高寒草场优势杂草黄帚橐吾水浸液对牧草的化感作用

研究了高寒草场中主要毒杂草——黄帚橐吾水浸液对同域分布的5种牧草的化感作用.将反应指数(RI)相加平均后分为一、二、三级敏感指数,分别评价不同测定指标、不同发育期和物种水平对化感作用的敏感性;从供体角度对相应RI值做同样处理,以综合评价不同水浸液及其不同浓度的化感效应.结果表明,5种牧草对黄帚橐吾化感作用的敏感性从强到弱依次为早熟禾>大雀麦>中华羊茅>羊茅>垂穗披碱草;牧草种子萌发期的敏感性强于幼苗生长期,尤以萌发指数受化感作用的影响明显.黄帚橐吾根、叶水浸液对牧草生物测定结果大多达到显著差异水平,物种水平的化感效应均表现为抑制作用,说明雨水淋溶是黄帚橐吾向环境中释放化感物质的途径之一.黄帚橐吾根部化感效应强于叶片,可能与其地下种间激烈的资源竞争有关.化感作用在增强黄帚橐吾生存竞争力、扩大种群和入侵草场中起着不容忽视的作用,可能是黄帚橐吾单优势种群落形成和草场退化的原因之一.     

不同光照处理下青藏高原克隆植物黄帚橐吾(Ligulariavirgaurea)种子大小对其幼苗生长的影响

以高寒草甸克隆植物黄帚橐吾为实验材料,通过遮荫网模拟植被遮荫,研究种子大小与萌发及幼苗生长能力的关系和幼苗对光照条件的反应。结果表明：（1）在自然光照下,黄帚橐吾种子大小对种子萌发的影响显著,大种子的萌发率高于小种子。遮荫生境下,大、小种子萌发率有所降低,但遮荫对小种子萌发的影响比大种子显著。小种子的萌发率下降了近1/8,而大种子的萌发率仅下降了1/11。（2）黄帚橐吾种子大小对幼苗生物量积累影响显著,大种子幼苗总生物量（TB）大于小种子幼苗的。但生物量的分配与播种时间相关,播种后60 d,在自然光照条件下,大种子幼苗对根生物量的分配大于小种子幼苗,而对叶生物量的分配则正好相反。在遮荫环境中,大、小种子幼苗普遍对根的生物量分配增加,大种子幼苗根冠比（R/S）大于小种子幼苗。（3）黄帚橐吾种子大小对幼苗的生长也有明显影响。在自然光照下,小种子幼苗的相对生长速率（RGR）较大于大种子幼苗,但叶面积比率（LAR）、叶面积干质量比（SLA）、叶干质量（LWR）差别不明显。在遮荫条件下,幼苗的LAR、SLA、LWR显著增加,但大、小种子幼苗间差异不显著,幼苗的RGR减小,小种子幼苗的减小趋势大于大种子幼苗。     

华北落叶松枝叶挥发性物质的化学成分及其化感作用

采用气相色谱-质谱联用技术,分析了华北落叶松枝叶挥发物的化学成分及其对自身种子萌发、胚根和胚轴生长的化感作用.结果表明：华北落叶松挥发物中含量较大的化合物有20种,其中萜烯类及其含氧衍生物占较大比例,有5个单萜、12个倍半萜.华北落叶松枝叶挥发物对自身种子的萌发率、萌发速度指数、胚根和胚轴伸长量、鲜质量均具有显著抑制作用,表明华北落叶松挥发物中存在潜在的化感物质,并可能与挥发物中较高含量的萜类化合物有关.华北落叶松枝叶挥发物的化感作用影响自身的更新,是华北落叶松人工纯林退化的一个主要原因.     

不同光照处理下青藏高原克隆植物黄帚橐吾(Ligulariavirgaurea)种子大小对其幼苗生长的影响

以高寒草甸克隆植物黄帚橐吾为实验材料,通过遮荫网模拟植被遮荫,研究种子大小与萌发及幼苗生长能力的关系和幼苗对光照条件的反应。结果表明:(1)在自然光照下,黄帚橐吾种子大小对种子萌发的影响显著,大种子的萌发率高于小种子。遮荫生境下,大、小种子萌发率有所降低,但遮荫对小种子萌发的影响比大种子显著。小种子的萌发率下降了近1/8,而大种子的萌发率仅下降了1/11。(2)黄帚橐吾种子大小对幼苗生物量积累影响显著,大种子幼苗总生物量(TB)大于小种子幼苗的。但生物量的分配与播种时间相关,播种后60d,在自然光照条件下,大种子幼苗对根生物量的分配大于小种子幼苗,而对叶生物量的分配则正好相反。在遮荫环境中,大、小种子幼苗普遍对根的生物量分配增加,大种子幼苗根冠比(R/S)大于小种子幼苗。(3)黄帚橐吾种子大小对幼苗的生长也有明显影响。在自然光照下,小种子幼苗的相对生长速率(RGR)较大于大种子幼苗,但叶面积比率(LAR)、叶面积干质量比(SLA)、叶干质量(LWR)差别不明显。在遮荫条件下,幼苗的LAR、SLA、LWR显著增加,但大、小种子幼苗间差异不显著,幼苗的RGR减小,小种子幼苗的减小趋势大于大种子幼苗。     

香茅天然挥发物的化感作用及其化学成分分析

在野外香茅草丛地表和密闭容器中进行了香茅天然挥发物对玉米和稗草种子萌发和幼苗生长影响的试验,并采用固相微萃取和气相色谱 质谱联用技术,对香茅挥发物化学成分进行了分析.生物测定表明,野外香茅草丛和密闭容器中香茅挥发物对玉米和稗草种子萌发率影响不显著,但对玉米和稗草幼苗的生物量、根长及苗高均产生显著抑制影响,表明香茅挥发物中存在潜在的化感物质.对挥发物的分析结果表明,根挥发物有10种成分,主要成分是长叶松烯,含量为56.67%,其次为芹子烯内酯（20.03%）,其余成分含量都在10%以下.茎叶挥发物有12种成分,主要成分是柠檬醛,含量达53.98%,其次是z-柠檬醛,含量为34.40%,其余成分含量都在4%以下.研究表明,在香茅挥发物中存在较多的萜类化合物,茎叶挥发物中有2个单萜,9个倍半萜,根挥发物全部为倍半萜.因此,种植香茅时不应忽视它的化感作用.     

典型黄帚橐吾型退化草地形成过程中土壤和植被特征

为深入了解典型毒草型退化草地形成的过程，本文对青藏高原原生草地上黄帚橐吾逐渐扩张形成典型毒草型退化草地过程中植被和土壤特征进行研究。结果表明：黄帚橐吾型退化草地形成过程中，黄帚橐吾种群密度、株高、盖度和生物量均增加；相比原生草地，退化草地的总地上生物量增加113.9%,土壤全氮、铵态氮、有机碳和速效磷含量分别增加61.0%、77.9%、45.3%和78.8%,土壤微生物生物量碳、氮分别增加42.1%和47.4%,而土壤硝态氮含量和物种丰富度分别减少40.1%和28.5%,除黄帚橐吾以外其他植物的生物量减少45.7%。黄帚橐吾极强的种间抑制能力、形态可塑性、高效的养分蓄积能力和利用效率是其成功扩张的关键，促进了黄帚橐吾型退化草地的形成。     

Effects of the spreading of Ligularia virgaurea on soil physicochemical property and microbial functional diversity

黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)是高寒草甸退化的指示物种, 其种群扩张已严重影响了草地生态系统的经济服务功能, 但目前仍不明确土壤微生物是否参与了黄帚橐吾的种群扩张。该研究依托兰州大学高寒草甸试验站, 选择了4个不同密度的黄帚橐吾斑块, 分析了黄帚橐吾种群扩张对该草甸土壤微生物功能多样性的影响。结果显示: 黄帚橐吾种群扩张虽然提高了土壤微生物活性, 但降低了土壤速效氮浓度。各斑块间土壤微生物Shannon指数、碳源利用种类、均一度指数均无显著差异, 但高密度斑块的土壤微生物碳源利用结构与对照斑块有显著差异。表明黄帚橐吾分布地土壤微生物功能多样性的改变所引起的土壤氮素限制是黄帚橐吾种群数量急剧增加的机制之一。     

黄帚橐吾种群扩张对土壤理化特性与微生物功能多样性的影响

黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)是高寒草甸退化的指示物种, 其种群扩张已严重影响了草地生态系统的经济服务功能, 但目前仍不明确土壤微生物是否参与了黄帚橐吾的种群扩张。该研究依托兰州大学高寒草甸试验站, 选择了4个不同密度的黄帚橐吾斑块, 分析了黄帚橐吾种群扩张对该草甸土壤微生物功能多样性的影响。结果显示: 黄帚橐吾种群扩张虽然提高了土壤微生物活性, 但降低了土壤速效氮浓度。各斑块间土壤微生物Shannon指数、碳源利用种类、均一度指数均无显著差异, 但高密度斑块的土壤微生物碳源利用结构与对照斑块有显著差异。表明黄帚橐吾分布地土壤微生物功能多样性的改变所引起的土壤氮素限制是黄帚橐吾种群数量急剧增加的机制之一。     

土著入侵种黄帚橐吾的替代防控展望

黄帚橐吾是青藏高原高寒草场中分布最广、危害极大的优势毒草,严重影响了该地区群落结构和草地畜牧业的发展。在介绍土著入侵种和替代防控概念及相关研究进展的基础上,针对黄帚橐吾目前缺乏高效经济生态防控措施的现状,结合国内外对入侵植物进行替代防控的经验与原则,提出了对黄帚橐吾进行替代防控的生态防控设想和黄帚橐吾替代植物选用的基本原则,初步划定了防控黄帚橐吾的替代植物范围。通过引种或者驯化乡土草种,在青藏高原培育禾本科、豆科植物或者建植禾豆混播人工草地,使其具备替代防控黄帚橐吾的潜力。     

黄帚橐吾对高寒草甸凋落物分解及氮释放的影响

受过度放牧等干扰因素的影响,黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)在高寒草甸逐渐扩张成为优势种而被称为“退化指示种”,从而威胁生态系统功能和养分循环。然而,黄帚橐吾扩张引起的凋落物比例增多,对分解及养分释放的影响尚不清晰。凋落物分解连结着生态系统碳、氮循环,对于系统功能维持具有重要意义。本试验在三江源区黄帚橐吾为优势种的高寒草甸中,设置黄帚橐吾和其他物种凋落物的多梯度混合分解试验,测定黄帚橐吾和其他物种凋落物的重量损失和氮释放,分析黄帚橐吾生物量增多对凋落物分解的影响。结果表明：(1)分解1年后,黄帚橐吾重量损失及氮素释放较其他物种更缓慢;(2)随着黄帚橐吾生物量比例的增加,凋落物整体重量损失及氮素释放显著降低;(3)混合凋落物中黄帚橐吾能限制其他物种的分解,这种拮抗效应进一步延缓了混合凋落物的分解。综上,高寒草甸黄帚橐吾扩张引起的凋落物生物量增多通过延缓凋落物分解及氮释放,阻碍土壤养分输入,进而对草地碳氮循环过程产生不利影响。     

掌叶橐吾挥发油化学成分分析

掌叶橐吾[Ligularia przewalskii (Maxim.)Diels]为菊科(Compositae)橐吾属(Ligularia Cass.)植物,多年生草本,高30～130 cm,生于海拔1 100～3 700 m的河滩、山麓、林缘、林下及灌丛,产四川、青海、甘肃、宁夏、陕西、山西和内蒙古[1].橐吾属植物药用种类较多,有止咳化痰、活血化瘀、清热解毒、催吐、利尿、利胆退黄等功效[2],许多种类的根及根茎作为中药"紫菀"使用或作为其代用品.掌叶橐吾的根可用于化痰、止咳、平喘,在青海,甘肃天水和文县,陕西宝鸡、眉县和太白等地为当地所习用[3,4].     

黄花补血草挥发性化学成分研究

为了研究黄花补血草挥发油的化学成分,本文采用了水蒸气蒸馏法从黄花补血草中提取挥发油,并用GC-MS法采用最佳分析条件对化学成分进行鉴定,用峰面积归一化法测定各化合物在挥发油中的相对百分含量;通过研究,鉴定出70种化合物,其峰面积相对含量约占挥发油总量82.12%。黄花补血草挥发油的主要组分为2-硝基乙醇(59.63%)、正二十四烷(3.71%)、二苯胺(2.31%)、6,10,14-三甲基-2-十五烷酮(1.79%)、正二十一烷(1.57%)、丙二醇(1.40%)等。     

植物挥发性单萜经土壤载体的化感作用——以三裂叶豚草（Ambrosia trifida L.）为例

植物释放的挥发性单萜在生态系统中起着重要的作用,这些单萜不仅能以空气为载体对其他植物显示直接的化感作用,而且也能以土壤为载体进行间接的化感作用。通过对三裂叶豚草挥发物对植物种子萌发和土壤微生物种群影响及其化学成分的鉴定研究,验证了以单萜类物质为主的三裂叶豚草挥发物可以经土壤载体对其他植物及土壤微生物显示化感效应。还对植物挥发物化学成分鉴定的GC (气相色谱) 和GC-MS (气相色谱-质谱联用) 方法存在的一些误区进行了澄清,这将有助于对生态系统中植物挥发物化感作用的研究和认识。     

玉兰肉质外种皮挥发性成分与功能的初步研究

以玉兰(Magnolia denudata Desr.)发育成熟的种子为材料,采用水蒸气蒸馏法和GC-MS技术对其肉质外种皮化学成分的种类和含量进行了分析研究,并就玉兰肉质外种皮对其种子吸水和失水的影响以及化感作用进行比较研究,以探讨其相应的生态学和生物学功能。结果表明:(1)玉兰肉质外种皮占整个完整种子重量的48.25%,有无肉质外种皮对其种子自身吸水没有明显影响,但在失水过程中有肉质外种皮的种子失水较慢,具有一定的保水作用。(2)玉兰种子肉质外种皮中萜烯类和醇类的种类较多,分别有12种和11种;但酮类和酯类的相对含量较高,分别为32.84%和18.03%,其中含量较多的成分依次是甲基庚烯酮(31.95%)、乙酸丁酯(17.69%)、对伞花烃(13.64%)和芳樟醇(6.61%)。(3)玉兰肉质外种皮浸提液对豌豆、白菜种子萌发具有明显的抑制作用,且随着浸提液浓度增加,豌豆种子发芽率由86.7%下降为6.0%,白菜种子发芽率由28.0%下降为0。研究推测,玉兰种子的肉质外种皮在功能上可能是一种类似肉质果果肉的结构,具有丰富的化学成分,不仅可以吸引鸟类传播其种子,也具有一定的化感作用。     

蒙椴树叶挥发油成分的气相色谱-质谱分析

采用水蒸气蒸馏法对蒙椴树叶挥发油进行提取,挥发油回收率约为0.6%(w);用气相色谱—质谱联用技术对挥发性成分进行分析,鉴定了45个化合物,占挥发油成分的80.35%以上。其中主要有己醇,己烯醇,贝壳杉烯和苯甲酸等     

Effects of temperature and storage length on seed germination and the effects of light conditions on seedling establishment with respect to seed size in Ligularia virgaurea

Ligularia virgaurea is widely distributed in the alpine meadows of the eastern Qinghai-Tibet plateau. We studied the effects of temperature and seed storage length on seed germination in a laboratory experiment, the effects of seed mass and light intensity on seed emergence in a pot experiment, and the effect of meadow disturbance intensity on seed emergence in a field experiment. Our results showed that seeds of L. virgaurea germinated well under a wide range of temperatures. Germination percentage decreased with increased seed storage length. When seeds were stored for either 6 or 12 months the germination percentage increased with decreasing temperature. The emergence percentage of large seeds was higher than that of small seeds. Seedling survival of large seeds was greater than that of small seeds in 75% and 50% of natural irradiance. Large seeds of L. virgaurea were more successful colonizers in the alpine meadows. Seeds of L. virgaurea germinated in both disturbed meadows and non-disturbed meadows, but seed emergence and seedling establishment were higher in the disturbed meadows, that is, disturbance could facilitate the recruitment and establishment of L. virgaurea .     

青藏高原“黑土滩”常见毒草对甘肃马先蒿的化感作用

以青藏高原"黑土滩"典型毒草黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)、瑞香狼毒(Stellera chamaejasme)、黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)、密花香薷(Elsholtzia densa)和南山蒿(Artemisia nanschanica)为供体材料,在实验室条件下测试了它们的根、茎、叶水浸提液对甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)的化感作用,以期寻找对甘肃马先蒿种子萌发和幼苗生长具有生态化感抑制作用的植物种类及部位。结果表明,随着5种毒草各器官水浸提液浓度的升高,其对甘肃马先蒿化感作用增强;且同一植物在测试浓度相同的条件下,表现为叶、根的水浸提液对甘肃马先蒿种子和幼苗的抑制作用强于茎的浸提液。从5种毒草化感作用的综合表现看,黄花棘豆的叶和根、南山蒿的叶在浸提液浓度为25 g/L时对甘肃马先蒿幼苗生长的抑制作用显著大于其他毒草;当作用浓度升至100 g/L时,对甘肃马先蒿种子萌发和幼苗生长都表现出致死作用。因此,对黄花棘豆叶、根和南山蒿叶等植物器官的化感作用应作进一步的研究,将有望开发出针对甘肃马先蒿的专用生物源控制剂。     

黄帚橐吾种子生产的花序位置效应及其对幼苗建植的影响

关于开花植物花序内变异原因的研究有很多,而关于花序内资源分配的位置效应产生影响的研究并不常见。通过对青藏高原高寒草甸退化草地一种花序轴基向发育的优势毒杂草黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)的野外调查和方差分析发现,其种子生产存在显著的位置效应。结实率和种子平均重表现出顶部头状花序基部头状花序的变化趋势,胚珠平均数则基部顶部,而中部种子平均数最多。通过室内萌发实验和野外盆栽实验研究了位置效应对幼苗建植能力的影响,发现基部种子的萌发开始时间比顶部种子早,萌发率和出苗率在部位间的差异不显著,而部位间幼苗存活率表现一致;幼苗的根冠比和光合速率表现出顶部基部的变化趋势,而幼苗总生物量的差异不显著,这些幼苗特性在两种肥力条件下表现一致,这说明不同花序部位种子的差异是该种植物所固有的特征,且部位间种子的萌发和幼苗生长对策不同。但相对于基部种子,顶部种子扩散距离更远,拓展到新生境的能力更强,相对较高的幼苗根冠比和净光合速率增强了其幼苗建植能力,对自然种群的更新补充有着更重要的生态学意义,对扩大种群和植被更新有更大的贡献。