喷播基质中土壤菌施用对紫穗槐幼苗光合特性和叶绿素荧光参数的影响

为了揭示喷播基质中土壤菌对植物的影响机制、筛选出优势土壤菌配置模式,以适应性极强的紫穗槐（Amorpha fruticosa）为试验材料,将筛选鉴定的3种土壤菌--细菌苏云金杆菌（nl11,专利号nl-11）、真菌卵形孢球托霉（nl15,专利号nl-15）和放线菌嗜热一氧化碳链霉菌（nl1,专利号nl-1）,配制成无菌（CK）、单菌（nl11、nl15、nl1）、两种菌混合（nl11+nl15、nl11+nl1、nl15+nl1）和3种菌混合（nl11+nl15+nl1）,共8种配置方式等比例混入基质中进行温室盆栽试验,分别观测其对紫穗槐幼苗的光合色素含量、光合特性以及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:与无菌苗相比,其他7种处理的紫穗槐幼苗w（Chlb）显著高于对照,除nl15+nl1和nl15+nl1+nl11外,其他处理的幼苗w（Chla）和w（Chl）均显著高于对照;除nl15+nl1处理外,其他处理的幼苗w（Car）显著高于对照.相比对照,nl11+nl15处理的幼苗净光合速率（P_n）显著提高123.5%,nl11处理的幼苗净光合速率（P_n）、水分利用效率（WUE）和光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学量子产量（F_v/F_m）显著提高148.72%、156.21%和5.74%,nl15处理的幼苗PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）显著提高,nl11+nl15+nl1处理的幼苗净光合速率、光化学淬灭系数（qP）与电子传递速率（ETR）显著提高173.59%、12.58%和5.13%,nl1处理的紫穗槐幼苗初始荧光（F_o）与最大荧光（F_m）显著低于无菌幼苗10.05%和19.86%.通过土壤菌施用,显著促进了紫穗槐幼苗的光合色素的合成,提高气孔导度、水分利用效率、蒸腾速率和净光合速率,降低气孔限制值,增强了植株对有效光的利用,并且防止过剩光能对光合机构的进一步伤害,提高抗逆性和适应性,并以nl11、nl11+nl15和nl11+nl15+nl1这3种配置模式效果最为显著.      

不同放牧强度下星毛委陵菜(Potentilla acaulis)种群小尺度空间格局

利用R ip ley’s K函数以及蒙特卡罗(Monte Carlo)随机模拟方法,定量分析了4种放牧强度———无牧、轻牧(1.33只羊/hm2)、中牧(4.00只羊/hm2)、重牧(6.67只羊/hm2)下星毛委陵菜(Potentilla acaulis)种群的小尺度空间格局及其随尺度的变化规律;研究了放牧对星毛委陵菜种群空间格局的影响;并以放牧条件下星毛委陵菜的生活史特征、生态适应对策以及群落内植物种间的相互作用为基础,探讨产生和维持这些格局的机理.研究表明:(1)放牧对星毛委陵菜种群空间格局有显著影响,同一放牧强度下星毛委陵菜种群在不同尺度上的空间格局存在显著差异.(2)无牧条件下,星毛委陵菜种群在0~96 cm尺度上表现为集聚分布,在96~100 cm尺度为随机分布;轻牧条件下,星毛委陵菜种群在0~92 cm尺度上表现为集聚分布,在92~100 cm尺度为随机分布;中牧条件下,星毛委陵菜种群在0~72cm尺度上表现为集聚分布,在72~100 cm尺度为随机分布;重牧条件下,星毛委陵菜在20~22 cm尺度上表现为集聚分布,在15~17 cm、23~28 cm和46~50 cm尺度为均匀分布,在0~15 cm、17~20 cm、22~23 cm、28~46 cm和50~100 cm上为随机分布.(3)同一放牧强度下,随着尺度的增大,星毛委陵菜种群由集聚分布趋向于随机分布;且转变为随机分布时的尺度随着放牧强度的增大而逐渐缩小.这与星毛委陵菜生物学特性和种群对放牧压力的生态适应对策密切相关.(4)在0~100 cm尺度上,星毛委陵菜种群的集聚强度随着放牧强度的增大而逐渐减小,即:无牧>轻牧>中牧>重牧.(5)放牧活动改变了决定群落结构的有关过程的相对重要性.这些研究结果将为在放牧活动干扰下草原群落的演替提供理论依据.图2参24     

短期OTC 处理对鹅绒委陵菜健康影响的研究初报

利用开顶箱（Open Top Chambers, OTC）模拟增温的方法,研究了短期变暖对鹅绒委陵 菜健康的影响。结果表明,短期变暖后降低了鹅绒委陵菜的萌蘖株死亡、增加了单位长度匍匐茎 的萌蘖株数目和其死亡率,同时叶片数目、高度和健康率比对照增加,匍匐茎长度和匍匐茎上萌 蘖株数目比对照减少,同时所有表征指标中只有萌蘖死亡率和叶片高度比对照有显著变化 （p ＜ 0.05）。     

不同pH与重金属Cd胁迫对紫穗槐萌发和幼苗生长的影响

为了探索紫穗槐修复酸性矸石山的机制,研究了含有0—20μmol.L-1CdCl2的不同pH(3.0—7.5)溶液对紫穗槐种子萌发和幼苗生长的影响.种子萌发结果表明,不同pH溶液处理对紫穗槐萌发率(约62%)和发芽势(约48%)无显著影响;当在不同pH(3.0—7.5)溶液中添加10—20μmol.L-1CdCl2时,10μmol.L-1Cd2+可促进种子萌发,20μmol.L-1Cd2+则抑制种子萌发.萌发露白的紫穗槐种子在不同pH溶液处理10 d时,幼苗的根长和株高在pH 4.5—5.0的酸性溶液最大,而在pH 3.0溶液中最小.添加CdCl2后,幼苗的根长变化趋势与单一pH结果一致,但均低于相应的pH.紫穗槐幼苗在单一pH与pH+10μmol.L-1CdCl2联合处理20 d时,株高和根长在pH 4.5—5.0溶液中最大,Cd可显著抑制幼苗根的生长.研究结果说明,pH 3.0—5.0酸性水不影响紫穗槐种子萌发,20μmol.L-1Cd显著抑制种子萌发;紫穗槐幼苗能耐pH 3.5—5.0酸性和10μmol.L-1Cd胁迫,为紫穗槐修复酸性矸石山提供了理论依据.     

锌对长柔毛委陵菜中铅的分布和化学形态的影响

通过营养液培养并采用差速离心技术和化学试剂逐步提取法,分析了Zn对Pb在长柔毛委陵菜(Potentilla griffithii var. velutina)的器官及其亚细胞分布和化学形态的影响.结果表明,除对照外,79%～88%的Pb富集在长柔毛委陵菜的根部,并且植物体内47%～77%和13%～45%的Pb分别分布在细胞壁和可溶组分中.虽然加Zn没有改变Pb在植物亚细胞分布中"细胞壁>可溶组分>细胞核和叶绿体>线粒体"的格局,但Pb和Zn的添加都增加了Pb在细胞壁的分配比例,减少其在可溶组分的富集,即Pb和Zn的添加增强了细胞壁对Pb的固持作用.长柔毛委陵菜体内的Pb以不同化学形态存在:在对照中82%～89%的Pb以乙醇提取态和水提取态存在;而在其它处理中以盐酸提取态为最高形态,占总量的28%～60%.同时,Pb和Zn的添加导致植物中Pb的乙醇提取态和水提取态等活性较强形态的分配比例减少,促进Pb向活性较弱的结合形态转移.因此,根部滞留、细胞壁固持、可溶组分的液泡区隔化和活性较强的结合形态的减少是长柔毛委陵菜耐Pb的主要机制.     

皆伐对青藏高原东部银露梅种群生长与繁殖的影响

调查了青藏高原东部川西云杉原始林下优势灌木银露梅及其在皆伐7 a后迹地上的种群结构、生长与繁殖状况,并进行了对比研究.发现(1)皆伐迹地生境中的银露梅灌丛年龄结构、萌生株年龄结构、萌生株数大小结构和冠幅结构与原始林下相比均存在着较大的差异;(2)在皆伐生境中,与林下同龄的银露梅丛冠幅、基径总和以及株高总和均显著增加,皆伐显著促进了银露梅的无性萌生能力和结实数量的增加.综合分析表明,银露梅能有效适应迹地退化形成的阳性生境,因此可作为高海拔地区皆伐迹地植被恢复中先锋灌木种.图2表1参21     

放牧对祁连山高寒金露梅灌丛草甸土壤微生物的影响

以祁连山北支冷龙岭东段南麓的甘柴滩夏季牧场集体长期混合(藏系绵羊、牦牛)放牧的高寒金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛草地为对象,采用平板涂抹分离法和氯仿熏蒸法对不同放牧压力梯度下土壤微生物(细菌、真菌和放线菌)和土壤微生物碳、微生物氮量进行研究,结果表明:不同放牧压力梯度下,金露梅灌丛和丛间草地土壤微生物以细菌占绝对优势,放线菌和真菌较少,垂直分布明显;随着放牧压力梯度的增加,金露梅灌丛和丛间草地,0～25 cm土层中的细菌、放线菌、真菌及微生物碳和微生物氮数量呈降低趋势,其降低程度与放牧压力梯度呈直线正相关.与无放牧金露梅灌丛相比0～25 cm土层的细菌、真菌、放线菌最大降幅分别为49.64%、37.76%和46.64%;金露梅灌丛土壤微生物碳量占土壤有机碳的比例变化为0.85%～0.43%,微生物氮占土壤全氮的0.90%～1.11%,微生物量对土壤营养库的贡献率较低;土壤微生物量和土壤有机质呈显著线形正相关;土壤细菌数量和土壤水分呈显著线形正相关.     

高寒灌丛退化演替过程对生态系统呼吸温度敏感性的影响

放牧是高寒草甸退化演替过程中最主要人为驱动力之一.为定量研究高寒草甸不同退化阶段生态系统呼吸速率的温度敏感性,本研究于2003年7月~2004年7月在中国科学院海北高寒草甸生态系统研究站,利用密闭箱-气相色谱法观测了高寒灌丛不同退化阶段生态系统呼吸速率季节变化.结果表明:1高寒灌丛不同退化阶段生态系统呼吸速率季节变化均表现为单峰曲线,最大值出现在草盛期8月,最小值出现在冬季10~次年4月.退化演替过程显著降低了高寒灌丛生态系统呼吸速率.观测期灌丛(GG)、丛间草甸(GC)和裸地(GL)的生态系统呼吸速率变化范围分别为34.21~1 168.23、2.30~1 112.38和20.40~509.72 mg·(m2·h)-1,灌丛(GG)呼吸速率平均值分别是丛间草甸(GC)和裸地(GL)的1.29倍和2.56倍.2温度是生态系统呼吸速率的主要影响因子,可以解释系统呼吸速率25%~79%以上的变异.退化演替过程显著地改变了生态系统呼吸速率与温度的相关性,当地表植被消失,灌丛退化为次生裸地后,生态系统呼吸速率与各温度指标Ts、Td、Ta之间的相关性(R2)分别降低47.23%、46.95%和55.28%.3Q10值在冷暖季节差异显著(P0.05),表现为冷季暖季.退化演替过程改变了生态系统呼吸的温度敏感性.观测期灌丛(GG)、丛间草地(GC)和裸地(GL)Q10值分别为2.38、2.91和1.62,与灌丛(GG)相比,丛间草甸(GC)Q10值增加了22.26%,而裸地(GL)Q10值降低了31.93%.     

锌在长柔毛委陵菜细胞内的分布和化学形态研究

采用差速离心技术和化学试剂逐步提取法研究了Zn在长柔毛委陵菜(Potentilla grifithii Hook)叶片、叶柄和根系中的亚细胞分布和赋存形态。研究表明,细胞壁是Zn在长柔毛委陵菜细胞内的主要分布位点,其次是含核糖体的可溶部分和细胞核部分,而在叶绿体和线粒体的分布很少。叶片中,提高Zn处理水平,Zn向细胞壁和可溶部分的分配减少,而在细胞核部分的分配增加;叶柄中,提高Zn处理浓度增加了Zn在可溶部分的分配;根系中,Zn在各组分中的分配不受Zn浓度影响。在Zn赋存形态上,植物体内以氯化钠提取态和水提取态为主导形态;提高Zn处理水平,醋酸提取态的分配明显减少,水和乙醇两种提取态的分配增加;而其他形态Zn在植物体内的分配则很少。显示细胞壁和液泡是Zn在长柔毛委陵菜细胞内的重要结合位点,且可能主要与水溶性和酯溶性的有机配位体结合。     

桦木内生真菌的分离与代谢产物的抑菌活性

通过琼脂块法和滤纸片法,对白桦Betula platyphylla、棘皮桦B.dahurica、硕桦B.costata和柴桦B.fruticosa）的内生真菌产生抑菌物质的特性进行研究,结果表明分离自白桦3年生枝条的内生真菌拟茎点霉Phomopsis sp.BP103381表现出较强的抑菌物质形成能力。采用正交设计优化了BP103381的培养条件,在含有40 g/L蔗糖、3 g/L NaNO3、1 g/LMgSO4的改良查氏液体培养基中,在pH值6.5、28℃条件下发酵培养9 d,有利于抑菌活性物质的形成。BP103381产生的抑菌活性物质具有较好的温度稳定性,但是酸碱变化对抑菌物质的活性影响较大,BP103381产生的抑菌物质在pH为5.0~7.0时活性较强。