本地种云南柳与外来种旱柳(杨柳科)的同倍体自然杂交(英文)

对分布于云南的旱柳(Salix matsudana)和云南柳(Salix cavaleriei)之间的一个自然杂交种进行了研究。野外观察表明疑似杂交种异蕊柳(Salix×heteromera)形态上介于旱柳和云南柳之间,并得到了基于叶形态特征的主成份分析的印证。核基因ITS序列数据表明这三个种存在ITS序列的种内和个体内的多态性,且疑似杂交种的ITS序列的基因型总是疑似亲本的嵌合体。因此可以判定异蕊柳是旱柳和云南柳的自然杂交后代。流式细胞分析表明这三个种均为四倍体,因而,本杂交事件为同倍体杂交。基于四个叶绿体序列片段的数据表明本自然杂交事件是不对称的,云南柳是异蕊柳的母本。常见外来种旱柳与稀有本地种云南柳的杂交可能导致稀有种云南柳的濒危甚至灭绝。研究表明柳属植物的引种应非常谨慎。     

本地种云南柳与外来种旱柳（杨柳科）的同倍体自然杂交?

对分布于云南的旱柳( Salix matsudana)和云南柳( Salix cavaleriei)之间的一个自然杂交种进行了研究。野外观察表明疑似杂交种异蕊柳( Salix × heteromera)形态上介于旱柳和云南柳之间,并得到了基于叶形态特征的主成份分析的印证。核基因ITS序列数据表明这三个种存在ITS序列的种内和个体内的多态性,且疑似杂交种的ITS序列的基因型总是疑似亲本的嵌合体。因此可以判定异蕊柳是旱柳和云南柳的自然杂交后代。流式细胞分析表明这三个种均为四倍体,因而,本杂交事件为同倍体杂交。基于四个叶绿体序列片段的数据表明本自然杂交事件是不对称的,云南柳是异蕊柳的母本。常见外来种旱柳与稀有本地种云南柳的杂交可能导致稀有种云南柳的濒危甚至灭绝。研究表明柳属植物的引种应非常谨慎。     

陕北沙地小叶杨“小老树”的水力适应性

以黄土高原"小老树"发生面积最大的树种-小叶杨为例,研究了不同水分生境下(水分相对好的沟道和干旱的梁坡片沙地,分别标记为生境A和生境B)小叶杨的生长、光合、水力学特性等,试图探讨小叶杨"小老树"对干旱生境的适应机制。结果表明:生境B小叶杨树高、地径、1 m树高处直径明显小于生境A,同时其主茎顶端枯枝长度大于生境A;生境B小叶杨叶净光合速率和气孔导度明显低于生境A。两种生境下小叶杨黎明前和正午叶水势无显著差异,生境B小叶杨正午时小枝枝干的比导水率明显低于生境A,但两种生境的比叶导水率则无显著差异,生境B小叶杨的Huber值明显大于生境A。生境B小叶杨枝干的P50(导水率损失50%时所对应的木质部水势)比生境A低约0.76 MPa左右,其气孔关闭的水势比生境A晚0.2 MPa左右,生境B小叶杨水分传输安全距离明显大于生境A。表明干旱生境下小叶杨高Huber值和低气孔导度有助于其叶水分关系维持相对稳定,低光合速率和维持大的水分传输安全距离所需的木质部碳投资增加是小叶杨形成"小老树"的重要原因。     

五针热脉冲探头在测定树干液流中的应用

准确测量树干液流对研究树木耗水特性、植物生理和生态水文效应等具有重要意义.本文选用一种新型五针热脉冲多功能数字探头(PHPP),运用热脉冲理论,测量小叶杨树干液流,并与热扩散探针(TDP)进行对比分析,探究五针热脉冲探头测量树干液流的适用性和准确性.结果表明: 五针热脉冲探头能够准确揭示小叶杨树干液流昼夜变化规律,并且与热扩散探针测量结果呈显著的线性相关关系,R²达到0.90,均方根误差为2.75,平均相对误差为11%.PHPP探头能较为精确地识别低液流和逆液流,可以快速准确地拟合热参数,直接测得树干液流速率,应用潜力较大.     

张掖湿地旱柳叶水势与中脉性状的关联性

植物叶水势和中脉性状是反映叶片水力特性的主要参数,二者之间的关联性对理解植物水分供需平衡的生态适应策略具有重要意义。选择张掖市黑河干流边缘的洪泛平原湿地为实验地,以河岸为起点沿平行河岸线的方向依次设置近水区(样地Ⅰ)、中水区(样地Ⅱ)和远水区(样地Ⅲ)3个水分梯度样地,采用标准化主轴估计方法(standardized major axis estimation,SMA),研究了对水分影响下旱柳(Salix matsudana)叶水势与中脉性状之间的关系。结果表明:随着土壤含水量减少,旱柳林的高度、密度和郁闭度均持续降低,旱柳叶片的中脉密度、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、光合有效辐射(PAR)和叶片温度(Tleaf)逐渐增加,中脉直径、比叶面积及叶水势、叶绿素含量逐渐减少;不同土壤含水量样地旱柳叶水势与中脉性状间的相关性存在差异(P0.05),在样地Ⅰ和样地Ⅲ叶水势与中脉密度呈极显著负相关关系(P0.01),在样地Ⅱ两者之间呈显著负相关关系(P0.05);旱柳叶水势与中脉直径在3个水分梯度样地均呈显著正相关关系(P0.05)。随着湿地土壤含水量减少,旱柳采取降低叶水势、增加中脉密度并减少中脉直径的资源投资策略,反映了该物种在异质生境中具有较强的叶片性状可塑性,从而有利于其适应特殊的湿地生境。     

基于cpDNA非编码序列的北沙柳遗传多样性分析

为揭示北沙柳(Salix psammophila)的遗传多样性、遗传结构及分化特征,利用叶绿体非编码区序列(trnL-trnF和trnD-trnT)对分布于毛乌素沙地和库布齐沙漠的16个北沙柳居群(339个个体)进行了遗传研究,为北沙柳种子资源库遗传管理、遗传改良、遗传育种及品种选育提供理论依据。结果表明:(1)经trnL-trnF和trnD-trnT片段联合比对获得了1811 bp序列,共有12个核苷酸变异位点(8个简约信息位点,4个变异位点),得到16个单倍型。(2)单倍型多样性指数(Hd)为0.737,核苷酸多样性指数(π)为0.00107;且单倍型H3的分布在所有居群中位于单倍型网络图中心,其余单倍型随机分布于各个居群。(3)AMOVA分析表明,北沙柳cpDNA的变异主要来源于居群内(91.16%),居群间遗传分化程度中等(FST=0.08837),各居群间的基因交流非常频繁(Nm=2.58);遗传分化系数NST(0.085)显著大于GST(0.056,0.01相似文献   

黄土高原水蚀风蚀复合区几种树木蒸腾耗水特性

利用PT茎流仪、LI-6400光合测定系统和LI-1400气象工作站对黄土高原水蚀风蚀复合区河北杨、小叶杨和山杏3种树木生长季节树干液流特征、叶片蒸腾速率及其环境因子进行测定.结果表明:典型天气3种树种树干液流昼夜节律明显,夜晚有微弱的稳定的树干液流存在,单双峰规律不明显,3树种树干液流启动和停止时刻基本一致,树干液流速率启动时间为7:00左右,停止时间为20:40左右;3树种平均树干液流速率分别为(3.65±0.40)kg · h-1、(2.22±0.21)kg · h-1、(1.63±0.13)kg · h-1,日单株蒸腾耗水量分别为(49.29±5.42)kg、(30.64±2.92)kg、(22.19±1.73)kg;阴雨天气对树木蒸腾耗水影响较大;树干液流与环境因子日变化规律相吻合,树干液流启动和停止特征时刻滞后于各环境因子对应的特征时刻,但滞后时间长短不一,而峰值特征时刻则早于各环境因子对应的特征时刻;树干液流与光合有效辐射、大气温度、土壤温度及风速呈显著正相关,与大气相对湿度呈显著负相关,环境因子与树干液流速率相关性依次排序为:光合有效辐射＞大气温度＞大气相对湿度＞土壤温度＞风速.     

毛红椿人工林树干液流动态变化对坡位的响应

2012年7-10月,采用液流测定系统监测了位于浙江省开化县的毛红椿人工林上下坡位的树干液流,并同步监测生态环境因子,分析了毛红椿人工林树干液流与土壤含水量、温度和水势等环境因子的关系.结果表明: 研究区上、下坡位树干液流日变化均呈典型的“昼高夜低”单峰曲线;下坡位毛红椿树干液流速率平均值显著高于上坡位;上坡位土壤温度显著高于下坡位,而下坡位土壤含水量和土壤水势显著高于上坡位;下坡位土壤含水量和土壤水势是影响毛红椿树干液流速率的主要因子,而上坡位土壤温度和土壤水势对毛红椿树干液流速率有较大影响.     

北沙柳群体遗传多样性和遗传结构分析

以内蒙古北沙柳(Salix psammophila)国家种质资源库内9个群体(P1~P9)288个无性系为实验材料,利用TP-M13-SSR技术,选取22对具有多态性EST-SSR北沙柳引物,采用毛细管电泳对PCR产物进行检测,分析北沙柳遗传多样性、分化程度和群体遗传结构,为北沙柳种质资源库遗传管理、无性系鉴定、品种选育、遗传改良和构建指纹图谱提供理论依据。结果显示:(1)22对EST-SSR引物共检测到222个等位基因,各位点平均等位基因数(A)为10,四倍体基因型丰富度(G)和特异基因型(G1)总和分别为1 460和802个,平均特异基因型比率(P1)和种质鉴别率(P2)分别为45.86%和13.21%。(2)9个群体平均等位基因数(A)为7.475,基因型丰富度(G)为15.586,观察杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.577和0.638。以期望杂合度He为标准,北沙柳群体遗传多样性水平最低的是P1和P9。(3)北沙柳群体遗传分化系数仅为0.02,AMOVA分子变异分析显示,北沙柳群体大部分遗传变异来自群体内(97%),群体间变异仅为3%。(4)三维主成分、聚类和Structure群体遗传结构分析显示,9个群体被划分为2个组,Mantel检验表明北沙柳遗传距离与地理距离极显著相关(r=0.684 P0.001)。研究表明,北沙柳种质资源具有丰富的遗传多样性,这是其具有耐旱、耐寒、耐高温、耐沙埋和抗风蚀等适应性较强的分子基础;北沙柳的遗传变异集中在群体内;分布区群体呈现由中心向边缘群体扩张分化的趋势。     

油松人工林SPAC水势梯度时空变化规律及其对边材液流传输的影响

 利用热扩散式边材液流茎流探针（TDP）和微型自动气象站组成的测定系统于2001年4月在北京林业大学妙峰山教学实验林场（39°54′N,116°28′E）对低山油松（Pinus tabulaeformis）人工林土壤-植物-大气体（SPAC）界面水势梯度及油松木质部边材液流传输速率的时空变化规律及其相关因子进行了连续测定。土壤水势随深度下降逐渐升高,日周期波动幅度减小,灌水后上层土壤水势迅速提高,但随着水分扩散和林地持续蒸散,土壤湿度迅速下降并逐渐与对照趋同;叶片水势连日逐渐降低,灌水后水势较对照有一定程度提高;林冠不同层次叶片水势在日周期内不同时间差异显著,但同一层次之间差异不明显;油松人工林土壤、叶片、大气水势梯度比约为1∶5∶30,灌水后SPAC相临界面水势差增大,水势梯度提高至1∶15∶90。大气水分饱和亏缺与土壤水势和叶片水势、以及土壤水势与叶片水势之间均有极显著相关性。干旱春季灌溉对油松木质部边材液流时空波动产生很大影响,灌水后连日树干上位边材液流峰值出现时间推迟1 h,连日平均液流速率提高48.59%,连日平均最大液流速率提高25.12%。木质部边材液流速率日变化和连日变化与SPAC水势和气象因子如空气相对湿度、空气温度、太阳辐射强度密切相关。与对照相比,灌水后边材液流速率与SPAC各介质水势和界面水势差的相关性下降。     

施水量变化对毛乌素沙地优势植物形态与生长的影响

 以毛乌素沙地优势植物沙柳(Salix psammophila)、杨柴(Hedysarum mongolicum)、油蒿(Artemisia ordosica)和柠条(Caragana intermedia)为对象,人工控制4种施水量来研究这4种植物形态和生长对模拟降水量变化的响应。结果表明不同施水量显著影响着沙柳、杨柴、油蒿和柠条的分枝格局、叶片、生物量及其分配,并且这4种植物的以上特征对不同施水量的响应也有明显差异。在157.5 mm和630.0 mm的施水量之间,施水量的增加对沙柳、油蒿和杨柴枝叶形态     

油蒿群落不同演替阶段某些群落特征的研究

 本文就鄂尔多斯高原毛乌素沙地油蒿群落不同演替阶段的特征进行了研究。结果表明：流动沙地质地疏松,植物种类少、稀疏,群落冠层温度变化剧烈,相对湿度低,油蒿生长旺盛,其叶的含水量、水势、蒸腾强度高;固定沙地,植物种类增多、覆盖度大、生物量高,缓冲气象因子的能力强。但蒸腾失水量大,致使土壤含水量低,在某种程度上限制了油蒿生长;具结皮的固定沙地,植物种类最多,密度最大,但土壤紧实,油蒿生长微弱,其叶的含水量、水势最低,但蒸腾最大,加速失水。其演替趋势为流动沙地→流动沙地油蒿群落→固定沙地油蒿群落→具结皮的固定沙地油蒿+本氏针茅群落→本氏针茅群落。     

毛乌素沙地3种优势植物对模拟降水量变化的水分平衡研究(英文)

未来全球变化 ,尤其降水变化的进一步加剧 ,将对毛乌素沙地陆地生态系统分布格局和生产力带来巨大影响。为了预测未来变化 ,提出合理的对应策略 ,实验选择毛乌素沙地 3种优势灌木、半灌木为研究对象 ,人工控制 4种降水量水平来探讨水分平衡对全球降水量变化的响应。结果表明 ,沙地蓄水量和不同沙层深度含水量季节变化明显受到不同施水量和 3种植物种类的影响。 3种植物沙地蓄水量和不同深度沙层含水量随着施水量的增加逐渐增大 ,并且不同施水量和植物沙地含水量随深度增加逐渐增大。在同一施水量处理下的蓄水量和同一深度含水量均大体为杨柴 (HedysarummongolicumTurcz.) >沙柳 (SalixpsammophilaC .WangetCh .Y .Yang) >油蒿 (Artemisiaordosi caKrasch .) ;3种植物的蒸发量和蒸腾量季节变化明显受到施水量的影响。随着施水量的增加 ,即 15 7 5、315 0、472 5和 6 30 0mm ,蒸发总量依次为 12 3.6 6、2 5 8.6 8、376 .30、45 8.5 7mm ;蒸腾总量 ,油蒿分别为 5 0 .80、6 8.93、10 8.39、16 3.36mm ;沙柳分别为 47.37、6 8.17、93.6 5、135 .97mm ;杨柴分别为 46 .73、6 7.37,86 .0 7、10 9.6 4mm。蒸发量显著大于蒸腾量     

Study on the Water Balance in Three Dominant Plants with Simulated Precipitation Change in Maowusu Sandland

The distribution pattern and productivity of Maowusu sandland terrestrial ecosystem are greatly affected with the future severe global change, especially global precipitation change. Considering the predicative global precipitation change and the appropriate relevant strategy for the sustainable development of the China dry territory, the authors have investigated the response of water balance to global precipitation change by creating an artificial control of four levels of water supply treating 3 dominant plants in Mauwusu sandland. The results showed that the seasonal changes of water storage and moisture of different sandland layer depths were affected by different water supply treatments and different plants. The water storage of the three plant growing sandlands and the moisture of different sandland layer depths increased as water supply was increased. The moisture of different water supply treatments and plants increased with the increase of sandland layer depth. The water storage and moisture of the same layer depth of Hedysarum mongolicum Turcz. growing sandland were larger than that of Salix psammophila C. Wang et Ch. Y. Yang growing sandland, which were in turn higher than that of Artemisia ordosica Krasch. growing sandland in the same water supply treatment. Water supply significantly affected the seasonal changes of evaporation and transpiration of the three plant growing sandlands. With the increased levels of water supply, viz. 157.5 mm, 315.0 mm, 472.5 mm and 630.0 mm, the total evaporation was 123.66 mm, 258.68 mm, 376.30 mm, 458.57 mm, respectively, and the total transpiration of A. ordosica was 50.80 mm, 68.93 mm, 108.39 mm, 163.36 mm, respectively, and that of S. psammophila , 47.37 mm, 68.17 mm, 93.65 mm, 135.97 mm, respectively, and that of H. mongolicum 46.73 mm, 67.37 mm, 86.07 mm, 109.64 mm, respectively. Evaporation was significantly higher than transpiration in the experiment.     

植物群落覆盖度和浅层地下水埋深对沙柳乌柳种子天然更新的影响

采用样地调查法,研究了内蒙古鄂尔多斯市乌审旗毛乌素沙地天然更新分布区内沙柳和乌柳的更新特征、更新苗数量与高度、植物种类、植物群落覆盖度、浅层地下水埋深等,并运用相关分析和线性回归分析等方法研究了沙柳、乌柳更新状况与其影响因素的关系.结果表明:沙柳、乌柳更新仅发生在水分条件较好的下湿低地内,种子当年更新幼苗数量平均为37.8株/m2,最高可达到260株/m2;更新苗数量与浅层地下水埋深和植物群落覆盖度均呈负相关关系,相关系数分别是-0.220和-0.565**;沙柳、乌柳天然更新的最佳条件为植物群落覆盖度在20%~60%、浅层地下水埋深在30~60 cm的丘间低地.     

鄂尔多斯高原沙柳幼苗对模拟降水量变化的响应

鄂尔多斯高原是中国干旱、半干旱沙区典型沙地。随着未来全球变化,尤其降水变化进一步激烈,将给这里的陆地生态系统分布格局和生产力带来巨大影响,选择鄂尔多斯高原优势灌木沙柳为研究对象,人为控制４种供水量水平来探讨沙柳幼苗对模拟降水量变化的响应,结果表明,幼苗净光合速率、蒸腾速率、气孔导率和荧光效率随着供水的增加而增大,而供水对幼苗的水分利用效率影响不显著;不同供水量的沙柳幼苗树高、枝条数、叶数和叶面积生长动态存在明显差异,随着供水量的增加,沙柳幼苗树高、基径、枝条数、叶数、叶面积、生物量干重和冠根生物量干重比值均逐渐增大;供水显著增加了沙柳幼苗总分枝率、各级枝条数、枝条长度和叶面积。     

沙柳灌丛植株形态与气流结构野外观测研究

通过野外观测,研究了毛乌素沙地南缘平沙地人工栽种单行沙柳灌丛的植株形态与气流结构.结果表明,沙柳灌能降低迎风侧和背风侧的近地面风速,使沙粒在植株下部沉积.积沙体积(V₂)与植株体积(V₁)相关性较高(R=0.696).单行沙柳灌丛在4 m高处风速为6 m·s^-1时的气流结构特征为:迎风侧3H处风速已降低,2 H处风速又得到加强,之后在背风侧迅速降低,1 H处达到最低值,然后逐渐恢复到旷野风速.防护距离约为17H',有效防护距离约为13 H'.沙柳灌丛对植株高度以上高度处风速影响较小.     

沙柳和柠条茎水力学特性对模拟降雨改变的响应

利用模拟降雨控制试验(对照、降雨增加45%和减少50%),研究了黄土高原水蚀风蚀交错带典型灌木沙柳和柠条茎水力学特性对模拟降雨改变的响应,以揭示两种灌木对未来降雨改变的适应性.结果表明: 沙柳茎比导水率(K_s)、比叶导水率(K_l)和Huber值对增水有显著响应,而对干旱无显著响应;柠条黎明前和正午叶水势、水分传输效率(K_s及K_l)对干旱有显著响应,但对增水无响应.两种灌木不同处理间抵抗栓塞能力无显著差异,沙柳不同处理间正午原位栓塞程度亦无显著差异,而柠条干旱处理正午原位栓塞程度显著增大.沙柳增水处理导管直径和导管面积占边材面积的比例显著增加,干旱导致沙柳导管密度显著增大,水力直径变小;柠条增水处理的木质部结构无明显改变,干旱导致其导管密度和木材密度显著增加.说明增水提升了沙柳的水力功能,而长期干旱显著降低了柠条水力功能,预测在未来气候旱化条件下,柠条的水力适应性可能不如沙柳.     

CO2浓度和辐射强度变化对沙柳光合作用速率影响的模拟研究

沙柳是毛乌素沙地防护林的主要灌木树种 ,模拟研究沙柳对 CO2 浓度和辐射强度的响应有利于准确有效地制定全球变化下的沙漠化防治和水土流失的战略对策。结果表明 ,沙柳的光合作用速率对 CO2 浓度的响应表现为线性关系 ,对辐射的响应表现为对数函数关系。沙柳光合作用速率有随辐射强度增加和 /或 CO2 浓度的升高而增大的变化规律。CO2 浓度越高 ,沙柳的光合作用速率对辐射的反应越明显。同样 ,辐射越强 ,沙柳的光合作用速率对 CO2 浓度的反应越敏感。在高辐射条件下增加大气中 CO2 的“施肥效应”比低辐射条件下要显著。土壤干旱对沙柳的光合和暗呼吸都有抑制作用 ,使沙柳的生理过程受到影响 ,从而使沙柳对 CO2 浓度和辐射的反应规律不如土壤水分适宜时显著。     

黄土区4个树种水势特征的研究

采用压力室法对晋西北黄土区柠条(Caragana korshinskii)、河北杨(Populus hopeiensis)、北京杨(Populus beijingensis)和小叶杨(Populus simonii)4 个树种的小枝水势、叶含水率及其环境因子的日变化进行了定期测定。分析了4 个树种水势日变化与光照(L)、气温(T)、相对湿度(RH)日变化及叶含水率(LWC)日变化的关系以及其水势的季节变化与土壤水分季节变化的关系。主要结果如下:整个生长期所测4 个树种小枝水势的日变化为呈抛物线型。生长期小枝水势的平均值分别为柠条(-1.569 MPa)、河北杨(-1.030 MPa)、北京杨(-0.993 MPa)和小叶杨(-0.971MPa)。小枝水势与环境单因子的相关性大小依次为:光照、气温、相对湿度。水势与光温复合因子(L*T)、光湿复合因子(L/RH)的相关性大于它与单因子的相关性。小枝水势与叶含水率的相关性较差。生长期清晨水势(Wp)季变化与土壤水分(X)季节变化的最佳关系模型为Wp=Ae^-BX型。但生长期午间水势的季节变化与土壤水分季节变化的关系均不显著。土壤水分含量对水势有较大影响。