元谋干热河谷地区新银合欢天然更新的初步调查

通过2005年6和10月对元谋干热河谷地区新银合欢人工林的调查,发现新银合欢林下幼苗数量较多,经过对幼苗刨根后,发现林下的新银合欢幼苗均为种子实生苗,表明新银合欢是通过种子繁殖来完成天然更新。新银合欢单株结实量在602~1513粒,树体高大的结实量多;其林下幼苗生长良好,更新密度最低为368株·m-2,最高达960株·m-2;新银合欢林缘幼苗最远扩散距离为58·3m,幼苗的扩散范围主要集中在距离林缘10m的区域内,种子受风力和流水的影响,可以沿沟谷传播很远。     

金沙江干热河谷种子植物区系特征的初探

研究涉及金沙江云南境内的干热河谷和干暖河谷的种子植物区系。建立名录共920种,有野生植物748种。这748种,分属于111科,427属。427属的分布区类型的格局为：l－44,2—127,3—10,4—39,5—13,6—37,7—29,8—47,9—12,10—25,11—3,12—7,13—l,14—20,15—13．在748种中,三江（金沙江、元江、怒江）干热河谷共有的标志植物73种,金沙江的标志植物156种,它们是研究区系特征的基础。经分析,本区植物区系有以下特征：(1)属、种均以热带成分为主,热带属占66.58%,种的热带成分更多,均交错少数温带成分;(2)三江干热河谷共同标志植物中,多数是优势种或常见种,例如Heteropogon contortus, Bombax ceiba,Phyllanthus emblica,Euphorbia royleana,Tribulus terrestris等,地区特有成分则少,如Terminalia franchetii,Andropogon yunnanensis;(3)滇北、川西南河谷特有成分则较多,如Cycas panzhihuaensis,Nouelia insignis,Aristolochia delavayi等;(4)西南特有成分也较多,且在河谷常见,如Delavaya yunnanensis,Croton yunnanensis,Munronia delavayi等;(5)有一些非特有的特殊种类,如Heteropogon melanocarpus,Dinebra retroflexa等.鉴于特征分析,本区植物区系有以下几个更深层的特征:(1)热带起源与近代交错现象;(2)有古地中海区系的后裔;(3)与近代非洲与南亚区系有联系;(4)与华北区系有联系;(5)特有现象明显而成因复杂,等。     

金沙江干热河谷的资源植物及其生态特征

金沙江干热河谷是金沙江沿岸具有特殊景观的一类地区,其环境特点是热量高,水份含量低。金沙江干热河谷资源植物多样性及其生态与分布特点的初步研究表明,金沙江干热河谷有记载的资源植物为５８５种,占全部１００４种植物的５８．３％。将资源植物分为９类,其中以药用植物的种类最多,达３７７种,占全部资源植物的６４．４％。资源植物的生长型、生活型、叶型等生态成分反映出生态环境的干热特点,也为资源植物的进一步引种提供基础。     

金沙江干热河谷希蒙得木光合及叶绿素荧光特性

比较研究了4a生希蒙得木[Simmondsia chinensis(Link.)Schneider]两个种源(美国Hyder和以色列Vacaville)叶片的光合及叶绿素荧光特性。结果表明:在金沙江干热河谷地区两个种源的希蒙得木的净光合速率(Pn)、气孔导度日变化均呈单峰曲线,峰值出现在上午10:00。相同的试验条件下,Vacaville种源的净光合速率、气孔导度高于Hyder种源;经充分暗适应后,Vacaville种源的叶片叶绿素F0、Fm、Fv、Fv/F0、NPQ和ETR均高于Hyder种源。光强度在200 μmol m-2s-1以下,两个种源的PhiCO2和PhiPS2呈线性负相关;而光强度在200-2000 μmol m-2s-1间则呈线性正相关。空气中CO2浓度和荧光光合速率、PhiPS2、PhiCO2值存在着一定的正相关关系。Vacaville种源较Hyder种源更适应金沙江干热河谷气候。     

元谋干热河谷20年生人工恢复植被生物量分配与空间结构特征

采用分层收获法,对元谋干热河谷20年生赤桉、新银合欢纯林及其混交林的生物量分配与空间结构进行对比研究.结果表明:混交林林分生物量(82.99t·hm-2)介于赤桉纯林(60.64t·hm-2)与新银合欢纯林(127.79t·hm-2)之间;混交林内赤桉单株平均生物量(44.32kg)较其纯林(29.58kg)提高了49.8%.新银合欢纯林的枝叶生物量分配比例(25.4%)显著高于赤桉纯林(8.9%),且地上部生物量分配比例(78.0%)显著高于赤桉纯林(73.4%).新银合欢纯林及混交林中新银合欢的根系主要分布于0～40cm土层,赤桉纯林及混交林中赤桉的根系则主要分布于0～80cm和0～60cm土层.混交林中新银合欢的侧根(中根、小根和细根)分配比例均高于其纯林,而赤桉则相反.新银合欢的引入在一定程度上可促进赤桉生长,尤其是增加其地上部生物量及表层土壤(0～20cm)中的侧根生物量,对该地区的水土保持具有重要意义.     

金沙江干热河谷滇榄仁种子扩散与种子库特征研究

采用随机取样和跟踪调查的方法对滇榄仁(Terminalia franchetii)种子扩散规律、空间分布特征以及种子库动态进行了系统研究。结果表明,滇榄仁种子扩散受到较强的风力作用影响,具有明显的方向性,扩散距离是其树高的1.6倍以上。不同群落类型中,滇榄仁的土壤种子库存在较大差异,但不同时间段的变化趋势基本一致,即在雨季(6月、8月和10月)数量相对较少,12月到翌年4月,数量逐渐增加。滇榄仁植冠种子库从当年10月开始缓慢脱落,到翌年3月达到脱落高峰(15%以上种子此时脱落),然后再次进入缓慢脱落期,翌年6、7月的种子脱落速率最低,但直到翌年10月仍有部分种子(约15%左右)存在于植株冠层。总体来说,不同类型群落中,滇榄仁幼苗更新不良的原因不应是缺乏种源,可能与种子质量以及群落环境等影响群落天然更新的其它因子存在较大关联。同时,滇榄仁土壤种子库数量与植冠种子库的脱落过程存在紧密联系,而植冠种子脱落可能与该区域气候因子存在着较大依存关系,其中,与风力可能存在着正相关,与降雨量和空气相对湿度存在着负相关,这可能是滇榄仁长期以来对干热河谷环境的一种适应特征。     

岷江上游干旱河谷岷江柏的光合与水分生理特征干湿季对比研究

岷江柏（Cupressus chengiana）是干旱河谷地区的重要生态恢复物种,为探讨岷江柏对干旱河谷环境的适应策略,以生长于岷江上游干旱河谷自然生境中的岷江柏为研究对象,研究分析了其在湿季（7月）和干季（11月）的水分生理特征和光合生理特征。结果表明：（1）水分生理方面,相较于湿季,干季岷江柏的脯氨酸（Pro）、可溶性糖（SS）、过氧化物酶（POD）显著增加（P<0.05）,比叶重（LMA）、黎明水势（Ψ_pl）、正午水势（Ψ_ml）则显著下降（P<0.05）;（2）光合生理方面,相较于湿季,岷江柏在干季的气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、饱和光下最大净光合速率（P_nmax）、初始羧化效率（CE）、光合能力（A_max）、CO₂补偿点（Γ）、光呼吸速率（R_p）、最大羧化速率（V_cmax）、最大电子传递速率（J_max）、磷酸丙糖利用率（TPU）、J_max/V_cmax、光能捕获效率（F_v''/F_m''）、PSII实际光化学效率（Ф_PSII）、光化学猝灭系数（qP）、电子传递效率（ETR）均显著下降（P<0.05）,而暗呼吸速率（R_d）、水分利用效率（WUE）、非光化学猝灭系数（NPQ）则显著上升（P<0.05）。干季,岷江柏采取增加水分获取能力并降低水分散失的水分利用策略、增加光合产物消耗策略、增加热耗散的光合器官保护策略等,以适应干季干旱、低温等环境胁迫,进而表现出较强的环境适应性。     

金沙江干热河谷草地土壤种子库与植被的相关性

2004年对金沙江干热河谷典型退化山地草地进行了封禁,并在2005和2006年对封禁草地土壤种子库、植被群落组成、植被密度及土壤种子库种群密度和植被种群密度的相关性等进行了分析.结果表明:土壤种子库密度与封禁当年植被密度呈极显著正相关(P＜0.01),回归方程呈二次曲线;土壤种子库单一种群与其植被种群的相关分析表明,扭黄茅、升马唐、丝叶球柱草、两歧飘拂草种群的土壤种子库与植被密度呈极显著正相关(P＜0.01),双穗雀稗、白顶早熟禾、洱源荩草、酢浆草、鬼针草、叶下珠种群的土壤种子库与植被密度呈极显著负相关(P＜0.01).     

金沙江干热河谷(元谋段)丛枝菌根真菌多样性研究

从金沙江干热河谷(元谋段)75种植物的根际土壤中分离鉴定了44种丛枝菌根真菌, 分属无梗囊霉属Acaulospora、古孢霉属Archaeospora、内养囊霉属Entrophospora、巨孢囊霉属Gigaspora、球囊霉属Glomus和盾巨孢囊霉属Scutellospora, 其中,球囊霉属和无梗囊霉属为金沙江干热河谷中丛枝菌根真菌的优势属。齿状无梗囊霉A. denticulata、刺状无梗囊霉A. spinosa、瘤状无梗囊A. tuberculata,近明球囊霉Glomus claroideum、明球囊霉G. clarum、根内球囊霉G. intraradices、单孢球囊霉G. monosporum、弯丝球囊霉G. sinuosa是金沙江干热河谷(元谋段)的优势种。金沙江干热河谷土壤中丛枝菌根真菌的孢子密度为5~6400个/100g土壤,平均1504;每个根际土壤中丛枝菌根真菌的物种丰富度1~18种,平均9种。     

金沙江干热河谷锥连栎群落物种组成与多样性特征

金沙江干热河谷元谋段残存的锥连栎群落中植物种类组成较为简单,共发现68种植物,隶属于35科60属,其中,禾本科、蝶形花科、菊科、唇形科等科植物占有较大优势;从植物生活型和功能型来看,群落内以草本植物和多年生植物数量居多,分别占所有植物种类的58.8%和63.2%。不同类型群落中,除了扭黄茅始终为各群落中最为重要的优势种之外,同一草本植物在不同群落中的作用和地位存在较大差异;群落物种多样性及相似性程度较为低下,其Shannon-Weiner指数在1.7～2.6之间,且与群落受干扰程度存在较大关联。     

水分和土壤微生物对干热河谷山合欢和银合欢生长性状的影响

植被恢复是干热河谷自然植被恢复的有效途径,干热河谷自然植被修复的同时也引进了很多外来种.为比较本地种和外来引进种对水分与微生物的响应差异,该文选取当地乡土种山合欢(Albizia kalkora)和外来种银合欢(Leucaena leucocephala),采用气候箱模拟云南干热河谷地区条件,通过土壤水分控制和微生物接种研究了水分和各自的土壤微生物对两种豆科植物生长发育的影响.结果表明:(1)山合欢的种子发芽率、根生物量、根冠比和植株氮磷比较银合欢高58.82％、76.13％、90.59％和18.42％(P＜0.05).(2)干旱条件下山合欢的根生物量和植株氮含量比湿润条件低33.67％和8.65％(P＜0.05),银合欢的株高、地上生物量、根生物量在干旱条件下较湿润条件低39.32％、40.06％和39.61％(P＜0.05),表明干旱抑制了两种植物生长和养分吸收.(3)山合欢在干旱条件下的根瘤数量多于湿润条件(P＜0.05),而银合欢在湿润条件与干旱条件下的根瘤数量没有显著性差异.(4)除枯叶比例外,土壤微生物接种、土壤微生物与水分的交互作用对山合欢和银合欢的生长并没有造成显著影响.以上研究结果表明山合欢较银合欢可能更适宜干旱环境,为干热河谷植被恢复物种选择提供了一定的理论依据,但土壤微生物对植物生长的影响还值得进一步探索和研究.     

Root exudation from Leucaena leucocephala in relation to mycorrhizal colonization

Lower amounts of root eduxates (13 mg/g dry root) emerged from leucaena plants inoculated with the mycorrhizal fungus, Glomus fasciculatum, than uninoculated plants (21 mg/g dry root). Mycorrhizal plants exuded less K⁺, P_i and sugars (mainly glucose) but more protein, nitrogen, phenolics and gibberellins than uninoculated plants. Glycine, alanine, cysteine, arginine, tryptophan and valine occurred only in the root exudates of the former. Uninoculated plants exuded more of a root-elongation inhibitory substance than the uninoculated ones.R.J. Mada and D.J. Bagyaraj are with the Department of Agricultural Microbiology, University of Agricultural Sciences, GKVK Campus, Bangalore 560065, India.     

Assessment of nodulation of Mucuna pruriens by promiscuous indigenous rhizobia in the moist savanna zone of Nigeria

Leucaena leucocephala failed to nodulate effectively with promiscuous indigenous rhizobia with which Mucuna pruriens nodulated effectively. Mucuna pruriens was adequately established and well nodulated due to the presence of favourable climatic and edaphic factors which enhanced its establishment in the humid/moist savanna zone of Nigeria. The microsymbiont for M. pruriens seems to thrive more in an alkaline rhizosphere. Introduction of M. pruriens into the farming system in Nigeria may serve as a low input agricultural system, which is not only sustainable but also economically viable.     

Genes encoding a fructose-1,6-bisphosphate aldolase and a fructose-1,6-bisphosphatase are present within the gene cluster for mimosine degradation in Rhizobium sp. strain TAL1145

Rhizobium sp. strain TAL1145 can catabolize mimosine, a toxic amino acid produced by the tree-legume leucaena. The mid and pyd genes involved in mimosine degradation in TAL1145 are located in two clusters within a 25-kb region in the chromosome, which was cloned in plasmid pUHR263. A 5.5-kb EcoRI fragment, located between the mid and pyd genes in pUHR263, was characterized by sequencing and transposon-insertion mutagenesis and six open reading frames (ORF) were identified. Based on high homologies with other known proteins and conserved signature domains, ORF1 and ORF2 were identified as fba and fbp genes, encoding fructose-1,6-bisphosphate aldolase (FBA) and fructose-1,6-bisphosphatase (FBP), respectively. The fba mutant showed a slightly reduced growth rate compared to TAL1145 while the fbp mutant did not show any growth defects. Both mutants could catabolize mimosine and formed normal nitrogen-fixing nodules on leucaena, suggesting that these genes are not involved in mimosine degradation and symbiosis.     

The cloned 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase gene from Sinorhizobium sp. strain BL3 in Rhizobium sp. strain TAL1145 promotes nodulation and growth of Leucaena leucocephala

The objective of this study was to determine the role of 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase of symbionts in nodulation and growth of Leucaena leucocephala. The acdS genes encoding ACC deaminase were cloned from Rhizobium sp. strain TAL1145 and Sinorhizobium sp. BL3 in multicopy plasmids, and transferred to TAL1145. The BL3-acdS gene greatly enhanced ACC deaminase activity in TAL1145 compared to the native acdS gene. The transconjugants of TAL1145 containing the native or BL3 acdS gene could grow in minimal media containing 1.5mM ACC, whereas BL3 could tolerate up to 3mM ACC. The TAL1145 acdS gene was inducible by mimosine and not by ACC, while the BL3 acdS gene was highly inducible by ACC and not by mimosine. The transconjugants of TAL1145 containing the native- and BL3-acdS genes formed nodules with greater number and sizes, and produced higher root mass on L. leucocephala than by TAL1145. This study shows that the introduction of multiple copies of the acdS gene increased ACC deaminase activities of TAL1145 and enhanced its symbiotic efficiency on L. leucocephala.     

水分和种植密度对干热河谷车桑子生长性状及种内相互关系的影响

水分是干热河谷植物生长过程中最主要的限制因子,种植密度增加也会引起植物生长的资源限制,两者交互作用下植物生长性状及种内关系的变化特征还不清楚。以干热河谷优势植物——车桑子为研究对象,根据元谋干热河谷年均生长季降雨量设置3种水分梯度:高水分、中水分和低水分,同时在各水分梯度下设置4个种植密度:1、2、4、9株/盆,探究水分、种植密度及其交互作用对车桑子生长性状、生物量分配及种内相互作用的影响。结果表明:(1)低水分条件下,车桑子生长和水分生理受到抑制,但车桑子在较低的叶水势下依然能够保持较高的相对含水量;(2)干旱胁迫显著降低了车桑子总生物量和单株生物量,显著增加了枯叶生物量比例,低水分和中水分条件下,增加种植密度对总生物无显著影响;而高水分条件下,增加种植密度显著提高了车桑子总生物量;(3)低水分显著增加了茎、叶生物量的异速生长指数,将更多生物量分配到叶,而种植密度增加显著降低了茎、叶生物量的异速生长指数,增加了茎的生物量分配;(4)通过相对邻体效应的计算,各处理条件下,车桑子种内关系均表现为竞争作用,并且,这种竞争作用的强度随水分的减少和密度的增加而增加。在高密度条件下(9棵/盆),...     

桢楠幼树光合特性对镉胁迫的响应

以3.5 a桢楠(Phoebe zhennan)幼树为试验材料,采用盆栽控制试验,探讨桢楠幼树光合生理在不同浓度镉(Cd)胁迫下的变化情况。试验设置6个Cd(CdCl₂)处理水平(0、10、20、30、40、50 mg/kg)。每处理施用量等分为5份,分五次施入,每两月施一次,待处理结束后测定相关指标。(1)随着Cd胁迫程度加重,叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜(Car)及叶绿素总量均呈下降趋势,Chla/b逐渐升高;(2)净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(LS)随Cd胁迫加重而显著下降,胞间二氧化碳浓度(Ci)则显著上升;(3)随着Cd胁迫程度的加重,最大净光合速率(P_max)、光饱和点(LSP)和暗呼吸速率(Rd)均呈下降趋势,光补偿点(LCP)则逐渐上升;(4)初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、实际光量子效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)均随Cd胁迫程度的加重呈下降趋势,非光化学淬灭系数(qN)则逐渐增加,最大光化学效率(Fv/F...     

山合欢和银合欢根系细菌群落特征

根系微生物来源于土壤微生物,其对植物的生长发育、适应性与入侵性都具有重要的影响,然而对本地豆科和外来豆科的根系内细菌群落特征的认识并不清楚。以干热河谷本地种山合欢和外来种银合欢为研究对象,通过室内控制培养方法,结合高通量测序分析技术,研究山合欢和银合欢在生长过程中根系内细菌群落特征。结果表明:(1) 在整个培养期间银合欢的株高和枯叶生物量显著高于山合欢,银合欢的叶片氮磷比、根瘤数量和根瘤重量在培养80天后也显著高于山合欢。(2) 山合欢和银合欢根系内细菌的群落组成存在显著差异。在门水平上,山合欢和银合欢的优势菌门均为变形菌门,山合欢的厚壁菌门和髌骨细菌门显著高于银合欢,而拟杆菌门和放线菌门显著低于银合欢;在属水平上,银合欢的中慢生根瘤菌属、Pseudolabrys属、链霉菌属显著高于山合欢,但其慢生根瘤菌属、类芽胞杆菌属、新鞘脂菌属、柯克斯体属、Saccharimonadaceae属显著低于山合欢。(3) 植物、时间以及两者的交互作用对根系细菌群落的α多样性指数均无显著的影响,山合欢和银合欢根系内细菌的α多样性无显著差异。(4) 代谢是根内细菌群落最主要的功能,在所有处理中约占80%,在培养80天后,细胞生长和死亡、膜运输、碳水化合物代谢、萜类和酮类化合物代谢4个子功能在山合欢和银合欢根系中存在显著差异。综上,山合欢和银合欢的生长特性和根系内细菌群落特征存在显著差异,在未来的植被恢复过程中应考虑这种差异性可能带来的影响。     

遮荫对月季光合特性及生长发育的影响

采用人工遮荫法研究不同程度遮荫(75%、50%和25%全光照,以全光照为对照)处理对月季的生长发育、光合特性及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:(1)随着遮荫程度的增加,月季的叶片厚度、花径、成花率均呈降低趋势,叶绿素含量呈增加趋势;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)降低,气孔限制值(Ls)升高,Pn下降的主要原因可能为气孔限制。(2)月季在遮荫条件下的光饱和点和光补偿点、暗呼吸速率下降,表现出其对光照降低的生理适应机制;其光饱和点在600~1 200μmol·m-2·s-1,光补偿点在29.89~62.95μmol·m-2·s-1,CO2补偿点在78.16~89.41μmol·mol-1,CO2饱和点在1 100μmol·mol-1左右,潜在光合能力13.06~25.63μmol·m-2·s-1,其对光的适应范围较宽,光照和CO2浓度对其光合能力的影响较大。(3)各处理条件下叶绿素荧光参数显示,月季在自然光和低光下(50%和25%全光照)叶片PSⅡ受到了明显伤害,光合作用原初反应过程受到抑制,光合电子传递受到影响。研究发现,月季虽是阳生植物,但光照生态幅较宽,轻度遮荫(75%全光照)能促进其光合作用效率,减少光抑制,植株长势好,成花率高。