克隆植物扁秆藨草种子库特征及其适应意义

克隆植物在湿地中普遍存在,其在有性和克隆两种繁殖方式之间的权衡是植物生态学中的热点议题,并具有重要的理论意义。以扁秆藨草(Scirpus planiculmis)为研究对象,在吉林省莫莫格湿地,对不同环境条件下土壤中的扁秆藨草种子数量及其分布规律进行了研究,并对影响扁秆藨草种子数量的环境因素进行了分析。结果表明,①在垂直方向上,扁秆藨草种子主要集中分布在土壤表层(0~5 cm深度)和中层(5~10 cm深度)内,在下层土壤(深度10 cm)中明显减少;表层土壤中的扁秆藨草种子容易受到干扰而发生变动;这种垂直分布规律不随环境条件的改变而发生变化;②在不同的环境条件下,扁秆藨草种子的数量存在显著差异;土壤含水率、pH和群落辛普森指数与扁秆藨草种子数量显著相关,植被中扁秆藨草的多度则与种子数量不相关。分析发现,因环境因素引发的扁秆藨草繁殖方式的权衡是存在的,并可以在小的局域范围内实现;扁秆藨草被重新定义为兼性盐碱植物,其适宜生长条件为弱碱性,在强碱性条件下则会通过大量产生种子而实现对当前生境的逃离;两种繁殖方式的意义不同,有性繁殖主要服务于宏观尺度上种群的扩散与维系,而克隆繁殖的则实现了小尺度内克隆对资源的有效利用和竞争优势的保持。     

水盐交互作用对莫莫格国家级自然保护区扁秆藨草幼苗生长的影响

采用模拟控制水盐的方法,以株高、株数、叶面积和叶绿素含量为主要指标,研究不同水位(-5 cm、5 cm、10 cm、20 cm和30 cm)与不同盐度(300 mg/L、1 000 mg/L、3 000 mg/L、4 000 mg/L和5 000 mg/L)的交互作用,对莫莫格湿地植物扁秆藨草(Scirpus planiculmis)幼苗生长的影响.结果表明,水位、盐度和二者的交互作用都对扁秆藨草幼苗的株高增量和叶绿素含量产生了显著影响(p＜0.01),但水位和盐度的作用有差异;其中,对扁秆藨草幼苗株高增量影响最大的是水位,其他依次为水盐交互作用和盐度;对扁秆薦草幼苗叶绿素含量影响最大的是水盐交互作用,其他依次为盐度和水位.扁秆藨草幼苗株高增量和叶绿素含量分别在10 cm和5 cm水位下取得最大值.此外,当盐度小于1 000 mg/L时,幼苗株高增量和叶绿素含量受盐度影响不明显,当盐度大于1 000 mg/L时,幼苗株高增量和叶绿素含量显著减小.扁秆薦草的株数增量和单株叶面积受水位影响显著(p＜0.01),且二者都随水位上升而减小,尤其是株数增量,-5 cm水位下幼苗株数增量远大于其他水位处理.适宜扁秆薦草幼苗生长的水位为-5～10 cm,盐度为＜1 000 mg/L.     

混合盐碱胁迫对紫花苜蓿苗期氮磷吸收及生理特性的影响

以“甘农3号”紫花苜蓿为试验材料,采用营养液沙培试验,用两种中性盐(NaCl和Na₂SO₄)及两种碱性盐(NaHCO₃和Na₂CO₃), 配成5种混合盐A(NaCl:Na₂SO₄=1:1)、B(NaCl:NaHCO₃=1:1)、C(NaCl:Na₂SO₄:NaHCO₃:Na₂CO₃=1:1:1:1)、D(Na₂SO₄:Na₂CO₃=1:1)、E(NaHCO₃:Na₂CO₃=1:1),设4个盐浓度(25、50、100、150 mmol·L^-1)模拟盐胁迫,研究混合盐碱胁迫对紫花苜蓿苗期氮、磷吸收及生理特性的影响。结果表明:随着盐浓度增加,苜蓿根瘤固氮酶活性和植株全氮含量下降,全磷含量无明显变化,而脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性均升高,同一盐浓度水平下各处理间其含量的升高顺序为E>D>C>B>A,在高胁迫强度下(150 mmol·L^-1) 除全磷含量外,各项指标增减均达显著水平。混合盐碱胁迫能够对紫花苜蓿根瘤固氮酶组分结构造成不可逆的破坏,使苜蓿自身固氮能力的下降,最终导致植株全氮含量下降。随着盐浓度的上升,植株可以通过提高其体内脯氨酸和可溶性糖的含量来维持细胞水势,减少细胞渗透胁迫对植物的伤害。     

铬胁迫对旱伞草生理生化特性的影响

采用水培实验,以不同质量浓度的铬溶液胁迫旱伞草(Cyperus alternifolius),研究其对旱伞草总叶绿素含量、蛋白质含量、游离脯氨酸含量和丙二醛含量的影响,并对旱伞草对铬的去除效果进行了测定。结果表明,铬胁迫使旱伞草的叶绿素含量下降,叶绿素a/b含量比上升;过氧化氢酶活性增强,超氧化物歧化酶活性降低;丙二醛含量先降低后升高;游离脯氨酸先降低后稳定;过氧化物酶活性在低浓度铬胁迫时出现降低,在高浓度铬胁迫时出现升高;蛋白质含量的减少后稳定,由此说明旱伞草对铬胁迫具有一定的抗逆性和耐受性。在培养液中,在铬质量浓度分别为2 mg/L、5 mg/L和10 mg/L胁迫下,六价铬的去除率分别达到了96.88%、92.55%和46.5%;总铬的去除率分别达到了76.4%、73.18%和36.83%。这说明旱伞草对低、中浓度的重金属铬具有较好的去除效果。     

潮汐对闽江河口湿地土壤理化特征的影响分析

为阐明湿地土壤理化特征对潮汐的响应,对闽江河口外来入侵种互花米草斑块湿地和土著种短叶茳芏湿地土壤理化特征进行了测定和分析。结果表明:①互花米草斑块湿地和短叶茳芏湿地涨潮前和落潮后土壤理化特征差异不显著(p>0.05);②互花米草斑块湿地落潮后的土壤盐度、pH值和Eh与涨潮前的土壤以上指标的相关性高于与潮水以上指标的相关性(p<0.01),短叶茳芏湿地土壤Eh也表现出同样的规律,但盐度、pH值则与潮水相应指标的相关性更高(p<0.01);③互花米草斑块湿地和短叶茳芏湿地土壤盐度、pH值和Eh潮汐敏感性存在着不同的季节变化模式,在潮水盐度、pH值和Eh分别为0～3ms/cm、7.0～7.5和负值的情况下对潮汐的响应较为敏感。     

干旱胁迫对莫莫格湿地芦苇叶片光合生理生态的影响机理研究

为了揭示干旱胁迫对芦苇(Phragmites australis)叶片光合生理生态的影响机理,利用LI-6400便携式光合仪和快速叶绿素荧光仪,对干旱胁迫条件下的芦苇叶片光合生理以及芦苇生长状态进行测量分析。结果表明,干旱5d后,芦苇叶片光合速率小幅下降,干旱15d后,其光合速率明显下降,芦苇生长受到显著抑制;干旱胁迫下,芦苇叶片叶绿素含量先增加后减少;芦苇叶片光系统II(PSII)对干旱胁迫反应较敏感,在干旱20d后,其光合电子传递能力和光合性能指数下降,热耗散增加。在干旱胁迫初期,芦苇叶片光合速率的下降以气孔限制为主;在干旱胁迫后期,非气孔限制与气孔限制都起作用,其中非气孔因素主要是指光系统II活性的下降,活性反应中心减少,电子传递能力下降,降低了光系统II的整体光化学性能,进而降低了芦苇叶片的光合速率,抑制了芦苇的生长。     

梭梭林土壤结皮发育对黄花补血草种子萌发和种群特征的影响

通过梭梭林下黄花补血草种群发育和土壤种子萌发动态的野外调查以及模拟土壤结皮、降水试验,研究了土壤结皮发育(无结皮覆盖土壤NSC、物理结皮覆盖的土壤PSC、生物结皮覆盖的土壤BSC)对其土壤种子萌发、幼苗死亡、种群特征的影响以及土壤结皮发育与模拟降水的相互作用,旨在为梭梭林下黄花补血草种群建植以及灌草结合的治沙模式提供理论依据。研究结果表明:(1)土壤结皮的发育可以促进黄花补血草土壤种子萌发,表现为BSCPSCNSC,且处理间差异极显著(P0.01);而种群密度则受到限制,NSC和PSC覆盖的土壤与BSC覆盖的土壤之间差异极显著(P0.01);种群的平均株高和冠幅逐渐增大,但差异不显著(P0.05)。(2)在15 mm模拟降水条件下,土壤结皮发育对种群密度和土壤种子萌发均具有显著促进作用,具体表现为PSCBSCNSC,且差异极显著(P0.01),对种群的平均株高和冠幅没有显著影响(P0.05),而幼苗死亡率表现为NSCBSCPSC,且差异性极显著(P0.01)。(3)随着模拟降水量的逐渐增加,3种土壤结皮覆盖的土壤种子萌发率逐渐增大,而其幼苗死亡率逐渐减小;而不同结皮间存在差异性,表现为土壤种子萌发率BSCPSCNSC,幼苗死亡率NSCPSCBSC。梭梭林下土壤结皮发育既增加了土壤表层水土环境的稳定性,又增加了黄花补血草土壤种子基数,有利于土壤种子萌发和种群的更新和发育,而模拟降水可有效改善土壤水分条件,特别是结皮层土壤水分,为黄花补血草土壤种子萌发和种群更新提供了必要的物质基础和环境条件。