黑河下游胡杨群落多样性沿河岸距离的变化特征

胡杨(PopuluseuphraticaOliv.)是荒漠河岸林的主要建群种之一,对维持荒漠河岸生态系统稳定和抑制荒漠化有着重要意义。为科学认识极端干旱荒漠河岸地带胡杨群落结构、多样性特征沿河岸距离的变化规律,选择黑河下游荒漠河岸地带自然分布的胡杨林作为观测样地,沿垂直河岸方向上设置9个采样点,分析沿河梯度上胡杨群落物种组成、结构、植物区系与多样性特征。结果表明:在沿河梯度上,共有物种7科9属9种,物种多样性低,胡杨在群落中占绝对优势(重要值为0.61—0.90),是群落优势建群种。植物区系贫乏,单种科和单种属占比高,具有明显温带属性,且与古地中海成分地理联系密切。随着沿河岸距离的增加,植物群落结构由乔-灌-草向乔-草类型过渡,植物群落盖度呈先上升后下降的显著变化趋势,在距河650 m处达到最大,为74.33%,灌木层盖度总体上低于乔木层和草本层。胡杨群落多样性指数偏低,Patrick指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数最大值分别为7、0.66、1.31、0.81。α多样性指数随沿河岸距离的增加呈先上升后下降变化趋势,在距河650—800 m之间达到峰值,其中Pielou指数变化不显著。Cody指数在距河650—800 m和800—950m之间出现较大值,而S?rensen指数较小,表明该区域β多样性最大,胡杨群落样地间异质性程度高。在黑河下游荒漠河地带,土壤水盐变化限制和调控着草本植物的生长和分布,对胡杨林群落多样性产生重要的影响。研究结果有助于认识该地区沿河胡杨群落结构特征及其多样性格局,也将为荒漠河岸胡杨林植物资源的管理和恢复提供科学参考。     

河西走廊荒漠植物多样性及其对环境因子的响应

研究河西走廊荒漠植物多样性结构特征及其对环境因子的响应有利于保护干旱区植物多样性、维持荒漠生态系统稳定。沿河西走廊由东南至西北方向自然降水递减梯度设置样带,探讨荒漠植物α、β多样性的变化规律及其对环境因子的响应。研究结果显示,（1）Margalef丰富度指数（R）范围为1.22-8.22,Simpson优势度指数（D）范围为0.25-0.97,ShannonWiener多样性指数（H’）范围为0.05-1.52,Pielou均匀度指数（E）范围为0.08—0.90。河西走廊荒漠植物物种数少且分布不均,少数物种占据较大优势。（2）表征β多样性的Bray-Curtis距离指数（d BC）普遍较高,河西走廊东、中部样带间d BC平均值为0.91,西部样带间d BC平均值为0.78。东、中部样带（年均降水量大于50 mm）与西部样带（年均降水量约50 mm）之间d BC大都为1.00,说明东中部与西部之间荒漠植物相似性极低。（3）α多样性和环境因子的Spearman分析和冗余分析（Redundancy Analysis,RDA）表明,α多样性的变化由比湿、年均风速、年均降水量、短波辐射总强度、...     

新疆塔里木河下游生态输水对胡杨叶片MDA含量的影响

结合塔里木河下游生态输水后地下水位变化的监测和胡杨叶片中能够指示环境变化的丙二醛(MDA)含量的测定，对塔里木河下游地下水位变化与胡杨叶片中MDA积累变化关系进行了分析．结果表明，胡杨叶片MDA含量随着地下水位的下降、干旱胁迫程度的增强呈现出明显增加态势，与地下水位变化存在密切关系．结合野外样地调查分析得出：地下水位埋深在4．42m时，胡杨生长已受到水分胁迫；在5．78-6．46m之间，胡杨受到中度水分胁迫，胡杨的生长发育将受到明显的抑制；而在8．89～9．74m之间，胡杨受到重度水分胁迫，将面临着死亡的威胁．图6参22     

陆地生态系统植物和土壤微生物群落多样性对全球变化的响应与适应研究进展

生态系统植物和土壤微生物群落多样性受氮沉降、气候变暖、大气CO_2浓度升高(eCO_2)、极端干旱等全球变化的强烈影响,深入认识和理解全球变化下植物群落-土壤微生物群落的关系对生物多样性保护至关重要。文章综述了陆地生态系统植物和土壤微生物群落多样性对以上4种全球变化单因子和多因子(双因子、三因子及四因子)交互作用的响应与适应规律。主要结论为,(1)氮沉降、气候变暖和极端干旱均改变了植物和土壤微生物的群落组成,呈现降低、增加和无影响3种效应,大多数研究结果是降低效应,例如高氮沉降和长期低水平氮沉降减少了植物多样性,微生物群落多样性的下降幅度随氮沉降时间和量的增加而加强;气候变暖改变了植物的物候,降低了植物多样性,促使土壤微生物群落的演替分异;极端干旱导致植物组成发生了方向性的变化,植物多样性降低并促进盐生植物的生长,土壤微生物量和活性降低并促使转向渗透胁迫型策略。(2)eCO_2增加促进植物光合作用从而刺激植物的生长,对植物多样性的影响取决于资源可利用性,一般增加根际细菌和土壤真菌的相对丰度以加快土壤的碳源利用。(3)全球变化多因子交互作用下植物-土壤微生物群落多样性的关联效应主要为协同、累加、抵消或非加性等,其中氮沉降×气候变暖为累加;氮沉降×eCO_2对植物生物量的影响为协同增效,而对植物群落可能是相反或抵消;气候变暖×eCO_2对土壤微生物群落为累加;三因子和四因子交互作用对植物和土壤微生物群落为非加性,较难预测。最后指出当前的研究不足和今后的发展方向:(1)加大不同时空尺度的植物和土壤微生物群落研究;(2)精确全球变化多因子交互作用对植物和土壤微生物群落多样性影响的估算。     

新疆喀什噶尔河岸植被对地下水埋深的退化响应

地下水是干旱区重要的环境因子,影响着植被的生长分布.基于2018年新疆喀什噶尔河岸的监测井与植物样地监测数据,分析了研究区不同地下水埋深梯度的植物生长与群落分布情况,讨论地下水埋深对植被退化的影响,结果表明:1)研究区主要以乔木和灌木为主,其中胡杨出现频次最高,是研究区优势植被,其盖度和高度较小,长势受到地下水埋深制约...     

植物多样性对土壤微生物的影响

生物多样性强烈地影响生态系统的过程.生态系统过程的变化可导致生物多样性衰减并因此导致生态系统功能衰退.植物种丰度和植物功能多样性对土壤细菌群落的代谢活性和代谢多样性有成正比的影响.土壤细菌的代谢活性和代谢多样性随植物种数量的对数和植物功能组的数量而直线上升.其原因可能是由植被流入土壤的物质和能量的多样性和数量的增加,也可能是由土壤动物区系起作用的土壤微生境的多样性的增加造成的.由于植物多样性的丧失所引起的植物生物量的减少对分解者群落有强烈的影响微生物生物量将可能减少,因为在大多数陆地生态系统中,有机碳源限制着土壤微生物的活性.     

外来入侵植物紫茎泽兰对植物多样性的影响

采用样方法调查了云南省和四川省5个受紫茎泽兰入侵的样地中草本植物和灌木的种类和数量,分析了其物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数.结果表明,5个样地采得本地植物87种,其中常见本地植物32种,隶属19科31属.紫茎泽兰入侵造成5种生境条件下物种丰富度指数下降显著或极显著.除样地d外,其他样地紫茎泽兰入侵的样方Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数下降显著或极显著.而紫茎泽兰入侵对Pielou均匀度指数的影响则没有表现出明显的规律.不同生境条件下,植物群落的季节变化有所不同,以一年生草本植物为主的群落,其多样性指数和均匀度指数下降趋势较以多年生草本植物和灌木为主的群落更为明显.     

全尺度人工湿地中植物多样性对生产力与多样性效应的影响

在中国东南部的全尺度复合垂直流人工湿地中开展2年的植物多样性实验,以研究植物多样性（包括植物物种丰富度和植物组成）对群落生产力与多样性效应（即互补效应、选择效应和净多样性效应）的影响及其产生机制。结果表明,2007年物种丰富度与群落生产力呈线形正相关,而2008年显著的单峰格局,其关系式为：y=-0.213x2＋3.455x＋15.192（R=0.215）。2008年物种丰富度与互补效应呈显著地线形负相关,而2007年呈单峰格局,其关系式为：y=-0.389x2＋6.974x-10.707（R=0.247）,而且2007年与2008年的互补效应与生产力都呈显著的正相关,表明互补效应对生产力的提高有重要作用。然而,2007年与2008年物种丰富度与选择效应之间均没有显著相关性,且选择效应与群落生产力之间也没有显著相关性,表明选择效应对生产力的提高作用不显著。2007年与2008年中物种组成对生产力、互补效应、选择效应与净多样性效应均有显著影响,说明人工湿地的植物配置对其生态系统功能的维持尤为重要。2008年物种丰富度与净多样性效应呈极显著地线形负相关,而2007年呈显著单峰格局,其关系式为：y=-0.329 x2＋5.968 x-12.659（R=0.234）,这种趋势主要是由于植物多样性-生态系统功能关系的影响因素（如物种的竞争力和生态位）在2年中有所变化。同时,2007年与2008年的多样性净效应与生产力都呈显著正相关关系,表明生产力与多样性净效应的变化趋势是同步的。与抽样效应假说不同的是,本实验中单种最高产物种（芦竹）在混种时没有表现出高产,主要是由于生长的分配、资源的竞争力与环境的变化等。     

植物对干旱胁迫的响应研究进展

植物在经受干旱胁迫时,通过细胞对干旱信号的感知和传导,调节基因表达,产生新蛋白质,从而引起大量形态、生理和生化上的变化.干旱胁迫对植物在细胞、器官、个体、群体等水平上的形态指标有显著影响,也会影响其光合作用、渗透调节、抗氧化系统等生理生化指标.植物对干旱胁迫的分子响应较复杂,包括合成一些新的基因如NCED、dehydrin基因和CBF、DREB等转录因子.另外,干旱胁迫还能造成蛋白质组学的变化.参52     

不同恢复模式对塔里木河下游物种多样性及恢复速率的影响

植被恢复是退化生态系统恢复与重建的前提。为明晰恢复模式对物种多样性及恢复速率的影响,以塔里木河下游自然恢复(NR)、沟灌模式(FUI)、漫灌模式(FLI)3种不同恢复模式下的试验区为研究对象,运用典型样地法,对比分析了3种模式群落结构与物种多样性的特征,探讨了不同恢复模式对植被恢复效果的影响。结果表明,(1)恢复后,3种模式物种的增加主要为草本物种的增加。自然恢复下,乔灌木物种数虽未增加,但胡杨(Populus euphratica)和柽柳(Tamarix ramosissima)依然居优势地位,沟灌和漫灌模式下群落盖度分别由3%和53%增加至15%和79%,密度分别由0.09plant·m~(-2)和0.89 plant·m~(-2)增加至0.63 plant·m~(-2)和43.64 plant·m~(-2),均增加显著。(2)自然恢复后物种的丰富度、Margalef、Simpson、Shannon-Weiner指数增加不显著,而沟灌和漫灌模式下增加显著。恢复后,沟灌和漫灌模式下的丰富度、Shannon-Weiner、Simpson、Jsw和Jsi指数均显著高于自然恢复。(3)恢复后,乔木的各指数在3种模式之间无显著差异,灌木的丰富度指数在沟灌和漫灌模式下显著高于自然恢复的,草本的丰富度、Shannon-Weiner和Jsw指数在漫灌模式下都显著高于沟灌模式和自然恢复的。(4)不同模式下物种恢复速率表现为漫灌模式沟灌模式自然恢复,不同生活型植物的恢复速率表现为草本灌木乔木。自然恢复模式对维持建群种在群落中的地位起到了一定促进作用,但沟灌和漫灌模式对物种多样性的恢复更加有利。     

黑土微生物丰度和多样性对邻苯二甲酸二丁酯污染的响应

邻苯二甲酸二丁酯(Di-n-butyl phthalate,DBP)是一种在环境中广泛存在的有机污染物,已被中国环境检测中心和美国环保署列为优先控制污染物。该研究探讨了黑土微生物丰度和多样性对不同浓度DBP(0、5、10、20和40 mg·kg~(-1))污染的响应。研究结果基本表明,黑土中的细菌、真菌和放线菌的生长(数量)对DBP污染均表现为被抑制效应,且在污染初期抑制效应与DBP浓度呈正相关,随着培养时间的增加有减缓的趋势,但在短期(25 d)内并未完全消除。为了确证这一结果,选择了4种有代表性的微生物,做了进一步的研究。结果同样表明自生固氮菌、亚硝酸氧化菌和磷细菌的生长均受到DBP污染的抑制,且抑制效应与DBP污染浓度呈显著性正相关(P=0.05);但是铁细菌的生长(数量)却受到了DBP污染的促进,且增幅与DBP污染浓度呈现正相关。采用RAPD方法研究表明,黑土微生物的丰富度和Shannon-Weanier多样性受到DBP污染的抑制,且10、20和40 mg·kg~(-1)的污染浓度处理的抑制效应在25 d内并未完全消除。因此,可以得出结论:DBP污染改变了黑土微生物区系结构和功能代谢菌群数量,降低了黑土微生物的多样性与丰度,从而有可能影响黑土的生态系统功能,威胁黑土的可持续利用。     

杨柳科植物对干旱胁迫的性别响应差异

杨柳科(Salicaceae)植物多为雌雄异株植物,在自然种群中常出现性别偏倚现象,雌雄植株之间不同的资源吸收和利用策略以及外界环境压力是造成性别偏倚的重要因素.干旱胁迫是影响植物生长的不利因素之一,了解雌雄异株植物对干旱胁迫的性别差异响应对全面认识植物在有限水分条件下的抗性机制至关重要.本文从形态、生理、分子水平的变...     

不同温度下灰胡杨叶片气孔导度对光强响应的模型分析

气孔通过调节植物体水分散失和CO2吸收在植物适应环境变化中发挥重要作用,而气孔导度模型是评价植物叶片气孔调节的重要工具。利用LI-6400光合仪测定了灰胡杨(Populus prunisoa Schrenk)在不同温度下的气孔导度响应曲线,采用几种常用的气孔导度模型对灰胡杨气孔导度进行拟合和比较,并将气孔导度模型与光响应修正模型进行耦合(耦合模型)分析了灰胡杨气孔导度的光响应特征。结果表明:灰胡杨净光合速率随气孔导度的增大而升高,但当气孔导度增大到0.397mol·m-2·s-1以上,光合速率逐渐下降。Ball-Berry模型(BB)决定系数最大(0.937)、根均方差最小(0.013 7),较Leuning修正模型(BBL)、气孔导度机理模型(BBY)和Jarvis模型(JA)能更好地描述灰胡杨气孔导度与光合速率之间的关系及拟合气孔导度对光合有效辐射的响应曲线;直角双曲线修正模型与非直角双曲线模型均能较好地描述灰胡杨光合速率与光合有效辐射之间的关系,但直角双曲线修正模型拟合的光饱和点、最大光合速率、光补偿点和暗呼吸速率与实测值更吻合,拟合效果更好。构建BB模型+直角双曲线修正模型(BBP耦合模型)拟合气孔导度的光响应曲线,并与气孔导度机理模型+直角双曲线修正模型(BBYP耦合模型)进行比较与验证,BBP耦合模型的模拟值与观测值更接近且根均方差最小(0.009 9),其拟合效果优于BBYP耦合模型。此外,不同温度下灰胡杨最大气孔导度与最大净光合速率并不同步,最大净光合速率早于最大气孔导度。构建的BBP耦合模型较为合理,可为定量探讨荒漠植物叶片气孔调节行为,进一步估算叶片光合作用和构建适合极端干旱区的水-碳耦合循环机理模型奠定基础。     

烟草异源过表达胡杨PeGRF6/8a对不同逆境的响应

14-3-3蛋白是一种广泛存在于动植物体内的高度保守的蛋白家族,通过与各种靶蛋白之间的互作,参与生物体内各种生理生化过程和代谢反应,且在生物与非生物胁迫响应中发挥着重要作用.为明确胡杨PeGRF6/8a在非生物胁迫中的功能,克隆了胡杨14-3-3蛋白家族中PeGRF6/8a的cDNA序列,构建该基因的植物过表达载体pBI121-35S::PeGRF6/8a,并采用农杆菌介导法将其转化野生型烟草.对获得的异源过表达烟草进行以下处理:(1)浓度为1μmol/L和2.5μmol/L脱落酸(Abscisic acid,ABA)处理条件下的种子萌发实验;(2)低氮(2.5 mmol/L KNO_3)和高氮(150 mmol/L KNO_3)胁迫下的根长对比实验;(3)1/2霍格兰(Hongland)营养液水培实验,分别设置对照(CK)、低氮(0.2 mmol/L KNO_3)、高氮(150 mmol/L KNO_3)和盐胁迫(150 mmol/L NaCl)4个处理.结果显示:(1)在ABA处理下,转基因烟草种子的萌发率较野生型低,且在2.5μmol/L处理下更加显著;(2)低氮处理下,转基因烟草的根长显著短于野生型烟草的根长,而高氮处理下的结果相反;(3)水培实验中,低氮和盐胁迫处理下,转基因烟草与野生型相比,其下部的叶片明显变黄或萎焉,所含叶绿素和类胡萝卜素含量明显降低,抗氧化酶SOD以及渗透调节物质脯氨酸和可溶性蛋白的含量也显著降低,而叶片中丙二醛(MDA)的积累量却显著升高;高氮胁迫下,野生型烟草的萎蔫速度要显著快于转基因烟草,其转基因植株的生理指标除MDA积累量外均显著高于野生型.上述结果表明在烟草中异源过表达胡杨PeGRF6/8a能够降低植物对低氮和盐的耐受性,但可以增强植物对高氮的耐受性.(图9参31)     

不同地理种群紫茎泽兰种子萌发对干旱胁迫的响应

以不同渗透势的PEG(6000)溶液模拟水分胁迫条件,通过相对发芽率、萌发抗旱指数、活力指数3个指标,研究了14个不同地理种群紫茎泽兰(EupatoriumadenophorumSpreng.)的耐旱能力,并采用模糊隶属法用上述3个指标对14个不同种群的耐旱性进行综合评价.结果表明,LP、PZH、YJ种群较为耐旱,耐旱隶属函数总平均值分别0.766、0.689、0.658,SM种群则较为敏感,耐旱隶属函数总平均值为0.065.图2表3参23     

林窗对马尾松人工林植物多样性的影响

为了解人工抚育调控林窗对马尾松人工林植物多样性的影响,以长江上游低山丘陵区39年生的马尾松人工林为研究对象,人为砍伐形成不同大小(100-1 600 m2)的林窗共计21个,研究了林窗、林窗边缘、林下的植物多样性.结果表明:马尾松人工林林窗内外的丰富度指数R0(物种数)、Simpson生态优势度指数(SP)、Shannon-Wiener物种多样性指数(SW)差异显著(P0.05),其丰富度指数的大小顺序是林窗林窗边缘林下.不同大小林窗之间的丰富度指数也有显著差异(P0.05),但Simpson生态优势度指数、Shannon-Wiener物种多样性指数和Pielou均匀度指数(Jsw)差异均不显著.不同大小林窗边缘的丰富度指数、优势度指数、多样性指数和均匀度指数均没有显著差异(P0.05).综合来看,林窗的形成显著提高了马尾松人工林林下植物的丰富度,林窗大小对林下植物的物种组成和丰富度也有显著影响.     

五台山南台山地草甸种群对旅游干扰响应的识别

利用生态位的相关理论,研究了五台山南台山地草甸种群对旅游干扰的生态响应.结果表明,从第1带到第5带,紫羊茅和扁蓄的竞争势力在不断减小,北方嵩草的势力在不断增强;其次,雪白委陵菜的竞争能力也有减小的趋势,紫苞风毛菊有上升的趋势;珠芽蓼、车前、地榆、小秦艽、小花草玉梅、斗蓬草、田页蒿和白缘蒲公英的竞争能力忽高忽低,没有表现出明显的规律.零零香、歪头菜、小红菊和兰花棘豆仅出现在第5带上.此外,第5带普遍重叠值最大,第1带普遍重叠值最小.表3参12     

桑园土壤微生物群落功能多样性对PAHs污染的响应

为了探明桑园土壤微生物群落功能多样性与多环芳烃(PAHs)污染的关系,采用Biolog检测法研究某路域桑园土壤微生物功能多样性对PAHs污染的响应。结果表明,不同区域PAHs污染程度由大到小依次为区域2(位于区域1和3之间)、3(离公路最远)和1(离公路最近);Biolog分析发现不同区域土壤微生物对碳源利用的平均颜色变化率(AWCD)由大到小依次为区域2、3和1;区域2的Shannon指数和Gini指数均显著高于区域1和3,而区域1的Shannon均匀度显著低于区域2和3,区域2土壤微生物活性最强且群落结构最丰富,其后依次为区域3和1。主成分分析结果显示,3个区域微生物群落的生理功能差异明显,主要表现在对糖类和氨基酸类物质的代谢上。冗余分析表明,区域2土壤微生物与PAHs含量关系最密切,说明较高的PAHs含量更能激发桑园土壤微生物的生理活性,微生物群落代谢功能因PAHs污染而有所提高。     

裸果木种群遗传多样性及其与土壤因子的关联性研究

为深入了解裸果木(Gymnocarpos przewalskii)遗传基础、斑块状分布的种群遗传结构及遗传多样性与土壤因子间的相关性,对分布于西北荒漠区的12个裸果木种群遗传多样性及土壤养分及进行分析,为裸果木遗传多样性的地理变异趋势预测及种质资源的科学管理和保育提供依据。结果表明,裸果木居群遗传多样性较高,其中,Nei’s基因多样性指数(He)变化范围为0.235~0.269,Shannom信息指数(I)变化范围为0.351~0.405,居群内具有丰富的遗传变异,基因分化系数(Gst)为0.279。基于遗传一致度对种群进行PCA分析,12个种群裸果木可分为4大类:甘肃肃北县种群为分布的核心区,单独为一类;以河西走廊中西部为中心分化2类,甘肃瓜州及甘肃柳园镇为河西走廊西部中心种群,与向西南和向西延伸的甘肃阿克塞县和新疆伊州区种群亲缘关系较近,聚为一类;甘肃金塔县、甘肃高台县、甘肃清泉乡、甘肃肃州区为中心的河西走廊东部分布聚为一类;向东和向东南延伸的内蒙古阿右旗、宁夏沙坡头区域和甘肃民勤县聚为一类。依据裸果木分布区土壤养分含量进行主成分聚类,将种群划分为3大类:宁夏沙坡头样地中有机质、磷、氮和水分含量较高,被单独划为一类;甘肃肃北县等种群因土壤养分含量处于中等水平,聚为一类;内蒙古阿右旗等种群因钾元素含量高,被划分为一类。将遗传特征参数与土壤养分含量进行相关性分析,土壤中氮含量及全盐含量对种群遗传多样性水平有一定影响,处于贫瘠土壤上种群机体能够更加有效地利用土壤中的限制性养分。