克隆整合提高了入侵植物空心莲子草对北美车前的竞争力

选取北美车前Plantago virginica L.为竞争背景草,以空心莲子草Alternanthera philoxeroides（Mart.）Griseb.为研究对象,通过切断或保持其先端分株与后端分株间的匍匐茎连接,研究了克隆整合对先端分株生长以及竞争力的影响。结果显示：不管是否存在竞争,克隆整合显著提高了空心莲子草先端分株的生物量、总匍匐茎长度、叶片数目和分株数目,并降低了其对茎的生物量投资。此外,克隆整合显著提高了空心莲子草先端分株对北美车前的竞争力。种间竞争显著降低了空心莲子草的生长,但并没有显著影响其生物量分配。上述结果表明,克隆整合在一定程度上能够促进入侵克隆植物的生长和竞争力,从而可能潜在影响其入侵性。     

不同海拔高度短穗兔耳草克隆生长及克隆繁殖特征

研究了青藏铁路和青藏公路沿线 5个不同海拔高度样地中短穗兔耳草克隆生长和克隆繁殖的特征.结果表明,不同海拔高度短穗兔耳草匍匐茎数量、匍匐茎长度、基株干重、匍匐茎干重和无性系分株干重等均存在极显著差异(P<0. 01);匍匐茎数量与海拔高度之间存在明显的负线性相关性(P=0. 046 4);匍匐茎长度、基株干重、匍匐茎干重、单位长度上匍匐茎干重、无性系分株干重和匍匐茎分株总干重 /基株干重比值均与海拔高度之间存在极显著的二次多项式相关性(P<0. 01),但匍匐茎长度、匍匐茎分株总干重 /基株干重随海拔高度的变化趋势与基株干重、匍匐茎干重、单位长度上匍匐茎干重、无性系分株干重随海拔高度的变化趋势相反.在短穗兔耳草分布的海拔范围内,其克隆繁殖和克隆生长有一个“最佳”海拔高度,远离这一高度,其克隆繁殖和克隆生长会受到一定限制. 图 6表 2参 18     

中小径级毛竹对林地轮休覆盖模式的可塑性响应

以中小径级的低产毛竹(Phyllostachys edulis)林为研究对象,通过土壤轮休覆盖模式试验,分析毛竹克隆分株的产生规律及其地下鞭系统、间隔子行为和细根生物量垂直分布,探讨毛竹克隆种群的行为学机制及其对竹林生态系统的影响。研究发现,毛竹克隆分株萌发率处于(20.65±4.03)%~(35.26±1.18)%之间,其利用富足的营养爆发式萌发克隆分株,第1年覆盖和第3年覆盖的克隆分株数量分别达(35.2±7.7)和(27.8±4.2)株·m~(-2),打破了在漫长进化过程中形成的自身固有生长发育与繁殖的生活史节律,是一种被动适应;覆盖可增加眉围,随着覆盖时间的增加,眉围均值下降;覆盖极大地增加了幼鞭休眠芽数量,随着覆盖时间的增加,幼鞭和壮老鞭休眠芽的数量均会下降,轮休后,休眠芽数量有所恢复;轮休期一定程度上减少了幼鞭长度的比例,但随着轮休时间的增加,幼鞭长度比例有所上升,毛竹利用减小幼鞭直径、增加幼鞭长度和间隔子长度这种资源吸收结构的可塑性来达到开拓适宜生境的目的;第3年覆盖的平均细根生物量为第1年覆盖的64.07%,覆盖使细根生物量减少,并使其生物量分布趋向于土壤上层,轮休可使细根向较深土壤层生长,并使细根生物量回升;对照毛竹林在土壤表层和深层分配大量细根生物量,这与覆盖轮休模式只有1个峰值不同,说明细根针对不同的生境采取不同的生物量分配方式进行觅食。因此,覆盖第3年已出现衰退现象,轮休是覆盖的必要补充。     

空心莲子草在不同生境中氮素迁移和表型可塑性差异

为探究克隆繁殖性入侵植物空心莲子草在不同生境下的生长特性,以更好地了解其整体的生存策略,利用15N同位素标定技术评估空心莲子草在陆生(Ⅰ)、湿生(Ⅱ)、水生(Ⅲ)3种不同生境相互转换中的氮素迁移效率,并对不同生境中的空心莲子草生物量分配和表型可塑性差异进行分析研究。结果表明,在不同生境中,空心莲子草氮素迁移量和各构件的生物量均存在显著差异。氮素迁移量存在显著差异(P0.05),具体生境体现为ⅡⅢⅠ;Ⅱ较Ⅲ平均增长23.32%,较Ⅰ平均增长54.49%。空心莲子草植株总生物量Ⅱ最大,Ⅰ最小。地下生物量投资与生境含水量呈显著负相关,体现为ⅠⅡⅢ,茎生物量投资比叶生物量投资平均高15.57%。在不同生境中,空心莲子草株高和茎节长度均体现为ⅡⅢⅠ,陆生、湿生、水生3种不同生境的母株处理下,Ⅱ株高分别较Ⅲ和Ⅰ增长39%、189%,52%、116%,56%、127%;茎节长度分别增长36%、150%,63%、117%,57%、94%。空心莲子草在不同生境下的氮素迁移量、各构件的生物量以及分配格局表现出的显著差异显示了其在湿生生境下具备更强的氮素迁移利用、表型可塑性和对异质环境的适应能力,揭示了克隆繁殖植物空心莲子草在湿地生境中具有更强的入侵性。该研究可为空心莲子草防控提供理论指导依据。     

松嫩草地羊草克隆构型特征在不同种群密度下的可塑性

对不同密度羊草(Leymuschinensis)种群的克隆构型特征进行了调查,比较在资源水平相对一致时,羊草克隆构型特征,如根茎节间长度、间隔子长度、分枝距离和分枝角度,对种群密度变化的可塑性.结果表明:随着种群密度增加,羊草根茎节间长度和间隔子长度逐渐减小,分枝角度增大,且分枝角度在不同密度间差异显著.分枝角度的频率分布格局在不同密度间也存在显著差异,种群密度高时,羊草根茎具有更多的大分枝角.此外,羊草根茎节间长度、间隔子长度和分枝角度与其种群密度具有较强的冥函数关系.羊草根茎克隆特征在不同密度间具有较强的可塑性,当种群密度低时,羊草克隆特征更趋于“游击型”;随着种群密度的增加,其“游击型”特征减弱. 图2表2参19     

模拟采食下克隆整合对虉草生长及生理特征的影响

为了解克隆整合对克隆植物适应均质性采食环境胁迫的作用,以江西省鄱阳湖-乐安河段河岸带优势根状茎克隆物种虉草(Phalaris arundinacea)为对象,研究均质性采食条件下虉草的生理生态响应以及克隆整合在虉草应对模拟采食两月后发挥的作用.模拟采食(去叶)强度设置4组水平:不去叶(CK对照组)、去叶25%、去叶50%和去叶75%;克隆整合采用2种方式:茎切断和连接.结果显示,无论是否进行断茎处理,模拟采食均显著(P5%)降低虉草的叶片数、地上枝总长度、分株数和生物量,去叶处理下断茎的虉草分株相对茎连接分株具有更强生长优势.断茎和去叶处理对虉草叶绿素含量无显著影响,断茎的虉草分株在25%、50%去叶水平下叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和总叶绿素(Chlt)含量均高于茎连接的分株,所有去叶处理强度下断茎的虉草分株各叶绿素指标均高于对照组.去叶显著影响了虉草分株各光合指标,断茎分株在50%、75%去叶水平上的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)等指标均高于茎连接分株,25%去叶处理组则相反;去叶处理的虉草分株的Pn、Tr、Ci均低于对照组.因此,采食引起虉草分株光合速率下降,使营养物质积累不足,导致生长状态下降;虉草能够在一定程度上适应均质性采食处理带来的压力,但是克隆整合不能显著改善均质性采食条件下虉草的生长.     

克隆整合在空心莲子草抗病原真菌中的作用

入侵克隆杂草——空心莲子草在其入侵地给自然环境及社会经济造成严重危害,研究发现其野外种群很少感染病害。克隆整合作用在空心莲子草的生长发育中起着重要的作用,然而克隆整合作用对其抗病性影响的研究却很少。因此,设置实验以验证克隆整合在空心莲子草的抗病原真菌中是否起重要的作用。试验结果表明,空心莲子草的抗病原真菌能力显著强于同科植物苋菜,在接种病原真菌立枯丝核菌40 h后,苋菜叶片的侵染面积达到50%以上,而空心莲子草叶片的侵染面积不到10%;且克隆整合作用促进了空心莲子草顶端分株的地上部分的生长,茎段相连处理下,顶端的茎长、茎节数、茎的生物量、叶片数量、叶片生物量都显著高于基端,而茎段剪切处理下,顶端分株的地上部分生长并不显著大于基端分株;叶片接种病原真菌立枯丝核菌后,相连的顶端分株的总酚含量显著高于切断分株的顶端分株的含量。且二次接种病原菌后,相连分株的病原真菌侵染叶片面积不到0.1 cm~2,显著小于剪切分株的叶片侵染面积(0.8 cm~2)。结果表明,克隆整合作用不仅促进了空心莲子草相连分株的地上部分的生长,也提高了其抗病原真菌的能力。     

山西工矿区土壤二氧化硫与多环芳烃复合污染对小麦种子萌发和幼苗生长的影响

以小麦为供试植物,山西工矿区生黄土为供试土壤,进行了土壤中二氧化硫(SO2)与多环芳烃(PAHs)单一及复合污染对小麦种子萌发率及小麦幼苗株高、根伸长和地下生物量影响的研究,以期考察复合污染的生态毒性效应。结果表明,小麦种子萌发对SO2与PAHs单一及复合污染均不敏感;SO2和PAHs单一污染时,小麦幼苗的株高与根伸长均受到一定程度的影响,低浓度SO2或PAHs处理对小麦生长起促进作用,高浓度则为抑制作用;小麦幼苗株高与SO2浓度呈显著负相关(r=-0.954,P<0.05),但与PAHs浓度的相关性不显著;SO2与PAHs复合污染条件下,对小麦幼苗株高或根伸长的联合作用多体现为协同作用,在低浓度情况下(SO2<500mg·kg-1)表现为协同促进;当SO2达到500～1000mg·kg-1时,对小麦幼苗株高或根伸长的联合作用均体现为协同抑制。SO2和PAHs单一污染时,小麦幼苗地下生物量与SO2、PAHs浓度均为显著负相关(rPAHs=-0.953,rSO2=-0.916,P<0.05);复合污染条件下,在SO2浓度为10mg·kg-1时,对地下生物量的联合作用多体现协同促进作用;而在SO2浓度为1000mg·kg-1,PAHs为50～100mg·kg-1时,对地下生物量的联合作用均体现为协同抑制作用。多元逐步回归分析进一步表明,SO2与PAHs复合污染条件下,小麦幼苗株高、根伸长都受到了SO2及PAHs的共同影响,而SO2是影响小麦幼苗地下生物量的主要因素。     

水稻化感品种和非化感品种对稗草伴生的响应差异

利用作物自身的化感作用控制农田杂草是生态安全条件下农田杂草综合防治的有效途径,但在水稻Oryza sativa和稗草Echinochloa crusgalli的种间关系研究中化感作用对资源竞争的影响常被忽略。通过研究田间稗草伴生条件下,水稻化感品种和非化感品种生物量及形态特征的变化,结合水稻和稗草植株养分含量及根区土壤养分含量,分析水稻化感品种和非化感品种对稗草竞争的响应差异。稗草混种后,水稻化感品种根系生物量提高、叶面积增大;非化感品种生物量、株高、叶面积显著下降。与水稻化感品种混种,稗草株高、生物量、叶面积与单种对照差异不显著;而与非化感水稻混种,稗草株高、生物量、叶面积显著升高。水稻化感品种和稗草混种,水稻植株磷含量和根区土壤铵态氮含量增加,稗草根区土壤养分含量降低;而水稻非化感品种和稗草混种,水稻根区土壤铵态氮含量和植株氮含量下降,稗草茎叶氮含量增加,根区土壤养分含量与单种差异不显著。水稻化感品种对稗草的相对总产量和养分竞争比例显著高于非化感品种。可见,水稻化感品种和非化感品种对伴生稗草的响应和影响不同,水稻和稗草伴生系统中化感品种较非化感品种对稗草更具有竞争优势,二者形态特征及其对稗草根区土壤养分影响的差异,影响了其自身对伴生稗草的竞争能力。     

山西工矿区土壤SO2-PAHs复合污染对玉米种子萌发和幼苗生长的影响

二氧化硫(Sulfur dioxide,SO2)和多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是山西工矿区同时发现的两种典型环境污染物,对区域土壤环境的影响极大.本文以山西工矿区生黄土为供试土壤,以玉米种子为供试作物,采用室内培养皿育苗试验,研究了不同浓度的SO2(0、10、100、500、1 000 mg kg-1)与PAHs(0、1、10、50、100 mgkg-1)单一及复合污染对玉米种子的萌发率、苗期株高、根长和总生物量的影响,以表征SO2与PAHs复合污染的生态毒性.结果表明,与对照相比,SO2单一污染对玉米种子萌发起到促进作用,对玉米苗期株高、根伸长及早期总生物量则是低浓度(10-100 mg kg-1)促进生长,高浓度(500-1 000 mg kg-1)抑制生长;PAHs单一污染对玉米种子的萌发没有明显的影响,对玉米苗期株高、根伸长及总生物量也是低浓度(1-10 mg kg-1)促进生长,高浓度(50-100 mg kg-1)抑制生长;SO2-PAHs复合污染条件下,只有高浓度的复合污染处理对玉米种子萌发起抑制作用,但与对照相比没有显著性差异;低浓度的SO2与低浓度的PAHs处理对玉米株高、根伸长及总生物量有一定的刺激作用,而高浓度的SO2与高浓度的PAHs处理则抑制了玉米的生长,即随着SO2和PAHs浓度的升高,复合污染的毒性逐渐增强.多元回归分析进一步表明,玉米株高和根伸长主要受SO2和PAHs的共同影响,而玉米苗期总生物量主要受PAHs的影响.     

不同底质和透明度下马来眼子菜的表型可塑性研究

马来眼子菜(Potamogeton malaianusMiq.)是目前太湖沉水植物优势种之一。文章比较分析了3种不同底质和透明度情况下马来眼子菜的生长特征,探索其在太湖不断扩展的原因及其适应性。分别选取粘土质粉砂、粉砂和下蜀黄土底质上生长的马来眼子菜进行观察试验。结果表明,这3种底质在粒度组成、营养盐和分布特征上具有显著差异。在太湖粘土质粉砂和粉砂底质上马来眼子菜的生物量比下蜀黄土底质上的马来眼子菜高,其生物量随着底质营养盐的增加而增加。马来眼子菜与觅光相关的形态指标,如高度、节间距、节数、叶数、叶长及叶面积均随着底质营养盐的增加而显著增加。马来眼子菜的冠层高度与水体的透明度呈显著负相关,表明其对剧烈变化的湖泊光环境具有很强的适应能力。马来眼子菜在不同底质上的形态可塑性是其优先占据湖泊资源成为优势种的重要原因。     

Clonal extent,apical dominance and networking features in the phalanx angiosperm <Emphasis Type="Italic">Zostera noltii</Emphasis> Hornem.

Disaggregating seagrass meadows and studying its components separately (clones, ramets, shoots) can provide us insights on meadow dynamics and growth patterns. The clonal growth, dependent upon clonal rules may regulate and impose constraints to plant architecture and, therefore, determine how individual clones evolve into the environment. In order to investigate the relationship between clonal growth rules and clone architecture, the belowground network architecture of single-clones of the seagrass Zostera noltii was studied. Networks were traced in situ after washing out the overlying sediment, and network characteristics were measured using digital analysis: area covered by clone, total rhizome length, type of rhizomatic axes (main, secondary, tertiary, quaternary), number and length of the internodes, branching angles and branching frequencies. This approach revealed that Z. noltii is able to develop into large clones integrating up to 300 internodes, 676 cm of rhizome, 208 shoots and 4,300 cm² of plant area. Internodal length depended on both, the distance to the apical shoot (time effect) and the axes type (apical dominance effect). However, average branching angle was independent of axis type (average 58.3 ± 0.75), but varied significantly depending on the distance from the apical shoot. This average branching angle allows Z. noltii maximize the rate of centrifugal expansion, maintaining a high density in colonized areas to produce close stands but also minimizing the investment in belowground biomass and ramets overlapping. The clonal architecture of Z. noltii seems to be regulated by the interaction of both, apical dominance strength and clonal integration distance. Moreover, clonal growth rules and growth pattern seem to constrain clonality through (clonal) plant architecture regulations (i.e. branching is restricted in secondary axes, similar average branching angles regardless the axes, the higher the distance to the apex the higher the number of internodes in secondary axes, shorter internodes in secondary and tertiary axes). Future research efforts should focus on how these complex relationships between apical dominance and clonal integration interact to elucidate the temporal (seasonal) and spatial scales of both processes and the outcome at the plant architectural level.     

九寨沟自然保护区4种水深梯度下芦苇分株地上生物量的分配与生长

芦苇是世界自然遗产--九寨沟自然保护区的一种重要的湿地植物.本文对该地区芦苇海4个不同水深梯度下芦苇的无性系地上分株的生物量分配、生长与繁殖策略进行了比较研究.结果表明,在47 cm (水在土层表面上)水深环境中,芦苇单株的平均生物量(4.2 g)最大.在-15 cm (水在土层表面下15 cm)的生境中,叶生物量百分比(叶生物量占单株总生物量的百分比, 46.1%)最大.芦苇地上分株高度、地上分株有分枝的单株百分比(茎上有分枝的分株占样地总分株的百分数)也存在明显的差别.茎的生物量分配百分比和生长速率随水深的增加而增加.在滩地生境中,开花率、花序的生物量百分比明显大于水较深的生境.分株株高与分株生物量、茎生物量与叶生物量都表现出较明显的幂指数异速生长规律.在-15 cm水深的生境中,叶生物量的生长快于茎的增长;在其他水深梯度的生境中,则是茎生物量的增加快于叶生物量的增加.     

Disturbance by ice and life-history adaptations of the seagrassZostera marina

The formation of winter ice, and its movement with the tides, has had a major influence on the life-history parameters of shallow-water populations of the rhizomatous marine angiosperm eelgrass (Zostera marina) in Nova Scotia, Canada. In this region, and annual form of eelgrass inhabits intertidal and shallow subtidal mudflats and a perennial form is common in subtidal areas. Where lowtide water depth was greater than winter ice thickness (25 cm), ice movement removed much of the aboveground biomass from perennial ramets, but did not influence the density of ramets. Measurements of primary production showed that perennial plants allocated a greater proportion of their total production to below-ground structures than measured in all previous studies on eelgrass. Thus perennials are well anchored in the sediment, are more able to withstand removal by ice, and have reserves available for production of new leaves when ice melts. In the spring, seed germination was greatest in areas where ice had removed whole plants (or their aboveground parts) than among mature ramets which had survived winter intact. Survival of seedlings (new genets) was not affected by shading from the adult canopy, but a shading experiment showed that competition for light with mature ramets had a significant negative effect on morphology, growth and the allocation of seedling biomass to below-ground parts, thus reducing the ability of new genets to survive ice disturbance in the next winter. The annual form ofZ. marina was restricted to areas where low tide water depth was much less than winter ice thickness. Annual plants did not survive winter, had small investment in below-ground parts and high reproductive effort, and overwintered as seeds. The genetic status of the two forms and the restriction of the annual to very shallow water are discussed in the light of previous work on eelgrass     

围封6年对温带典型草原坡地物种多样性及其与地上生物量的关系的影响

以内蒙古太仆寺旗地区典型克氏针茅-羊草草原为研究对象,通过调查围封6年后围栏内外典型草原群落特征,分析围封、放牧处理下典型草原植物群落结构及地上生物量的动态变化,揭示围封放牧对植被群落结构、物种丰富度和地上生物量的影响。结果发现,在围封6年后,各功能群物种丰富度与盖度围栏内外的空间变化趋势基本一致。群落物种丰富度和地上生物量均随坡位下降而显著增加,初步显示了物种多样性与生态系统功能的空间变化的一致性。围栏内物种丰富度显著低于围栏外,而地上生物量却显著大于围栏外。围栏内多年生禾草、一年生植物物种丰富度显著低于围栏外,而半灌木盖度、生物量显著高于围栏外。围栏内外在禁牧和放牧不同处理下,表现出不同的草原退化方式：在禁牧条件下,尽管生物量有所恢复,但灌木和半灌木的增加却代表了草原的退化;放牧、刈割等人类活动增加了耐牧物种和不适口植物生长的可能,表现为草原退化指示物种增加,同样是草原退化的表现。围栏外一年生植物盖度和生物量显著高于围栏内,而一年生植物的频数也远远大于围栏内（围栏内外频数比13：71）,且独行菜、猪毛菜等仅出现于围栏外。同时,地上生物量随着物种丰富度的增加而增加,但只有围栏外的关系达到统计显著程度,说明围封调制了生物多样性与生态系统功能的关系。本研究表明,对于干旱半干旱典型草原的恢复,不能简单地采用长期完全禁牧措施,应当根据区域环境、植被以及社会经济情况,制定季节性放牧或者间歇性禁牧的恢复措施,从而保证草场的可持续性恢复利用。     

喀斯特特有植物罗甸小米核桃幼苗对光照强度的可塑性响应

研究光照强度对1年生喀斯特特有植物罗甸小米核桃幼苗可塑性的影响,探讨其在个体定居初期如何响应不同光照强度的变化及其生态适应策略.设置约为自然光100％、75％、50％和25％的光照强度处理材料,4个月后收获,比较分析罗甸小米核桃幼苗的形态、生物量分配和生理性状在不同光照强度处理下的差异,并对可塑性指标进行综合评价.结果...     

Optimal biomass allocation in heterogeneous environments in a clonal plant—Spatial division of labor

When interconnected ramets of clonal plants are growing in heterogeneous environments, ramets may specialize to uptake locally abundant resources rather than scarce resources. This biomass allocation pattern may result in more efficient sharing of resources through physiological integration and an overall benefit to the plants (spatial division of labor; DoL).     

The concentration and distribution of organochlorine pesticides in the air from the karst cave, South China

Organochlorine pesticides (OCPs) in the air of Dayan Cave in Guilin were analyzed, to investigate the source and contamination levels. Generally, air outside of the cave had much higher concentrations than inside air, and both outside and inside air showed much lower contamination levels than those observed in other regions in China and abroad. The ratios of α-/γ-HCHs and the percentages of β-(or δ-)HCH implied a residue of historical local technical HCH contamination. The DDT concentrations, o,p'-DDT/p,p'-DDT, and p,p'-DDE/p,p'-DDT suggested fresh DDT-containing products acted as the primary source of DDT for the air in Dayan Cave. An intermediate level concentration of α-endosulfan (156.00?pg/m(3)) was observed in the outside air, implying local source was dominant. Based on the similar sources of HCH and DDT and the relationships between outside and inside air, it appeared that outside air pollutants affected on inside HCH and DDT's distribution. For other OCPs, outside air might be major contributor to inside air contamination under conditions of high concentrations in outside air compared with low levels in inside air for semi-closed karstic caves.