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    2018年, 第8期
    刊出日期:2018-08-20

    “金虎尾路线”的翅果演化。系统树灰色支系为外类群。系统树外围红色部分代表金虎尾科美洲类群, 蓝绿色部分代表非洲类群, 黄色部分代表亚洲类群。谭珂等综述了翅果的主要类型及其系统分布、演化历史与适应意义, 并分析了不同类型翅果的运动方式与扩散能力, 以及翅果在植物经典分类中的意义(本期806–817页)。

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    综述
    醉马草内生真菌共生体研究进展
    李春杰, 姚祥, 南志标
    植物生态学报. 2018, 42(8):  793-805.  doi:10.17521/cjpe.2018.0001
    摘要 ( 1045 )   全文 ( 73 )   PDF (926KB) ( 1039 )   知识图谱   收藏
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    有关醉马草(Achnatherum inebrians)内生真菌(Epichloë gansuensis, E. inebrians)共生体的研究, 代表了我国禾草内生真菌研究领域的重要方向, 使中国的醉马草-内生真菌与美国的苇状羊茅(Festuca arundinacea)-内生真菌(E. coenophiana)和新西兰的多年生黑麦草(Lolium perenne)-内生真菌(E. festucae var. lolii)成为禾草内生真菌国际三大研究分支。该文综述了近30年来对醉马草内生真菌共生体的系统研究, 包括: 内生真菌的分布、带菌率、检测方法、多样性, 内生真菌提高宿主的抗旱、耐寒、耐盐碱、耐重金属、抗虫、抗病等抗逆性及其机理, 共生体产生的生物碱等次生代谢物, 对草食动物的毒性, 及其在草地生态系统中的作用等。研究者实验证实了醉马草本身无毒, 只有当内生真菌与醉马草共生并产生麦角新碱和麦角酰胺等麦角类生物碱后才能导致采食醉马草家畜中毒。文章展望了醉马草内生真菌基因组学和功能分析, 利用杀菌剂杀死内生真菌进行醉马草脱毒, 利用无毒内生真菌菌株进行饲用醉马草新品种选育, 利用有毒醉马草内生真菌共生体进行抗虫防鸟的机场绿化新品种选育及生物源农药与医药开发等。

    被子植物翅果的多样性及演化
    谭珂, 董书鹏, 卢涛, 张亚婧, 徐诗涛, 任明迅
    植物生态学报. 2018, 42(8):  806-817.  doi:10.17521/cjpe.2018.0053
    摘要 ( 5771 )   全文 ( 202 )   PDF (2079KB) ( 2639 )   知识图谱   收藏
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    翅果能够依靠风力进行传播, 可能是被子植物快速散布和物种分化的一个重要因素。狭义的翅果是指果皮延伸成翅且不开裂的干果; 广义的翅果则包括果皮、花被片或苞片形成果翅的所有果实。根据果翅形态及其生长方式的不同, 广义的翅果可分为单侧翅果、周位翅果(圆翅果与蝶翅果)、棱翅果、披针翅果、翼状萼翅果、叶状苞翅果6种类型, 其空中运动方式有自旋式(单侧翅果、翼状萼翅果)、波浪式(周位翅果、叶状苞翅果)、翻滚自旋式(周位翅果)、直升机式(披针翅果、翼状萼翅果)和滚筒式(棱翅果)。棱翅果与圆翅果在被子植物基部类群樟目就有发生, 并同时出现在单子叶植物和双子叶植物中, 可能是最早出现的翅果类型。翅果的演化过程呈现出果翅数量增加、果翅偏向单侧和果翅负荷(果实质量与果翅面积之比)降低的趋势, 以利于适应较小的风并增加传播距离。果翅除了促进果实与种子的风力传播外, 还具有物理防御、调节种子萌发和促进二次传播等作用。泛热带分布的金虎尾科有着极其丰富的翅果类型, 与其多次跨洋长距离扩散密切相关, 可以作为研究翅果适应与演化的一个模式类群。结合生态和演化-发育生物学方法, 研究不同类型翅果在适应风力传播方面的差异、萼片或苞片发育成翅的分子与遗传机制、翅果不同类型的演化历史及其对被子植物物种多样性的影响等是今后值得探讨的重要问题。

    研究论文
    草地生态系统生物量在不同气候及多时间尺度上对氮添加和增雨处理的响应
    刁励玮,李平,刘卫星,徐姗,乔春连,曾辉,刘玲莉
    植物生态学报. 2018, 42(8):  818-830.  doi:10.17521/cjpe.2018.0056
    摘要 ( 2009 )   全文 ( 126 )   PDF (5914KB) ( 1193 )   附录附件    知识图谱   收藏
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    生产力是草地生态系统重要的服务功能, 而生物量作为生态系统生产力的主要组成部分, 往往同时受到氮和水分两个因素的限制。在全球变化背景下, 研究草地生态系统生物量对氮沉降增加和降水变化的响应具有重要意义, 但现有研究缺乏对其在大区域空间尺度以及长时间尺度上响应的综合评估和量化。本研究搜集了1990-2017年间发表论文的有关模拟氮沉降及降水变化研究的相关数据, 进行整合分析, 探讨草地生态系统生物量对氮沉降和降水量两个因素的变化在空间和时间尺度上的响应。结果表明: (1)氮添加、增雨处理以及同时增氮增雨处理都能够显著地提高草地生态系统的地上生物量(37%, 41%, 104%)、总生物量(32%, 23%, 60%)和地上地下生物量比(29%, 25%, 46%)。单独增雨显著提高地下生物量(10%), 单独施氮对地下生物量影响不显著, 但同时增雨则能显著提高地下生物量(43%); (2)氮添加和增雨处理对草地生态系统生物量的影响存在明显的空间变异。在温暖性气候区和海洋性气候区的草地生态系统中, 氮添加对地上、总生物量及地上地下生物量比的促进作用更强, 而在寒冷性气候区和温带大陆性气候区的草地生态系统中, 则增雨处理对地下、总生物量的促进作用更强; (3)草地生态系统生物量对氮添加和增雨处理的响应也存在时间格局上的变化, 地下生物量随着氮添加年限的增加有降低的趋势, 地上、总生物量及地上地下生物量比则有增加的趋势。增雨年限的增加对总生物量没有明显的影响, 但持续促进地上生物量和地下生物量, 增加地上地下生物量比, 可见长期增氮、长期增雨对地上生物量的促进作用更明显。

    青海省森林乔木层碳储量现状及固碳潜力
    陈科宇, 字洪标, 阿的鲁骥, 胡雷, 王根绪, 王长庭
    植物生态学报. 2018, 42(8):  831-840.  doi:10.17521/cjpe.2018.0058
    摘要 ( 1241 )   全文 ( 70 )   PDF (1803KB) ( 725 )   英文版   知识图谱   收藏
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    为阐明青海省森林生态系统乔木层植被碳储量现状及其分布特征, 该研究利用240个标准样地实测的乔木数据, 估算出青海省森林生态系统不同林型处于不同龄级阶段的平均碳密度, 并结合青海省森林资源清查资料所提供的不同龄级的各林型面积, 估算了青海省森林生态系统乔木层的固碳现状、速率和潜力。结果表明: 1) 2011年青海省森林乔木层平均碳密度为76.54 Mg·hm -2, 总碳储量为27.38 Tg。云杉(Picea spp.)林、柏木(Cupressus funebris)林、桦木(Betula spp.)林、杨树(Populus spp.)林是青海地区的主要林型, 占青海省森林面积的96.23%, 占青海省乔木层碳储量的86.67%, 其中云杉林的碳储量(14.78 Tg)和碳密度(106.93 Mg·hm -2)最高。按龄级划分, 乔木层碳储量表现为过熟林>中龄林>成熟林>近熟林>幼龄林。2)青海省乔木层总碳储量从2003年的23.30 Tg增加到2011年的27.38 Tg, 年平均碳增量为0.51 Tg·a -1。乔木层固碳速率为1.06 Mg·hm -2·a -1, 其中柏木林的固碳速率最大(0.44 Mg·hm -2·a -1); 桦木林的固碳速率为负值(-1.06 Mg·hm -2·a -1)。3)青海省乔木层植被固碳潜力为8.50 Tg, 其中云杉林固碳潜力最高(3.40 Tg)。该研究结果表明青海省乔木层具有较大的固碳潜力, 若对现有森林资源进行合理管理和利用, 将会增加青海省森林的碳固存能力。

    海南杜鹃在河岸带弯道两侧的空间分布格局和年龄结构差异
    陈怡超, 赵莹, 宋希强, 任明迅
    植物生态学报. 2018, 42(8):  841-849.  doi:10.17521/cjpe.2018.0043
    摘要 ( 971 )   全文 ( 52 )   PDF (871KB) ( 778 )   英文版   知识图谱   收藏
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    河岸带是河流与陆地生态系统的交错带, 孕育了丰富的生物多样性。河流的冲刷与地势的作用使得河岸带往往形成弯道, 弯道内外两侧水流速度、泥沙性质与植物繁殖体聚集程度不同, 影响到植物生长与种群动态, 可能导致河岸带弯道凸岸、凹岸两侧植物空间分布格局和种群结构存在较大差异。该研究以中国特有、狭域分布的海南杜鹃(Rhododendron hainanense)为例, 揭示溪流弯道对其两侧海南杜鹃种群空间分布格局与种群动态的影响。在海南岛3个国家级自然保护区内各设置2个河岸弯道样带, 用方差/平均值法对弯道凸岸、凹岸两侧海南杜鹃的空间分布格局和种群动态进行对比研究。结果显示: (1)海南杜鹃弯道凸岸的种群结构呈增长型, 凹岸基本呈衰退型; (2)凸岸一侧上下游的海南杜鹃种群基本呈增长型, 凹岸一侧上下游的海南杜鹃则出现断龄现象; (3)距离弯顶位置或河岸越远, 各龄级海南杜鹃种群个体数量基本呈下降趋势; (4)在2 m × 2 m尺度下, 弯道凸岸及其下游的海南杜鹃主要呈聚集分布, 上游近似随机分布, 凹岸及其上下游则均呈随机分布。海南杜鹃分布的山区河岸带水流较快、坡度较大, 可能是导致弯道凹岸个体较少、种群结构呈衰退型的主要原因。因此, 河岸弯道内外两侧可能存在个体生长与群体差异, 在开展河岸带植物种群动态与物种保育研究中需给予重视。

    半干旱草原土壤呼吸组分区分与菌根呼吸的贡献
    李伟晶, 陈世苹, 张兵伟, 谭星儒, 王珊珊, 游翠海
    植物生态学报. 2018, 42(8):  850-862.  doi:10.17521/cjpe.2018.0068
    摘要 ( 2050 )   全文 ( 53 )   PDF (2469KB) ( 1042 )   知识图谱   收藏
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    土壤呼吸组分的区分对于理解地下碳循环过程非常重要。而菌根真菌在地下碳循环过程中扮演着重要的角色, 但是有关菌根呼吸在草原生态系统中的研究相对较少。该研究在内蒙古半干旱草原应用深浅环网孔法, 结合浅环、深环(排除根系)和一个带有40 μm孔径窗口的土壤环(排除根系但是有菌根菌丝体)将根和菌丝物理分离, 来区分不同的呼吸组分。结果表明: 异养呼吸对总呼吸的贡献比例为51%, 根呼吸的贡献比例为26%, 菌根呼吸的贡献比例为23%, 菌根呼吸的比例3年变化范围为21%-26%。与国内外研究相比, 此方法提供了一个相对稳定的菌根呼吸测量精度范围, 在草原生态系统中切实可行。对菌根呼吸的准确定量将有助于预测草原生态系统土壤碳释放过程对未来气候变化的响应。

    光合产物传输方向对蓉城竹根际微生物过程的影响
    邹瓒, 陈劲松, 李洋, 宋会兴
    植物生态学报. 2018, 42(8):  863-872.  doi:10.17521/cjpe.2018.0078
    摘要 ( 678 )   全文 ( 44 )   PDF (1377KB) ( 610 )   英文版   知识图谱   收藏
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    分株间光合产物的整合作用对克隆植物适应生存环境具有重要作用, 但有关光合产物传输方向对克隆植物根际土壤微生物过程的影响尚不清楚。该研究以根状茎克隆植物蓉城竹(Phyllostachys bissetii)为研究对象, 通过剪除分株地上部分控制光合产物传输方向(顶向传输和基向传输), 研究光合产物传输方向对蓉城竹分株根际土壤微生物过程的影响, 其中顶向传输组是将远端分株地上部分剪除(保留地面以上20 cm), 近端分株自然生长; 基向传输组则是将近端分株地上部分剪除(保留地面以上20 cm), 远端分株自然生长。两组实验中保持根状茎连接或切断处理。测定了地上部分被剪除分株根际土壤中碳和氮有效性、微生物生物量参数以及氮转化相关土壤胞外酶活性等指标。结果表明: 光合产物顶向传输中, 根状茎保持连接的远端分株根际土壤总有机碳(TOC)、溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)、铵态氮(NH4 +-N)、硝态氮(NO3 --N)含量显著高于切断的远端分株, N-乙酰基-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAGase)、多酚氧化酶(POXase)和脲酶(Urease)活性显著升高, 光合产物的顶向传输对远端分株根际碳、氮有效性和根际微生物过程产生了显著性影响; 光合产物的基向传输中, 根状茎保持连接的近端分株根际与切断分株相比具有更高的微生物生物量氮(MBN)含量、Urease、POXase活性, 较低的NAGase活性和NH4 +-N、NO3 --N含量, 但碳的有效性无显著性差异。蓉城竹分株间光合产物的非对称性传输对根际微生物过程的影响可能是对动物取食或人为砍伐等干扰的有益权衡, 这有助于理解克隆植物对生存环境的种群适应机制。

    塔克拉玛干沙漠不同区域柽柳沙包土壤盐分分布特征及其影响因素
    董正武, 赵英, 雷加强, 喜银巧
    植物生态学报. 2018, 42(8):  873-884.  doi:10.17521/cjpe.2018.0060
    摘要 ( 1493 )   全文 ( 59 )   PDF (8854KB) ( 611 )   英文版   知识图谱   收藏
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    柽柳(Tamarix chinensis)沙包是塔克拉玛干沙漠特殊的生物地貌景观, 对维持区域生态环境的稳定具有极其重要的作用。该研究采用野外调查与室内分析相结合的方法, 选取且末、阿拉尔、策勒、塔中4个典型区域的柽柳沙包为研究对象, 对柽柳沙包0-500 cm土壤垂直剖面进行采样, 测定土壤pH值、枯落物含量、电导率及HCO3 -、Cl -、SO4 2-、Ca 2+、Mg 2+、K +、Na +含量, 分析柽柳沙包中土壤盐分的空间变化规律及其影响因素。结果表明: 1)从且末、阿拉尔、策勒到塔中, 土壤pH值总体呈升高趋势, 土壤电导率及Na +、Ca 2+、Mg 2+、SO4 2-含量总体呈降低趋势, K +、Cl -、HCO3 -含量没有明显的变化规律。2)盐分在4个样区的垂直分布主要表现为: 且末和策勒样区柽柳沙包的土壤盐分呈表层聚集现象; 阿拉尔和塔中样区柽柳沙包的土壤盐分呈深层聚集现象。随着土层深度的增加, 土壤pH值总体呈升高的趋势, 土壤枯落物含量总体呈降低趋势; 土壤电导率在且末和策勒样区总体呈降低趋势, 阿拉尔样区呈先降低后升高再降低的变化趋势, 而塔中样区呈先升高后降低再升高的变化趋势。3)根据相关性分析和主成分分析, 且末样区土壤枯落物含量、SO4 2-、Na +、K +为影响土壤盐分含量的主要因子, 且土壤盐分以硫酸盐为主; 阿拉尔样区影响土壤盐分组成的主要因子为Cl -、Na +; 策勒样区为Cl -、K +、Na +; 塔中样区为Cl -、Na +、Ca 2+、SO4 2-, 且土壤盐分均以氯化物为主。综合分析表明, 不同区域柽柳沙包中土壤盐分存在空间变异性, 柽柳沙包土壤盐分的变化与干旱沙漠地区强烈的蒸发作用、地表风蚀强度、地下水埋深、土壤中枯落物及柽柳的生物积盐效应等因素密切相关, 是影响不同区域土壤盐分分布的关键因子。


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