滨豇豆的生态生物学特征

为探究滨豇豆(Vignamarina)的生态生物学特性及其对热带珊瑚岛的适应性,对西沙群岛野生滨豇豆的叶片形态解剖结构、生理特征和营养成分进行了分析。结果表明,滨豇豆具有叶片厚、比叶面积小、栅栏组织发达、气孔密度大、气孔面积指数大等形态特征,对减少蒸腾、保持水分起到重要作用。滨豇豆叶片的SOD活性和脯氨酸(Pro)含量高,丙二醛(MDA)含量低,表明抗氧化能力较强;滨豇豆叶片养分含量适中但其生境土壤养分含量很低,说明其对养分有着良好的吸收利用能力,利于适应贫瘠的环境。因此,滨豇豆具有能够较好地适应珊瑚岛礁高温、干旱、贫瘠生境的形态解剖结构和生理特征,加之其具有良好的固氮和养分利用能力,可作为热带珊瑚岛植被恢复的工具种。     

抗风桐(Pisonia grandis)的生态生物学特征

抗风桐(Pisonia grandis)为紫茉莉科常绿乔木,是西沙群岛自然植被中最常见的乔木树种,具有重要的生态、药用和观赏价值;其生长速度快,断枝可再殖,在防风、海岸固沙以及海岛植被恢复方面具有重要作用。该研究以西沙群岛永兴岛的野生抗风桐为研究对象,对其形态解剖特征、生理特征和营养成分进行了研究。结果表明:抗风桐属阳生性树种,具有叶片厚、比叶面积低、栅栏组织发达、海绵组织细胞间隙小等形态解剖特征,利于其对光能和水分的利用;其超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性高、脯氨酸含量较高,丙二醛含量较低,表明其具有较强的抗旱性。抗风桐生长的土壤养分含量低,但其叶片营养元素含量高,表明抗风桐对土壤养分的利用能力高,对土壤养分贫瘠胁迫具有较强的适应性。因此,抗风桐能适应强光、干旱和贫瘠等生长条件,可作为热带珊瑚岛植被恢复的重要树种。由于抗风桐生长速度快、适应环境能力强,因此在栽培过程中应适时浇水及补充生长所需的矿质元素,以维持植株生长所需要的水分和养分平衡。该研究结果为抗风桐的引种、栽培、保护及开发利用提供了科学依据。     

中国热带珊瑚岛橙花破布木(Cordia subcordata)的生物学特性

橙花破布木(Cordia subcordata)为紫草科常绿小乔木, 生长在沿海荒地以及红树林边缘, 是我国西沙群岛和南沙太平岛的优势乡土树种。对其叶片生理生态学特征、叶片营养元素含量、土壤营养元素含量进行了测定, 结果表明, 橙花破布木叶片栅栏组织排列较为紧密有序, 而海绵组织则排列较疏松无序, 具备明显的阳生性特征; 叶片面积大, 可竞争到更多的光照;叶片下表皮气孔数多, 利于同化二氧化碳并积累干物质; 上表皮厚, 比叶面积小、导管直径和导管密度大, 叶导水率低, 木质部密度大, 这些生理生态特征有利于其充分利用水分, 并适应干旱环境。橙花破布木叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性较高, 脯氨酸(PRO)和脱落酸(ABA)含量较高, 但丙二醛(MDA)的含量较低, 说明其对逆境的耐受性较强。橙花破布木体内养分含量较高, 而其生长的土壤养分含量低, 说明其养分吸收和利用能力较高。因此, 橙花破布木对高温、强光、干旱、贫瘠具有较强的适应能力, 因而在热带滨海地区的绿化和防风林建设方面具有良好的应用前景。     

干旱胁迫和化感作用对榄仁树幼苗生长、光合作用及生理生化的影响

该研究通过榄仁树幼苗的盆栽实验,用称重控水法设置3个水平的土壤水分含量(分别占田间持水量的75％~80％、50％~55％、30％~35％)和2个浓度水平的木麻黄凋落物浸提液,研究不同土壤干旱程度及不同浓度木麻黄凋落物浸提液对榄仁树生长、光合作用及生理生化的影响。结果表明：随着幼苗生长期的延长,土壤干旱和木麻黄凋落物浸提液对榄仁树幼苗存活率和株高增长有一定影响。60 d胁迫后显著减小了幼苗叶片数、叶面积、叶片含水量及叶片的生物量。15~60 d期间幼苗的净光合速率( Pn)、气孔导度( Ccond)、蒸腾速率( Tr)均显著减小,而幼苗叶片胞间CO2浓度( Ci)呈先减后增的变化。幼苗的水分利用率( WUE)和气孔限制值( Ls)显著增加,是导致光合作用降低的主要原因。干旱和木麻黄凋落物浸提液能显著增加榄仁树幼苗的叶片和根的细胞膜透性、Peroxidase(POD)活性及叶片Superoxide dismutase(SOD)活性。二元方差分析表明,土壤干旱和木麻黄凋落物浸提液对榄仁树的生长、光合作用及生理生化的影响有明显的交互作用且表现出一定的拮抗作用。该研究结果可为构建混交林型海防林提供参考。     

热带滨海植物红厚壳的抗逆生物学特性

为了解红厚壳(Calophyllum inophyllum)的抗逆特性,对西沙群岛自然生长的红厚壳叶片的形态解剖、生理生态、以及叶片和适生土壤的元素含量进行了研究。结果表明,红厚壳是阳生性植物,其上表皮厚,海绵组织发达且栅栏组织排列紧密,气孔排列松散且密度小(24.40 mm~(-2)),有利于叶片保水抵御干旱。叶片的叶绿素a、b含量低(分别为0.87和0.43 mg g~(-1)),表明红厚壳具适应强光环境的能力。叶片的MDA含量低(13.46 nmol g~(-1)),PRO含量高(127.89μg g~(-1)),SOD活性高(149.42 U g~(-1)),总抗氧化能力高(388.60 U g~(-1)),显示红厚壳能通过提高自身的抗氧化能力抵御膜脂过氧化伤害。红厚壳自然生长的珊瑚岛土壤较为贫瘠、营养元素含量低,但红厚壳植株体内具有较高的营养元素含量,表明红厚壳营养元素利用率高,对于贫瘠土壤具有很好的适应能力。因此,红厚壳具有较高的抗氧化胁迫能力和耐受干旱的能力,适宜生长在热带珊瑚岛等土壤贫瘠的生境,可以作为热带珊瑚岛防风固沙和植被恢复的工具种。     

西沙群岛草海桐的抗逆生物学特性

热带珊瑚岛由于光照强、季节性干旱明显、土壤贫瘠、保水能力差而少有植物生长。草海桐(Scaevola sericea)是一种典型的热带滨海植物,是西沙群岛珊瑚岛植被中的主要建群种,在海岛和海岸带防风固沙及植被生态恢复等方面发挥着重要作用。该研究对西沙群岛自然环境下草海桐的形态解剖学特征、抗氧化能力、抗逆性物质含量及营养元素含量等进行了研究。结果表明:草海桐具有阳生性植物特征,叶片及上表皮厚、气孔密度小、导管直径及水力导管直径大,有利于其适应珊瑚岛干旱环境; 其体内的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性与其他受胁迫植物相比较要高,脱落酸含量也较高,表明草海桐对珊瑚岛环境具有较强的适应性及抗逆性; 其根际土壤养分含量偏低,但植物体内营养元素含量却较高,表明草海桐对土壤养分的利用效率高。这说明草海桐能够很好地适应干旱、贫瘠的珊瑚砂环境,具有较强的抗逆及适应能力。     

木麻黄浸提液对榄仁树幼苗生长及生理生化的影响

该研究试图将榄仁树引入木麻黄海防林以期形成混交林型的海防林。以15 d榄仁树种子苗为材料,分别采用浓度为125 g·L~-1的木麻黄根、木麻黄凋落物和林下表层土壤的水浸提液胁迫处理榄仁树幼苗60 d,研究木麻黄化感作用对榄仁树幼苗生长、光合作用、膜系统伤害、抗氧化系统酶活性及游离Pro含量的影响。结果表明:木麻黄根、木麻黄凋落物及林下表层土壤的水浸提液都能降低榄仁树幼苗的存活率,影响幼苗株高、叶和根生物量,可以推断不同浸提液中对影响植物生长成分的浓度有所不同。3种浸提液均显著降低处理15~45 d期间幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Ccond)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr),且显著增加幼苗水分利用率(WUE)。第60天时3种木麻黄浸提液能显著增加幼苗叶片、根的Pro含量,使得幼苗根系组织细胞膜通透性增加,而木麻黄根浸提液能显著增加幼苗Ccond、Ci、叶SOD、根CAT含量,木麻黄凋落物浸提液能显著增加幼苗Ccond和Tr,同时凋落物浸提液会显著降低幼苗根POD含量。榄仁树幼苗通过调整自身的生理生化能适应木麻黄化感胁迫的影响,为此可考虑榄仁树作为沿海防护林建设的树种之一。     

海刀豆的抗逆生理生化特征分析

为了解西沙群岛上海刀豆(Canavalia maritima)的抗逆特性,对其叶片解剖结构、生理学特征和养分状况进行了分析。结果表明,海刀豆叶片的栅栏组织发达,气孔密度大;叶绿素a/b低于3∶1;抗氧化酶活性普遍较高,以SOD活性最大;脯氨酸含量高;在土壤养分含量较低的情况下,叶片中的营养元素含量仍然较高。因此,海刀豆具有耐干旱、强光、高温和贫瘠等抗逆生物学特性,可以作为热带珊瑚岛(礁)防风固沙和植被恢复物种。     

海人树的生态生物学特性

海人树(Suriana maritima)是海人树科的一种滨海观赏植物，目前在中国仅分布于南海诸岛。该文以西沙群岛自然生长的海人树为研究对象，通过调查、采样，分析测定其茎杆及其叶片的形态解剖结构、叶片的抗氧化酶活性和抗逆渗透物质含量，以及叶片与生长土壤的营养元素含量等生态生物学特性。结果表明：(1)海人树的叶片小而厚，角质层明显，栅栏组织发达，气孔密度小(8.64 n·mm^-2),易于维持体内水分，能很好地适应干旱和高盐碱的环境；叶片的叶绿素含量低(0.76 mg·g^-1),总抗氧化能力高(589.50 U·g^-1),脯氨酸含量高(1 123.64μg·g^-1),表明海人树光合利用效率高，抗氧化能力强。(2)海人树根际土壤的养分含量低，而叶片有机碳、氮、磷含量较高(分别为490.27、18.10、3.81 g·kg^-1),表明海人树的土壤养分利用效率高，对贫瘠的土壤具有良好的适应能力。综上表明，海人树对强光、干旱、高盐碱和土壤贫瘠的热带珊瑚岛环境具有良好的适应能力，可作为热带珊...     

长春花(Catharanthus roseus)对热带珊瑚岛生理生态适应性研究

长春花(Catharanthus roseus)是夹竹桃科的一种亚灌木植物,具有重要的药用价值和观赏价值,在前期的试验性种植中,发现长春花对热带珊瑚岛环境有很强的适应性。为了探讨长春花对热带珊瑚岛环境的生理生态适应性,该文以移植到热带珊瑚岛的长春花和生长于海南省文昌市苗圃的长春花为研究对象,对其叶片的形态解剖结构、生理学特征、营养元素含量等进行了分析。结果表明:(1)与苗圃生长的长春花和其他耐胁迫的植物相比,移植到热带珊瑚岛上的长春花具有叶片厚、栅栏组织发达、比叶面积小等形态解剖特征,这些特征有利于其光能吸收、水分储存和对环境资源的利用。(2)长春花的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性较高,表现出较强的抗氧化性和抗胁迫能力。(3)长春花的叶绿素a和叶绿素b含量较低,可以减少过多的光能进入叶绿体光合系统,防止过剩的光能对光合系统产生伤害。(4)热带珊瑚岛土壤养分含量低,但生长在岛上的长春花叶片的营养元素含量高,表现出很强的养分吸收和利用能力。因此,长春花对干旱、贫瘠等恶劣生境具有很好的适应能力,可以作为热带珊瑚岛植被恢复工具种。     

西沙群岛银毛树(Tournefortia argentea)的生态生物学特性

银毛树(Tournefortia argentea)为紫草科紫丹属常绿小乔木或灌木,是东半球热带海岸和海岛常见的先锋植物,具有重要的生态价值、观赏价值和食用价值。为掌握银毛树对热带珊瑚岛环境的生态适应机理,为其保护和开发利用提供基础资料,该研究以西沙群岛东岛自然生长的银毛树为对象,对其形态解剖结构、生理学特征、叶片营养元素和根际土壤的理化性质等进行了分析。结果表明:(1)银毛树具有叶表面气孔密度低、比叶面积小、海绵组织发达、枝条的空腔比高等特点,有较好的储水抗旱能力。(2)银毛树叶片表面有厚密白色绢毛覆盖,可以反射强光、降低水分散失,有利于其适应强光和干旱环境。(3)银毛树叶片的脯氨酸含量较高,能够很好地抵抗渗透胁迫,为细胞提供良好的生存环境。(4)银毛树生长的土壤呈强碱性,养分和水分含量较低,但其叶片营养元素含量正常,表明其对土壤养分的利用率高,能够很好地适应瘠薄的土壤环境。(5)银毛树木质部密度低,枝干脆弱易折,可防止被大台风连根拔起,同时枝干含水丰富,有利于其抵抗台风及树冠的快速恢复。因此,银毛树能较好适应干旱、强光和瘠薄的滨海沙滩环境,在热带珊瑚岛(礁)或滨海地区防风固沙及植被恢复方面有较好的应用前景。     

海岸桐的抗旱生物学特性

南沙群岛土壤主要以珊瑚砂为主,由于其光照强、土壤水分和养分贫瘠等环境条件,导致很少植物能够在岛上正常生长。为了快速恢复南沙岛礁的植被,需要筛选出抗旱性强的植物并进行引种。海岸桐(Guettarda speciosa)是一种典型的热带海岸植物,在海岛和海岸带防风固沙及植被生态恢复等方面发挥着重要作用。该文以西沙永兴岛自然环境下的海岸桐为研究材料,对其形态解剖学特征、抗氧化能力、抗逆性物质含量及营养元素含量等进行了研究。结果表明:(1)随着干旱程度增强,海岸桐栅栏组织与海绵组织的比值和叶片厚度等结构都会增加,能有效减少植物体内水分的流失,节水能力较强;(2)其体内的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性快速增加,脯氨酸含量也不断增加,证明海岸桐有较强的抵御干旱的调节能力;(3)其根部营养物质含量少但叶片营养物质含量高,叶绿素总含量减少的速度慢,说明海岸桐能够高效利用养分且受干旱胁迫的损害程度小。综上所述,海岸桐抗旱能力强,能在土壤水分的环境下正常生长,可引种于南沙岛礁。     

三种苦苣苔对石灰土和红壤的适应性分析

为探讨苦苣苔科植物对其岩溶生境的适应性,该研究选取黄花牛耳朵(Primulina lutea)、紫花报春苣苔(Pri.purpurea)和桂林蛛毛苣苔(Paraboea guilinensis)三种苦苣苔科植物,将其栽种在石灰土及红壤两种不同类型的土壤中,观测记录其生长性状并对其叶片元素含量进行测定和比较。植株采集过程中,同时采集自然生境中三种苦苣苔科植物叶片及取样植物基部土壤,并对叶片及土壤元素的含量进行测定,作为今后苗圃试验的参照。结果表明:三种苦苣苔科植物在两种土壤上的生长状况及适应性具有差异,其在石灰土上生长良好,在红壤上生长较差;在两种不同土壤中,除N外,桂林蛛毛苣苔的叶片其他元素(P、K、Mn、Mg、Ca、Zn、Cu)差异极显著(P0.01);除P外,紫花报春苣苔的叶片其他元素(N、K、Mn、Mg、Ca、Zn、Cu)差异极显著(P0.01);除N、Cu、Ca外,黄花牛耳朵的叶片元素(P、K、Mn、Mg、Zn)差异极显著(P0.01);三种植物的叶片元素比值,除少数值没有差异外,大部分指标差异都极显著;对叶片元素与栽培土壤元素的相关性分析,发现植物叶片Mn元素与土壤中N、Ca、Mg、Zn、Mn、有机质含量等呈正相关,土壤P元素与叶片中N、P元素呈正相关,而与叶片中Zn元素呈负相关关系。在其他栽培条件一致的条件下,土壤因素及物种差别是造成黄花牛耳朵、紫花报春苣苔和桂林蛛毛苣苔适应性产生差异的主要原因。     

不同培育方式对橡胶树实生苗生理指标、养分及长势的影响

橡胶树(Heveabrasiliensis)种子催芽生长一般使用沙床培育,沙子是不可再生资源,为了选择一种适合橡胶树种子培育方式来替代对沙子的依赖,该研究通过水培、悬空培育和传统的沙培比较橡胶树实生苗第1蓬叶稳定时,苗木的生长势、生理指标及养分含量。结果表明,水培实生苗地上部株高、茎粗、叶面积的长势最佳,壮苗指数和生物量的含量最高,但其根太长,根相对较细。水培的叶、茎、根的可溶性糖、丙二醛、游离脯氨酸、超氧化物歧化酶的含量均较低;水培和悬空培育的叶片和茎的叶绿素、类胡萝卜素及根系活力的含量没有显著性差异,均高于沙培。水培的叶、茎、根中的氮和磷含量最低,沙培的最高;而水培实生苗根和茎中钾的含量较高,叶片中含量与悬空培育、沙培均没有显著性差异;悬空培育在叶、茎、根中钾的含量最低。水培促进了苗木的生长,降低干旱胁迫,提高养分利用率,但后续还需调控根系,建设良好根团。悬空培育的苗木长势较弱,还需进一步完善方法。     

水分对敦煌阳关湿地芦苇叶片与土壤C、N、P生态化学计量特征的影响

土壤水分是影响干旱区植物养分吸收和利用策略的关键因子之一。研究不同水分梯度叶片与土壤生态化学计量特征,有助于揭示植物对环境变化的响应特征及生态适应性。通过野外调查与实验分析,对敦煌阳关不同水分梯度芦苇叶片与土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征及其关系进行了研究。结果表明:(1)随土壤含水率升高,叶片C、N、P含量降低,叶片C/N、C/P、N/P升高。(2)随土壤含水率升高,土壤有机碳(OC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量及土壤N/P升高,土壤C/N降低,土壤C/P先升后降。(3)低水分梯度叶片N、C/N与土壤N、C/N显著负相关(P0.05),叶片C、P、C/P、N/P与土壤C、P、C/P、N/P无显著相关性(P0.05);高、中水分梯度叶片C、N、P与土壤C、N、P化学计量特征相关性均不显著(P0.05)。低水分梯度叶片受干旱胁迫和土壤养分制约,且能够保持较高的叶养分含量,体现了干旱区湿地植物异质生境下独特的养分调节机制。     

不同种植方式下两种草本营养元素对土壤厚度和水分减少的响应

为了探究不同种植方式下草本植物对喀斯特"土层浅薄"和"岩溶干旱"生境的养分调节响应,选择苇状羊茅(Festuca arundinacea)和黑麦草(Lolium perenne)为研究材料,在盆栽水分控制条件下设置了2种土壤厚度[对照土壤厚度(T_(CK))和浅土(T_S)]、2种水分处理[对照水分(W_(CK))和干旱(W_D)]和2种种植方式(单种和混种),研究土壤厚度和水分减少对混种下两种草本植物元素含量、积累和分配的影响。结果表明:(1)与对照组(CK:T_(CK)W_(CK))相比,在浅土组(S:T_SW_(CK))、干旱组(D:T_(CK)W_D)和浅土+干旱组(SD:T_SW_D),苇状羊茅和黑麦草的地上和根系C和N含量在单种和混种下(浅土除外)显著增加,P含量和各部分元素积累量显著降低;而苇状羊茅的根系各元素分配比在3种低资源水平下(S、D、SD)由单种时增加转为混种时降低,而黑麦草的根系营养元素分配比在浅土中增加,但在干旱处理下减少。(2)在对照资源水平下(CK),混种后苇状羊茅的地上部分C含量、根系P含量、地上、地下和总的元素积累量和根系元素分配比显著高于单种,而在3种低资源水平下达到各参数在单种和混种下无显著差异。(3)在各资源水平下,混种后黑麦草各部分C、N、P的含量、积累量和根系元素分配比大体上与单种无显著差异。结果表明,在低资源水平下,苇状羊茅和黑麦草通过增加C和N元素含量表现出较强的资源获取和防御能力。在混种条件下,苇状羊茅能够通过调节自身元素的积累和分配来提高竞争力,而黑麦草保持相对恒定的策略来响应竞争。     

Sagebrush carbon allocation patterns and grasshopper nutrition: the influence of CO2 enrichment and soil mineral limitation

Summary Artemisia tridentata seedlings were grown under carbon dioxide concentrations of 350 and 650 l l^–1 and two levels of soil nutrition. In the high nutrient treatment, increasing CO₂ led to a doubling of shoot mass, whereas nutrient limitation completely constrained the response to elevated CO₂. Root biomass was unaffected by any treatment. Plant root/shoot ratios declined under carbon dioxide enrichment but increased under low nutrient availability, thus the ratio was apparently controlled by changes in carbon allocation to shoot mass alone. Growth under CO₂ enrichment increased the starch concentrations of leaves grown under both nutrient regimes, while increased CO₂ and low nutrient availability acted in concert to reduce leaf nitrogen concentration and water content. Carbon dioxide enrichment and soil nutrient limitation both acted to increase the balance of leaf storage carbohydrate versus nitrogen (C/N). The two treatment effects were significantly interactive in that nutrient limitation slightly reduced the C/N balance among the high-CO₂ plants. Leaf volatile terpene concentration increased only in the nutrient limited plants and did not follow the overall increase in leaf C/N ratio. Grasshopper consumption was significantly greater on host leaves grown under CO₂ enrichment but was reduced on leaves grown under low nutrient availability. An overall negative relationship of consumption versus leaf volatile concentration suggests that terpenes may have been one of several important leaf characteristics limiting consumption of the low nutrient hosts. Digestibility of host leaves grown under the high CO₂ treatment was significantly increased and was related to high leaf starch content. Grasshopper growth efficiency (ECI) was significantly reduced by the nutrient limitation treatment but co-varied with leaf water content.