稀有植物掌叶木生物学习性及其保护

掌叶木为我国特有残遗植物,仅分布在广西与贵州接壤的石灰岩地区。因人为破坏、生境特殊及自身特性影响,资源稀少,被列为国家重点保护植物,本文研究了其生态生物学特性,并初步探讨其致濒原因及解决方法。     

镉污染农田土壤修复技术及安全利用方法研究进展

作物镉(Cd)超量累积是人体中镉的主要来源。研究镉污染农田土壤修复技术及安全利用方法对保护生态环境及保障食品安全具有重大意义。镉对植物的毒性效应与其生物有效性密切相关,且土壤镉的生物有效性决定其植物根系吸收量,因而基于土壤镉生物有效性调控原理的修复技术是农业环境领域近年来的研究热点。此外,植物镉含量也与植物自身特性密切有关,故筛选不同镉累积特性的植物可为镉污染土壤修复和安全利用提供重要生物质资源。文章综合评述了镉生物有效性的物理和化学调控方法,并分别就超累积植物和低累积作物介绍镉污染农田土壤的植物修复技术和安全利用方法。物理方法如水分管理主要通过改变土壤环境的Eh等理化性质从而影响土壤镉的形态转化过程,进而影响植物镉的吸收量;化学方法如施用钝化剂主要通过改变土壤的pH及土壤镉吸附特性,从而改变土壤镉的生物有效性。低镉累积作物通过减少根系镉吸收或降低地上部镉转运的方式减少可食部镉累积量;镉超累积植物的修复效率主要取决于其镉富集系数的高低及生物量的大小。化学和生物联合调控方法主要通过降低土壤镉含量或阻止镉进入作物可食部,实现"边生产边修复"。农田土壤镉污染修复技术及安全利用方法存在效率低、体系不稳定等问题,探究土壤镉生物有效性关键调控因子及其作用机制、充分挖掘特殊镉累积特性的植物资源并探寻改造植物镉耐性的方法以提高镉污染农田土壤修复效率将是今后该领域的研究热点。     

持久性有机污染物在大气与植物间交换过程研究进展

大气、植物间持久性有机物污染物(POPs)的交换行为是控制POPs进入食物链,及影响其全球范围内迁移、分布的重要环节.本文着重介绍了大气、植物间POPs交换过程方面的研究现状;总结了其影响因素,主要包括POPs本身的理化性质(lgKOA)、植物特性(叶片表面形态、脂质含量、表皮的可渗透性)以及环境温度;提出了目前大气、植物间POPs交换过程研究中存在的部分问题,以及今后可能的发展方向.     

硝基芳香化合物的植物作用研究进展

硝基芳香化合物是环境中难以降解的污染物之一。因其用途广泛,大量残留于土壤,水体和大气中,造成的环境污染日趋严重。多种植物对该类污染物具有吸收、富集和代谢降解作用,利用植物对其环境污染进行治理是一种有效的方法。文章在总结国内外有关硝基芳香化合物的植物作用研究基础上,重点阐述了植物对硝基芳香化合物的吸收、转运和代谢过程,分析了吸收、代谢机理以及影响吸收的因素;硝基芳香化合物的理化特性、浓度和植物自身特性及其它外界条件都会影响植物对该类化合物的吸收,植物可以通过体内降解、体外联合代谢、根部释放酶催化的机制实现该类化合物的降解。目前,硝基芳香化合物进入植物细胞膜的机理认知不足,模拟模型缺乏有力数据验证;代谢机制中参与反应的酶、化合物等体系和反应产物环境特性仍不明确,植物修复可行性缺乏有力证据。未来将在模型预测构建、降解机理和修复工程的实际应用方面作进一步探究,以形成系统的认知,为硝基芳香化合物污染土壤和农产品的生态风险评价以及植物修复提供理论依据。     

植物miR408家族的进化与分子特性

miR408家族在植物上已有报道,但其进化规律与分子特性研究很少.利用miRbase数据库提供的34种植物49个miR408的前体序列和64个成熟体序列,采用分类统计、进化树构建、序列比对、二级结构预测、染色体定位分析及靶基因预测等手段,进行进化规律与分子特性分析.结果显示:miR408家族成员分布在34个植物物种中,分布较为广泛,并且苔藓类植物可能是植物miR408家族进化的祖先;物种特异性是影响miR408前体进化特性的重要因素,而序列保守性是影响成熟体进化特性的主要因素;由5p臂上形成的miR408成熟体的序列特异性较大,由3p臂上形成的miR408成熟体的序列保守较高;Mfold预测表明植物miR408家族具有典型的茎环二级结构,茎序列的保守性高于环序列,3p臂上茎序列的保守性高于5p臂上茎序列;靶基因预测表明miR408广泛参与植物生长发育和逆境胁迫的应答.综上表明植物miR408家族成员在进化过程中保守性与特异性并存,这对进一步研究植物miR408的生物学功能具有参考价值.     

根分泌物研究现状及其在农业与环境领域的应用

对植物根分泌物的分泌特性、生理及分子生物学基础 ,根分泌物与农业、环境的关系 ,根分泌物在土壤肥力、土壤受重金属污染的植物修复以及化感物质分泌及植物遗传改良等领域的研究成果和结论进行了综述 ,并提出了我国根分泌物今后的研究方向 ,以期推动国内这一领域的深入研究。     

忍冬--一种新发现的镉超富集植物

镉(Cd)是毒性最强的重金属元素之一,具有稳定、积累和不易消除等特性,进入土壤环境中易被植物吸收,并可通过食物链进入人体,在人体内不断积累,严重威胁人体健康及生命安全。植物修复技术(Phytoremediation)是近年来发展起来的一种主要用于清除土壤重金属污染的绿色生态技术。植物修复技术的核心是找到超富集植物(Hyperaccumulator),但现已知的超富集植物往往存在生物量低、生长缓慢、地域性较强和修复时间较长等缺陷,且研究对象多集中矿区及草本植物,而对木本植物的研究甚少,因此有必要针对这一问题开展相关研究以丰富超富集植物的种类。为此,本文采用水培和土培相结合的试验方法,研究木本植物忍冬Lonicera japonica Thunb.对不同浓度镉(Cd)的生长响应及积累特性。结果表明：不同浓度的Cd处理对忍冬的生长并未造成毒害症状,表现为其根部和地上部生物量与对照相比并无显著差异。无论水培还是土培生长条件下,在较高浓度的Cd处理下,忍冬仍能保持正常生长,表现出很好的耐性。在水培条件下,当营养液中Cd处理浓度为25 mg·L-1时,忍冬地上部中Cd含量接近300.00μg·g-1;而在土培条件下,当土壤中Cd处理浓度为50 mg·kg-1时,其地上部中Cd含量仍远远高于Cd超富集植物的临界含量标准,即地上部分富集Cd超过100μg·g-1,且其具有较高的耐性系数（index of tolerance,IT均超过0.80）和富集系数（bioaccumulation factor,BF均远超过1.00）,这表明忍冬具备了Cd超富集植物的特征,是一种新发现的Cd超富集植物,将其应用于Cd污染土壤修复具有重要的现实意义。     

根分泌物研究现状及其与农业与环境领域的应用

对植物根分泌物的分泌特性、生理及分子生物学基础,根分泌物与农业、环境的关系,根分泌物在土壤肥力、土壤受重金属污染地植物修复以及化感物质分泌及植物遗传良等领域的研究成果和结论进行了综述,并提出了我国根分泌物今后的研究方向,以期推动国内这一领域的深入研究。     

植物内生菌与宿主关系研究进展

植物内生菌（endophyte）是指存活于健康植物组织内部,而又不引发宿主植物表现出明显感染症状的微生物类群,主要包括真菌、细菌和放线菌。其在植物体中的分布具有普遍性、多样性的特点。在目前研究过的所有植物中均发现有内生菌,它们可存在于植物的根、茎、叶、花、果实等各个部位。研究发现内生菌除了随植物遗传进行传播外,还可通过多种途径对宿主植物进行侵染,比如可以以内生菌体或孢子形式通过变形、吸器、或渗透等途径侵染植物,也可以通过分解植物表皮细胞壁或通过各种自然开口（包括侧根发生处,气孔,水孔等）或伤口（包括土壤对根的磨损,病虫对植物的损害及收割多年生植物造成的伤口等）等传播途经进入植物。内生菌由于与宿主植物长期共处,进而形成了一种复杂、特殊的关系。它们有的是互利共生关系,而有的是无害或微害寄生关系。两种关系可随多种因素变化而相互转化。本文主要从内生菌在宿主植物中的分布特点、侵染特性及与宿主植物共处方式等方面,对近十年来植物内生菌与宿主关系的研究进展进行综述和展望,以期为植物内生菌资源开发研究提供参考。     

仿生植物附着微生物膜对污染水体氮素迁移转化效能分析

通过室外及室内控制试验,研究5种常见填料作为原材料制成的仿生植物对污染水体氮素的去除性能,结果表明,仿生植物原材料的差异将直接影响其附着生物膜特性,其附着生物膜量、硝化强度、反硝化强度以及硝化细菌、反硝化细菌均表现为：软性填料﹥组合填料﹥悬浮填料﹥立体弹性填料﹥半软性填料。水深对仿生植物附着生物膜亦有不同程度的影响,其中生物膜量随水深的增加并未表现出明显的分层效应,而生物膜硝化作用强度、硝化细菌随水深的增加逐渐降低,但生物膜反硝化作用强度、反硝化细菌则随水深的增加则呈现出逐渐增加的趋势。5种不同材质的仿生植物对水体TN、NH4＋-N、NO3--N具有较好的去除效果,去除率表现为：软性填料﹥组合填料﹥悬浮填料﹥立体弹性填料﹥半软性填料﹥对照系统。同时,仿生植物种植密度也影响其对水体氮素的去除效果,表现为CK〈7株·m-3〈13株·m-3〈20株·m-3,研究结果将为仿生植物的野外实际应用及我国城市重污染河道水质原位修复提供技术支持。     

外来入侵植物簕仔树若干形态和生理生态特性

簕仔树Mimosa bimucronata在广东为外来入侵种,对其种子形态及生理、叶片生理生态特性进行测定,并与原产地（南美洲）和3种本地（中国广东）植物的相关指标对比,以了解其生态适应性。结果表明：种子长4.29mm,宽3.30mm,大小、含水量（6.23%～8.23%）与原产地的无显著差异;可溶性糖、氨基酸和蛋白质含量分别为32.00、8131.06和2487.04μg·g-1（以干质量计）。活种子比例98.89%～100.00%,萌发率仅32.80%;相对电导率5.35%～11.66%。叶片绿色度29.39,但叶绿素b含量高;对比本地植物,在低光照高湿度下,簕仔树净光合速率（以CO2计）1.339μmol·m-2·s-1低,呼吸速率（以CO2计）1.828μmol·m-2·s-1高,在测定时间内未检测出其蒸腾速率;生理生态指标的表现与阳性植物木荷Schima superba类似,而明显与耐荫植物阴香Cinnamomum burmannii幼苗和九节Psychotria rubra不同。利用其阳性植物特征,可进行遮蔽以减轻潜在的生态危害。     

Population structure and community characteristics of Acer catalpifolium Rehd北大核心CSCD

Acer catalpifolium Rehd., a critically endangered tree species with an extremely limited range of distribution, is one of the 120 plant species with extremely small populations, as approved by the state forestry administration of the People's Republic of China and requires urgent rescue action. In order to comprehensively understand the population status and the future developmental trend of A. catalpifolium, the plant communities were investigated from 5 sites, including Caishenmiao (CSM), Banruosi (BRS), Zhangshancun (ZSC), Fuhusi (FHS), and Baoguosi (BGS). The population structure of A. catalpifolium as well as the species composition and community characteristics of its habitat were investigated. The results showed that A. catalpifolium is mainly distributed in the evergreen broad-leaved and deciduous broad-leaved mixed forests, in different community layers, namely, the tree layer, shrub layer, and herb layer, and is accompanied by 52, 74, and 52 plant species, respectively. Analyses of the distribution of population abundance revealed that BRS had the largest distribution of A. catalpifolium, accounting for 26.04% of the total population, followed by FHS, ZSC, BGS, and CSM, in that order. Analyses of the community characteristics revealed that the species diversity indices in FHS, BRS, BGS, and CSM were greater than that in ZSC. Analyses of the population age structure of A. catalpifolium revealed the gap in the distribution of the levels of seedlings and young trees. There were serious obstacles to the regeneration of the natural population. We concluded that the obstacle to the regeneration of the population of A. catalpifolium might be caused by the high competitive pressure from the dominant species and the micro-environment in the forest. Understanding the community characteristics and the population structure of A. catalpifolium could provide a theoretical foundation for its reintroduction and recovery. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

北方农牧交错带不同植被保护及恢复措施物种多样性研究

为研究不同生境类型及不同植被恢复方式植物群落结构特征及物种多样性,本文以位于我国西北农牧交错带的宁夏盐池为研究对象,根据不同植被恢复及保护措施特点,在宁夏盐池布设典型样地。样地类型分为:天然草地、退耕还草地、撂荒地、湿地、人工封育草地、流沙地等6种类型。植被调查采用样线和样方相结合的方法,内容包括:植物名称、株数、盖度、高度、生物量(鲜质量)等。运用生态统计学原理,结合BiodiversityPro、MicrocalOrigin等生态学统计软件对不同样地类型植物进行聚类、多样性指数计量等处理、分析。聚类分析表明:不同植被保护及恢复措施下,植物组成、群落结构、主要建群种等都表现出不同特点,不同样地具有各自不同的优势群落、主要建群种等;多样性指数计量结果表明:不同样地间由于生境类型、植被保护及恢复措施等不同造成样地间物种多样性的差异,湿地由于充足的土壤水分条件,无论是丰富度指数还是综合多样性指数都远高于其他样地类型,综合多样性指数D、H分别为12.783、2.915。此外,退耕还草地和天然草地多样性指数也较高,尤其是退耕还草地,D、H分别为11.514和2.696,是农牧交错带一种较为合理的植被恢复措施;多样性较低的是人工封育草地,D、H分别为2.599、1.576。造成人工封育草地物种多样性较低的主要因素一是随着封育时间的延长,优势种的优势地位不断加强、种间竞争等导致部分物种的消失等原因;二是随着封育时间的增加,土壤结皮加厚,水分入渗率和利用率降低从而导致植物群落衰退。     

元江流域干热河谷草地植物群落结构特征与相似性分析

选择元江干热河谷典型草地群落,采用标准样地调查法,对流域上、中、下游干热河谷草地植物群落的分布特征、群落结构、种群习性等特征开展研究,结果表明：（1）元江流域上游祥云和中下游红河干热河谷草地群落中出现的植物种类最多,元江流域干热河谷草地植物群落是以灌木为主、多年生草本为辅的结构类型。（2）元江流域干热河谷草地群落中,扭黄茅（Heteropogon contortus）为优势种群,次优种群随流域环境的改变而不同。（3）元江流域干热河谷草地植物群落之间的相似性系数均在0.00～0.25之间,处于极不相似水平,种群的扩散受流域河谷通道作用影响较小。（4）种群的扩散和定居受海拔高度的影响,随着海拔高度的变化,植物群落的组成也发生变化,形成不同的群落结构。     

Soil characteristics influence the radionuclide uptake of different plant species

The key point of food plant agriculture is how to regulate the harmonious relationship between the soil and the plant environment. This study deals with radionuclide uptake by two food plant and two fruit tree species in relation to the geochemical characteristics of the soil. Uranium and thorium content was determined in coastal black sand and inland cultivated soils. Four commonly cultivated species Eruca sativa, Lycopersicon esculentum, Psidium guajava and Mangifera indica were investigated. Physical and chemical properties of the soil were analysed in relation to uranium and thorium uptake by plants. The results revealed the ability of plants to accumulate uranium and thorium in their edible portions. The absorbed radionuclides were positively correlated with their concentrations in the soil and the geochemical characteristics of the soil. The transfer of radioactive elements from soil to plant is a complex process that can be regulated by controlling the geochemical characteristics of the soil, including pH, clay, silt and organic matter content that reduce the bioavailability of soil radionuclides to plants, and in turn reduce the risks of biota and human exposure to radionuclide contamination.     

红花荷天然林群落结构特征的研究

对从化石门国家森林公园的红花荷天然林群落进行了样地群落调查，测定了该群落的11种树种的重要值，并对群落的结构和动态进行了分析。结果表明，红花荷在群落中处于主要地位，红花荷群落稳定，天然更新良好，处于旺盛生长阶段。     

梅州城区植物群落的结构特征

2009年4—10月,采用群落调查法、主成分分析法对梅州城区5种绿地类型65个种植的植物群落进行研究,结果表明：1）各类植物共计43科105属147种（含变种）,其中乔木62种（42．17％）、灌木45种（30．61％）、草本植物31种（21．09％）、藤本植物9种（6．12％）;2）群落垂直结构为乔、灌、草3层复合结构者9个（13．85％）,为乔、草2层结构者34个（52．31％）,乔或草单层结构者12个（18．46％）;3）乔木树种平均胸径16．7cm,其中平均胸径〈10cm者23种（37．09％）,平均胸径10～20cm者29种（46．77％）,平均胸径20～30cm、〉30Cm者分别为5种（均为8．06％）;4）梅州城区植物群落结构的特征,可用乔木高度因子、胸径因子、密度因子及冠幅因子来表述,这4个主因子的方差累积贡献率达到81．55％,可以很好地反映出群落结构的大部分信息;5）梅州市城区乔木层的优势树种是垂榕、大叶榕、大王椰子,次优势种是阿珍榄仁、阴香、海南蒲桃、细叶榕、木棉、麻楝、香樟、洋紫荆,这11个树种分属桑科、棕榈科、使君子科·、樟科、桃金娘科、木棉科、楝科、豆科（云实科）,它们是梅州城市森林的骨干树种和基调树种,决定了梅州城市森林的南亚热带性质的外貌。     

元江干热河谷植物群落特征及土壤肥力研究

对云南省元江县境内元江河谷山坡上的5种主要植被类型的群落特征、植物多样性现状、植物区系组成以及不同群落土壤理化性质进行了比较研究.结果表明:干热河谷区内,植物群落生活型组成主要以小乔木、灌木和草本植物为主,基本没有高大的乔木树种和大型藤本植物.草本植物生长旺盛,物种多样性和丰富度均较乔灌层高,但均匀度较其低.5种群落之间的相似性程度较低,且各群落均处于相对稳定的状态.各群落中共记录有61个科,144个属,194个物种,其植物区系的泛热带特征比较明显,其中泛热带分布科有31个,占除去广布科以外所有科的77.5%,泛热带分布属有50个,占除去广布属以外所有属的38.2%.蝶形花科Papilionaceae、禾本科Gramineae、大戟科Euphorbiaceae、菊科Compositae、锦葵科Malvaceae等科在元江干热河谷植被中占有极为重要的地位.群落土壤理化性质的研究表明,元江干热河谷各类植被的土壤元素中,除了磷元素极其缺乏以外,大多数处于中等以上水平.土壤肥力状况与植被的生长状况之间关系紧密,其中,土壤肥力最好的是群落结构比较复杂、残存的稀树旱生林.     

辽宁省气候-植被指标时空变化特征及森林适宜性分析

基于辽宁省56个气象站的气象资料,利用Kira的温暖指数（WI）、寒冷指数（CI）和徐文铎的湿度指数（HI）分析辽宁省近40年（1967-2006年）气候-植被指标的时空变异。结果表明,就辽宁省区域平均值而言,WI指数呈升高趋势,每10年增加幅度为2.47℃·月,CI指数呈下降趋势,每10年下降幅度为2.31℃·月,HI总体呈下降趋势,波动较WI和CI明显,从气候—植被指数变化趋势看,对红松Pinus koraiensis Sieboldet Zuccarini、长白落叶松Larixolgensis等不利,而对油松Pinu stabulaeformis Carr、栓皮栎Quercus vari abilis Blume等树种有利。空间变化特征表现为,温暖指数界限呈向西北移动的趋势,表明暖温带落叶阔叶疏林带的适宜面积增加,而温带针阔叶混交林带的适宜面积减小;HI指数减小并且向东移,表明随着指数带的北移和东移缩小限制了原有针叶树种的生长,而对栎树Phytophthora ramorum等阔叶树种有利。     

Species richness in a riparian plant community along the banks of the Xiangxi River,the Three Gorges region

The distribution of vascular plant species richness along an altitudinal gradient and their relationships with environmental variables, including slope, aspect, bank (flooding) height, and river width of the Xiangxi River, Hubei Province, were examined. Total vascular plant species richness changed with elevation: it increased at lower elevations, reached a maximum in the midreaches and decreased thereafter. In particular, tree and herbaceous species richness were related to altitude. Correlation analysis (Kendall's τ) between species richness and environmental variables indicated that the change in species richness in the riparian zone was determined by riparian environmental factors and characteristics of regional vegetation distribution along the altitudinal gradient. The low species richness at lower elevations resulted from seasonal flooding and human activities – agriculture and fuel collection – and the higher species richness in the midreaches reflected transitional zones in natural vegetation types that had had little disturbance. These results on species distribution in the riparian community could be utilized as a reference for restoration efforts to improve water quality of the emerging reservoir resulting from the Three Gorges Hydroelectric Dam project.