区植物对岩溶环境适应机制及植物生长对碳酸盐岩风化的驱动作用。通过总结发现：(1)植物主要通过分泌碳酸酐酶等有机物促进矿物分解、生物钻孔作用改善岩石表面的持水性能、根劈作用加速破碎岩石的崩解等化学生物和物理作用,促进了碳酸盐岩的风化溶解,形成独特的岩溶地球化学背景。(2)岩溶区植物通过调整自身结构和生理功能来适应干旱、高钙和营养元素缺乏等逆境。植物的抗旱性主要通过生理生化过程、形态结构和水分的利用方式来适应干旱或缺水环境,不同的植物进化出不同水分利用方式,提高水分利用效率,减少蒸腾;植物的高钙适应性是通过生理结构和生理过程来实现的,在高钙环境下的优势植物可通过形成钙化根、草酸钙含晶细胞和叶片调节等方式保持植株钙含量处于相对稳定的状态,并且植物还可以通过调节体内钙库和控制钙的吸收转运来控制细胞内钙离子浓度;根系分泌的有机酸和菌根能帮助植被在土壤中获取营养元素,以应对土壤的营养元素缺乏。(3)岩溶植被在正向演替过程中,土壤保水保肥能力增强、稳定性增加,物种的生...     

云南喀斯特断陷盆地典型群落植物生态化学计量学特征

喀斯特地区地质化学、气候和人类活动强烈影响植物群落组成、植物元素含量和化学计量特征。本文以云南省蒙自市断陷盆地区天然林、灌丛和草地群落植物为对象,研究了植物叶片12种元素含量和生态化学计量特征。结果显示:研究区内植物元素含量存在较大差异,各元素含量从高到低的顺序依次是C>Ca>N>K>Mg>P>Fe>Al>Zn>Mn>Na>Cu,三种群落植物N、K、Ca、Mg、Al、Cu、Zn、Mn含量存在显著差异。天然林与灌丛群落植物生长受到P含量的限制,而草地群落植物生长受到N与P单独或共同的影响。草地群落植物C:N、C:Ca、C:Mg显著高于天然林与灌丛植物,N:P则呈现相反格局。三种群落间植物C:Ca比例显著不同,表现为草地＞天然林＞灌丛。在研究区内,有27对元素含量呈现显著相关,占总元素对的40.9%。这些结果表明,云南喀斯特断陷盆地植物为适应环境,形成了独特的化学计量特征和适应策略。      

新疆乌恰中侏罗世孢粉植物群及其环境意义

基于对新疆乌恰地区中侏罗统塔尔尕组33属48种孢子花粉化石的研究,建立了该区中侏罗世晚期孢粉植物群。塔尔尕组孢粉植物群以包括掌鳞杉科、松科、罗汉松科、南美杉科和杉科的松杉目的优势和包括桫椤科、蚌壳蕨科、紫萁科、海金砂科和双扇蕨科的真蕨目的次优势为特征。根据孢粉植物群的特征,探讨了该区中侏罗世晚期古生态、古气候和古地理特征以及古环境与油源的关系。研究结果表明,乌恰地区中侏罗世晚期气候属于亚热带半湿润-半干旱型,巴通期气候相对湿润,卡洛夫期气候变干,开始趋于干旱。孢粉植物群的生物多样性和植物地理分布的分带性反映,该区中侏罗世晚期具有山峦、河流、湖泊、沼泽、三角洲等多样古地理景观。孢粉学资料显示,乌恰地区在巴通期暖热和相对湿润气候条件下的湖泊和沼泽沉积有利于石油和天然气的形成。     

多年冻土区高寒草甸根系分布与活动层温度变化特征的关系

多年冻土区植物根系的地下分布格局是其适应高寒、反复冻融作用等特殊环境条件的重要体现.针对目前青藏高原高寒植物根系研究不足的现状,对青藏铁路沿线高寒草甸植物群落根系的分布特征及多年冻土活动层地温变化等进行调查观测.研究高寒植物群落根系在活动层土壤中的垂直分布特征,重点探讨多年冻土活动层温度变化对于高寒植物根系分布和格局的影响,揭示植物根系对冻土环境变化的响应特征及其对逆境条件的适应策略.研究结果表明:活动层季节性冻融对于高寒植物和地下根系分布格局具有深刻的影响,多年冻土表层最先具备适宜根系生长的温度和水分条件,导致高寒草甸根系分布浅层化,生物量大量累积在土壤表层,并随深度增加而减少.高寒草甸地下平均总根量为3.38 kg·m^-2,0~10 cm土层根量密度平均为21.41 kg·m^-3,约占地下根系总量的63.4%.高寒草甸植物群落具极高的根茎比,活动层长期的低温环境增加了根系的干物质总量和高寒植物总的生物产量.活动层0℃以上积温是根系分布的主要影响因子.     

中国首次发现白垩纪桫椤科茎干化石

松辽盆地是我国白垩系分布最广、厚度最大、发育最全的陆相沉积盆地。孢粉分析发现桫椤孢在松辽盆地白垩系中比较常见。但由于桫椤孢与桫椤科或者蚌壳蕨科具有亲缘关系。桫椤孢在地层中的发现不能明确表明桫椤科植物的存在。这种状况影响了我们对松辽盆地古环境和古气候的精确分析。白垩纪桫椤科矿化茎干化石在黑龙江省齐齐哈尔市克山县的发现为解决桫椤科植物在松辽盆地存在与否的难题提供了重要证据。该化石为桫椤科树蕨植物的茎干片段,包括髓、网状中柱、皮层。分体中柱的横截面呈U、W或S形,外围具有厚壁组织鞘,分体中柱末端朝向髓部或者皮层。髓和皮层由薄壁组织组成,其中分布有许多维管束和根。创伤组织在髓中常见。当前化石是我国第一个桫椤科茎干化石记录。它的发现表明白垩纪时期松辽盆地北部曾经分布着现今多生长于热带、亚热带的桫椤科树蕨祖先类群。结合与其伴生的一些登普斯基树蕨、本内苏铁茎干等化石证据,可能指示当时气候为热带或者亚热带。     

长白山泥炭湿地主要植物植硅体形态特征研究

对长白山地区常见的泥炭地25个属31个种植物进行了植硅体形态鉴定统计,共发现植硅体类型15种,它们分别是硅化气孔、棒型、扇型、板型、硅质突起、尖型、导管型、帽型、齿型、哑铃型、鞍型、多边帽型、毛发型等。除禾本科和莎草科、菊科部分植物植硅体含量高外,木贼科、堇菜科、茜草科、蓼科等部分植物植硅体的含量也较高。禾本科植物的短细胞植硅体对植物分类有意义,但可能因采样环境和种类差异等原因,长白山泥炭湿地禾本科植物的植硅体在形态和数量上都与其他区域同类研究结果有所差异,如禾本科早熟禾亚科的菵草中新发现了含量丰富的枕木型植硅体,黍亚科的荩草和水稗中还发现少量帽型植硅体; 另外菊科兴安一枝黄花和齿苞风毛菊含有大量的特殊的尖形植硅体。硅化气孔宽度大小可指示环境湿度状况,对硅化气孔的数量和大小的深入研究将对古环境和古CO₂浓度的恢复有一定帮助。长白山泥炭湿地植物的植硅体与植物的分类关系密切,湿地植物植硅体中硅质突起、棒型、哑铃型和尖型植硅体特征组合代表湿冷组合,本研究中的5块泥炭湿地植硅体的组合特征受纬度变化影响不明显。     

寒旱环境草本与灌木植物单根拉伸试验强度特征研究

为进一步探讨寒旱环境植物护坡力学效应,本项研究在自建试验区选取了适宜于当地气候条件下生长的乡土草本和灌木植物共5种作为供试种,并分别对其进行了单根拉伸试验,较为系统地分析了5种草本和灌木植物根系的强度特征。试验结果表明: 5种草本和灌木植物其单根抗拉力分别随根径增大而增大,两者之间呈幂函数关系;同时,其单根抗拉强度表现出随根径的增加呈减小的规律,且两者间具有幂函数关系;草本植物垂穗披碱草单根抗拉强度大于细茎冰草,而灌木单根抗拉强度由大至小依次为柠条锦鸡儿、霸王、白刺。此外,对比分析生长期为1a和2a的3种灌木单根拉伸试验的应力-应变关系曲线得出,灌木植物单根在拉伸试验阶段初期,应力-应变之间呈线性关系,表现出弹性材料特性;至试验的中期和后期阶段时应力-应变之间呈非线性关系,表现出弹塑性材料特性;进一步研究表明灌木单根的最大伸长率随着生长期的增加呈下降趋势。该研究成果在防治研究区浅层滑坡、水土流失等地质灾害,以及保护区域生态地质环境等方面具有重要理论研究价值和实际指导意义。     

西南岩溶环境中典型植物适应机制的初步研究

岩溶生态系统是受岩溶环境制约的生态系统,中国西南7省1市岩溶环境中存在石漠化趋势。植被的恢复和生态重建具有非常重要的意义。土壤微生物和植物的碳酸酐酶(carbonic anhydrase,简称CA)在生物岩溶作用中扮演重要角色,对岩溶生态系统的良性演化具有重要作用。从元素迁移的生物地球化学特性和植物、微生物的碳酸酐酶等生理生化指标出发,考察西南岩溶环境中典型植物可能的适应机制,即植物适应偏碱性逆境、高钙逆境、土壤贫瘠逆境、干旱逆境的机制。根据典型植物在西南岩溶环境中的适应机制和植被演替规律,从改善立地条件入手,先草后灌木、乔木来进行石漠化治理。与非岩溶区植物相比,西南岩溶区植物的铝含量较低,重金属(如铅、汞)的含量较低,是一种较优良的绿色植物。由于岩溶区土壤含水量较低等原因导致植物脯氨酸含量的显著增加,脯氨酸具有抗氧化活性,螯合金属离子减少其毒性等特性,可以开发富含脯氨酸的特种食品。这表明在岩溶环境中经济植物的地域性开发意义重大。     

俄罗斯阿穆尔州伊万诺夫卡区特罗伊茨基墓地古环境初探

采用孢粉分析方法对中俄合作发掘获得的探方10中第3层、第2层采集的孢粉土样进行分析鉴定,研究了位于俄罗斯阿穆尔州伊万诺夫卡区特罗伊茨基墓地的古代自然环境。孢粉检测结果显示,两个样均含有较多孢粉,但孢粉种类较少。出现的植物有23科,31属,其中乔、灌木植物和草本植物有松科(Pinaceae)、苋科(Amaranthaceae)、天南星科(Araceae)、桦木科(Betulaceae)、紫草科(Boraginaceae)、桔梗科(Campanulaceae)、藜科(Chenopodiaceae)、菊科(Compositae)、莎草科(Cyperaceae)、壳斗科(Fagaceae)、龙胆科(Gentianaceae)、禾本科(Gramineae)、毛茛科(Ranunculaceae)、蔷薇科(Rosaceae)、杨柳科(Salicaceae)、茄科(Solanaceae)、瑞香科(Thymelaeaceae)、榆科(Ulmaceae)、荨麻科(Urticaceae)、虎耳草科(Saxifragaceae)、浮萍科(Lemnaceae)等21科的花粉;蕨类植物有石松科(Lycopodiaceae)、水龙骨科(Polypodiaceae)等两个科的孢子出现。研究表明,本区在以往所谓的隋唐时期暖温气候阶段呈现的唐中期比较干旱寒冷的气候特征应当是在晚全新世降温的大气候环境背景下,较高纬度地区的地方气候响应。辽代早期的气候愈发干旱寒冷化。中温带与寒温带的过渡是本区现代气候特征。本区的气候环境背景应当支持以渔猎采集为主的经济形态。本项研究一方面提高了这一地区晚全新世期间更小时间尺度环境研究的精度,另一方面通过孢粉分析及古代植被和气候比较研究,为深入全面地了解靺鞨人不同经济形态和生业模式与环境背景条件的关系奠定了植物考古基础。     

大宝山多金属矿区土壤-植被稀土元素生物地球化学特征

为研究采矿对土壤-植被REE生物地球化学特征的影响,采集大宝山多金属矿区及背景区土壤及优势植物芒萁、马尾松叶片,测量REE含量.对比分析样品中REE分布模式、∑REE、δEu、δCe及四重效应等地球化学特征.结果表明:受采矿活动影响,矿区土壤REE含量均值达284.99 mg/kg,显著高于背景区,且表土层REE含量明显高于心土层;相对于背景区,矿区土壤和植被轻重稀土分馏更弱;研究区土壤和植被都为Eu亏损,大都为Ce富集,马尾松与土壤REE含量呈正相关,REE富集植物芒萁在背景区富集系数反而更高;矿区环境抑制植物对REE正常的迁移和分异,对植被生长不利,植被REE分布分异特征是其对生长环境的反映和适应.      

喀斯特石漠结皮层藓类物种多样性及在石漠化治理中的作用研究

根据对烂泥沟金矿区附近喀斯特石漠区域生物结皮的物种调查,藓类植物共7科9属13种,丛藓科(Pottiaceae)和牛舌藓科(Anomodontaceae)是该区的优势科.13种结皮藓类植物的生物量、成土量、饱和吸水率和饱和吸水量的测定结果显示,平均生物量为161～6 690kg/hm2;平均成土量为438～18 350 kg/hm2;平均饱和吸水率在780.43～1705.56%,最高的达到2 228.57%,最低的也有512.99%;平均饱和吸水量在1 256.5～18434.1kg/hm2,最高的达到68 140.3 kg/hm2.该结果说明,在喀斯特石漠这种缺少土壤、极度干旱且保水能力弱的环境区域,生物结皮层藓类植物以其特有的生态功能在石漠化治理、退化生态系统的恢复中具有十分重要的作用.      

再力花/菖蒲生物湿地床去除河水中氮磷的试验

采用再力花和菖蒲构建湿地床,以考察其对污染河水的净化效果。6个月的连续试验表明:在水力负荷为0.24 m3/(m2.d)、植物种植密度大于158株/m2的条件下,2种植物存活率均大于93%,说明植物能适应低污染负荷、高种植密度的无土培养环境;再力花和菖蒲湿地床月均去除率分别为:总氮(TN),48.22%～78.53%和43.23%～72.42%;总磷(TP),77.62%～85.67%和58.07%～80.77%。再力花湿地床对TN、TP的净化效果好于菖蒲湿地床;2种植物吸收N、P含量分别占去除总量的比例:N为44.14%、37.75%,P为73.43%、62.05%。湿地床技术可有效去除来水中的TN、TP,通过植物吸收作用累积N、P含量较高,不同种类的植物构建湿地床对污染河水中N、P去除效果存在显著差异,且硝化反硝化和植物吸收是去除N的主要途径,而植物吸收是去除P的有效手段。     

更新世末期西辽河上游地区古代环境研究

西辽河地区史前和历史时期文化发达,分别发育了小河西文化－兴隆洼文化－赵宝沟文化－红山文化－小河沿文化－夏家店下层文化－夏家店上层文化,这些文化的兴衰同环境的演变密不可分,旱作农业的起源有可能在西辽河地区。西辽河地区古代环境、与人类文明发生以及演变关系一直是研究的热点,本研究将采自赤峰地区红山水库厚度为155cm的自然剖面进行了测年、孢粉和粒度分析,得到晚更新世末期西辽河地区古植被以及古环境资料。粒度分析说明沉积环境可能为河漫滩。孢粉分析结果显示： 晚更新世末期进入全新世前,西辽河地区较现代温暖湿润,植被是草原植被,主要的植物是蒿属以及菊科的其他植物,河漫滩中生长有香蒲属植物,不远的山地分布有疏林,针叶树主要是松、云杉和铁杉,而阔叶树主要是桦木科、胡桃属、栎属和榆属。自下而上,将剖面分为4个孢粉组合带(Zone 1～4)。Zone 1(15280～14680cal. aB.P.)和 Zone 2(14680～14090cal.aB.P.),针叶树主要是云杉和铁杉,而阔叶树主要是桦木科和胡桃属植物; Zone 2,盘星藻大量增加; Zone 3(14090～13890cal.aB.P.),除了云杉和铁杉,松属也是主要的针叶树种类,此时香蒲的数量急剧增加; Zone 4分为2个亚带,即 Zone 4­1(13890～13670cal. aB.P.)和 Zone 4­2(13670～13110cal. aB.P.),Zone 4主要的针叶树为松－云杉,此时的阔叶树也变为落叶栎－榆属。在Zone 4­2,伴随着C/A值的增大,铁杉花粉消失。铁杉花粉消失在约13610cal. aB.P.,可能是由气候的干旱引起。相对温暖湿润的气候环境为农业的发生提供了丰富的野生资源,而后期环境趋于干旱,这可能是促使农业发生的一个因素。