西藏双须叶须鱼年龄与生长特点研究

双须叶须鱼（Ptychobarbus dipogon Regan）隶属裂腹鱼亚科（Schizothoracinae）叶须鱼属（Ptychobarbus）,是西藏特有经济鱼类,2016年被列入中国脊椎动物红色名录,必须加快推动该鱼的养护工作。2013年2~3月份及2014年2~6月份,在雅鲁藏布江谢通门段与支流拉萨河上游段采集1 030尾双须叶须鱼样本,以脊椎骨作为年龄鉴定材料进行年龄与生长特点研究,以期分析和评价该类群鱼类资源情况。研究结果如下：双须叶须鱼样本中最大年龄为49龄,最小年龄为4龄;体重与体长关系是样本总体W=4.4×10^-5?SL^2.7688、雌鱼W_♀=5.0×10^-4?SL^2.3474、雄鱼W_♂=2.8×10^-5?SL^2.8414;体长生长方程为雌鱼L_t（♀）=431.8［1-e^-0.19（t+1.19）］,渐进体长L∞_（♀）=431.8 mm,拐点年龄为3.3龄,雄鱼L_t（♂）=367.6［1-e^-0.42（t+3.37）］,渐进体长L∞_（♂）=367.7 mm;体重生长方程为雌鱼W_t（♀）=767.40［1-e^-0.19（t+1.19）］^2.3474,雄鱼W_t（♂）=545.02［1-e^-0.42（t+3.37）］^2.8414;群体异速生长指数b=2.768 8与匀速生长指数3存在显著性差异,即P<0.05。研究表明双须叶须鱼体趋向低龄化,应当予以充分关注。     

枯落物输入变化对云南松林地CO2释放的影响

为研究枯落物输入变化对云南松（Pinus yunnanensis）林地CO₂释放的影响。本研究于2018年3月至2020年2月,应用枯落物添加和去除实验（DIRT）,设置对照（CK）、双倍枯落物（DL）、去除枯落物（NL）、去除有机层和A层（O/A-Less）、去除根系（NR）和无输入（NI）6个处理水平,采用Li-6400便携式光合作用测量仪及TRIME-PICO 64/32土壤温度水分测定仪对不同处理样地每月的CO₂通量（R_s）、土壤温度和土壤水分（15cm）进行了测定。结果表明：（1）不同处理样地CO₂通量均呈现出明显的月变化,7至8月最高,1至4月最低,平均值表现为R_{s （DL）}=8.10 μmol m^-2 s^-1 > R_{s （CK）}=6.27 μmol m^-2 s^-1 > R_{s （NL）}=5.44 μmol m^-2 s^-1 > R_{s （NR）}=4.46 μmol m^-2 s^-1 > R_{s （O/A-Less）}=3.86 μmol m^-2 s^-1 > R_{s （NI）}=2.94 μmol m^-2 s^-1。（2）与CK相比,DL样地CO₂通量升高了29.12%,而去除地上枯落物和地下根系样地CO₂通量显著降低,CO₂通量平均变幅分别为α（NR）=-28.85%,α（NI）=-53.14%,α（O/A-Less）=-38.46%,α（NL）=-13.29%。（3）不同处理土壤水分和土壤温度均存在显著的月变化（P<0.01）,NL和O/A-Less的土壤水分显著低于CK,而其余处理与CK间无显著差异（P>0.05）;不同处理间土壤温度表现为NR和NI均显著高于CK,其余处理与CK间无显著差异（P>0.05）。（4）不同处理样地CO₂通量与土壤温度呈显著指数相关（P<0.01）,与土壤水分在NI和O/A-Less处理中无显著相关（P>0.05）;与CK相比,NI、O/A-Less和NL处理的Q₁₀增加,而NR和DL处理的Q₁₀则降低;不同处理林地CO₂通量与土壤水热因子双因素模型能更好的解释林地CO₂通量的变化。本研究表明枯落物不同处理通过改变土壤碳输入和土壤环境因子从而影响生态系统碳排放,研究结果可为未来气候变化和人为干扰下云南松林的碳循环提供基础数据。     

不同CO2浓度升高和氮肥水平对水稻叶绿素荧光特性的影响

为研究不同CO₂浓度升高和氮肥水平对水稻叶绿素荧光特性的影响,利用由开顶式气室（OTC）组成的CO₂浓度自动调控平台开展田间试验。以粳稻9108为试验材料,CO₂浓度设置CK（对照,环境大气CO₂浓度）、C₁（CO₂浓度比CK增加160 μmol/mol）和C₂（CO₂浓度比CK增加200 μmol/mol）3个水平;氮肥设置低氮（N₁：10 g/m²）、中氮（N₂：20 g/m²）和高氮（N₃：30 g/m²）3个水平。结果表明,在低氮条件下,与CK相比,C₁处理使拔节期的F_o上升4.8%（P=0.031）;C₂处理使拔节期的F_o上升6.3%（P=0.015）,F_v/F_m下降4.8%（P=0.003）,使孕穗期的F_o上升12.7%（P=0.039）,F_v/F_o下降18.2%（P=0.039）。在高氮条件下,与CK相比,C₂处理使灌浆期的F_m、F_v和F_v/F_m分别下降3.6%（P=0.039）、4.9%（P=0.013）和1.3%（P=0.039）。在中氮条件下,与CK相比,C₁和C₂处理的影响不明显。在整个生育期内,CO₂浓度升高与施氮处理交互作用对水稻叶绿素荧光特性的影响未到达显著水平。研究表明,大气CO₂浓度升高使水稻叶片光系统Ⅱ受损,抑制其电子传递能力、电子受体Q_A氧化还原情况、最大光化学效率和潜在活性,通过适量施氮可以有效地缓解其负面效应。     

3种酰胺类稻田除草剂对克氏原螯虾的急性毒性

[目的] 研究稻虾共作模式条件下,稻田封闭除草剂对克氏原螯虾产生的急性毒性。[方法] 采用半静态试验方法,研究3种酰胺类除草剂（乙草胺、丙草胺和丁草胺）对克氏原螯虾的急性毒性,计算3种酰胺类除草剂对克氏原螯虾的安全浓度,并分析其LC₅₀衰减规律。[结果] 随着暴露时间和除草剂浓度的增加,虾体侧躺,步行足和游泳足活动频率降低,最终死亡。乙草胺对克氏原螯虾的96 h半致死浓度（LC₅₀）和安全浓度（SC）分别为0.0707和0.0146 mL·L^-1;丙草胺对克氏原螯虾的96 h LC₅₀和SC分别为0.0119和0.0021 mL·L^-1;丁草胺对克氏原螯虾的96h LC₅₀和SC分别为0.0073和0.0014 mL·L^-1。乙草胺、丙草胺及丁草胺除草剂LC₅₀随着暴露时间延长呈下降趋势,符合双曲线衰减模型,回归方程分别为：① y₁=2.0840x^-0.7380（R²=0.9973）;② y₂=0.1106x^-0.4930（R²=0.9872）;③ y₃=0.2236x^-0.7480（R²=0.9990）。克氏原螯虾对3种除草剂的敏感性由高到低依次为：丁草胺 > 丙草胺 > 乙草胺。[结论] 乙草胺和丙草胺可在稻田综合种养生产过程中按常规剂量使用,而丁草胺按常规剂量使用可能存在较大的风险。     

深圳市建成区入侵植物对草本植物种类及功能多样性的影响

入侵植物对城市生态系统形成潜在威胁,有待引起足够的关注。为探究城市入侵植物对草本植物种类及功能多样性的影响,以深圳市建成区入侵植物鬼针草（Bidens pilosa）和南美蟛蜞菊（Sphagneticola trilobata）为例,分析了不同绿地类型中不同程度的单独入侵和共同入侵对草本植物群落物种多样性和功能多样性的影响规律。结果显示：①Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数均与入侵植物盖度呈显著负相关（P<0.05,0.5865 < R² < 0.9356）。②功能丰富度指数（FRic）、功能均匀度指数（FEve）和Rao二次熵指数（FD_Q）与入侵植物盖度有一定的相关关系（0.0000 < R² < 0.2211）。③群落的特征加权平均株高（CWM_H）与入侵植物盖度有一定的正相关关系（0.0716 < R² < 0.2262）。④与未入侵的样方相比,鬼针草轻度入侵显著提高了物种多样性（P<0.05）,鬼针草和南美蟛蜞菊单独重度入侵均显著降低物种多样性（P<0.05）,二者各种程度的分别单独入侵及共同入侵都显著提高了群落加权平均株高（CWM_H）（P<0.05）。⑤对不同的绿地类型分开计算发现,鬼针草单独入侵和二者共同入侵都显著提高了各种绿地类型的物种多样性（P<0.05）,南美蟛蜞菊单独入侵只对部分绿地类型的群落物种多样性影响显著。⑥鬼针草和南美蟛蜞菊之间的生态效应可能为拮抗作用。研究结果为进一步揭示植物入侵对城市草本植物群落的影响规律提供参考,为有效防治城市外来植物入侵提供一定的依据。     

超氧化物歧化酶模拟化合物的生物活性研究

根据天然超氧化物歧化酶(SOD)活性部位结构合成了含苯并咪唑的5种配体及其32种分别含Cu（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）、Mn（Ⅱ）、Co（Ⅱ）的模拟化合物.经光谱、电化学测试证明这些化合物具有拟S3D活性,其50％抑制率浓度（IC50）为10-6～10-8mol·L-1,催化超氧离子自由基（O-·2）歧化的反应速率常数kq为106～108mol-1·L·s-1.同时观察到几种模拟化合物有抗肿瘤活性或增强水稻抗寒性.     

高山嵩草气孔导度对环境因子的响应模拟

以青藏高原地区高寒草甸常见建群种高山嵩草（Kobresia pygmaea）为研究对象，利用光合测定仪于2018年7-9月测定高山嵩草气体交换参数与环境因子的日变化值，利用土壤水分测量仪及环刀法、透膜法测得0-10 cm土壤水分数据作为模型变量。首先，采用3种气孔导度模型对高山嵩草气孔导度进行拟合和检验，其次，用Jarvis模型、Leuning模型和Gao模型对高山嵩草气孔导度在不同月份（7，8，9月）日变化的模拟结果进行分析，最后，总结并讨论了气孔导度对3个主要环境因子（光合有效辐射（Photosynthetically active radiation，PAR）、气温（T_air）、饱和水汽压差（Vapor pressure deficit，VPD））的响应特征。主要研究结果：（1）3个气孔导度模型都可以较好地模拟高山嵩草的气孔导度变化，Leuning模型表现最好（R²=0.726），Jarvis模型次之（R²=0.659），Gao模型准确度最低（R²=0.624）。（2）高山嵩草叶片气孔导度对3个环境因子的响应敏感度为PAR > VPD > T_air。在5-35℃气温范围内气孔导度呈现"钟形"响应，在T_air为24.83℃时达到最高值；气孔导度随着光合有效辐射强度PAR的增加（300-2100 μmol m^-2 s^-1）而增加，在高PAR时G_s增速变慢，随后出现下降趋势；气孔导度随着VPD增加（0.12-3.48 kPa）而降低。（3）三个模型均可以较好地模拟高山嵩草气孔导度对环境因子的响应特征，其中最敏感的环境因子均是VPD。Leuning模型对T_air和VPD最敏感，而Gao模型对PAR最敏感，对T_air不敏感。以上结果以期为气候变化背景下青藏高原地区植物叶片气孔导度的响应变化以及更大尺度的陆面模式中气孔导度模型的应用提供参考。     

桂林喀斯特石山50种常见植物叶片光合特性

选取桂林喀斯特石山生境中常见的50种植物为研究对象,分别测定叶片单位面积最大净光合速率（A_area）、单位质量最大净光合速率（A_mass）、气孔导度（Gs）、水分利用效率（WUE）、胞间/环境CO₂浓度比值（Ci/Ca）和蒸腾速率（Tr）等光合特性指标,探讨不同物种光合特性的差异以及光合特性之间的内在联系,以此探究不同植物适应喀斯特石山生境所表现出的光合生理特性。结果表明,50种植物叶片A_area,A_mass,Gs,WUE,Ci/Ca和Tr的平均值分别为8.35 μmol m^-2 s^-1,110.98 nmol g^-1 s^-1,0.10 mol m^-2 s^-1,94.84 μmol/mol,0.57和2.37 mmol m^-2 s^-1;方差分析表明,不同物种之间在A_area,A_mass,Gs,WUE,Ci/Ca和Tr之间存在显著差异。Pearson相关性分析表明,表征50种常见植物叶片光合特性的6个指标相关性除Ci/Ca与A_area和A_mass,WUE与A_mass不一致外,其他指标两两之间相关性均表现为一致性,其中Gs与Ci/Ca呈极显著的正相关。主成分分析表明,在6个光合特性指标中,Gs和Ci/Ca可作为反映喀斯特石山植物适应生境的重要光合指标,主要表征对水分条件的敏感程度以及耐旱性强弱,同时反映了植物叶片光合速率大小,用于衡量植物对喀斯特生境的生理生态适应性。基于Gs和Ci/Ca进行聚类分析表明,50种植物划分为3类：即中等Gs较高Ci/Ca型,较低Gs较高Ci/Ca型和较低Gs,Ci/Ca型。本研究表明,喀斯特生境植物在生理生态方面所表现出的适应策略主要为对资源利用方式及抵御外界不利环境的适应策略,这为后续选择物种加速植被恢复演替进程提供了参考。     

槭叶铁线莲(Clematis acerifolia Maxim.)群落物种生态位研究

槭叶铁线莲（Clematis acerifolia）为太行山特有植物,但数量稀少且分布零散,其生存状况受到学者和政府部门的高度关注。本文通过对河北省易县葫芦峪沟谷新发现的槭叶铁线莲群落的典型样地调查,以物种重要值作为生态位计量指标,对各物种生态位宽度、生态位重叠和生态位相似性进行了定量分析,对槭叶铁线莲的生存安全状况进行了评估。结果表明：在调查样地中共记录到14科15属17种植物,群落物种组成较为简单,槭叶铁线莲在大部分调查样地中的重要值最大,占据优势地位,其他物种重要值相对较低;群落内所有物种中,槭叶铁线莲的生态位宽度最大（B_i=6.264）,绒毛绣线菊（Spiraea dasyantha）次之（B_i=5.144）,其他种类较小;所有物种组成的136个种对中,生态位完全重叠（Q_ik=1）、重叠程度较高（0.5≤Q_ik<1）和重叠程度较低（Q_ik<0.5）的种对比例分别为8.09%、16.91%和75.00%,生态位完全相似（C_ik=1）、相似程度较高（0.5≤C_ik<1）和相似程度较低（C_ik<0.5）的种对比例分别为8.09%、5.88%和86.03%,大部分物种之间生态位重叠程度和相似性都处于较低水平;槭叶铁线莲与其他物种构成的16个种对中,62.50%的种对生态位重叠程度较低（Q_ik<0.5）,81.25%的种对生态位相似性程度较低（C_ik<0.5）,反映出群落内各物种间对资源和空间的竞争较为温和,群落较为稳定,槭叶铁线莲在其分布生境中生存状况相对安全;本文研究表明,利用生态位分析方法可以作为珍稀濒危物种生存状态和安全风险评估的一种方法。     

Gc、Pi蛋白亚型的快速微量电泳分析

用快速微量等电聚焦技术对190名北京地区汉族健康人血清Gc蛋白亚型、Pi蛋白亚型进行分型鉴定和基因频率调查.上样量为1.5μl,电泳和染色各0.5h.Gc^1F=0.4891,Gc^1S=0.2432,Gc²=0.2678.观察值与期望值吻合良好.(∑X²=1.404,0.7<P<0.8).Pi^M₁=0.7542,Pi^M₂=0.1808,Pi^M₃=0.0650,观察值与期望值吻合也良好,(∑X²=1.1233,0.7<P<0.8).     

Environmental Relations with Desert Plant Communities and Distribution of Dominants in Anxi

The ordination (DCA) and the regression analysis methods were used to study the relations between the Gobi desert plant communities as well as the distribution of the dominants and the environment in Anxi. The results indicated that the coverage(C) and density(D) of the plant communities have a close relation to the annual precipitation(R), but the species richness(N) of the plant communities has a relation to the salt content(S) in the soil. Their regression equations are as follows: C = 0. 051 968 163e0.040786821R (R = 0.95, P < 0.01), D = 0.27 147 913e0.052741829R (R =0.96,P Nitraria sphaerocarpa Maxim. > Sympegma regelli Bge. > Salsola passerina Bge. > Ephedra przewalskii Stapf., but the resistibility to salt of the main dominants was found in the order as follows: Salsola passerina > Reaumuria soongorica > Sympeg- rna regelli > Nitraria sphaerocarpa > Ephedra przewalskii.     

安西荒漠植物群落和优势种的分布与环境的关系

应用排序（ＤＣＡ）和回归分析方法对安西砾石戈壁荒漠植物群落及优势种的分布与环境的关系进行了研究。结果表明,该区群落的盖度（Ｃ）和密度（Ｄ）均与年降水量（Ｒ）有密切关系,而群落的种类丰富度（Ｎ）则与土壤含盐量（Ｓ）相关,其回归关系式为：Ｃ＝０．０５１９６８１６３ｅ０．０４０７８６８２１Ｒ（Ｒ＝０．９５,Ｐ＜０．０１）,Ｄ＝０．２７１４７９１３ｅ０．０５２７４１８２９Ｒ（Ｒ＝０．９６,Ｐ＜０．０１）,Ｎ＝１３．７７４８－６．４７７３０３ｌｇ１０００Ｓ（Ｒ＝０．８３,Ｐ＜０．０１）。即：年降水量是决定戈壁荒漠植物群落盖度和密度的主要因素,土壤含盐量则与群落种类丰富度的关系尤为突出。优势种的抗旱性顺序是：红砂（Ｒｅａｕｍｕｒｉａｓｏｎｇｏｒｉｃａ（（Ｐａｌ．）Ｍａｘｉｍ．）＞泡泡刺（ＮｉｔｒａｒｉａｓｐｈａｅｒｏｃａｒｐａＭａｘｉｍ．）＞黑柴（ＳｙｍｐｅｇｍａｒｅｇｅｌｉＢｇｅ．）＞珍珠（ＳａｌｓｏｌａｐａｓｅｒｉｎａＢｇｅ．）＞膜果麻黄（ＥｐｈｅｄｒａｐｒｚｅｗａｌｓｋｉＳｔａｐｆ．）,而耐盐性顺序是：珍珠＞红砂＞黑柴＞泡泡刺＞膜果麻黄     

武夷山落叶林木本植物细根性状研究

细根作为植物吸收水分与养分的重要器官,其性状特征在指示植物的生长和分布等方面的意义重大。以江西武夷山国家级自然保护区落叶林群落木本植物的细根为对象,对根氮含量(RNC)、根磷含量(RPC)、根氮磷比(RN∶P)、根组织密度(RTD)、比根长(SRL)和比根面积(SRA)等6个细根性状进行了研究,并对群落内不同物种以及不同结构单元(灌木和乔木)间细根性状的差异性进行分析。结果表明:武夷山落叶林群落木本植物的平均RNC为(10.27±3.11) mg/g、平均RPC为(0.63±0.17) mg/g、平均RN∶P为16. 36±2. 61、平均RTD为(0. 10±0. 02) g/cm~3、平均SRL为(1582.65±186.67) cm/g、平均SRA为(464.81±64.10) cm~2/g;灌木的SRL显著高于乔木(P=0.033),其余细根性状在灌木和乔木之间无显著差异(P 0.05);在细根性状中,RNC与RPC呈极显著正相关,但与RTD呈显著负相关,RPC、SRA分别与RTD呈极显著负相关,RPC、SRL分别与SRA呈极显著正相关。这可能反映了灌木倾向于通过增加SRL来提高水分和养分的获取能力以增强与乔木的竞争优势;群落中的植物通过改变SRA及RTD进行生长与防御之间的权衡。     

武夷山不同海拔黄山松细根性状季节变化

细根作为植物吸收养分和水分的主要器官,其功能性状对森林生态系统功能具有重要影响。以武夷山黄山松为研究对象,通过对不同季节(春季、夏季、秋季和冬季)和不同海拔(1200、1400、1600、1800 m和2000 m)的黄山松细根的功能性状的测定,分析其细根性状特征随海拔和季节变化的规律。结果表明:(1)黄山松细根比根长(SRL),比根面积(SRA)均随海拔先升高后降低,其均值分别为(9.32±0.35) cm/g与(276.41±68.10) cm~2/g;根组织密度(RTD)随海拔先降低后升高,均值为(0.16±0.05) g/cm~3。根平均直径(AvgDiam)随海拔增加变化不显著,均值为(0.097±0.004) mm。SRL和SRA在海拔1600 m处达到最大,而RTD和AvgDiam的最大值出现在海拔1800 m或2000 m处。(2)SRL和SRA在夏季或秋季达到最大,RTD和AvgDiam最大值则出现在冬季或春季。季节和海拔对各细根性状都有显著影响(P0.01),但季节与海拔对根性状并没有产生显著的交互作用(P0.05)。(3)SRL与SRA间的异速生长指数是1.25,显著大于1.0(P0.01);SRL与RTD存在负等速生长关系,而与AvgDiam存在显著负异速生长关系(P0.01);SRA与RTD,以及RTD与AvgDiam间均存在显著负异速生长关系(P0.01),但SRA与AvgDiam之间不存在异速生长关系。黄山松的细根性状在1600 m处倾向于增加比根长和比根面积,而在海拔1800 m或2000 m处则倾向于增加组织密度与根直径,这与黄山松细根性状从夏秋到冬春的季节变化规律相类似。同时,相对于比根面积来说,黄山松的细根在海拔1600 m处和夏秋季节更倾向于投资比根长来增加养分的吸收。     

湖南会同5个亚热带树种的细根构型及功能特征分析

细根(直径2mm)具有复杂的分枝系统,不同树种间的细根在空间分布、形态和大小上有较大差异,研究不同树种的细根构型及不同根序的养分特征,对认识不同树种的细根形态和化学成分的变异格局,及其对树种地下生态位分离(niche segregation)、共存和森林生态系统功能过程的影响有着重要意义。在湖南会同林区选择青冈(Cyclobalanopsis glauca)、枫香(Liquidanbar formosana)、拟赤杨(Alniphyllum fortunei)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)等5个亚热带树种,用挖掘法采集完整的细根根系,按照Pregitzer细根分级方法对细根分级,用Win-RHIZO根系测定系统对细根构型的参数进行测定,同时测定各级根系的C、N含量,以探讨各树种各级细根的功能特征,揭示不同树种细根构型与养分策略之间的关系。结果表明:5个亚热带树种细根1级根比根长、比表面积最高,直径最细;3级根比根长、比表面积最低,直径最粗。不同树种之间细根形态特征和构型也表现出差异性:枫香的1级根序比根长最大,为31.45m·g-1,杉木的最小,为16.34m·g-1,枫香和杉木之间差异显著。马尾松的1、2级根序的比表面积最大,杉木的1级根序的比表面积最小,青冈2级根序的比表面积最小,3级根序比表面积杉木最大,青冈最小。不同树种之间的细根直径差异达到极显著水平,各根序的平均直径以杉木的最大,拟赤杨的最小。5个树种细根根尖密度大小顺序为马尾松青冈枫香杉木拟赤杨,各树种细根分叉数以拟赤杨和马尾松的较高,杉木最低。除杉木和枫香外,5个树种细根C含量均呈现出随着根序上升而增加的趋势,C/N比也随根序的上升而增加,而细根N含量呈现出随着根序上升而明显下降的趋势。细根平均C含量以杉木的最高,拟赤杨的最低,马尾松、青冈与枫香之间的差异不显著。细根平均N含量以拟赤杨的最高,马尾松的最低。C/N比以马尾松的最高,拟赤杨的最低。5个树种中,马尾松的外生菌根有很强的拓展能力,因此能显著地增强植物根系的养分、水分吸收能力,即使在贫瘠和干旱的土壤环境中,也能有效地利用有限的养分和水分,促进个体生长。而杉木细根吸收养分和水分的效率及能力最小。     

河西走廊中部两种荒漠植物根系构型特征

在河西走廊中部,采用挖掘法挖取红砂和白刺根系,应用拓扑学与分形理论分析了根系构型的特征.结果表明: 2种荒漠植物根系的拓扑指数均较小,根系分支模式均近似为叉状分支结构.红砂和白刺根系具有较好的分形特征,其分形维数分别为(1.18±0.04)和(1.36±0.06);分形维数、分形丰度与根系平均连接长度均呈显著正相关.2种荒漠植物根系的平均连接长度均较大,以扩大植物的有效营养空间,从而适应干旱贫瘠的土壤环境.2种荒漠植物根系分支前的横截面积等于根系分支后的横截面积之和,验证了Leonardo da Vinci法则.对17个根系构型参数进行主成分分析,根系拓扑指数、根系连接数量、逐步分支率和根系直径4个根系构型参数能很好地表示2种荒漠植物根系构型特征.     

盐胁迫下荒漠共生植物红砂与珍珠的根茎叶中离子吸收与分配特征

西北荒漠地区C3小灌木红砂(Reaumuria soongorica)和C4半灌木珍珠猪毛菜(Salsola passerina)在特定环境下混生在一起,分布面积广阔。以采自腾格里沙漠边缘荒漠地带的天然野生珍珠猪毛菜和红砂群落的幼苗为材料,经0、100、200、300、400mmol/L NaCl盐溶液共同胁迫10 d,检测它们的含水量、主要矿质离子在根茎叶的含量与分布,揭示二者耐盐的共生协同的离子平衡适应机制。试验结果发现,珍珠猪毛菜叶片具有"吸钾排钠的"的耐盐特征,红砂叶片具备"吸钠排钾"的特征,吸收利用无机矿质离子具备互补效应。二者耐盐Cl、Ca和Si离子吸收与累积能力存在很大差异:随着盐胁迫程度加剧,红砂的根茎叶中Cl离子含量持续增加,并且为珍珠猪毛菜的2—5倍;珍珠猪毛菜根中Ca离子含量为红砂的2—3倍,但含量变化不显著;红砂根中Si离子含量迅速降低后稳定,并且是珍珠猪毛菜根的3—5倍,其他器官变化差异较小。因此,红砂与珍珠猪毛菜的共培养盐胁迫下根中吸收的离子侧重不同,红砂以Na、Cl、Si为主,珍珠猪毛菜以K、Ca为主。随着盐胁迫的程度加强,离子选择吸收系数S k,Na的变化趋势降低,表明二者叶部对Na的选择性减小,K的选择性吸收积累增大,增强了它们的抗盐性,最终使叶片所受盐害减小。总之红砂与珍珠猪毛菜共生的耐盐离子稳态机制显著不同,离子吸收与分布具有互补互利的效应。     

The effects of clipping and soil moisture on leaf and root morphology and root respiration in two temperate and two tropical grasses

Numerous studies have explored the effect of environmental conditions on a number of plant physiological and structural traits, such as photosynthetic rate, shoot versus root biomass allocation, and leaf and root morphology. In contrast, there have been a few investigations of how those conditions may influence root respiration, even though this flux can represent a major component of carbon (C) pathway in plants. In this study, we examined the response of mass-specific root respiration (μmol CO₂ g⁻¹ s⁻¹), shoot and root biomass, and leaf photosynthesis to clipping and variable soil moisture in two C₃ (Festuca idahoensis Elmer., Poa pratensis L.) and two C₄ (Andropogon greenwayi Napper, and Sporobolus kentrophyllus K. Schum.) grass species. The C₃ and C₄ grasses were collected in Yellowstone National Park, USA and the Serengeti ecosystem, Africa, respectively, where they evolved under temporally variable soil moisture conditions and were exposed to frequent, often intense grazing. We also measured the influence of clipping and soil moisture on specific leaf area (SLA), a trait associated with moisture conservation, and specific root length (SRL), a trait associated with efficiency per unit mass of soil resource uptake. Clipping did not influence any plant trait, with the exception that it reduced the root to shoot ratio (R:S) and increased SRL in P. pratensis. In contrast to the null effect of clipping on specific root respiration, reduced soil moisture lowered specific root respiration in all four species. In addition, species differed in how leaf and root structural traits responded to lower available soil moisture. P. pratensis and A. greenwayi increased SLA, by 23% and 33%, respectively, and did not alter SRL. Conversely, S. kentrophyllus increased SRL by 42% and did not alter SLA. F. idahoensis responded to lower available soil moisture by increasing both SLA and SRL by 38% and 33%, respectively. These responses were species-specific strategies that did not coincide with photosynthetic pathway (C₃/C₄) or growth form. Thus, mass-specific root respiration responded uniformly among these four grass species to clipping (no effect) and increased soil moisture stress (decline), whereas the responses of other traits (i.e., R:S ratio, SLA, SRL) to the treatments, especially moisture availability, were species-specific. Consequently, the effects of either clipping or variation in soil moisture on the C budget of these four different grasses species were driven primarily by the plasticity of R:S ratios and the structural leaf and root traits of individual species, rather than variation in the response of mass-specific root respiration.     

Vertical distribution of fine roots in relation to soil factors in Pinus tabulaeformis Carr. forest of the Loess Plateau of China

Growth and vertical distribution of fine root closely depend on soil resource availability. Better understanding of relationships of root profile with vertical distribution of available soil resource and soil characteristics can allow ecologists to predict the fine root distribution on the scales ranging from individual plants to vegetation communities. The objective of the study was to understand the fine root mass density (FRMD), fine root length density (FRLD), fine root area density (FRAD), mean root diameter and specific root length (SRL), vertical distribution in soil profile and their relation with soil environment factors in semiarid and arid Loess Plateau of China. The vertical fine root distribution and soil bulk density, soil moisture and soil inorganic N in 0-60 cm soil profile (0–15, 15–30, 30–45 and 45–60 cm intervals) were investigated by soil coring methods in three Pinus tabulaeformis Carr. forests chosen at three locations. The fine root density parameters (FRMD, FRLD and FRAD) and SRL peaked in the most upper soil layer (0–15 cm interval) and decreased with increased soil depth. The results provided a strong support that soil water rather than soil inorganic N is a key control on fine root distribution in the Loess Plateau. With increased soil moisture, the root mass, length and SRL increased and the mean root diameter decreased. The effects of soil bulk density on the fine root parameters were consistent with those of the soil water. An unexpected result was obtained about the relationships between soil organic N and the root distributions and occurrences because of no differences among the soil depth intervals in soil inorganic N content. It might be associated with severe soil water deficit limiting soil nitrogen utilization efficiency in arid Loess Plateau.     

降雨格局变化对白刺幼苗根系形态特征的影响

为探讨荒漠植物白刺幼苗根系形态对降雨格局变化的响应特征,设置3个降雨量梯度(W-、W、W+)和2个降雨间隔时间梯度(T、T+)进行人工模拟试验,结果表明,1)降雨量和降雨间隔时间对白刺幼苗根系形态有不同程度的影响,且降雨量的作用效应更大。2)降雨量相同时,延长降雨间隔时间均使白刺幼苗主根长、根系平均直径、根体积和根表面积减小,但总根长和根系生物量和总生物量却增加,在高降雨量条件下(W+)延长降雨间隔时间白刺幼苗比根长和比表面积分别增加了45.09%和20.20%,但差异均不显著。3)降雨间隔时间相同时,降雨量减少30%仅使主根长平均增加12.06%,总根长、根平均直径、根体积和根表面积等根系形态指标均显著减少,比根长和比表面积变化不大;降雨量增加30%仅使比表面积显著增加,其余各形态指标差异均不显著,低降雨量条件下(W-)主根长与根冠比达到最大,其他指标均在高降雨量条件下(W+)达到最大。4)对8个根系形态参数进行主成分分析,根系生物量、总根长、总根表面积、比根长、比表面积和根体积6个根系生态参数受降雨格局影响显著。