川西北泡沙参种群根系生长动态及其与环境因素关系研究

对川西北地区泡沙参种群根系生物量累积和形态发育过程及其与环境因素的关系进行了研究。结果表明,泡沙参种群根系生物量累积一般规律符合Logisticc增长过程。较高的泡沙参根系生物量累积和形态发育时期可以持续到15～17年生以后,根系采收直径应在1．7cm以上。动物啃食、人为采挖、土壤、气候等环境条件与不同海拔各种群的根系生物量累积等有着密切联系,中海拔地区(2800～3300m)人为干扰少,土壤和水热条件适宜,根系生物量和形态发育达到较高水平,适合高产栽培。而低海拔和高海拔地区的不利环境条件限制了泡沙参根系生长,在进行野生资源保护利用以及人工栽培泡沙参时应充分考虑环境因素,努力减少放牧、采挖等人为破坏,有条件的地区应实行分区禁牧、禁采挖,为泡沙参种群恢复和药材品质提高创造条件。     

裂叶沙参个体生长动态研究（2）：根系的生长动态

在裂叶沙参分布区金川县调查了２９块样地和１５０２个不同年龄具体的根系空间结构和生物量,对５个生长于不同海拔区域的种群进行了比较,分析了影响根系发育的环境因素。生长于海拔２７００￣２９００ｍ种群根系发育完整,主根、侧根、二次侧根、细根生物量和体积均达到最高值。高于或低于这一海拔区域,种群根系发育不够充分。主要原因在低海拔地区是干旱和外界极度干扰;在高海拔地区是低温。各种群总合的根系生物量（Ｙ,ｇ）与     

裂叶沙参与泡沙参种群分布格局分形特征的分析

 裂叶沙参与泡沙参种群在不同海拔区域分布格局的计盒维数与其在群落中占据空间的能力成正比,并且与环境因素密切相关。在裂叶沙参与泡沙参种群较为适生的区域,海拔2700～3100m,两者在群落中占据空间的能力最强,他们的计盒维数达到最高。在低于海拔2700m或高于海拔3100m,环境条件严酷的区域,裂叶沙参种群与泡沙参种群占据空间的能力不同程度的下降。在不同的海拔区域,广布种泡沙参种群占据空间的能力均比裂叶沙参种群高,而其受环境因素影响较弱。在海拔2700m以下地区,泡沙参种群水平分布格局的计盒维数比裂叶沙参种群高4.5倍;在两种群较为适生的区域,海拔2700～3100m,泡沙参计盒维数比裂叶沙参种群高1.5倍,差异最小;在泡沙参与裂叶沙参种群分布的上限,海拔3100m以上地区,两者计盒维数差异又增加,泡沙参计盒维数比裂叶沙参种群高1.8倍。这说明裂叶沙参种群的内在适应力、竞争力比泡沙参种群相对较弱。     

川西泡沙参种群地上生物量生长发育的研究

对川西泡沙参种群地上各器官,茎、叶、花-果的生物量生长发育过程进行了系统的研究,结果表明：（1）泡沙参种群（总和）个体地上总生物量和各器官的生长发育在1-5年生生长缓慢,5-15年生随年龄增长,年生物量增幅较大,此后,生长速度开始下降,直到死亡年龄,泡沙参种群（总和）地上生物量生长发育过程可程可用方程y=a0 a1x a2x^2表示。（2）不同海拔区间的泡沙参种群个体地上总生物量和各器官生物量生长发育与种群（总和）地上总生物量生长发育的趋势基本一致。生物量生长在幼年和老年时较低,大约在15年生时达到高峰。（3）不同海拔区域综合生境条件与种群的地上生物量生长,生长模式,生物量最高峰出现的年龄区段等有着密切联系。在较为适生的环境条件下,外界干扰少,水热条件适宜,种群各器官的生物量和个体总生物量可达到较高水平,在低海拔地区,外界干扰严重,或高海拔地区,低温条件来酷,个体总生物量和各器官生物量均较低。     

濒危种裂叶沙参种群生命表和存活曲线的研究及其与广布种泡沙参的对照

以近缘广布种泡沙参为对照,本文编制了濒危种裂叶沙参种群的标准生命表、存活曲线以及海拔２３００～２４００ｍ、２７００～２９００ｍ、２９００～３１００ｍ和３１００～３４００ｍ区域４个种群的生命表,存活曲线。根据其生活史,讨论了裂叶沙参各种群特定年龄的存活量、死亡量和死亡率等重要参数。裂叶沙参种群存活曲线属ＤｅｖｅｙＣ型,１～５年生死亡率最高,个体最长寿命２５年。而泡沙参种群的死亡高峰期是１～３年,个体最长寿命２１年。导致裂叶沙参种群幼龄个体死亡的内在原因是其较弱的抗逆性和适应能力;外在原因是严重的干旱、外界干扰和群落内的光照不足。裂叶沙参种群适应不良环境的能力较泡沙参弱：在海拔２７００ｍ以下地区,由于外界干扰和环境干旱,除水份条件较好的特殊生境,大多种群呈严重衰退趋势,不能满足编表条件,只有海拔２７００ｍ以上区域的种群呈稳定或扩展趋势;而泡沙参各种群在不同海拔区域均呈稳定或扩展趋势,满足编表条件。从海拔２３００ｍ到３４００ｍ,不同裂叶沙参种群个体寿命呈：短长短的格式,与外界严酷较好严酷的环境相对应。这表明裂叶沙参种群在严酷环境条件下改变了其生存对策,缩短了个体寿命。     

濒危植物裂叶沙参生境条件及外界致危因素分析

裂叶沙参分布于四川西北地区金川县,受到当地地质、地貌、气候、土壤、生物和人为因素等多方面的综合影响,形成了裂叶沙参种群生长发育的外部特定环境条件。裂叶沙参种群生长发育最主要的外界致危因素是:人为采挖、森林过伐、开荒、放牧所导致的生境破坏;频繁的地震、滑坡、泥石流等地质灾害;周期性的春旱、伏旱和暴雨所引发的洪涝灾害;锈病、地下害虫和野生动物的危害。这些致危因素周期性或经常性地对裂叶沙参种群数量、个体生长产生着长期而广泛的危害。应立即停止人为对当地生境条件的一切破坏活动;在金川县建立以保护裂叶沙参为主的自然保护区,并在适生地引种栽培,实行迁地保护;对裂叶沙参种群继续跟踪研究,为揭示一般濒危植物的内部致危机理及外界致危因素提供科学参考。     

秦岭独叶草种群个体和构件生物量动态研究

对秦岭地区独叶草种群个体和构件生物量动态进行了系统研究．结果表明,独叶草种群个体生长发育过程中构件生物量与年龄关系可用Logistic方程表示．种群叶和芽的生物量比率随年龄增长降低,而根系和根状茎的生物量比率增加．不同海拔地域的种群个体生物量和各构件生物量显著不同(P＜0．05),海拔2700-2900m的种群个体生物量和各构件生物量较低海拔和高海拔地区大．叶生物量比率随海拔升高降低,而根状茎的比率却增加．在较适生地域,根系生物量比率较低,而芽的比率较高．种群个体生长和各构件生物量动态与环境条件关系密切．     

太白红杉种群结构与环境的关系

对太白山不同生境出现的 5种太白红杉种群的高度、径级和生物量结构进行了较为系统的对比研究。结果表明 :(1)不同生境的太白红杉种群 ,生长发育明显不同。但经年龄拟合和方差分析证明 ,该地区不同太白红杉种群在演替上应属同时发生 (P<0 .0 5 )。 (2 )不同太白红杉各种群在高度和胸径上有极显著差异 (P<0 .0 1) ,生长于中海拔地域的太白红杉种群平均高和胸径显著高于低海拔和森林线地带的种群 ;随着海拔升高 ,种群生物量结构中根系所占比例呈现高→低→高的趋势 ;主干和枝叶呈现低→高→低的趋势。(3)对种群表现结构形成有重要影响的 10个环境因子的主成分分析表明 ,乔木层郁闭度、土壤厚度、土壤p H、土壤含水率、年平均降雨量、人为干扰是影响种群结构形成的最重要因素。 (4)对太白红杉种群应以就地保护为主 ,低海拔地区的群落应适当间伐乔木层非目的树种 ,中高海拔地区应以保护原有生境为主 ,适当间伐灌木层树种 ,为太白红杉更新创造良好条件。     

三峡库区消落带狗牙根种群对水陆生境变化的响应

基于定位观测,研究了三峡水库消落带不同海拔区段狗牙根的种群密度、形态性状和生物量及其分配,结果表明:在3个海拔区段,狗牙根种群密度的大小为浅水位区段(海拔165 ～170 m)＞未经水淹区段(海拔＞172 m)＞深水位区段(海拔145～150m);根径和根系长度的大小为深水位区段＞浅水位区段＞未经水淹区段;种群总生物量和根、茎、叶生物量及茎生物量分配比率为浅水位区段＞未经水淹区段和深水位区段,根、叶生物量分配比率和地下/地上生物量的变化为深水位区段＞浅水位区段和未经水淹区段,浅水位区段的狗牙根种群应对水陆生境变化特有的适应策略是加速伸长生长,增加茎生物量分配;深水位区段的策略是增加分枝节间数量、分枝数量和叶生物量分配;二者共有的适应策略是加速根系生长、增加分蘖数量和地下生物量分配,为在陆地环境中的快速生长提供营养和能量储备.     

影响江苏省道地药材野马追产量的生态因子分析

野马追是江苏省著名的道地药材之一,全草入药,是祛痰、止咳、治疗慢性支气管炎效果显著的天然药物,在临床上具有很重要的应用价值.市场上该药材的需求量很大,目前主要依靠人工栽培来满足市场的需求.通过对江苏省野马追主要生产地区的生长环境与野马追生物量之间相关性的分析,探讨了土壤氮钾含量、pH、间种等环境因素都对野马追生物量的影响规律.结果显示,野马追适宜在微酸环境中生长,以pH6.0左右为最佳,不适与其他作物间种,土壤中碱解氮含量为28～30 mg/kg,速效钾含量230～240mg/kg时有利于其生物量增加.人工栽培过程中应尽量满足野马追生物量增加的最适条件,提高野马追引种驯化成功率,确保人工栽培野马追的药材品质和产量.     

海拔梯度对祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度的影响

以祁连山西水林区青海云杉典型林分为研究对象,按照青海云杉分布界限海拔2500—3300 m,采用梯度格局法,研究祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度沿海拔梯度的空间分布特征,以期为准确估算祁连山青海云杉林碳储量变化影响因素提供科学依据。结果表明:(1)青海云杉林生物量平均值为115.83 t/hm~2,碳密度平均值为60.23 t/hm~2。生物量整体随海拔梯度增加表现为先增加后波动降低的趋势,在海拔2800 m处达到最高值(197.10 t/hm~2),海拔3300 m处达到最低值(7.66t/hm~2),且不同海拔梯度间差异显著。林分各器官生物量分配格局在各海拔处均表现为干根枝叶。(2)土壤有机碳含量平均值为54.80 g/kg,变化范围为31.49—76.96 g/kg。随着土壤层次的增加,除海拔3200 m和3300 m的土壤有机碳含量未表现出规律变化外,其他海拔梯度则均呈现出逐渐降低趋势。土壤有机碳密度在海拔2900 m最高,为245.40 t/hm~2,在海拔2700 m处最低,为130.24 t/hm~2;海拔2500—2700 m表现为平缓降低趋势,在2800 m处急剧上升,且海拔2800—3200 m呈现无显著性轻度波动变化,在海拔3300 m又急剧降低。(3)青海云杉林生态系统平均总碳密度为255.15 t/hm~2,乔木层和土壤层占总碳密度的比例分别为23.61%和76.39%,且不同海拔梯度间存在极显著差异。土壤有机碳密度与海拔、年均降水量、土壤有机碳含量、土壤全氮呈显著正相关,与年夏季平均气温呈显著负相关;乔木层碳密度与年夏季气温、林分密度、胸高断面积呈显著正相关,与海拔和土壤全氮呈显著负相关。(4)祁连山青海云杉林乔木层和土壤层碳密度均随海拔梯度变化受水热条件组合的改变而呈现规律变化,以中部海拔区段2800—3200 m碳密度较高。     

亏缺灌溉对干旱区两种乡土植物种子生产性能及其水分利用效率的影响

科学灌溉对植物种子生产具有重要意义。本研究以荒漠草原优良乡土植物沙芦草和牛枝子为对象,以充分灌溉为对照,探究不同生育时期亏缺灌溉对两种牧草种子生产和水分利用效率的影响。结果表明: 与对照相比,亏缺灌溉下两种植物土壤含水率下降,其中沙芦草土壤含水率下降主要发生在0～60 cm土层,牛枝子土壤水分下降未出现明显的分层现象。亏缺灌溉下沙芦草种子产量各构成因子差异均显著,开花期亏缺灌溉种子产量最高;牛枝子仅生殖枝数、小花数和荚果数差异显著,种子产量各处理差异不显著。相关分析显示,沙芦草种子产量与生殖枝数(r=0.776)、小穗数(r=0.717)呈显著正相关;牛枝子花序数与生殖枝数呈极显著负相关(r=-0.685),与小花数呈显著正相关(r=0.412)。与充分灌溉相比,亏缺灌溉下两种乡土植物种子生产耗水量减少,水分利用效率提高,其中,沙芦草开花期亏缺灌溉水分利用效率提高最多(32.9%);牛枝子分枝期亏缺灌溉提高最多(27.4%)。因此,适当亏缺灌溉可以提高两种植物水分利用效率。从水分利用效率和种子产量来看,干旱区沙芦草和牛枝子种子人工繁育时可采取亏缺灌溉,适宜亏缺的生育期分别为开花期和分枝期。     

海南凤仙花不同海拔种群的传粉生物学

凤仙花属(Impatiens)植物具有极为广泛的多样性和类型各异的特化传粉者, 被誉为“双子叶的兰花”, 受到众多传粉生物学家的关注。本文以海南特有种海南凤仙花(Impatiens hainanensis)为研究对象, 对3个不同海拔梯度的种群进行了开花生物学特性和开花物候、花器官结构、花粉活力和柱头活性、传粉者种类和访花行为及繁育系统的比较研究。结果表明: 单花花期4.10 ± 0.46 d, 雄性期和雌性期分别约为3.15 ± 0.24 d和0.95 ± 0.36 d; 种群开花峰期在8月初, 高海拔种群的花期高峰相对滞后。低、中海拔种群花粉活力呈现先升高后下降的趋势, 以开花第2 d花粉活力最高; 高海拔种群花粉活力随开花时间推移逐渐下降; 柱头活性随开花时间的推移而增强, 高海拔种群开花各天次均较低、中海拔种群低。主要传粉昆虫为黄黑无垫蜂(Amegilla leptocoma)和绿条无垫蜂(A. zonata), 低、中海拔种群以黄黑无垫蜂为主, 高海拔种群以绿条无垫蜂为主。未观察到自动自花授粉和无融合生殖现象, 人工授粉能明显增加坐果率(75-90%), 自然坐果率在高海拔种群相对较低(40-60%), 说明存在较强的传粉者限制。海南凤仙花的保护需要同时关注其有效传粉者的保护, 促进有效传粉昆虫在不同海拔种群之间的往来, 保证种群间的花粉流与种子流, 维持海南凤仙花的种群遗传多样性与有效种群大小。     

典型黑土区主要树种根系构型特征及其对固土能力的影响

为量化典型黑土区主要树种根系构型特征,探究其对固土能力的影响,以该区分布较广的榆叶梅、小叶锦鸡儿、白桦、糖槭、红皮云杉、樟子松单株个体为研究对象,采用全根挖掘和WinRHIZO Pro LA2004分析系统相结合对其根系空间分布、几何形态、分形等特征进行测定,同时采用原位整株根系拉拔的方法量化根系垂直拉拔力。结果表明: 榆叶梅以倾斜根为主,小叶锦鸡儿、白桦、糖槭和红皮云杉以水平根为主,樟子松根系在水平和垂直分布上较为均衡;除白桦总根表面积和红皮云杉总根长外,灌木树种总根长、总根表面积显著大于乔木,落叶阔叶乔木总根长、总根表面积显著大于针叶常绿乔木,白桦总根体积显著大于小叶锦鸡儿、糖槭、红皮云杉和樟子松;榆叶梅、小叶锦鸡儿和白桦根系分形维数和分形丰度显著大于红皮云杉和樟子松;榆叶梅、小叶锦鸡儿和糖槭整株根系平均最大垂直拉拔力显著大于白桦、樟子松和红皮云杉。主要受根系总根长、总根表面积和倾斜根数量的影响,榆叶梅、小叶锦鸡儿和糖槭根系表现出较强的固土能力,可作为典型黑土区水土保持植被构建中优先选择的树种。     

滇西北白马雪山长苞冷杉和大果红杉年内径向生长动态及其对环境因子的响应

以滇西北白马雪山亚高山寒温性针叶林的常绿树种长苞冷杉和落叶树种大果红杉为对象,采用高精度生长仪监测了2个树种的年内径向生长动态,分析其径向生长的季节动态特征及其对环境因子的响应。结果表明: 大果红杉和长苞冷杉的径向生长主要发生在4—8月,6月是生长最快的时期。与长苞冷杉相比,大果红杉径向生长的开始时间较早,停止生长时间稍晚,其生长季持续时间明显长于长苞冷杉。大果红杉最大生长速率和年生长量均略高于长苞冷杉。长苞冷杉日生长量与降水量呈显著正相关,与饱和水汽压亏缺、空气温度呈显著负相关;而大果红杉的日径向生长量与降水量呈显著正相关,与土壤体积含水量和饱和水汽压亏缺呈显著负相关。长苞冷杉和大果红杉的径向生长均受到水分的限制,大果红杉对水分条件更敏感。在全球变暖的背景下,植物蒸腾作用和土壤蒸发散的增加,可能进一步加剧土壤水分丧失和植物可利用水分下降,进而导致长苞冷杉和大果红杉更易受到干旱胁迫。     

2种黄芪幼苗对缺硫胁迫的生理响应机制

以药用植物膜荚黄芪（Astragalus membranaceus（Fisch.）Bge.）及其变种蒙古黄芪（Astragalus membranaceus Bge.var.mongholicus Hsiao）幼苗为材料，在水培条件下研究了两种黄芪幼苗在不同程度缺硫条件下的生物量积累、光合参数、次生代谢产物积累等的变化规律。结果显示：与供应Hoagland全营养液相比，低硫和无硫供应处理均显著抑制了两种黄芪幼苗根系和地上部的伸长生长以及生物量的累积，并且引起了植株叶片失绿变黄、根系褐变等一系列缺硫症状。此外，缺硫还导致了两种黄芪幼苗叶片叶绿素含量降低以及光合参数下降、全株各部位细胞膜脂过氧化程度增加。相对膜荚黄芪而言，不同程度缺硫对蒙古黄芪生长发育的影响较小。进一步研究发现，在低硫或无硫条件下，膜荚黄芪植株各部位总酚含量出现了明显下降，而蒙古黄芪根系和叶片总酚含量却因缺硫处理而显著升高。同时我们还发现，硫营养缺乏诱导了蒙古黄芪叶片非光化学能量耗散的升高以及植株各部位主要异黄酮物质的大量积累。我们推断，营养液中硫元素供应的减少引起了黄芪幼苗硫营养不良，影响了植株叶绿素合成，降低了植株的光合能力，并同时引起了全株的氧化胁迫，最终使得黄芪幼苗生长发育受到抑制；蒙古黄芪在缺硫胁迫下提高了光保护能力，合成了较多的异黄酮类物质，有效缓解了缺硫胁迫对其生长的影响，从而在面对缺硫胁迫时比膜荚黄芪表现出了更强的耐性。     

祁连山青海云杉物候表型的空间分异及其内在机制

量化种群水平植物物候空间分异的遗传表达与表型可塑性, 对于合理预测气候变化对植物动态的影响具有重要实践意义。该研究以祁连山广泛分布的优势常绿针叶树种——青海云杉(Picea crassifolia)为研究对象, 通过对排露沟流域5个海拔带20个样地的156株样树进行连续两年的物候过程监测, 研究了物候表型的空间分异规律, 结合同质园移植实验, 解析了物候空间分异的遗传分化成分, 并借助岭回归和Lasso回归分析, 探讨了环境因子对非遗传分化部分(即表型可塑性)的调控作用。研究发现: 青海云杉表观物候期均随海拔升高而呈现推迟的趋势(每100 m 0.57-1.36 d), 这种空间分异体现了一定程度的种源效应(即遗传分化现象), 其所占比例平均为20.8%, 且年际之间基本维持在相对稳定的水平; 同时, 研究发现同质园内来自高海拔的种群的春季物候期要明显早于低海拔种群, 这可能与高海拔种源的芽分化需要较低的季前热量积累阈值有关; 物候格局与环境因子关系的分析结果显示, 除海拔影响外, 季前热量积累、季前降水量、冻害发生频率对于解释物候动态起到了关键的指示作用。     

培育年限对刺五加主要药用活性成分的影响

为评价不同培育年限对刺五加根、茎部多种活性成分积累的共同影响,对提高刺五加培育和高值利用具有重要作用,可为规范化种植和合理开发利用刺五加提供理论依据。采集同一产地三年生、五年生、九年生刺五加为实验样本,运用超高效液相色谱系统（Ultra-Performance LC,Waters,Japan）分析不同培育年限对刺五加根、茎中槲皮苷、金丝桃苷、芦丁、紫丁香苷、刺五加苷E、异嗪皮啶6种活性成分含量的同时影响。结果表明,五年生刺五加根、茎中6种主要活性成分的综合得分最高。其中,黄酮类成分槲皮苷在三年生根中含量最高,在五年生茎中含量最高;芦丁在五年生根及茎中含量均最高,在根中三年生含量最低,九年生茎中含量最低;金丝桃苷在五年生根及三年生茎中含量最高。苯丙素类成分异嗪皮啶在三年生根及茎中含量最高,在五年生根和茎中含量最低;紫丁香苷在九年生根中含量最高,在五年茎中含量最高;刺五加E在五年生根中含量最高,在三年生茎中含量最高。不同药用成分在不同生长阶段的刺五加根和茎中积累不同,定向培育可根据目的活性成分选择适合的采收年限。