为揭示气候变化对青藏高原草地生态系统的影响及其生态适应机制,利用1982~1999年间的NOAA/AVHRR NDVI数据和对应的气候资料,研究了近20年来青藏高原草地植被覆盖变化及其与气候因子的关系。结果表明,18年来研究区生长季NDVI显著增加(p=0.015),其增加率和增加量分别为0.41% a^-1和0.001 0 a^-1。生长季提前和生长季生长加速是青藏高原草地植被生长季NDVI增加的主要原因。春季为NDVI增加率和增加量最大的季节,其增加率和增加量分别为0.92% a^-1和0.001 4 a^-1;夏季NDVI的增加对生长季NDVI增加的贡献相对较小,其增加率和增加量分别为0.37% a^-1和0.001 0 a^-1。3种草地(高寒草甸、高寒草原、温性草原)春季NDVI均显著增加(p<0.01;p=0.001; p=0.002); 高寒草甸夏季NDVI显著增加(p=0.027),而高寒草原和温性草原夏季NDVI呈增加趋势,但都不显著(p=0.106; p=0.087);3种草地秋季NDVI则没有明显的变化趋势(p=0.585; p=0.461; p=0.143)。3种草地春季NDVI的增加是由春季温度上升所致。高寒草地(高寒草甸和高寒草原)夏季NDVI的增加是夏季温度和春季降水共同作用的结果。温性草原夏季NDVI变化与气候因子并没有表现出显著的相关关系。高寒草地植被生长对气候变化的响应存在滞后效应。

2000~2003年连续4年研究了稻鸭共作条件下田间杂草群落的特征及其动态变化规律。结果表明,在长期稻鸭共作条件下,田间杂草密度逐年降低,下降趋势符合阻滞模型y=k+a·e^bx,模型参数b反映了杂草种群的下降速率。在稻田6种主要杂草中,水虱草(Fimbristylis miliaceae)、陌上菜(Lindernia procumbens)、丁香蓼(Ludwigia prostrata)种群数量降低较快,鸭舌草(Monochoria vaginalis)、异型莎草(Cyperus difformis)次之,稗(Echinochloa crusgalli)最慢。稻鸭共作使稻田杂草群落的物种多样性持续降低,群落均匀度提高,群落相似性与稻鸭共作前相比逐年降低。说明稻鸭共作改变了田间杂草的群落结构,有利于限制杂草的发生危害。随着稻鸭共作的连年进行,对田间杂草的控制效果逐渐上升,4年后达99%以上。稻鸭共作是稻田替代化学除草的一种非常有效的生物、生态控草措施,具有显著的经济和生态效益。

以济南市1989、1996和2004年SPOT遥感卫星影像数据解译的城市绿地分类图、道路图和水系图为基础数据资料,在遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术支持下,运用景观可达性的概念与原理,采用费用加权距离方法,对济南市整体绿地系统和公园与广场绿地可达性的时空动态变化及其原因进行了分析。研究结果表明:1)济南市城市绿地的可达性不断提高与改善;2)济南市城市绿地可达性的空间格局变化明显,但仍不均衡、不太合理;3)城市绿地面积和斑块数量的不断增加、绿地分布格局的日益均衡和道路网的日臻完善是可达性不断提高的主要原因;4)城市绿地可达性分析是衡量城市绿地服务功能社会公平性的有力手段,充分体现城市建设“以人为本”的理念,是目前生态城市评价指标体系的必要补充。因此,城市绿地可达性分析结果可为合理调整与设计城市绿地系统提供科学依据。

叶物候参数长期以来被认为与植物的碳获取的最大化有关,能反映物种的资源利用策略。温带地区因为寒冷冬天的限制,延长叶寿命成为一些物种进行生长发育和繁衍的基础。为探讨叶寿命延长的可能途径(早出叶、晚落叶,或两者兼有),该研究以南京地区两个落叶栎(Quercus spp.)林为研究对象,观测了其中木本植物的出叶物候、落叶物候,并分析了它们与叶寿命之间的关系。结果发现:1)不同物种的出叶开始时间相差较大,出叶早的物种早结束出叶过程;2)不同物种的落叶开始时间相差较大,早开始落叶的物种,落叶持续时间较长,落叶结束时间则相对集中。3)相关分析和回归分析都表明,叶寿命与出叶时间和落叶时间显著关联,但早出叶对叶寿命的延长可能更为重要,因为早出叶相对于晚落叶在物种资源利用上比较具有优势。4)不同物种的出叶时间和落叶时间没有显著相关,可能因为出叶过程和落叶过程是由不同的启动因子引起。这说明延长叶寿命不一定同时通过早出叶和晚落叶来达到。

利用植物体元素化学分析结果来诊断环境污染对森林健康影响和监测环境污染程度已成为诸多生态学家和环境学者广为采用的方法之一。该研究选择广东肇庆鼎湖山健康马尾松(Pinus massoniana)前年生针叶和当年生针叶为研究对象, 将相同年龄针叶分为叶尖、叶中、叶基等长3段, 分析了两种针叶全S、全P、K、Mg、Na、Ca、Al、Mn、Zn、Cu、Fe、Pb、Cr、Cd和Ni15种元素及相应Ca/Al值在叶尖、叶中部、叶基部和叶鞘的分布模式。结果表明: 前年生针叶元素平均值除全S、全P、K和Cd外, 其它元素浓度都高于当年生针叶, Ca/Al值则是当年生针叶小于前年生针叶, 表明当年生针叶受Al毒大于前年生针叶; 在针叶长度序列不同部位间, 元素分布不均匀, 全S、Na、Ca、Al和Mn在两种针叶长度序列上没有显著性差异, K、Mg、Zn、Fe、Cr、Cd、Ni和Ca/Al值差异均达显著水平, 而全P、Cu、Cd和Pb仅在前年生针叶不同部位间差异显著; 针叶Al浓度和Ca/Al值都表明马尾松已经处于严重Al毒胁迫下; 两种针叶各部位Fe、Zn和Cu浓度远超出该地区马尾松元素的背景值, 暗示马尾松针叶已受到严重重金属毒害; 马尾松叶鞘Fe、Cu、Zn、Pb、Cd、Ni和Cr含量显著高于针叶其它部位, 表明叶鞘能累积环境重金属, 可以作为马尾松在污染环境下遭受重金属危害指标加以利用, 是一种有广泛应用前景的生物指示物。该研究所采用的技术和方法对环境监测, 尤其是对利用生物化学方法评价环境污染对森林健康影响评价体系的完善和生物监测指标的利用具有指导意义, 可为今后评估相似环境污染地区森林健康和树木正常生长提供参考。

选用西宁地区人工栽培的高山植物唐古特大黄(Rheum tanguticum)、山莨菪(Anisodus tanguticus)和麻花艽(Gentiana straminea),比较了3种高山植物之间光合作用的光响应和CO₂响应特性,叶片光合色素以及UV-B吸收物质的差异;并以低海拔植物菘蓝(Isatis indigotica)为对比,分析了高山植物与低海拔植物的差异。结果表明:与低海拔植物菘蓝相比,3种高山植物光合作用的表观量子效率(AQY)都偏低;唐古特大黄叶片的AQY、羧化效率(CE)和光呼吸速率(R_p)都很低,净光合速率(P_n)的光响应曲线在全日照光辐射范围内并没有达到完全饱和,这与单位面积叶片具有较高的光合色素以及UV-B吸收物质有关;麻花艽植物与唐古特大黄一样,具有较高的UV-B吸收物质和光合色素含量,但其R_p较高,加之P_n受气孔限制较为明显,故其光合作用的饱和光强很低,P_n相对于其它3种植物也较低;山莨菪与低海拔植物菘蓝的光合特性很相似,都具有较高的AQY和CE。这些结果表明,3种高山植物的光合特性有较大差异,但并没有一致的相对于低海拔植物的共性。4种植物P_n的胞间CO₂浓度(C_i)响应曲线在CO₂饱和点以后都表现为无机磷(P_i)再生限制,其R_p的变化与CO₂饱和点以后的最大P_n的变化基本一致。

在北京东灵山暖温带森林生态系统中,选择常见灌丛土庄绣线菊(Spiraea pubescens),建立UV-B控制实验。连续3个生长季每天增补9.4 kJ·m^-2的辐射剂量,模拟臭氧衰减17%时近地表面UV-B辐射的增强。该实验的目的是在野外环境下观测,长时间人工增强UV-B辐射对土庄绣线菊叶片的气孔导度、碳同位素比率(δ¹³C)、叶含水量、叶面积、特别是水分利用效率(WUE)和叶片全氮含量等指标的影响。实验结果表明,增强UV-B辐射显著减少了土庄绣线菊的叶面积(50.1%),提高了叶片全氮含量(102%)。同时,UV-B辐射还在一定程度上(尽管统计显示不显著)降低了气孔导度(16.1%)、胞间CO₂浓度与大气CO₂浓度之比(C_i/C_a) (4.0%)、提高了碳同位素比率(δ¹³C)(20.5‰)、叶含水量(3.1%)及比叶重(SLW)(5.2%),从而导致WUE的增加(4.1%)和植物的抗旱能力增强。值得注意的是,深层土壤(30~40 cm)含水量变化会影响气孔导度、δ¹³C和WUE对紫外辐射的响应程度:在土壤干旱的季节(6月和9月),气孔导度、δ¹³C、WUE这些指标处理和对照的差异很小,但是当土壤水分充足时(7月和8月),处理和对照的差异就较为显著。另外,随着实验处理时间的延长,UV-B的效应变得不显著。相关分析表明,UV-B辐射降低了土壤含水量(30~40 cm)与土庄绣线菊叶含水量、δ¹³C、C_i/C_a和气孔导度的相关系数,增强了WUE与土壤含水量的相关性,这也许是由于UV-B辐射增强了WUE对土壤水分变化的敏感性。该研究的结果表明UV-B辐射对土庄绣线菊的形态和生长有显著的影响,但对主要水分生理指标影响不显著。

对三峡库区木鱼岛上马尾松(Pinus massoniana)、槲栎(Quercus aliena)和栓皮栎(Q. variabilis)组成的针阔混交林成林和幼林的光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、清晨和中午水势(ψ_pd和ψ_md)以及叶片稳定碳同位素(δ¹³C)进行了测定。实验结果表明:针叶树马尾松P_n、G_s均低于阔叶树槲栎和栓皮栎(差异达到极显著水平,p<0.001),但马尾松内在水分利用效率(WUE_i, P_n/G_s)却高于槲栎(p=0.003)和栓皮栎(p=0.025)。反映了裸子植物和被子植物木质部不同的水力特性。针阔叶树幼树的P_n和G_s高于成年树,但WUE_i和δ¹³C却低于成年树。表明水分利用效率与水分在树体内传输的距离有关。幼树属于挥霍型水分利用策略,成年树属保守型水分利用策略。三峡大坝的建设所造成的生态环境的改变可能会对三峡库区针阔混交林的演替产生一定的影响,但这需要长期的研究。

在对半干旱区3种植物进行生理生态特性测定的基础上,应用两种气孔导度模型进行参数的非线性拟合,BBL模型平均可以解释77.6%的结果,Gao模型平均可以解释59.3%的结果。但Gao模型作为一个机理性的模型,其参数具有明确的物理意义。模型的行为和敏感性分析结果说明,用BBL计算的气孔导度一般大于Gao模型。BBL模型对于干旱胁迫下的土壤水分亏缺没有响应, 因而不适合用作干旱半干旱区的植物生理生态学分析和生态系统模拟。而Gao模型可以描述在各种水分条件下植物气孔导度的响应。Gao模型的结果说明,与油松 (Pinus tabulaeformis) 和中间锦鸡儿 (Caragana intermedia) 比较,小叶杨 (Populus simonii) 具有最小的抗旱和耐旱能力,油松具有最好的叶片水平的耐旱和抗旱特性,但其气孔导度对土壤水分的不敏感意味着在干旱条件下维持光合作用的同时,也可能会导致过多的水分损失。中间锦鸡儿具有很强的耐旱性,且其气孔导度对土壤水分的变化敏感,二者相结合,中间锦鸡儿可以在土壤水分条件较好的情况下,维持较大的气孔导度以满足光合作用的需要,但在土壤水分胁迫严重的时候能迅速降低气孔导度以保持土壤水分。

池栽试验条件下,设置渍水、干旱和对照3个水分处理,每个水分处理下设置两个施氮水平,研究了花后渍水或干旱逆境下氮素营养对两个不同类型小麦(Triticum aestivum)品种籽粒产量和品质性状的影响。结果表明,与对照相比,花后渍水或干旱处理显著降低了小麦的千粒重、穗粒数和籽粒产量。在适宜水分和干旱条件下,增施氮肥增加了小麦籽粒产量,而在渍水条件下,增施氮肥降低了产量。干旱处理提高了蛋白质含量,干、湿面筋含量,沉降值和降落值;而渍水处理则降低了小麦籽粒蛋白质含量和干、湿面筋含量。同一水分处理下,增施氮肥提高了蛋白质含量,谷蛋白/醇溶蛋白比,支链淀粉含量和支/直链淀粉比。在小麦籽粒主要品质性状上存在显著的水氮互作效应,且水分、氮肥及水氮互作效应对小麦籽粒产量和品质的影响因品种的不同而异。

该文将矿质分析及岩石光谱特征分析中普遍使用的连续统去除法引入水稻(Oryza sativa)叶片反射光谱特征的分析中。分析连续统去除光谱反射率和连续统去除一阶微分光谱,发现随着氮素水平的增加连续统去除光谱反射率下降。分析连续统去除光谱吸收特征参数与叶片全氮量相关性,这些参数包括:吸收峰左半端的面积(A₁)、吸收峰整体面积(A)、对称度(S)和连续统去除最小反射率(D_hc),结果表明连续统去除光谱吸收特征参数与叶片全氮量之间负相关性显著(均通过0.01水平的显著相关检验)。考虑到氮素营养在植物体内转移的营养原理,在分蘖期、孕穗期和抽穗期这3个关键生育期内分别针对水稻第一完全展开叶和第三完全展开叶建立连续统去除光谱吸收特征参数评价水稻氮素营养的回归模型。结果表明在估算第三完全展开叶氮素营养时,3个生育期内建模使用的回归量均为吸收峰整体面积A,而且在3个生育期内模型的决定系数较高且比较稳定。但是,第一完全展开叶建模使用的回归量(续统去除光谱吸收特征参数)不完全一致,这可能是由于氮素营养在植物体内转移导致。尽管连续统去除法诊断水稻氮素营养的一些机理还有待于进一步深入研究,但是该研究证明了运用水稻鲜叶片连续统去除反射光谱进行定性和定量评价水稻氮素营养在方法上是可行的。

该文应用氧稳定同位素对四川卧龙巴朗山不同降雨条件下亚高山暗针叶林中降水、林冠穿透水和壤中流的变化动态进行了示踪,结果表明: 1)降水δ¹⁸O与林冠穿透水δ¹⁸O的差值(用Δ表示)随着日降雨量的增大呈现偏正态结构。降水量<3.20 mm时,Δ<0;当降水量≥3.20 mm时,Δ>0;且当降水量=12.65 mm时,Δ值最大。这是由当时冠层蒸散过程和降水过程相互作用决定的。 2)低降水强度、日平均降水量小和降水连续性差时,壤中流弱且不连续,导致壤中流的氧同位素组成对降水响应速度慢;反之,壤中流强且连续,导致壤中流对降水响应速度加快。当降水量在< 10 mm时,这种响应在降雨后4 d发生;当降水量在10~20 mm时,日平均降水量较大和连续降雨时,这种响应在降雨后2~3 d发生;当降水量在20~30 mm时,这种响应在降水1~2 d发生。发育良好的原始亚高山暗针叶林森林植被对降水分配进行着有效的调控,使得暗针叶林植被储备着不同时期降水、穿透水、壤中流及地下水组成的混合体,使壤中流变化滞后,从而控制植被下游洪水发生。

采用气压过程分离(Barometric process separation, BaPS)技术对川西亚高山针叶林不同恢复阶段土壤的总硝化和反硝化作用速率进行了测定,结果表明:川西亚高山针叶林不同恢复阶段土壤的总硝化和反硝化速率差异不显著(p<0.05),不同恢复阶段土壤总硝化作用的Q₁₀值差异不显著(p<0.05);总硝化作用速率与土壤含水量呈显著正相关(p<0.05),与土壤pH值、土壤有机质、全氮及C/N相关不显著;不同恢复阶段土壤反硝化速率均维持在一个较低的水平,反硝化速率与土壤中的C/N显著正相关(p<0.05),与土壤含水量、pH值、有机质及全氮相关不显著。与反硝化作用相比,硝化作用对亚高山针叶林土壤氮损失的影响可能更大。

季节雨林和橡胶(Hevea brasiliensis)林是西双版纳热带森林生态系统中原始林和大面积种植人工林的两种代表类型。热带季节雨林层次结构复杂,多样性丰富,而橡胶林结构简单,乔木层只有橡胶树1种。应用碱吸收法,研究了这两种植被类型土壤呼吸速率、地下5 cm土壤温度、气温和土壤含水率的季节变化规律,以及土壤呼吸速率与地下5 cm土壤温度、气温和土壤含水率的关系。结果表明:1)季节雨林和橡胶林土壤呼吸速率、土壤温度、气温和土壤含水率都有明显的季节变化,而且两种林型的变化趋势基本一致;2)季节雨林和橡胶林土壤呼吸速率与地下5 cm土壤温度和气温之间具有显著的指数相关关系,显著水平达1%,与地下5 cm温度的相关性(r²分别为0.87和0.82)明显高于与气温的相关性(r²分别是0.80和0.72);3)季节雨林和橡胶林土壤呼吸速率与土壤含水率具有显著的线性相关(r²分别是0.73和0.63),显著水平达1%;4)橡胶林的土壤呼吸速率明显高于季节雨林,这与两种林型的结构有关;5)季节雨林和橡胶林土壤呼吸的Q₁₀分别为2.16和2.18,比文献报道的热带土壤的Q₁₀(1.96)稍高。

细根周转对森林生态系统碳地下分配和养分循环具有重要影响,而衰老是细根周转过程中最重要的阶段。根据“源-汇”理论,细根衰老受碳向细根分配的影响。为此,该研究通过控制水曲柳(Fraxinus mandshurica)苗木向根系的碳分配的遮荫处理试验,采用树木生理分析技术,重点研究了在光合产物供应停止情况下水曲柳幼苗根系的生理变化(即根尖、1级根到3级根的细胞活力、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和膜透性的变化)。目的是从生理水平上证实:1)碳分配对细根衰老产生怎样的影响;2)细根衰老的顺序是否与分支顺序相反。实验结果表明,遮荫处理使细根活力、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量显著降低和膜透性增大,导致细根出现明显衰老。从根系顶端向基部随着根序增加,细胞活力、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量提高,膜透性降低,从生理水平上表明细根衰老具有逐渐变化的顺序性,并且这种顺序性与根发育的顺序性相反。

以耐低氧性具有明显差异的两个网纹甜瓜(Cucumis melo var. raticulalus)品种为试材,研究了根际低氧胁迫下幼苗生长、根系活力及根系呼吸关键酶活性的变化。结果表明,根际低氧胁迫下,两品种幼苗生长均受到明显抑制,而根系活力升高;根系PDC活性两品种均显著提高,品种间无显著差异; MDH活性两品种均显著降低,且耐低氧性弱的‘西域一号’下降幅度较大;根系ADH和LDH活性两品种均显著提高,耐低氧性强的‘东方星光’ADH活性增加的幅度显著高于耐低氧性弱的‘西域一号’,而‘西域一号’LDH活性增加幅度显著高于‘东方星光’。说明‘东方星光’在低氧胁迫下能保持较高的有氧呼吸水平,无氧呼吸的主要途径为乙醇发酵,而‘西域一号’在低氧胁迫下无氧呼吸的主要途径为乳酸发酵。

采用营养液水培,研究了根际低氧胁迫下外源亚精胺对两个抗低氧能力不同的黄瓜(Cucumis sativus)品种(‘中农8号’和‘绿霸春4号’)根系中多胺含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果表明,外源亚精胺能显著提高低氧胁迫下黄瓜幼苗根系中亚精胺和精胺含量,降低腐胺含量,同时,根系中SOD、POD、CAT活性也相应提高,使得幼苗鲜重和干重明显增加;单纯低氧处理及外源亚精胺的加入,抗低氧能力较强的品种‘绿霸春4号’较抗低氧能力较弱的品种‘中农8号’根系中抗氧化酶活性高。黄瓜幼苗根系中较高的亚精胺、精胺含量和较低的腐胺含量可能有利于提高抗氧化酶活性,增强幼苗的低氧逆境适应能力。

氯酸盐是一类毒性强的氧化剂,曾被作为非选择性除草剂和脱叶剂大量施用,近年来,氯酸钾作为产期调控剂也在龙眼(Dimocarpus longan)反季节生产中大量应用。然而,氯酸根离子强氧化性对生物体有明显的毒害效应,其残留及次生污染物对水体和土壤环境也存在较强的污染效应。龙眼园通常间种花生(Arachis hypogaea),该文实验研究了氯酸钾和氯化钠对花生生长的毒害效应。结果表明,当浸种溶液的KClO₃浓度高于50 mg·L^-1时,花生种子的发芽率和胚根长度大大降低,幼芽的电解质渗漏率和过氧化氢酶活性显著升高;当土壤中KClO₃浓度高于50 mg·kg^-1时,会使花生幼苗叶片质膜透性增大,而硝酸还原酶活性、叶绿素含量和根系活力显著降低,氯酸钾的毒害效应远远超过氯化钠的盐害效应,高于50 mg·kg^-1的KClO₃还能使花生荚果期植株的光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量、根系活力、生物量合成和根瘤菌的数量显著降低。结论是,土壤中的KClO₃浓度高于50 mg·kg^-1时,即会显著影响花生植株的正常生长。

该研究选用的3种舞花姜属植物中,毛舞花姜(Globba barthei)和双翅舞花姜(G. schomburgkii)自然条件下开花不结实,以珠芽进行繁殖;异果舞花姜(G. racemosa)则同时以种子和珠芽进行繁殖。在人工栽培条件下,高养分处理显著增加毛舞花姜的珠芽干重((1.11±0.10) g vs. (3.08±0.69) g,p=0.010 7)、珠芽数量((30.58±2.92) vs. (74.74±9.73),p=0.000 4)、珠芽大小((10.5±1.48) mg vs. (53.50±11.42) mg,p=0.001 5)、植株营养体重((3.99±0.23) g vs. (9.67±1.17) g,p=0.000 2)和双翅舞花姜的珠芽数量((51.74±3.64) vs. (108.71±21.52),p=0.018 1)。不同养分条件下两种舞花姜的开花数量无显著差异。人工去除珠芽、花对两种舞花姜植株当年生花和珠芽的数量无显著影响(p<0.05)。自然条件下异果舞花姜不同居群间珠芽大小、珠芽数、珠芽重、果实重、种子数和营养体重等均存在极显著差异(p<0.001)。异果舞花姜各居群植株珠芽数和营养体重(r=0.901,p<0.05)、珠芽重和珠芽大小 (r=0.849,p<0.05) 呈显著正相关;果实重和种子数(r=0.998,p<0.05) 呈显著正相关。土壤因子主成分分析表明前3个主成分提供的信息量分别为50.575%、18.204% 和11.883%,其中第一主成分中的全氮(0.959)、速效氮(0.885)和有机质(0.821)负荷量最大,第二主成分中土壤速效磷(0.824)负荷量最大。植株营养体重和土壤速效磷极显著正相关(r=0.906,p<0.01),珠芽大小与全氮(r=0.798)、速效氮(r=0.780)和有机质(r=0.821)均呈显著正相关(p<0.05)。果实重和种子数与土壤因子相关性不显著(p<0.05)。3种舞花姜的无性繁殖器官更易受到养分供应的影响,有性繁殖器官对养分供应变化响应不显著,有性和无性繁殖之间似不存在补偿关系。

沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是西北荒漠地区珍稀常绿阔叶灌木,综合沙冬青分布区内气候、土壤和水分等因子,选取宁夏中卫县沙坡头、内蒙古磴口县、内蒙古阿拉善左旗、内蒙古乌拉特后旗作为样区,于2004年4月中下旬沙冬青的花期调查和收集根瘤,并结合地理环境对分离得到的根瘤菌进行抗逆性初步分析。调查发现根瘤的生成及其在宿主植物上的着生部位、大小、形状、颜色等因生境条件的不同而有所差异,水分是其主要的影响因子;分离得到根瘤菌17株,对其耐盐性、耐酸碱性、生长温度范围和抗生素抗性进行了研究。结果表明,64.7%的菌株可以在含3%NaCl的YMA培养基上生长;94.1%的菌株可以在pH 5~11的范围内生长;全部菌株在60 ℃处理10 min后仍能生长;不同菌株对不同抗生素表现出不同的抗性,ZW₄和WH₄¹对各抗生素表现出较强的抗性。分离自磴口县的根瘤菌普遍表现出较强的抗酸碱和抗高温的能力,这是对其环境的适应。本研究证明沙冬青根瘤菌具有较强的抗逆性,但菌株间存在差异,这可能是对沙冬青分布区多种景观生态类型的适应。同时测定了几种伴生植物中间锦鸡儿(Caragana intermedia)、猫头刺(Oxytropis aciphylla)和柠条(Caragana corshinskii)根瘤菌的抗逆性,与沙冬青根瘤菌表现出一定的相似性,具较强的抗逆性,说明生态环境对豆科植物-根瘤菌共生体有重要的影响。沙冬青的高抗性可能与沙冬青根瘤菌的高抗性有关。沙冬青与其根瘤菌的共生关系有利于其植物群落的发育和多样性的维系。

采用微卫星标记对茅栗(Castanea sequinii)随机大居群以及其中各亚居群的遗传结构进行了空间自相关分析,以探讨植物自然居群内遗传变异的分布特征及其形成机制。通过9对微卫星引物所产生的119个多态位点,测定了大别山区域内茅栗居群以及各亚居群的空间自相关系数Moran's I值。结果表明:大别山分布的野生茅栗为一个缺乏空间结构的随机大居群,茅栗亚居群之间频繁的花粉流削弱了地理隔离导致的遗传漂变或分化作用在维系居群随机遗传结构中具有的重要作用。但是,在接近亚居群大小的地域范围内(0.228 km)具有一定的空间结构,即小地域尺度中的亚居群存在着空间遗传结构。取样的3个亚居群在小格局范围内都存在一定的空间结构,遗传变异基本上呈非随机分布,在短距离内(61 m)3个亚居群一致表现出不同程度的显著正相关,而随着距离的增加,Moran's I值虽然在不同亚居群间存在一定差异变化,但是总体而言趋向预期值,即不存在空间结构,说明其遗传变异在亚居群内只是在短距离内形成一定的空间结构。研究认为有限的种子散播以及微生境选择等因素可能是产生这种小格局的遗传结构的主要原因。上述研究结果有助于进一步了解植物随机大居群的进化历史和生态过程,同时也为栗属植物中国特有种的保育策略提供了科学依据。

采用扩增片段长度多态性(AFLP)标记对我国特有的濒危植物毛柄小勾儿茶(Berchemiella wilsonii var. pubipetiolata)现存于浙江和安徽的4个片断化居群中的89株个体进行了遗传多样性和遗传结构的研究。结果表明,与其它木本濒危植物相比,毛柄小勾儿茶具有与它们相当的遗传多样性,8对选择扩增引物共扩增出122条清晰的条带,居群的平均多态位点百分率为P_p=26.4%,其中马家河居群最高(29.5%)而湍口居群最低(23.8%),居群的平均基因多样度为H_ep=0.162 8(0.140 5~0.172 4);而在物种水平上的遗传多样性为P_s=36.9%, H_es=0.202 4。居群间的遗传分化系数F_ST=0.193 9,表明居群间有显著的遗传分化,进一步利用AMOVA软件对遗传变异进行等级剖分发现:24.88%的遗传变异存在于地理宗间(浙江地理宗和安徽地理宗),14.71%的遗传变异存在于居群间,60.42%存在于居群内。该研究结果表明,由于人为干扰引起的生境片断化和居群减小导致了毛柄小勾儿茶居群的遗传多样性丧失和遗传分化,并对毛柄小勾儿茶的生存造成潜在威胁。该文还就保育策略进行了讨论。

采用等位酶淀粉凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对中国西部亚高山特有树种云杉(Picea asperata)10个天然群体的300个个体的遗传多样性和遗传分化进行研究。对8个酶系统17个酶位点(27个等位基因)的检测分析结果表明,10个位点为单态位点,云杉具有中等偏低的遗传变异水平。群体水平上的遗传多样性指标分别为:多态位点的百分率P_P=29.41%~41.18%,等位基因平均数A_P=1.4~1.6,平均期望杂合度H_ep=0.06~0.131;种级水平的遗传多样性指标分别为:P_s=41.18%,A_s=1.2,H_es=0.138。10个群体的群体水平的观测杂合度为0.094 3,期望杂合度为0.096 4;10个群体中,7个多态位点的单位点的观测杂合度(H_o)的均值为0.229(变幅为0.142 9~0.342 9),期望杂合度(H_e)的均值为0.234 1(变幅为0.160 8~0.317 3), 云杉天然群体间遗传分化度(F_ST)为0.311,云杉群体间变异占总变异的31.1%,基因流低(N_m=0.553 9),说明群体间的基因交流有限。异交率高(t=0.957),近交率低(F_is=0.005),这些研究结果表明:云杉群体间等位基因的频率分化显著,其它云杉属树种基因的渐渗、群体微生境差异和不同强度的选择压力可能是造成群体间分化显著的主要原因;Fdh-2-B基因与综合生态梯度值呈显著的负相关(r=-0.661 1^*),H_e与经度呈显著负相关(r=-0.683^*),云杉群体间的地理和遗传距离相关不显著。10个群体均含有绝大部分等位基因,且群体间分化很大,应加以重点保护和管理,作为云杉种质资源原地保存的基地和该树种进一步遗传改良的重要育种群体。

许多植物同时具有克隆生长与有性繁殖,两种繁殖方式间的平衡在不同物种间以及同一物种内不同种群间变化很大。旺盛的克隆生长可能会从多方面影响生活史进化。首先,许多克隆植物的有性繁殖与更新程度都很低,甚至有一些植物由于克隆生长而几乎完全放弃了有性过程,从而影响到克隆植物对局域环境的适应和地理范围进化。其次,克隆生长增大花展示进而增加了对传粉者的吸引,同时也增加了同株异花授粉的风险,而同株异花授粉往往会导致植物雄性和雌性适合度的下降。因此,克隆植物的空间结构与交配方式间可能存在着协同进化关系。最后,克隆生长与有性繁殖间可能存在着权衡关系:对克隆生长的资源投入将会减少对有性繁殖的资源投入。这种权衡关系可能是由环境条件、竞争力度、植物寿命和遗传等因素决定的。如果不同的繁殖方式是植物在不同环境下采取的适应性对策,那么我们可以预期:在波动和竞争力度大的生境中,植物应将大部分的繁殖资源分配给有性繁殖;而在相对稳定的环境中,克隆繁殖应该占据优势地位。但是自然选择对两种繁殖方式的选择结果是什么,以及控制这两种方式间平衡的生态和遗传因子究竟有哪些,到底是克隆生长单向地影响了植物的有性繁殖,还是与有性过程相伴随的选择压力同时塑造了植物的克隆习性?目前尚不清楚。同时从无性与有性繁殖两个方面综合考察克隆植物的繁殖对策是今后亟待加强的工作。

该文针对“西双版纳热带山地雨林的植物多样性研究”论文中存在的一些问题进行了讨论。原文所依据的6个调查样地, 从其分布海拔、生境、群落的生态外貌特征、植物区系组成及单位面积植物种数的统计上反映出它们并非都属于同样的植被类型,即原文所称的热带山地雨林,而可能分别属于《云南植被》中所应用的热带季节雨林的次生林群落(样地I和II)、季风常绿阔叶林群落(样地V和VI)及类似于苔藓常绿阔叶林(样地III和IV)的群落类型。由于这些样地代表了不同的植被类型, 导致在对这些样地的植物多样性特征的比较上出现较大差异。对原文在资料分析和与其它森林群落植物多样性的比较上存在的一些问题也作了讨论。原文的研究结果显示了西双版纳不同海拔高度上森林植物群落的物种多样性特征,但并不能全部运用于该地区的热带山地雨林这一特定植被类型。