黄土丘陵沟壑区主要物种植冠种子库动态及其生态策略

植冠种子库是植物适应环境并应对外界干扰的种子生态策略之一,研究了黄土丘陵沟壑区12种主要植物植冠种子库动态,结果表明:杠柳不具有植冠种子库,其他11种植物均具有植冠种子库;除了黄刺玫种子在翌年5月达到脱落高峰,其他植物大部分种子在冬季脱落,其中杠柳、达乌里胡枝子、茭蒿、黄柏刺和水栒子的大部分种子脱落集中偏早,铁杆蒿和土庄绣线菊的大部分种子脱落集中偏晚;植冠宿存对大部分植物种子的萌发特性表现为促进作用;但不同植物种子的萌发时滞对植冠宿存响应差异较大;9种植物种子在植冠上宿存至翌年2月底,其种子活力仍能维持达60%以上;该区植物表现出不同的植冠种子库策略,通过不同的方式来减少干扰的威胁,提高成功萌发与更新的几率,它们或具有较大规模的宿存量、或调控种子萌发特性、或提高种子维持活力的百分比。此外,全面了解该区植物形成植冠种子库的机理及对应的生态策略还有待于全面、深入的研究。     

陕北黄土丘陵沟壑区14种植物的萌发特性

在实验室条件下观测了陕北黄土丘陵沟壑区14种植物的萌发特性,结果发现：萌发率在80%以上的植物有杠柳、铁杆蒿和茭蒿;在60%～80%之间的物种有白羊草、紫丁香、阿尔泰狗娃花、大针茅、沙棘和猪毛蒿;长芒草为37.3%;小于20%的植物有达乌里胡枝子、刺槐、虎榛子和狼牙刺。14种植物的萌发时滞最短的为2 d,最长的为8 d;几乎所有植物种子达到T50的时间都在其萌发开始后的7 d以内,且大部分物种在萌发开始后的15 d完成总萌发量的90%;萌发持续时间最短的为6 d,有刺槐、狼牙刺、虎榛子、沙棘4种,最长的为猪毛蒿,达32 d。这些植物种子的萌发特性及生态适宜性决定了它们在陕北黄土丘陵沟壑区植被演替中的角色与地位。     

植冠与土壤种子库储存种子的萌发特性及策略

为明确黄土丘陵沟壑区植物种子库如何调控种子萌发来提高个体适合度,选择研究区7种具有种子库的主要物种为研究对象,以刚成熟和室内储存种子为对照,比较植冠宿存(5个宿存期)和土壤埋藏(5a埋藏期)对植物种子萌发特性的影响,探讨植冠种子库与土壤种子库储存下的种子萌发策略。结果表明:7种植物种子经过不同种子库储存后萌发特性表现出明显的种间差异,黄刺玫(Rosa xanthina)和水栒子(Cotoneaster multiflorus)种子萌发力表现为植冠宿存不变型、土壤储存增强型,土壤储存明显提高水栒子种子萌发速率;达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)和狼牙刺(Sophora davidii)种子萌发力表现为植冠宿存增强型、土壤储存减弱型,种子萌发历时表现为植冠宿存延长型,土壤种子库储存还可加快达乌里胡枝子萌发速率、缩短萌发历时;茭蒿(Artemisia giralaii)和铁杆蒿(Artemisia gmelinii),种子萌发率随植冠宿存时间先升高后降低,随土壤储存时间先降低后升高,土壤储存可推迟其萌发,铁杆蒿种子萌发速率在植冠与土壤储存后均加快;紫丁香(Syringa oblata)种子萌发率随植冠宿存先升高后降低,土壤储存明显加快其种子启动萌发与速率。在黄土丘陵沟壑区,植物种子经过植冠或土壤种子库储存,或增加、加快、提早萌发充分利用有利条件提高占据性,或减少、减缓、推迟萌发分摊不利条件的风险;而且该区植物植冠与土壤储存后种子萌发特性间的关系,体现各自适应环境与应对干扰的分工与协作策略,主要表现为:单一主导型和相辅相成型。     

陕北黄土高原优势植物叶片解剖结构的生态适应性

以陕北黄土高原地区7种优势植物为材料,比较了它们沟间地和沟谷地植株叶片解剖结构的差异,以揭示该地区优势植物对干旱强光照环境的生态适应性.结果表明:(1)7种植物各自具有抵抗黄土高原干旱强光照环境的特殊解剖结构:白羊草(Bothriochloa ischaemum)叶上表皮具有发达的泡状细胞,叶内具有花环结构;长芒草(Stipa bungeana) 叶上表皮下陷形成气孔窝,表皮下具有2至多层的厚壁组织;猪毛蒿(Artemisia scoparia)叶具有贮水组织、分泌组织和环栅型叶肉细胞;铁杆蒿(Artemisia sacrorum)叶肉全特化为栅栏组织;茭蒿(Artemisia giraldii)具有双栅型叶肉细胞和分泌结构;达乌里胡枝子(Lespedeza daurica)叶具有发达的粘液细胞;杠柳(Periploca sepium)叶表皮具厚蜡质层.(2)与沟谷地植物叶片结构相比,干旱强光照的沟间地植物叶片厚度、叶上表皮角质层厚度、栅栏组织厚度、贮水组织厚度增加,上表皮细胞体积、韧皮部面积增大,而木质部面积、木质部面积/韧皮部面积缩小.(3)叶片变异系数可反映植物适应环境的潜在能力,7种植物综合变异系数由高到低依次为猪毛蒿、铁杆蒿、茭蒿、白羊草、达乌里胡枝子、长芒草、杠柳.潜在适应能力最强的猪毛蒿已成为陕北黄土高原地区植被生态恢复的先锋物种之一.     

干旱胁迫对黄土高原4种蒿属植物叶形态解剖学特征的影响

以黄土高原演替初期阶段的猪毛蒿(Artemisia scoparia Waldst.et Kit.)、茭蒿(Artemisia giraldii Pamp.)、铁杆蒿(Artemisia gmelinii Web.ex Stechm.)3种优势种和1种常见种黄花蒿(Artemisia annua Linn.)为供试材料,采用盆栽试验与称重控水法,将土壤含水量分别控制在田间最大持水量的75%(适宜水分对照)、55%(中度干旱)和35%(重度干旱),研究干旱胁迫对菊科蒿属植物叶片形态解剖学的影响,揭示植物叶片生态适应机制,为生态恢复过程中植被演替的规律提供理论依据。于植物营养生长末期选取代表性的叶片,分别采用电子扫描显微镜、电子透射显微镜和光学显微镜对叶表皮特征、亚细胞显微特征和组织结构进行观察。结果表明:干旱胁迫下,这4种植物表现为不同程度的叶片增厚、栅栏组织厚度、叶片紧实度和角质层厚度增加;3种旱生型植物猪毛蒿、茭蒿和铁杆蒿的叶片下表皮具有浓密的表皮毛,有利于防止水分过度蒸腾,而中生型黄花蒿叶片无此功能;铁杆蒿和黄花蒿上表皮毛稀少,不利于保水和防止强光照,干旱胁迫下依靠降低上表皮气孔密度和叶细胞叶绿体数目来适应环境;茭蒿和猪毛蒿叶绿体形态相似,具有较厚的基粒和浓密的基粒片层,强光下容易引起氧化损伤,猪毛蒿通过浓密的上表皮毛而茭蒿通过较强的抗氧化机制防止光能过剩,两者在重度干旱下均产生大量脂质体。4种蒿属植物中黄花蒿的叶片解剖学特征受到干旱的影响变化最大,铁杆蒿和猪毛蒿次之,茭蒿最弱,3种优势种的干旱适应性显著强于黄花蒿,干旱下叶片解剖学的结论与干旱耐受性指标结果一致。     

黄土沟壑区狼牙刺群落优势种群生态位研究

运用Levin公式和百分率相似公式,对狼牙刺群落中13个优势种群的生态位宽度、生态位相似性比例及其生态位重叠值进行了研究.结果表明,生态位宽度依次为狼牙刺(0.964)、茭蒿(0.77)、铁杆蒿(0.664)、黄背草(0.08)、远志(0.48)、狗尾草(0.472)、狗牙根(0.399)、白羊草(0.393)、达乌里胡枝子(0.327)、长芒草(0.321)、杠柳(0.292)、灌木铁线莲(0.21)、糙隐子草(0.234).狼牙刺与其他种群的生态位相似比在0.21～0.76之间,生态位重叠值较高,其他种群与狼牙刺之间的重叠值较低,表明狼牙刺与其他种群之间对资源的竞争并不十分激烈,因而能成为黄土沟壑区狼牙刺群落中利用资源能力和生态适应性最强的优势种群,并在维持群落的物种多样性和相对稳定性中发挥重要作用.     

灌草凋落物混合添加对原油污染土壤修复效果的影响

以陕北地区常见的10种灌草植物凋落物组成9种混合物,分别将单种或混合凋落物以2%的比例（质量分数）混入15 g/kg原油污染土壤,在室温（20-25℃）恒湿条件下进行150 d的室内模拟修复试验,分析凋落物混合添加对其修复油污土壤能力的影响。结果表明：（1）较之自然衰减,单种凋落物处理普遍显著提高了污染物降解率（原油降解率提高35%-85%）以及土壤硝态氮、有效磷和速效钾含量（提高0.36-56倍）,且多数处理显著提高了污染土壤中蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和脱氢酶的活性（提高0.4-6.8倍）。（2）白羊草+杠柳+狼牙刺、胡枝子+铁杆蒿、胡枝子+狗娃花+黄蒿或铁杆蒿+杠柳凋落物混合在促进原油及其组分降解时呈协同作用,使其降解率较单种处理再提高5%-28%,或较基于单种处理结果的预测值提高5%-17%,但其同时拮抗削弱凋落物对土壤速效氮（特别是硝态氮）的补充作用（较预测值降低6%-78%）及（或）酶活性（特别是蔗糖酶和脱氢酶）的刺激作用（较预测值降低14%-67%）。在实际使用中可通过上述混合强化凋落物对污染物的降解能力,但需配合其他修复手段改善污染土壤生化性质。白羊草+狼牙刺、铁杆蒿+狼牙刺、杠柳+狼牙刺凋落物混合使各种污染物降解率较单种处理或预测值显著降低,在使用时应对不同凋落物进行分离,以避免削弱其修复效果。（3）总体而言,添加多酚、黄酮、有机酸和磷含量高,碳含量和碳磷比低且化学多样性更高的混合凋落物更有利于降解原油污染物,但同时其含有的上述次生代谢物可能不利于土壤养分状况和酶活性的恢复。     

陕北撂荒地上优势蒿类叶片解剖结构及其生态适应性

对陕北丘陵区撂荒地上处于自然恢复演替不同时期的3种优势种蒿类铁杆蒿（Artemisia gmelinii Web．）、茭蒿（Artemisia giraldii Pamp．）、猪毛蒿（Artemisia scoparia）的叶片解剖结构进行了观察研究的结果表明,随着演替序列的发展,3种蒿类的栅栏组织随演替时间的推移呈现出全栅型-环栅型-过渡型的趋势,叶片解剖结构说明越靠近演替前期的蒿类对干旱的适应性越强。此外,3种蒿类的栅栏组织排列都很紧密,表皮细胞排列不规则,且具有表皮毛和腺毛等旱生适应结构;在猪毛蒿和茭蒿中还发现了特化的气腔结构。这些特征均能说明这些蒿类植物具有很好的抗旱适应性,作为环境改造的先锋物种,它们在当地的自然植被恢复演替中起着积极的正向推动作用。     

科尔沁沙地69种植物种子重量比较研究

 研究了科尔沁沙地69种植物的繁殖体（30种为种子,39种为果实）重量。结果表明：1）传播体为果实的植物可分为4个组别（即果实单粒重<0.1 mg、0.1～0.999 9 mg、1～9.999 9 mg、10～99.999 9 mg）;黄蒿（Artemisia scoparia）果实(0.051 7 mg)和小香蒲（Typha minima）果实(0.068 2 mg)最轻,苍耳（Xanthium sibiricum）单个果实（77.894 3 mg）最重;2）传播体为种子的植物可分为3个组别（即种子单粒重0.1～0.999 9 mg、1～9.999 9 mg、10～99.999 9 mg）;马齿苋（Portulaca oleracea）种子（0.151 4 mg）最轻,苦参（Sophora flavescens）种子(46.781 6 mg)最重;3）黄蒿、马齿苋、轮叶沙参（Adenophora tetraphylla）、碱地肤（Kochia sieversiana）、狼尾花（Lysimachia barystachys）、灰绿藜（Chenopodium glaucum）、刺沙蓬（Salsola ruthenica）、菟丝子（Cuscuta chinensis）、大籽蒿（Artemisia sieversiana）、狗尾草（Setaria viridis）、野古草（Arundinella hirta）等植物所以广泛分布可能是因为它们繁殖体轻（<1 mg）且具有持久土壤种子库;4）流沙上的先锋植物或沙生演替系列前期植物沙蓬（Agriphyllum squarrosum）、差巴嘎蒿（Artemisia halodendron）、乌丹蒿（Artemisia wudanica）、狗尾草、雾冰藜（Bassia dasyphylla）的繁殖体要么重量居中或偏大,要么有降低位移的其它机制。     

陕北丘陵沟壑区撂荒地自然恢复植被的组成结构与数量分类

采用样带调查与TWINSPAN分类等方法,对陕北丘陵沟壑区延安、安塞和吴旗174个撂荒地样方的物种组成、出现频率与盖度、及群落类型进行了统计与分类.植被组成结构的统计结果表明:该区自然恢复的植被几乎一半是由禾本科、菊科、豆科和蔷薇科的物种组成,北温带、旧世界温带、世界与泛热带分布成分占到总物种数近75%,且以中旱生、中生和旱生的草本类植物为主,具有典型的温带地面芽植物气候特征.植被的数量分类表明:调查样方基本包括了该区自然恢复的主要植被类型,延安、安塞和吴旗的植被在1年生草本群落到多年生蒿禾类草本群落阶段,依次均以猪毛蒿(Artemisia scoparia)、赖草(Leymus secalinus)、长芒草(Stipa bungeana)、达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)、铁杆蒿(Artemisia gmelinii)、茭蒿(Artemisia giraldii)、白羊草(Bothriochloa ischaemun)等为主要优势物种构成的不同组合的植物群落,且这些物种具有较高的盖度和频度;但在植被演替后期,不同植被带及阴阳坡的演替方向却发生了明显的变化.以延安为代表的森林带,阴坡可形成黄刺玫(Rosa xanthina)、三角槭(Acer buergerianum)、辽东栎(Quercus liaotungensis)等为优势种的群落,阳坡可形成狼牙刺(Sophora viciifolia)、侧柏(Platycladus orientalis)等为优势种的群落;以安塞为代表的森林草原带,阴坡可形成黄刺玫、紫丁香(Syringa julianae)、虎榛子(Ostryopsis davidiana)等为优势种的群落,阳坡可形成白羊草(Bothriochloa ischaemun)、狼牙刺等为优势种的群落;而以吴旗为代表的草原带,阴阳坡植被分异不明显,为多年生蒿禾类草本群落.这些演替后期的灌乔优势物种均为高位芽植物,在阴坡为中生,在阳坡为旱生、中旱生,虽具有比较高的盖度,但分布仅仅是零散出现,并不是目前黄土丘陵沟壑区的主要植被类型.     

子午岭森林与灌丛植被的主要类型及特征的研究

子午岭森林植被主要类型有油松林、侧柏林、辽东栎林、山杨林、小叶杨林、白桦林、油松—辽东栎林、侧柏—辽东栎林、辽东栎—山杨林、白桦—山杨—辽东栎林、辽东栎—山杨—槭树—漆树杂木林等11个群丛。子午岭灌丛植被主要类型有沙棘灌丛、单瓣黄刺玫灌丛、樱草蔷薇灌丛、白刺花灌丛、虎榛子灌丛、牛奶子灌丛、山杏灌丛、山桃灌丛、酸枣灌丛、杠柳灌丛、红皮柳—皂柳—乌柳灌丛、白刺花—酸枣—单瓣黄刺玫灌丛等12个群丛。     

翅果油树群落优势种群生态位分析

应用Shannon-Weaver指数和Petraitis的方法,研究了山西翅果油树群落21个优势种群的生态位宽度和生态位普遍重叠和特定重叠,结果表明：翅果油树和黄刺玫的生态位宽度最大,这主要是由于它们具有广泛的适应性。翅果油树在其它种群上的特定重叠远远小于其余20种植物在翅果油树群种上的特定重叠值。21个优势种群之间并不存在完全的普遍重叠。主要与它们对水分和光照不同的适应性有关。草本植物之间的特定重叠大于灌木。21种植物仅有4个种对(本氏针茅和野古草、野古草与本氏针茅、本氏针茅与多花枸子木和金花忍冬与白刺花)之间存在完全的特定重叠。     

山西太岳山兴唐寺红柄白鹃梅群落优势种的空间格局分析

使用点格局分析和分形分析(计盒维数、信息维数、关联维数)方法, 对山西太岳山兴唐寺红柄白鹃梅(Exochorda giraldii)群落进行了空间格局分析。结果表明: 1)红柄白鹃梅群落优势种在较小的尺度上呈现聚集分布的特点, 其中, 杠柳(Periploca sepium)和绣线菊(Spiraea salicifolia)在所有尺度上呈现聚集分布, 红柄白鹃梅和连翘(Forsythia suspensa)随着尺度的增加, 呈现聚集分布—随机分布—均匀分布的规律; 2)红柄白鹃梅群落优势种在不同尺度上表现出聚集分布的特点; 3)红柄白鹃梅群落优势种占据空间能力的大小为: 红柄白鹃梅>连翘>绣线菊>杠柳; 4)红柄白鹃梅群落优势种格局强度的尺度变化程度为: 杠柳>绣线菊>红柄白鹃梅>连翘; 5)红柄白鹃梅群落优势种个体空间相关程度为: 杠柳>红柄白鹃梅>连翘>绣线菊。点格局分析与分形分析结果一致, 揭示了暖温带落叶阔叶林遭到破坏后形成的次生灌丛的空间分布格局。     

延安地区5种灌木叶旱性结构的解剖研究

选取角质层厚度,栅栏组织厚度/海绵组织厚度,第一层栅栏组织细胞密集度,侧维管束密度,主脉厚度作为叶片旱生结构指标,对比观测了5种灌木的抗旱性能。方差分析结果显示5种灌木角质层厚度、侧维管束密度和主脉厚度均具极显著差异,多重比较显示5种灌木主脉厚度两两间差异均显著,白刺花、沙棘和文冠果叶子的角质层厚度差异不明显,黄刺玫与虎榛子之间角质层厚度差异明显;而白刺花、沙棘、文冠果与黄刺玫和虎榛子之间差异显著。用非加权指数法对树种抗旱性能大小排序结果为:白刺花>文冠果>沙棘>虎榛子>黄刺玫。     

盐胁迫对杠柳幼苗中次生代谢产物积累的影响

摘要 为了探索盐胁迫对杠柳幼苗生长及次生代谢物的影响,初步了解杠柳盐耐受范围及盐胁迫对杠柳次生代谢产物的诱导作用。本试验以培养30 d的杠柳实生苗为材料,测定不同盐浓度（0（CK）、0.2 %、0.5 %、1.0 %、2.0 %）处理后,杠柳幼苗的生物量及总甾体成分、强心苷类成分（杠柳毒苷、杠柳次苷及杠柳苷元）、4-甲氧基水杨醛含量的变化特征。结果表明,杠柳幼苗在中低盐浓度盐胁迫下生长良好,且地上部分干鲜重及地下部分干重均有不同程度的增加,其干湿比也均随盐胁迫程度的增加逐渐升高;植株体内的主要有效成分如总甾体、强心苷类的含量在中等盐胁迫浓度作用下呈现明显上升趋势,而4-甲氧基水杨醛则在高盐胁迫下含量显著增加。研究发现,杠柳具有较高的耐盐性,且一定范围内的盐胁迫可显著提高杠柳幼苗根茎中主要药效成分含量。     

翅果油树及其群落中7种优势木本种类的叶性特征比较

Taking Elaeagnus mollis Diels and seven dominant woody species in its community from Yicheng County of Shanxi Province as research objects, leaf traits including specific leaf area (SLA), nitrogen content in leaf per unit area ( Narea ) , leaf dry matter content ( LDMC ) and photosynthetic nitrogen use efficiency ( PNUE ) were compared, and correlations of SLA value with LDMC and PNUE values were analyzed. The results show that there are different degree variations in four indexes of leaf traits of E. mollis, Vitex negundo var. heterophylla ( Franch.) Rehd., Broussonetia papyrifera ( Linn.) L' Hér. ex Vent., Lespedeza bicolor Turcz., Caragana microphylla Lam., Rosa xanthina Lindl., Amygdalus davidiana ( Carrière) de Vos ex Henry and Periploca sepium Bunge, in which, SLA value with the largest coefficient of variation ( 404%) , and LDMC value with the lowest coefficient of variation ( 103%) . Compared with other tested species, SLA and PNUE values of E. mollis are the lowest ( 103 cm-2 · g-1 and 108 μmol · mol-1 · s-1 , respectively) , while its Narea value is the highest ( 0243 g · m-2 ) , and its LDMC value is also relatively high ( 0380 g·g-1 ) . SLA value of eight tested species show an extremely significant positive correlation ( P<001) with PNUE value, and a significant negative correlation ( P<005 ) with LDMC value, correlation coefficient are 0923 and -0718, respectively, indicating that SLA value is an important parameter of leaf photosynthetic capacity and resource utilization ability. It is suggested that compared with other dominant woody species, E. mollis is more sensitive to environmental change, and has a poor environmental adaptability.