沙冬青(Ammopiptanthus)的遗传结构与保育

沙冬青（Ammopiptanthus）是蒙新砾质荒漠中唯一常绿阔叶灌木孑遗,且已陷入濒临灭绝的境地。沙冬青属内分类争论已久。利用分子手段对国内沙冬青居群进行了遗传结构分析,以对其保护提供准确的遗传学信息。核序列和叶绿体间隔数据均表明,沙冬青属包含两个明显不同的分支,分别分布于塔里木荒漠与阿拉善荒漠,我们据此建议恢复分布于新疆的沙冬青居群的物种地位,即新疆沙冬青（A.nunas）。沙冬青属属下两个种遗传多样性均比较低,可能由于先天遗传不足及破碎化小居群的遗传漂变与近交作用。新疆沙冬青无明显的遗传结构。蒙古沙冬青（A.mongolicus）在阿拉善荒漠北部与南部出现了明显的遗传分歧,这可能是由于南北部居群由不同的避难所扩张而来。也为沙冬青的保护提出了建议。     

沙冬青植物群落研究

沙冬青植物群落是中国沙漠地区特有的常绿植物群落，分布在荒漠区东部及荒漠草原地区。１９９１年在沙坡头地区北部的腾格里沙漠沙葱湾－通湖山一带发现有大片分布，面积达７１３３ｈａ。沙冬青植物群落的建群种沙冬青是第三纪古老的残遗种，我国已将它列入第一批珍贵稀濒危保护植物。不仅在科学研究上具有特殊意义，而且其耐旱性强，是沙漠及黄土地区适宜的防风固沙及水土保持林种，也可用作花卉，值得大力推广。     

中国沙冬青属植物的地理分布及生境特征

沙冬青是我国珍稀濒危物种,掌握其地理分布范围及生境特征,有助于分析其所处境况以及展开相应的研究与保护工作。通过搜集历史文献资料与野外实地调查相结合的方法,对我国沙冬青属植物的地理分布范围、时空动态以及生境特征进行了研究,并从地形、气候、土壤三个方面探讨了限制沙冬青属植物生长分布的主要因子。结果表明：（1）新疆沙冬青分布范围为38°55'~40°09'N,74°42'~76°43'E;蒙古沙冬青分布范围为36°27'~42°01'N,102°36'~108°49'E,两种沙冬青在地理分布上不连续,以条带或块状方式呈现小聚集分布状态。（2）两种沙冬青的生境特征存在显著差异,其中限制新疆沙冬青分布的生态因子主要包括气候指标中的热量因子以及土壤指标中的pH、盐分和全磷,限制蒙古沙冬青分布的生态因子主要包括气候指标中的水分因子和土壤指标中的有机质、全氮。     

新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus)和蒙古沙冬青(A. monglicus)叶片解剖特征及抗旱性

以新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus)幼苗叶片、蒙古沙冬青(A.monglicus)幼苗及成年叶片为研究对象,采用石蜡切片法将叶片解剖并固定,再用光学显微观察法对其抗旱性结构分析比较,旨在探讨沙冬青属植物叶片在干旱环境的生态适应机制。采用方差分析法对各指标的差异性进行比较分析,通过Pearson's相关系数法分析各指标间相关关系。结果表明:(1)新疆沙冬青与蒙古沙冬青幼苗叶片厚度无显著差异;新疆沙冬青幼苗叶片的角质层厚度及上、下表皮厚度及栅栏组织厚度均显著大于蒙古沙冬青幼苗;新疆沙冬青幼苗叶片的海绵组织厚度和主脉直径均显著小于蒙古沙冬青。蒙古沙冬青成年植株叶片厚度、角质层厚度、栅栏组织厚度及主脉直径均显著大于幼苗,上、下表皮厚度及海绵组织厚度均小于幼苗。(2)沙冬青属植物叶片栅栏组织厚度与叶片厚度显著正相关;下表皮厚度、角质层厚度、海绵组织厚度与叶片厚度相关性不显著。为了更好适应分布区环境,新疆沙冬青叶片比蒙古沙冬青具有更强的抗旱性,蒙古沙冬青成年植株叶片的抗旱性优于幼苗。沙冬青属植物叶片的加厚主要通过栅栏组织的加厚实现。     

基于热红外遥感的沙冬青(Ammopiptanthus Mongolicus)健康状况诊断

近几十年来,由于荒漠地区日益严重的环境问题以及人为破坏,古老荒漠残遗种沙冬青(Ammopiptanthus Mongolicus)群落的衰退现象越来越严重,现已处于濒危状态。研究沙冬青群落在退化过程中的生理变化,以及平茬后沙冬青的生理响应,可以为防止沙冬青退化及其更新复壮提供科学依据。基于多年的野外观察和研究,我们提出了"沙冬青群落在退化过程中,叶片的蒸腾作用加强","沙冬青群落在平茬之后叶片的蒸腾作用加强"的研究假设。为此,利用热红外遥感技术在西鄂尔多斯自然保护区分别对无枯枝和枯枝率分别为30%、60%、90%的沙冬青群落以及平茬后一年、三年的沙冬青群落进行了观测。结果表明:(1)枯枝率较高的沙冬青群落叶片蒸腾速率一般大于枯枝率较低的群落;平茬后的沙冬青群落中,叶片蒸腾速度一般大于未平茬群落,与假设相符。(2)枯枝率为60%和90%的沙冬青群落的植被蒸腾扩散系数hat值一般小于0.5,无枯枝和枯枝率为30%的沙冬青群落的hat值一般大于0.5,因此可以取0.5为阈值,作为诊断沙冬青的健康状况的依据。(3)平茬可以有效促进沙冬青群落的复壮更新。(4)本研究中,hat值是沙冬青健康状况的诊断依据,仅需要测量气温、叶片表面温度和参考叶片表面温度,这些参数均容易获得,同时测量过程对沙冬青无损伤,因此热红外遥感技术是诊断沙冬青健康状况的一种简单有效的无损伤手段方法。     

西北荒漠区6种珍稀濒危植物的种子微形态特征

首次报道了我国沙区6种珍稀濒危植物的种子微形态结构的光镜及扫描电镜观察结果。实验结果表明:沙冬青、四合木、半日花等6种珍稀濒危植物的种子微形态特征呈现出丰富的多样性,且大多具有复杂精细的表面纹饰。     

西鄂尔多斯铁路防护林柠条锦鸡儿和沙冬青对不同管护措施的生理生态响应

对西鄂尔多斯铁路防护林中滴灌栽植围封、无灌溉栽植围封和天然围封样地中柠条锦鸡儿和沙冬青的生理生态响应特点进行了研究。结果表明:滴灌栽植围封样地中柠条锦鸡儿和沙冬青比另两样地中有较好的水分状况和生长状况,较高的蒸腾速率和净光合速率。两种植物在滴灌栽植样地中蒸腾速率和净光合速率日变化都呈单峰曲线;在无灌溉栽植围封和天然围封样地中的蒸腾速率、净光合速率日变化都呈双峰曲线,有较明显的光合“午休”现象。3个样地间,柠条锦鸡儿及沙冬青的水分利用效率（WUE）差异不显著,说明本研究中的滴灌量没有使植物的WUE低于其在自然降水条件下的值。此外,柠条锦鸡儿对水分条件变化的响应较为敏感,水分条件改善时可大幅提高生产力;而沙冬青对水分条件变化的响应较平稳,水分条件改善时生产力提高幅度相对较小。可见柠条更适合用于建立滴灌人工防护植被,而沙冬青更适合自然状态下的恢复。     

基于分层投影盖度的荒漠植被相对生态功能测定

以往有关荒漠植被的生态功能的研究基本上是以盖度为主要指标的,而荒漠植物枝条极不规则,盖度不能反映植物覆盖地表的真实状况,且盖度与投影盖度一般不存在对应关系,加之荒漠植被稀疏,用盖度不仅不能表征植物的生态功能和地位,而且往往忽视了植物高度的生态功能。以2002-2013年民勤荒漠区定位样方观测资料为例,运用分层投影盖度分析了5种主要植物群落的生态功能,结论表明:2002-2013年这5种植物群落的盖度大小的排序是:白刺梭梭+白刺沙蒿麻黄梭梭,投影盖度大小的排序是:梭梭+白刺白刺麻黄沙蒿梭梭,生态功能排序是:白刺麻黄梭梭+白刺梭梭沙蒿,即植被盖度、投影盖度和生态功能并不对应。研究结论认为:今后在做荒漠植物功能分析亦即用到植物的盖度时,应以投影盖度为主,而冠幅盖度只应作为一个对照参考指标;在研究荒漠植物的生态功能时,植株高度是一个不可忽视的重要指标。     

轻度沙埋对典型荒漠植物的影响北大核心CSCD

中国西北干旱区以荒漠生态系统为主体,是中国典型脆弱生态系统。沙埋对该区域植物生存和生长、植被分布和组成以及荒漠生态系统功能和结构有重要影响。以典型荒漠植物梭梭(Haloxylon ammodendron)、柽柳(Tamarix chinensis)、白刺(Nitraria tangutorum)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)为研究对象,对比研究了轻度沙埋和非沙埋植物在生理和生长方面的差异,并从土壤盐分、土壤水分、土壤温度等方面探究了造成这种差异的原因。结果表明:轻度沙埋环境下,梭梭、柽柳、白刺、沙拐枣的光合速率普遍高于非沙埋植株,蒸腾速率显著低于非沙埋植株,水分利用效率也均高于非沙埋植株。轻度沙埋梭梭、柽柳、沙拐枣、白刺株高明显低于非沙埋植株,但地径、冠幅、叶面积指数普遍高于非沙埋植株。主要原因是轻度沙埋植物下方土壤黏粒含量、土壤湿度高于非沙埋植物下方,轻度沙埋植物下方土壤温度、含盐量低于非沙埋环境。     

中国荒漠地区骆驼蓬属植物种类与分布

中国有骆驼蓬属(Peganum)植物3种,集中分布于西北部荒漠和半荒漠地区的陕、甘、宁、青、新、蒙、晋及西藏8省区,垂直分布为海拔700~3450m,地理分布、形态结构、化学成分及数学分析等研究均支持将多裂骆驼蓬(P.multisectum)作为一个独立的种,西藏分布的种应为多裂骆驼蓬。该属植物是荒漠植被的重要组分之一,具有药用和其他经济价值。     

沙冬青属植物在亚洲中部荒漠区的潜在地理分布及驱动因子分析

在较大的空间尺度上,物种分布模型是预测物种潜在分布的有效途径之一。利用最大熵模型MAXENT,预测了蒙古沙冬青和新疆沙冬青在亚洲中部荒漠区的潜在分布;借助模型启发式搜索和多元线性回归分析揭示了控制其潜在分布的驱动因子。结果表明:①蒙古沙冬青的潜在适生区和实际分布范围基本一致,局限在阿拉善荒漠区的东部和南部、鄂尔多斯西部;最适生的分布区局限在内蒙古乌兰布和沙漠东缘和贺兰山北部的小部分区域。控制蒙古沙冬青潜在分布的关键因子主要是反映极端的温度和降水条件的因子,如最干月降水量、极端最低温和最冷季平均温度等。②新疆沙冬青最适生的潜在分布区局限在新疆乌恰县和沿昆仑山向南延伸的区域。反映极端气候和气候变化范围的因子,如温度季节性、最冷季平均温度、最湿月降水量和降水季节性等以及海拔,基本控制了新疆沙冬青的潜在分布。     

兰州九州台四种绿化树种抗旱性机理比较研究

在不同土壤水分条件下对兰州市九州台四种绿化树种柠条(Caragana korshinskii Kom.)、沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus Cheng f.)和刺槐(Robinia pseudoacacia L.)的多项抗旱性生理指标进行了测定,结果表明: ①在不同土壤水分条件下柠条和沙枣的水分饱和亏、束缚水、束缚水/自由水比值、叶绿素含量、脯氨酸含量均高于沙冬青和刺槐,而水势较低。②沙枣一日内的蒸腾速率、气孔导度低于其他三种树种,水分利用率高于其他三种树种。(3)用隶属函数法对四种树种的水分生理参数进行综合评价,结果表明柠条的抗旱性最强,其次为沙枣,沙冬青,刺槐最小。     

濒危灌木沙冬青育苗方式对比试验

采用大田作床、塑料大棚容器、露地容器、移植等育苗方式,通过2 a多的试验观察和分析,结果表明:大田作床育苗的沙冬青根、茎、叶在数量和质量上都优于其它3种育苗方式,且生长健壮,发枝率高,根系分布广,干物质产量高,无病虫害发生。     

AM真菌对干旱区7种珍稀濒危植物引种培育的影响研究

为了探讨AM真菌对干旱区珍稀濒危植物引种过程中的成活、生长保育的影响研究,在盆栽条件下,选取具有代表性的7个珍稀濒临灭绝植物物种,在引种过程中定向接种AM真菌,通过分析植株的生长状况及AM真菌的侵染率,初步筛选在干旱区珍稀濒危植物引种过程中,具有应用价值的AM真菌与植物最佳共生模式。结果表明：7种濒危植物与AM真菌能形成共生关系,但植物与菌种间侵染率存在显著差异。既形成了良好的共生关系又能促进濒危植物生长的最佳组合有：AM真菌F.mosseae与白麻或乌拉尔甘草或蒙古莸的共生,真菌D.eburnea与新疆沙冬青的共生、真菌C.claroideum或F.mosseae与中麻黄的共生、真菌C.lamellosum与胀果甘草的共生、真菌C.etunicatum与蒙古沙冬青的共生。表明濒危植物与AM真菌之间存在一定的生态适用性选择关系,而且在利用AM真菌对濒危植物引种繁育时,必须要考虑他们间的生态适用性关系,才能充分发挥AM真菌的功能。这对干旱区珍稀濒危植物的引种繁殖意义重大。     

新疆沙冬青叶片蛋白质的双向电泳技术研究

提取新疆沙冬青叶片中蛋白质受到脂类、酚类等次生代谢产物的干扰,针对这种现象,进行了组分提取优化方法和双向电泳技术的改进。实验分析表明,用乙醚淋洗完整叶片,50 mmol·L-1 Tris-HCl缓冲液,上样量240 μg（7 cm胶条）,考马斯亮蓝染色等方法可很大程度增加提取可溶性蛋白含量,结合丙酮-三氯乙酸的沉降,可较完整地提取蛋白质组。     

沙冬青的开花特性和访花者的观察

在内蒙古乌海市郊外定位观测了沙冬青的开花动态、花粉胚珠比（P/O）、花粉活力与寿命、柱头可授期、访花者的物种多样性、访花频率及自然条件下的结实率,结果表明:沙冬青单朵花的花期为5 d,P/O为(1 190±125),花粉寿命约4~5 d,柱头可授期3 d,访花者有30余种,以膜翅目、双翅目和鞘翅目昆虫为主,自然条件下的结实率因植株不同而差异较大,一般在30%~35%左右。     

新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus）的开花物候与环境的关系

 对自然生境与迁地保护条件下开花物候的比较观察结果表明：新疆沙冬青每年开一次花,具有相同的开花频率;自然种群的始花期及进入开花高峰期的时间比迁地保护种群晚,开花持续时间长,二者在始花日期(F=764.23, P<0.001 )及持续时间(F=46.50, P<0.01)上存在极显著和显著差异;自然种群每花序的开花数比迁地保护种群多,开放持续时间长,二者均存在极显著差异（F=80.10, P<0.001和F=84.06, P<0.001);花序开放持续时间的频率分布明显不同,迁地保护种群较自然种群更为集中;花序上花的开放顺序基本相似,均从花序近基部向两端开放;单花寿命较稳定;花序开花振幅明显不同,自然种群呈双峰不规则间断开花式样,迁地保护种群呈单峰集中开花式样;花序的开花时间、开花数、座果数间均存在一定程度的相关性,但在不同生境下其相关性的表现有所不同。在上述开花参数中,种群的开花频率以及花序的开花顺序和单花开放持续时间在不同的环境条件下表现一致,而个体与种群的开花时间和开花持续时间、花序的开花数与持续时间及开花振幅则表现不同,说明其与生长的环境条件存在密切的联系。     

水分和沙埋对4种沙生植物种子萌发和出苗的影响

通过室内试验研究了土壤水分和沙埋深度对4种沙生植物种子萌发和出苗的影响。结果表明:草本雾冰藜（Bassia dasyphylla）种子萌发和幼苗出土喜好水分,水分含量越高,种子发芽率越高;半灌木黑沙蒿（Artemisia ordosica）、灌木沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）和沙棘（Hippophae rhamnoides）种子在含水量为15%~20%的土壤中发芽率高,干旱或水分含量过高会导致种子发芽率降低。沙埋深度显著影响种子的萌发和出苗,雾冰藜种子在无沙埋时发芽率最高,黑沙蒿适宜沙埋深度为0.5 cm,沙冬青和沙棘适宜沙埋深度1.0 cm。