沼泽、盐化沙丘过渡带和沙丘生境下芦苇的光合及生理生化特性

对于田地区3种不同生境(沼泽、盐化沙丘过渡带和沙丘顶)芦苇的生长环境特征、光合特性、渗透调节及抗氧化系统的特征进行研究。结果表明:芦苇叶片的Pn日变化在沼泽生境呈单峰曲线,在盐化沙丘过渡带和沙丘顶部均为双峰曲线,光合"午休"现象明显,气孔导度降低是其主要原因。脯氨酸和可溶性糖含量随根区土壤水分减少和盐分加剧增加显著,其中可溶性糖含量变化剧烈,对抵御干旱和盐渍化危害的贡献较大。芦苇叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随干旱及盐分加剧增加显著,两者对水分亏缺的响应较盐分敏感,且可有效缓解沙丘生境由于缺水所造成的氧化损伤,使丙二醛(MDA)含量维持在相对较低水平。过氧化物酶(POD)活性在沙丘和盐渍化生境内都比较高,对抵抗盐渍化和干旱起着同样重要的作用。     

典型沙生植物烛台虫实根系形态特征对沙丘微生境的响应

烛台虫实(Corispermum candelabrum)是一种广泛分布于科尔沁沙地的典型沙生植物,通过研究根系对生境的响应机制有助于理解沙生植物对于环境胁迫的适应性。本实验对生长在沙丘不同微生境(丘间地与沙丘迎风坡相连的过渡带、迎风坡底部、迎风坡中部、坡顶和背风坡)的烛台虫实采用挖掘法分层获取地下根系,进行烛台虫实根系形态特征的比较研究。结果表明:烛台虫实的根系主要集中于0~10 cm层且主要由直径为0~1 mm的根系组成。沿着过渡带到沙丘顶部的方向,烛台虫实地上、地下生物量、根长密度、表面积密度和组织密度均逐渐减少,但背风坡的这几项指标有所增加;比根长、比表面积的变化则呈现相反趋势。根系的各项指标与沙丘不同微生境土壤含水量具有显著相关性。因此,在过渡带风沙干扰较低、水分状况较好的环境,虫实可以通过根系的大范围生长进行养分和水分的吸收;当处于沙丘顶部风蚀沙埋强烈、水分匮乏的环境时,虫实通过较高的资源吸收利用效率获取足够的养分,维持生存。烛台虫实可以通过根系的合理配置适应不同类型的沙地微生境。     

斑苦竹无性系生长与水分供应及其适应对策的研究

 根据对混生型斑苦竹(Pleioblastus maculata)移栽于不同土壤水分含量的微生境中的野外实验,分析了斑苦竹的无性系生长对水分资源供应的形态可塑性反应和能量投资对策。研究结果表明,水分资源供应水平越高,斑苦竹无性系的总生物量越大,同时,无性系分株的数目越少,而个体增大。在不同水分供应条件下,无性系的隔离者(地下根茎)长度和分株大小都具有显著的差异,而隔离者的节间长度则无明显差别。在低水分资源的生境中,斑苦竹无性系具有投资更多的能量于地下部分,尤其是根茎节间,从而伸长根茎,以获取资源的觅养生长对策;在高水分资源的生境中,其无性系的能量则主要投资于分株的生长。     

薇甘菊不同生长方式下的繁殖特征比较

利用实验生态学方法, 对攀缘生长与伏地生长的薇甘菊(Mikania micrantha)的形态特征、生物量分配和繁殖特征进行了比较研究。结果表明: 在潮湿生境条件下, 攀缘生长的植株与伏地生长的植株相比对主茎的生物量投资较大, 而对分枝茎的生物量投资则相对较小; 但在干旱生境条件下, 攀缘生长的植株对主茎和分枝茎的生物量投资均较伏地生长的植株小。在潮湿与干旱生境中, 攀缘植株的繁殖投资分别为0.429 g·g^–1和0.342 g·g^–1, 显著高于相同生境中的伏地植株。在薇甘菊种群的补充与更新过程中, 攀缘生长的植株以有性生殖占主导地位, 在潮湿与干旱生境中产生的个体分别占种群数量的84.7%和62.6%; 伏地生长的植株则主要以无性(克隆)繁殖为主, 在潮湿与干旱生境中有性生殖产生的个体仅占种群数量的40.4%和35.9%。生长方式与土壤水分二因子互作效应对薇甘菊的生物量分配和繁殖指标影响均达到显著水平(P<0.05)。通过研究得出以下结论: 不同生长方式的薇甘菊对环境条件具有不同的生长与繁殖适应对策。     

薇甘菊不同生长方式下的繁殖特征比较

利用实验生态学方法,对攀缘生长与伏地生长的薇甘菊（Mikania micrantha）的形态特征、生物量分配和繁殖特征进行了比较研究。结果表明：在潮湿生境条件下,攀缘生长的植株与伏地生长的植株相比对主茎的生物量投资较大,而对分枝茎的生物量投资则相对较小;但在干旱生境条件下,攀缘生长的植株对主茎和分枝茎的生物量投资均较伏地生长的植株小。在潮湿与干旱生境中,攀缘植株的繁殖投资分别为0.429g·g-1和0.342g·g-1,显著高于相同生境中的伏地植株。在薇甘菊种群的补充与更新过程中,攀缘生长的植株以有性生殖占主导地位,在潮湿与干旱生境中产生的个体分别占种群数量的84.7%和62.6%;伏地生长的植株则主要以无性（克隆）繁殖为主,在潮湿与干旱生境中有性生殖产生的个体仅占种群数量的40.4%和35.9%。生长方式与土壤水分二因子互作效应对薇甘菊的生物量分配和繁殖指标影响均达到显著水平（P〈0.05）。通过研究得出以下结论：不同生长方式的薇甘菊对环境条件具有不同的生长与繁殖适应对策。     

扎龙湿地芦苇分株生态可塑性及其对土壤因子的响应

扎龙湿地的芦苇既可形成大面积的单优群落,也可形成不同群落斑块。采用大样本抽样调查与统计分析方法,对湿地内水生生境、湿生生境、旱生生境和盐碱生境芦苇种群分株高度和生物量进行比较。结果表明,6—10月份,4个生境芦苇种群分株高度及生物量均以水生生境最高,盐碱生境最低,水生生境株高为盐碱生境的1.5—2.3倍,分株生物量为2.0—5.1倍,生境间的差异性以及差异序位均相对稳定。4个生境株高生境间变异系数(19.45%—31.56%)均高于生境内变异系数(8.07%—17.61%),分株高度在生境间的可塑性更大;分株生物量中水生生境、湿生生境和盐碱生境3个生境间的变异系数(33.43%—55.61%)均低于生境内变异系数(44.85%—79.82%),分株生物量在生境内的可塑性更大。不同生境条件下芦苇种群分株,在生长和生产上均存在较大的生态可塑性,表现出明显的环境效应,其中土壤含水量是该地区芦苇分株生态可塑性变异的主要驱动因子(R0.80),为正向驱动。     

扎龙湿地不同生境芦苇分株的形态特征及生物量分配的异速关系

不同环境条件下的植物个体可以表现出形态特征的分异和物质分配的权衡与调整。采用大样本抽样调查与统计分析方法,比较研究扎龙湿地不同生境芦苇(Phragmites Australis)生殖株和营养株的形态特征以及生物量分配的异速关系。结果表明:在9月末,盐碱生境、旱生生境、湿生生境和水生生境芦苇分株的生长表现出较大的生态可塑性,株高和株重均以盐碱生境最小,水生生境最大,最大值与最小值的比值分别为1.3-3.3和1.8-5.1,分株生长在种群间的变异度高于种群内,与营养株相比,生殖株的变异度较低;分株的支持分配与生产分配的比值为1.8-4.2,生产分配以盐碱生境最高,以水生生境最低,而支持分配和生殖分配表现与生产分配相反的序位;生殖株的花序长和花序重与株高间呈直线函数形式增长,株高和株重低于种群平均值的20%和35%的分株不进行有性生殖;叶重、叶鞘和茎重以及分株重与株高间呈幂函数形式的异速生长关系。植物通过改变个体的形态特征以及调整构件间生物量分配适应不同环境,而受遗传因素控制的构件间生长关系却相对稳定。     

不同生境条件下羊草种群无性系和有性生殖特征的比较研究

比较研究了东北草原不同生境条件下4个羊草种群无性系和有性生殖数量特征的差异,结果表明,由于各种群所处立地的资源差异(特别是土壤水分),导致各种群在无性系(包括营养枝和根茎芽密度)和有性生殖(生殖枝密度、生殖枝分化率、生殖贡献)等数量特征方面差异显著,尤其在低平原种群与沙丘种群之间最为显著.与沙丘种群相比,低平原种群营养枝平均密度高50%;根茎芽平均密度高30%以上;生殖枝密度平均值高200%以上.     

支持物倾角对攀援植物栝楼形态和生长的影响

支持物倾角的变化将引起攀援植物“自遮荫”程度的改变 ,从而影响植物的生长和行为。以攀援植物栝楼 ( Trichosantheskirilowii)为材料 ,通过实验生态学的方法 ,研究了 4种支持物倾角下植株的生长和觅食行为的差异。结果表明 :( 1 )不同生长发育期栝楼植株形态对自遮荫差异的可塑性反应程度不一 ,不同角度攀援生长植株在生长前期均比生长后期有较敏感的形态可塑性反应。 ( 2 )自遮荫程度随支持物倾角的增大而增强 ,较强自遮荫环境下植株比较弱自荫环境下的植株有更大的形态可塑性。 ( 3)比主茎长、比叶面积、生物量对叶片和叶柄的配置在 4种攀援生长形式间差异均不显著。不同角度攀援植株主要通过改变分枝数量、分枝形态和分枝生物量配置以适应支持物倾角的变化 ,这说明 ,自遮荫对植株形态和生物量配置仅产生有限的影响。 ( 4 )分枝能力、分枝数量以及分枝生物量配置均在大角度攀援生长中最大 ,且与小角度攀援生长植株间有显著差异。 ( 5 )水平攀援生长植株主要通过增大主茎生物量投资以充分占有生境 ,而大角度攀援生长植株则主要通过分枝茎扩展以占据有利生境 ,不同攀援生长植株有不同的觅食行为。     

指数施肥对楸树无性系生物量分配和根系形态的影响

为探求楸树不同无性系生物量分配和根系形态的差异,2011年3-8月在甘肃省天水市小陇山林科所,以2年生楸树无性系1-4、7080和015-1组培苗为试验材料,设置了CK、6、10、14 g尿素/株4个处理,研究指数施肥对楸树无性系生物量分配和根系形态的影响.结果表明:(1)同一无性系中,10 g尿素/株的根、茎、叶生物量及总生物量、根长、根表面积、根体积和根平均直径均高于其它处理.无性系015-1的生物量和根系形态参数整体上高于无性系1-4和7080.无性系015-1在10 g尿素/株的根、茎、叶生物量及总生物量分别为89.44 g、61.30 g、79.97 g、230.71 g,是CK的1.48、1.52、2.09、1.66倍;根长、根表面积和根体积为22667 cm、6260 cm2、578.14 cm3,是CK的1.94、1.54、2.43倍.(2)指数施肥和无性系的遗传差异明显影响楸树不同无性系生物量的分配格局.适量施氮明显促进3个楸树无性系生物量的积累,而氮素缺乏或过量均不利于生物量的积累.8月同一无性系的根冠比均随施氮量的增加而降低;同一处理下无性系7080的根冠比高于无性系1-4和015-l.无性系1-4和7080的生物量主要向叶和茎分配,而无性系015-1主要向叶分配.(3)指数施肥在6月和7月主要促进细根根长和根表面积的增加;指数施肥在8月主要促进细根、中等根和粗根体积的急剧增加,分别比7月高达36.88％、124.96％、154.79％.这利于根系在中后期吸收更多养分,从而引起生物量分配格局的变化.(4)生物量参数和根系形态参数关系密切.根生物量、地上生物量、总生物量分别和根长、根表面积、根体积、根平均直径极显著正相关;根冠比和根长、根表面积、根体积、根平均直径极显著负相关;比根长和地上生物量、总生物量显著正相关,和根冠比极显著负相关.     

沙丘微地形生境蚁丘分布特征及其对恢复过程的响应

为了阐明沙丘微地形生境蚁丘特征及分布规律对沙丘固定过程的响应规律,以科尔沁沙地为研究区,选择不同固沙阶段沙丘的4个方位（西北、东南、西南、东北）布设调查样地,测定了不同样地的蚁丘密度、直径和高度,分析了不同样地蚁丘特征及空间分布规律。结果表明：（1）流动沙丘背风向（即东南方位）蚁丘密度显著高于其他方位,但从流动沙丘到半流动沙丘,背风向（即东南方位）蚁丘密度显著低于其他方位;从半固定沙丘开始,半固定和固定沙丘微地形对蚁丘密度分布的影响较小。（2）在流动沙丘、半流动沙丘、半固定沙丘,不同微地形生境中蚁丘直径和高度均呈现出相似的分布规律,即东南方位均小于其他方位。在固定沙丘,蚁丘高度表现为东南方位亦较低,但蚁丘直径表现为西南和东北方位显著小于西北方位。（3）在流动沙丘,西北、西南和东南方位上蚁丘空间分布均表现为均匀分布型,而在半流动、半固定和固定沙丘,4个方位上蚁丘空间分布均表现为聚集分布型。（4）相关性分析表明,不同固沙阶段不同微生境下蚁丘密度、高度、直径与植物密度、多样性间的相关性不同。随着固沙阶段演替,不同微生境下蚁丘特征与植物密度、多样性的相关性增强。研究表明,在科尔沁沙地,随着流动沙丘固定和生境逐渐恢复,沙丘不同空间方位上蚁丘密度分布差异缩小,而蚁丘直径和高度仍存在沙丘微地形间显著差异性,并且蚁丘空间方位上均呈现聚集分布状态。     

Structure, Pattern and Mechanisms of Formation of Seed Banks in Sand Dune Systems in Northeastern Inner Mongolia, China

A comparison of structure and pattern of the soil seed bank was made between active and stabilized sand dunes in northeastern Inner Mongolia, China. The objective of this paper was to determine the significance of seed bank in vegetation restoration of sand dunes. The results showed that (1) average seed density decreased from stabilized sand dune to interdune lowland of stabilized sand dune, to interdune lowland of active sand dune, and to active sand dune; (2) horizontally, along the transect from interdune lowland to ecotone and to sand dune top, a ‘V’ shaped pattern was presented in the active dune system, and a reverse ‘V’ shaped pattern in the stabilized sand dune system; (3) vertically, the proportion (accounting for the total seeds) of seeds found in 0–20 mm soil profile decreased from stabilized sand dune to interdune lowland of stabilized sand dune, to interdune lowland of active sand dune, and to active sand dune. The same order was also found in 20–50 mm and 50–100 mm soil profiles; (4) the Sokal and Sneath similarity indices in the species-composition between soil seed bank and above-ground vegetation were ranked as: the stabilized sand dune (24%) > the interdune lowland of active sand dune (21%) > the interdune lowland of stabilized sand dune (18%) > the active sand dune (5%); and (5) vegetation restoration of active sand dunes depends on the dispersal of seeds from nearby plant communities on the interdune lowlands. Much effort must be made to preserve the lowlands, as lowlands are the most important seed reservoir in the active sand dune field.     

不同沙丘生境主要植物比叶面积和叶干物质含量的比较

研究了生长在不同沙丘生境中 (流动沙丘 ,半固定沙丘和固定沙丘 ) 2 0个植物种 (10个 1年生植物种和 10个多年生植物种 )的比叶面积 (SL A)和叶干物质含量 (L DMC)的变化 ,并且分析了各个沙丘生境的土壤养分特征。结果表明 ,各个植物种的平均 SL A和 L DMC在植物种之间差异显著 ;多数在两种或 3种沙丘生境均有分布的植物其 SL A在不同沙丘生境之间差异显著 ,但是仅有 6个植物种的 L DMC在不同沙丘生境之间表现出差异 (p<0 .0 5 )。与许多研究结果类似 ,1年生植物的 SL A显著大于多年生植物的 SL A,而且两者之间 L DMC存在一定的差异。 1年生植物 SL A和 L DMC之间相关性不显著 ,但多年生植物SL A和 L DMC之间呈显著负相关。综合所有 2 0个植物种可以发现 ,SL A增大时 ,L DMC有下降的趋势     

沙丘坡面异质性小生境中准噶尔无叶豆对水分条件变化的响应

以多年生克隆植物准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum(Litv.)Vass.)为材料,选择河边(A种群)和沙漠腹地(B种群)两个沙丘,研究从沙丘底部至顶部,沿着水分条件连续变化的梯度,准噶尔无叶豆在分株种群和克隆片段水平的形态变化特征,以期能揭示其在异质性小生境内利用水分资源的对策,并为准噶尔无叶豆的资源保护、培育和利用提供有意义的参考.研究发现:①在分株种群水平,A种群分株高度及地上部生物量显著高于B种群,而B种群地下部(根)的生物量则显著高于A种群;②在克隆片段水平,随着沙丘底部至顶部,A种群与B种群克隆片段高度和地上生物量都减小,而分株密度都增加,但升高或降低的强度不同;A种群根的生物量和长度增加,主要是水平的位于地下0～10 cm层面的直径10mm以下的根长度增加,而B种群根的生物量减小,但长度却在增加,主要是水平的位于地下0～10 cm层面的直径6mm以下的细根长度增加.水平细根的长度增加,更利于无性系进行广泛觅食,同时促进无性系尽快越过不利生境斑块和提高分株在有利生境中的生长概率.结果表明,准噶尔无叶豆对沙丘坡面水分条件连续变化的异质性小生境存在分株种群及克隆片段两个等级的可塑性响应,并通过可塑性变化适应了沙丘坡面水分条件的分异.     

Evidence for ecological release over a fine spatial scale in a lizard from the White Sands formation

When a population experiences relaxation of selective pressures due to reduced predation or competition, it may undergo ecological release. Ecological release often manifests as increased niche breadth and trait variation, as individuals have the opportunity to exploit a wider variety of resources. At the recently‐colonized White Sands dune formation in New Mexico, lizards from white sand habitat have fewer predators and competitors than their dark soil counterparts, and show evidence of ecological release compared to dark soil lizards. To determine whether the dynamics of ecological release also play out over an even finer habitat gradient, we studied southwestern fence lizards in the center of the White Sands dune formation and the narrow ecotone between White Sands and the surrounding dark soil habitats. We predicted that lizards from the central dunes would exhibit ecological release in terms of broadened resource use compared to lizards from the ecotone. We first conducted avian surveys in both the central dunes and ecotone habitats to measure abundance, richness and diversity of avian species that could act as lizard predators. Next, we measured microhabitat‐scale resource use by comparing perch selection of lizards in both habitats. Finally, we measured landscape‐scale resource use by quantifying home range sizes and daily distances traveled by lizards in both habitats. We found that central dunes lizards used a greater diversity of perch types, and had greater variation in both home range size and daily distances traveled, than ecotone lizards. There were fewer predatory bird species in the central dunes than on the ecotone, and there was a tendency for fewer predation events in the central dunes than on the ecotone. Our results demonstrate that ecological release is detectable over a fine habitat gradient, such as between the center of a recently‐colonized habitat and its ecotone with the surrounding ecosystem.     

海岸红树林地沙丘移动对林内大型底栖动物的影响

沙丘在广西北海大冠沙白骨壤红树林内的移动,破碎了原有的平滩,形成了埋没滩、过渡滩、侵蚀滩３种沙化滩涂生境。比较研究了不同滩涂生境间大型底栖动物群落的差异。结果表明：除藤壶外,研究地点共有大型底栖动物３１种。平滩跟其它滩涂生境间的动物群落相似度都小于０．５,表明沙丘移动使原有底栖动物群落异质化。沙化不仅使原有底栖动物群落的种类、密度和生物量分别下降了３５．１％,７４．６８％和８９．７６％,而且还降低     

Ecophysiological behavior ofArtemisia ordosica on the process of sand dune fixation

The population structure and water relations ofArtemisia ordosica were studied at different stages of the sand dune fixation process. Vegetation coverage and biomass increased as the sand dune fixation process progressed. In contrast, individual growth rate decreased in the late fixation stage. On fixed sand dunes the modal age ofA. ordosica plants was higher and seedlings or saplings were rearely observed. On active sand dunes, settlement of seedlings was regulated by sand mobility; that is, seedlings were observed only when sand mobility was below 10 cm per year. Leaf transpiration was highest in active sand dunes. Stand transpiration in fixed sand dunes was lower than in semi-fixed sand dunes. These differences in transpiration were related to a decrease in soil water availability, which was affected by the increase in the aeolian fine soil component during the course of sand dune fixation. The reduction in soil water status and the cessation of sand movement were considered to be important factors in the decline of theArtemisia ordosica community.     

黄河三角洲贝壳堤土壤微生物生物量对不同生境因子的响应

从土壤微生物生物量角度分析黄河三角洲贝壳堤不同生境的土壤肥力状况,基于黄河三角洲贝壳堤植被类型,以4种不同生境的土壤为研究对象,测定了微生物生物量碳、氮、磷和相关的土壤理化性质。结果表明,不同生境中土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤微生物生物量(MBN)、土壤微生物生物量(MBP)均值均为滩脊背海侧高潮线向海侧,且表现出明显的垂直分布特征:0—5 cm5—10 cm10—20 cm20—40 cm40—60 cm。土壤MBC、MBN、MBP占土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)百分比变化范围分别为1.09%—3.48%、2.62%—7.27%、0.78%—2.86%,滩脊、背海侧和高潮线处MBC/SOC无显著差异(P0.05),但显著高于向海侧MBC/SOC(P0.05)。土壤MBN/TN、MBP/TP的变化趋势为滩脊和背海侧向海侧和高潮线。滩脊和背海侧土壤微生物碳、氮、磷的非生物限制性因子为土壤含水量、p H值、含盐量;向海侧和高潮线区域土壤微生物碳、氮、磷的非生物限制性因子为含水量和pH值。滩脊、背海侧和高潮线土壤微生物生物量碳、氮、磷及土壤养分间的相关关系显著或极显著,且协同性和稳定性高,表明土壤微生物生物量碳、氮、磷可以作为判断黄河三角洲贝壳堤土壤肥力状况的生物学指标,这为黄河三角洲贝壳堤的土壤肥力管理和植被恢复提供一定的理论依据。     

松嫩平原不同生境芦苇种群分株的生物量分配与生长分析

在松嫩平原8月中旬,4个旱地生境芦苇种群分株的生长和生产力以季节性临时积水的低洼地为最高,以碱斑地为最低,两个生境之间分株高度相差2.8倍,分株生物量相差4.4倍,其它2个生境沙地和草甸混生 少也达到了显著或极显著水平,不同生境芦苇种群分株生物量分配的差异,蕴涵着重要的生长调节和物质分配策略。在分株株较小而又有充分生长空间的沙地生境和三斑生境,以及具有种间竞争的草句生境,分株将50％以上的物质分配给叶的建造上,以保证充分的物质生产;在环境条件相对较好的低洼地生境,分株将近40％的物质分配给茎的伸长生长,以提高个体对空间和光资源的竞争力。4个生境芦苇种群在分株增高与增重,以及茎、叶与分株的相对增重均具有相同的幂函数异速生长规律。     

Seedling growth variation in response to sand burial in four <Emphasis Type="Italic">Artemisia</Emphasis> species from different habitats in the semi-arid dune field

We compared seedling growth of four Artemisia species dominated at different habitats to determine whether interspecific seedling growth variation of a same genus in tolerance to burial can be used to explain plant distribution in the sand dune field. Interdune lowland species, Artemisia gmelinii, stabilized dune species, A. frigida, semi-stabilized dune species, A. halodendron, and active dune species, A. wudanica were selected. Seedlings grown for 3 weeks were treated at five burial depths for three burial times in pot experiments. Species from the habitats with little burial had smaller survival rate, dry weight and stem elongation speed than those from the habitats with intensive burial when buried. Furthermore, when buried, the former tended to adjust biomass allocation between shoot and root and produce adventitious buds, while the latter tended to maintain a constant root:shoot ratio and produce adventitious roots. We conclude that (1) seedlings of species with a long evolutionary history of exposure to sand burial (from the active sand dune), show quicker stem growth when buried than do seedlings of species from the habitats with little or no sand burial; (2) seedlings of species which do not change root:shoot ratio might be more tolerant of sand burial than those do; (3) seedlings of species from the habitats with intensive sand burial is prone to produce adventitious roots and seedlings of species from the habitats with little or no sand burial tend to produce adventitious buds when buried.