水位和氮浓度对三江藨草幼苗生长和生物量分配的影响

以莫莫格国家级自然保护区常见植物三江藨草(Scirpus nipponicus)为研究对象,设置低(5 cm)、中(35 cm)、高(65 cm) 3个水位和低(4 mmol·L-1)、中(8 mmol·L-1)、高(12mmol·L-1) 3个氮浓度交互的室内控制实验,探究不同水位和氮浓度对湿地植物三江藨草幼苗生长及生物量分配的影响。结果表明:水位对三江藨草幼苗生长、生物量及其分配均产生显著影响(P<0.05),随着水位的升高,三江藨草株高增加,分株数、球茎数及根生物量降低,根茎、球茎、地下、地上和总生物量均呈先增加后降低的趋势;植株地上生物量分配增加,地下(包括根和球茎)生物量分配降低;氮浓度仅对植株株高、球茎数以及地下与地上部分的生物量分配有显著影响(P<0.05),对分株数及生物量的累积均无显著影响(P>0.05);综合三江藨草幼苗的生长特征和生物量累积,认为其生长的最适宜水位为35 cm;且低水位有利于植株对氮的吸收,高水位和高氮浓度限制植株的生长。     

基于GIS与RS的漳江口红树林湿地生态系统健康评价

以漳江口红树林湿地为研究对象,选取2005、2011、2015及2017年Google Earth影像为基础数据源,基于土地覆盖数据构建红树林湿地生态系统健康评价指标体系,结合压力-状态-响应(PSR)模型及生态系统健康指数,探究红树林湿地生态系统健康状况的时空分异特征及影响因素.结果表明:(1) 2005-2017年漳江口红树林湿地生态系统健康状况呈恶化趋势,健康等级由亚健康转变为一般,其中压力、响应健康状况大幅下降,状态健康状况略微改善;(2) 2005-2017年研究区各子区域间健康状况存在明显差异,前阶段(2005-2011年)健康指数从大到小依次为西部>中部>东部>北部>南部,后阶段(2015-2017年)健康指数从大到小依次为东部>中部>西部>北部>南部;(3)海平面上升、互花米草入侵、水产养殖池与网箱养殖扩增及海堤建设等是研究区湿地生态系统健康恶化的主要原因,同时保护区的建设及多种保护措施的实施对湿地生态系统健康维持具有积极作用.     

中国产桫椤类配子体在不同基质胁迫下的形态畸变多样性研究

为了明确土壤污染对中国产桫椤科植物的生殖影响,以探讨中国桫椤类乃至其他濒危蕨类濒危的内在原因。该研究以中国产9种桫椤植物为材料,采用各植物原产地地表土壤培养孢子至配子体成熟,全程比较观察配子体畸变类型,统计畸变率;并分别取3个属的代表种笔筒树、大叶黑桫椤和中华桫椤的孢子,以MS培养基为对照,分别用5mg·kg^-1Pb^2+和1mg·kg^-1Cd^2+单因素胁迫培养配子体,比较观察各组的配子体形态畸变类型,统计畸变率。结果表明:(1)中国产桫椤类9种植物配子体培养过程中共出现17种形态畸变类型,其中4种为分化畸变,7种为假根畸变,4种为细胞畸变,2种为性器畸变。(2)不同培养基——对照组(MS培养基)、原产地土壤、Cd^2+胁迫、Pb^2+胁迫对中国产桫椤科9种植物配子体的平均畸变比例分别是2.28%、12.61%、31.58%和33.58%。(3)9种桫椤的配子体畸变类型及其畸变率均与培养基的胁迫程度呈正相关关系,其配子体发育都受到了产地土壤污染的严重伤害。(4)3种桫椤属植物配子体对土壤环境胁迫的耐受力强弱为黑桫椤属>白桫椤属>桫椤属。(5)桫椤科配子体的形态畸变多样性与胁迫条件之间具有稳定的对应关系。     

铅与镉胁迫对桫椤科笔筒树精子行为和形态的影响

中国桫椤科植物部分居群近年来出现了较大面积的病害和幼苗不足等问题,为探究幼苗不足与土壤重金属污染的关系,该研究在观察笔筒树[Sphaeropteris lepifera(Hook.)R.M.Tryon]精子正常行为形态的基础上,首次研究了铅与镉重金属胁迫下笔筒树精子受害的行为和形态变化规律。结果表明:(1)在铅浓度为1.25、5.00mg·kg^-1,镉浓度为0.25、1.00mg·kg^-1的胁迫培养条件下,笔筒树精子的寿命、游动位移速度、自转频率与对照组相比均显著下降。(2)铅离子会影响笔筒树精子的运动能力,镉离子影响精子对雌性物质浓度的辨别能力而使精子迷失方向。(3)重金属胁迫后精子形态和行为出现的变化包括精子伸展受限,鞭毛收缩、脱落,精核畸形、肿胀、降解,精子相互粘连、逆向运动及自溶解体等,且铅与镉胁迫后精子的畸形类型具有差异性。研究证明,轻污染浓度的铅与镉单一胁迫会显著影响笔筒树精子的行为和形态,严重阻断桫椤科植物的有性生殖。     

火烧高温对泥炭藓孢子萌发力影响的模拟实验

作为生态系统稳定性维持的一个重要因素,火对泥炭地优势植物泥炭藓(Sphagnum)孢子库的影响尚不清楚.以采自长白山区泥炭地的泥炭土和3种泥炭藓的成熟孢子为实验材料,室内模拟火烧,以此设置不同温度水平(20、40、60或100℃,持续0.5、1、2、4或10 min),对泥炭藓孢子进行热激处理,经萌发实验后,研究火烧高温对孢子萌发率的影响.结果显示,火烧期间各层土温随深度而递减,表层泥炭可达300℃的极端高温,而1 cm深温度仅为70℃,体现出泥炭土良好的热缓冲性;40℃的热激可使锈色泥炭藓(S.fuscum)与中位泥炭藓(S.magellanicum)孢子萌发率提高20%与50%;60℃的热激使尖叶泥炭藓(S.capillifolium)孢子的萌发率提高1倍;100℃热激对3种泥炭藓孢子萌发则有强烈的抑制作用.研究表明,泥炭藓孢子耐受高温的能力有限,但土壤中的孢子凭借泥炭的良好热缓冲性,可以躲避火烧高温造成的致命伤害,适度的热激甚至能提高其萌发力,对其在火后的建植及种群的长存可能有重要意义.     

中国东北地区棘跳科(弹尾纲,原跳目)新纪录族一新种及一新纪录种

记述采自中国东北地区棘跳科1新纪录族小角棘跳族Oligaphorurini1新种,三江双型棘跳Dimorphaphorura sanjiangensis sp.nov.及1新纪录种,北极小角棘跳Oligaphoruraursi Fjellberg,1984,附详细描述及特征图。研究标本保存于中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室。三江双型棘跳,新种Dimorphaphorura sanjiangensis sp.nov.(图1～11)鉴定特征假单眼模式:身体背面32/033/333430,腹面11/000/000000,3对足第1亚基节分别具1个。拟单眼模式:身体背面不存在,腹面00/000/122203,3对足第1亚基节分别具两个。腹部第4节背面具2根中间毛(a0和m0),第5节背面不具中间毛,第6节背面具2根中间毛(a0和p0)。腹管每侧具7根远端毛,2根基部毛,不具前端毛。弹器退化为1个颗粒状的区域,后面具1+1根毛。具臀刺,乳突不明显。正模♀,采自黑龙江省洪河农场的旱田大豆地土壤层中;2010-10-01,常亮等采。副模:3♀♀,1♂,特征与正模相同,采集地点及时间同正模。词源:新种种名源自模式标本采集地三江平原。北极小角棘跳Oligaphorura ursi Fjellberg,1984中国新纪录(图12～19)鉴定特征假单眼模式:身体背面32/133/333430,腹面11/000/000000,3对足第1亚基节上分别具1个。拟单眼模式:身体背面不存在,腹面00/000/122200,3对足第1亚基节上不存在。腹部第3、4节背面具或不具中间毛,数目存在变异;第5节背面通常不具中间毛,很少具中间毛m0;第6节背面具2根中间毛(a0和p0)。腹管每侧具7根远端毛,2～5根基部毛,不具前端毛。弹器退化为一个表皮皱褶状结构,后面具2+2根毛呈两排排列。具臀刺,乳突较明显。检视标本:15♀♀,采自黑龙江省前进农场的旱田大豆地土壤层中,2010-10-01,常亮等采;11♀♀,5♂♂,采自黑龙江省前进农场的小叶章草甸湿地土壤中,2011-05-26,武海涛等采。     

荒漠植物功能性状及其多样性对土壤水盐变化的响应

植物功能性状及其多样性对环境变化的响应研究有助于揭示极端环境下植物适应策略和群落构建机制。通过实地调查和实验分析,研究艾比湖荒漠植物形态、生理和化学等8个功能性状的特征,并从多维性状和一维性状角度揭示功能多样性对土壤水分和盐分变化的响应规律。结果表明:高水盐环境下(SW1),(1)群落加权株高、叶绿素含量(SPAD)及叶片碳(C)和钙(Ca)含量显著高于低水盐环境,叶片氮(N)、磷(P)、硫(S)含量在不同水盐环境间无显著差异。(2)SW1环境下,沿乔木-小乔木-灌木-草本层次,上层生活型植物性状值普遍高于下层植物,其中灌木叶片仅N、钾(K)含量显著高于草本;沿该生活型层次植物性状呈趋同变化。(3)低水盐环境下(SW2),乔木叶片性状差异特征与SW1相似;小乔木叶片C、N含量分别显著高于和低于灌木及草本;相比于草本,灌木SPAD、S含量显著高,K含量显著低,株高、C、N、P含量差异不显著;SW2环境下各生活型植物性状呈趋同变化。(4)SW1环境下多维功能丰富度、功能离散度显著高于SW2环境,但均匀度无显著差异。(5)一维功能均匀度在不同水盐环境间均无显著差异,但化学性状的均匀度总体高于植物株高;高水盐环境下叶片N、S和Ca的功能分异指数显著高于低水盐环境。研究为掌握胁迫环境下的植物适应策略和荒漠植被恢复提供参考。