长期水陆周期性变化条件下香根草形态性状和生物量分配的可塑性

香根草是能够长期适应三峡水库消落带生境的少数物种之一。虽然国内对香根草的引种栽培和研究已有几十年的历史，但是对香根草在三峡库区消落带长期水陆周期性变化条件下的生态适应对策还知之甚少。为此，以2008年在三峡水库巫山段消落带建立的香根草引种栽培试验示范基地为研究平台，在2016年对海拔166—169 m、169—172 m和172—175 m区段的香根草的形态性状、生物量及其分配特征进行了研究。结果表明：(1)海拔166—169 m香根草的分蘖株数、平均株高、节间数量、节间长度、叶片数/分蘖株、叶片数/丛、叶片长等各指标值均低于海拔169—172 m和海拔172—175 m,海拔166—169 m与其它海拔区段的节间数量差异显著(P<0.05);(2)海拔166—169 m香根草的根系数量最少，但根系长度最长；(3)海拔166—169 m无节间的香根草株数最多，且与海拔172—175 m和海拔169—172 m差异显著(P<0.05);(4)不同海拔区段香根草的总生物量大小表现为海拔172—175 m>海拔169—172 m>海拔166—169 m,且海拔166—...     

不同放牧强度下矮嵩草（Kobresia humilis）无性系分株种群的动调

以矮嵩草无性系分株和分蘖分别作为其种群的基本单元,对不同放牧强度下种群的动态与调节进行了研究。结果表明：随着放牧强度的增加,每分株的分蘖数、叶片数及分株个体地上生物量均增加．分蘖死亡率和叶片死亡率在各处理间差异不显著。分蘖死亡率的高峰出现在生长季末,叶片死亡率在生长初期和末期较高,而且都不属于密度制约性的死亡。矮嵩草多重种群结构水平的数量调节是由最外层次（叶片层次）的数量变化引起的,进而影响到较内层次上结构单元的大小和数量。     

葎草种群自疏过程中幼苗构件性状及生物量分配变化

以雌雄异株攀援草本植物葎草为材料,通过每10 d测量1次,连续6次,测定幼苗期葎草种群的密度和高度、个体构件性状和生物量分配等参数,分析种群自疏过程中种群密度与个体构件性状及生物量分配的关系,研究葎草种群的自疏规律。结果表明:幼苗期葎草种群存在显著的自疏现象,种群密度60 d内下降了71%;幼苗期葎草由直立生长向横向生长时,种群密度和株高显著降低;自疏过程中存留植株的茎性状有显著变化,变化大小为节间长主茎长茎直径,节间长增加,叶性状变化大小为叶面积叶柄长叶厚叶宽叶长总叶数保留叶片数,根性状变化大小为总根长根体积根数根长最大根长;自疏过程中存留植株的构件生物量、单株生物量显著增加,而单位面积累积生物量呈阶段性下降;留存植株的地上生物量分配比相对稳定(P0.05),根茎比和叶茎比有极显著变化(P0.01);叶、茎、叶柄生物量与根生物量和地上生物量之间均呈极显著的异速关系(P0.01),茎随地上生物量增长呈等速生长,而叶、叶柄和根随地上生物量增长呈异速生长,地上生物量与叶、茎、叶柄及根生物量极显著相关(P0.01);茎生物量与密度的异速关系遵循最终产量恒定法则,叶、叶柄和根生物量并不满足-3/2或-4/3或-1自疏法则;地上和单株总生物量与密度极显著相关(P0.01),存留单株的地上生物量和总生物量与密度的异速关系遵循最终产量恒定法则。     

潜在木质纤维素能源植物香根草的初步研究

对南京试验地种植的香根草[ Vetiveria zizanioides (L.) Nash]叶片的光合特性和主要矿质元素含量以及株高生长速率进行了测定,并对来源于南京试验地和东台滩涂地的香根草叶片中与纤维特性有关的化学组分的含量及水解产物的含量进行了分析和比较.结果显示:香根草叶片的净光合速率(Pn)对光量子通量密度的响应曲线呈单峰型,Pn最高可达15.3 μmol·m-2·s-1,光饱和点为1 528.6 μmol·m-2·s-1;Pn日变化曲线呈明显的双峰型,峰值分别出现在10:00和15:00.叶片中K、N、Ca、P、Mg和S的含量分别为11.2、7.6、4.3、2.7、2.8和1.5mg·g-1.5月份至10月份是香根草的快速生长期,7月份的株高生长速率最高,达42.1 cm.种植于试验地和滩涂地的香根草叶片中纤维素、半纤维素和木质素的含量分别为326.1和321.7 mg·g-1、380.2和369.5 mg·g-1、147.8和154.0 mg·g-1,产地间差异不显著(P＞0.05);苯-乙醇抽提物和灰分的含量分别为59.5和54.1 mg.g-1、81.7和71.7 mg·g-1,产地间差异显著(P＜0.05).种植于试验地和滩涂地的香根草叶片水解产物中葡萄糖和木糖含量均较高,分别为368.3和359.9 mg·g-1、245.7和204.3 mg·g-1;阿拉伯糖、半乳糖和甘露糖含量较低,三者的总含量仅为58.6和55.8 mg·g-1;其中,仅木糖含量产地间具有显著差异(P＜0.05).研究结果表明:香根草具有很强的光合能力及较快的生长速率,叶片中纤维素和半纤维素含量均较高,能够适应边际性土地种植,是一种潜在的优良木质纤维素能源植物.     

中国栽培的香根草是外来入侵种并会蔓延成为杂草吗?

1988年国际香根草网络主席里查德·格雷姆肖先生引入到中国的香根草技术是一种利用香根草进行水土保持、环境保护、生境恢复、防灾减灾、污染治理的生态工程与植物修复技术。在过去20多年,该技术应用到中国南方10多个省区,取得了显著的生态效益与社会效益。然而,当年引入香根草技术时,海南、广东、福建等地早已有"野生"的香根草存在,甚至可以追溯到1936年。而最初的香根草种源究竟是中国本土生长还是从国外引入?至今未见确凿的证据或资料。目前,世界上栽种的香根草是通过分蘖等无性繁殖的,在中国未发现香根草的无序蔓延及其"排他"现象。与此相反,由于香根草的种植可改善恶劣的生境条件,使其他乡土植物得以很快定居并生长,从而导致香根草自身萎缩甚至消失。此外,香根草对除草剂非常敏感,常因除草剂的喷洒而消失。因此,把香根草当作外来入侵种并认为会成为杂草的说法是缺少科学依据的。     

无性繁殖扁穗牛鞭草基株分蘖形成及生长特点

通过对3份扁穗牛鞭草材料的无性繁殖基株在不同生长发育阶段的分蘖形成及其生长特点进行研究,结果表明:无性繁殖牛鞭草苗期分蘖的产生表现出明显的节律性,种植后5～7d、23～26d、41～45d分批形成分蘖,长到15～20cm时,都转向横向生长.再生分蘖开始表现为纵向生长,随着株高的增加,逐渐匍匐转为横向生长,基株横向扩展高于纵向扩展的速度,致使基株的形态发生变化,增加了基株的移动性、使其能获取更多的空间和资源.在水分、温度、光照不适宜的条件下,无性繁殖扁穗牛鞭草有相应的应急补救功能.     

松嫩平原贝加尔针茅无性系构件的结构及生长规律

采用整个分蘖丛挖掘的取样方法,对松嫩平原栽培条件下贝加尔针茅无性系构件的结构,以及生长与生产规律进行了定量分析.结果表明,在9月末停止生长期,经过2个生长季的营养繁殖,贝加尔针茅无性系的丛径为9.4±3.24 cm.无性系的全体构件数为161.±8.2个.其中,生殖分蘖株为14.6±11.48个,占9.2%;营养分蘖株为146.9±78.70个,占90.7%.全体构件总生物量为3.8±34.22 g,其中生殖分蘖株生物量为2.0±20.34 g,占43.7%;营养分蘖株为28.8±19.43 g,占6.2%.随着丛径的增加,不同构件的数量均具有线性同速生长规律,而不同构件的生物量均具有幂函数异速增长规律.不同构件生物量与无性系全体构件的数量和生物量之间均呈显著(P<0.0)或极显著(P<0.01)的幂函数正相关关系.平均单个生殖分蘖株的生产力约为营养分蘖株的10倍.生殖分蘖株的数量和生物量的表型可塑性普遍大于营养分蘖株.     

濒危物种胡杨和灰叶胡杨的克隆生长特征

研究不同生态环境条件下胡杨和灰叶胡杨横走侧根的空间分布及其形态特征、不定芽及克隆分株的数量格局特征及其与土壤水分的关系。研究结果表明:(1)16团3个生境中灰叶胡杨克隆分株所在横走侧根均分布在10—20cm的土层;阿瓦提混交林内灰叶胡杨和胡杨克隆分株所在横走侧根分布在20—40cm的土层;轮台县河道边胡杨克隆分株所在横走侧根分布在10—20cm的土层,林内胡杨克隆分株所在横走侧根分布在20—40cm的土层。不定芽、克隆分株所在部位横走侧根最粗,向两端逐渐变细,且远端根始终比近端根要粗;(2)不定芽具有以前期克隆分株为中心向两端延伸发生分布的空间格局特征,横走侧根上不定芽数与出土克隆分株数呈极显著正相关,未出土克隆分株数与出土克隆分株数呈显著正相关,说明不定芽、未出土克隆分株的数量都直接影响出土克隆分株的数量。(3)不定芽、未出土克隆分株和出土克隆分株出现频率、空间分布范围在同一生境同一根段均表现为不定芽未出土克隆分株出土克隆分株,在不同研究区表现为16团(地下水位1.08m)轮台县(地下水位2.56m)阿瓦提县(地下水位3.34m);相关分析显示土壤水分含量与不定芽和出土克隆分株数量均呈极显著正相关。综合分析认为,地下水位和土壤含水量均对不定芽发生以及不定芽向克隆分株转化有显著的影响。     

模拟源株密度对蝴蝶花生长和克隆繁殖的影响

通过不同蝴蝶花(Iris japonica)起始源株密度的控制实验, 探讨源株对克隆植物蝴蝶花克隆繁殖、生长和生物量分配的影响。结果表明: 1)克隆数量特征: 1个起始源株处理(O)蝴蝶花新分株数显著高于2个起始源株(T)及4个起始源株处理(F), 而新分株死亡率显著低于后二者; 随着起始源株数增加(竞争增强), 一级与二级子株数显著降低。随着源株竞争增强, 克隆细根茎与根的长度、表面积、体积与根(茎)长密度逐渐降低。2)叶片特征: 随着源株竞争增强, 母株重度枯萎与总枯萎叶片数显著增加, 子株中度枯萎、重度枯萎与总枯萎叶片数显著增加; 源株竞争增强, 源株叶面积、源株与子株叶片数显著降低, 而源株叶面积比(leaf area ratio, LAR)显著增加。3)生物量及分配: 随着源株竞争增强, 细根茎、粗根茎、克隆繁殖、地上部分、地下部分及总生物量显著降低, 细根茎与地下部分分配降低, 母株粗根茎分配与地上部分分配显著增加。总的看来, 随着蝴蝶花源株竞争增强, 植株叶片生长状况受到更大的影响, 植株生长受限, 克隆繁殖减弱, 而其通过增加LAR, 提高叶片效率与增加母株粗根茎分配, 降低生长强度与消耗, 储备资源, 以待来年的生长与繁殖。     

松嫩平原人工草地野大麦无性系构件的生物量结构及生产规律

野大麦属短根茎丛生型禾草,是典型的无性系植物．在松嫩平原生长季末期。野大麦无性系分株由抽茎的分蘖株和莲座状分蘖苗组成．按照分蘖节营养繁殖世代的龄级划分方法,建植2年人工草地野大麦无性系的分蘖株由3个龄级组成,分蘖苗由4个龄级组成,其生物量均呈增长型的龄级结构．在野大麦无性系的物质生产中,无论是分蘖株,还是分蘖苗,均以1龄级的单蘖生产力最高,并随着龄级的增高呈不同程度的下降．丛径是衡量野大麦无性系空间大小的重要数量指标．分株数量是衡量野大麦无性系生长的重要数量指标．经统计分析,野大麦无性系的分蘖株生物量、分蘖苗生物量、根茎生物量、总生物量分别与丛径和总分株数量之间均有极密切的正相关关系,其相关程度最佳的均为幂函数,其相关性均达到极显著水平(P<0．01)．这些相同的函数变化表明,随无性系的空间扩展和数量增长,各构件具有相同的物质生产与积累规律．     

香根草形态性状和光合特性对三峡库区消落带水陆生境变化的响应

基于定位观测,研究三峡库区消落带淹水区和未淹区香根草的形态性状、生物量、光合参数和资源利用效率,并对其适应机制进行讨论。结果显示:(1)香根草可以在消落带每年淹水期4个月左右、淹水深度小于9m的海拔区段存活。(2)淹水区香根草的地上部分多数形态性状指标较未淹区有所降低,降低幅度随香根草露出水面恢复生长的时间长短而异。(3)淹水区香根草总生物量、地上部分生物量分别减少10.58%、48.46%,而根径、根系长度、根系数量、根幅、地下生物量以及地下/地上生物量的比值分别提高12.50%、24.13%、19.09%、78.46%、30.04%、151.71%;同期香根草的蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度分别减少20.75%、9.19%和10.04%,而净光合速率、水分利用效率、表观CO2利用效率分别提高7.23%、36.47%和63.64%。研究表明,加速根系分蘖和生长、增加叶片长度和地下生物量,降低植株高度、减少蒸腾、提高水分和CO2利用效率是香根草对三峡库区消落带水陆生境变化的适应对策。     

温、光、盐对三角褐指藻紫外诱变株生长、总脂及脂肪酸的影响

为了优化微藻培养条件,采用单因子试验研究了不同温度(10、15、20、25、30℃)、不同光照强度(20、40、60、80、100、120μmol·m-2·s-1)和不同盐度(5、10、15、20、25、30、35、40)对三角褐指藻紫外诱变株MP-2的影响。结果表明:温、光、盐对MP-2的生长、总脂含量和脂肪酸组成影响显著(P0.05)。MP-2生长和总脂积累的适宜温度为10~25℃,最适20℃;低温有利于EPA和PUFA的积累,15℃时EPA(30.94%)和PUFA(39.53%)较高;MP-2生长的适宜光照强度为20~120μmol·m-2·s-1,最适光强为40μmol·m-2·s-1,低光强有利总脂的积累,光照强度为20~40μmol·m-2·s-1时总脂含量(25.81%~25.26%)较高;光强对PUFA和EPA的积累影响显著(P0.05),光照强度100μmol·m-2·s-1时EPA高达29.15%,光照强度80~100μmol·m-2·s-1时PUFA高达40.22%~40.56%;MP-2生长的适宜盐度为10~40,最适盐度25,高盐有利总脂的积累,盐度30~35时总脂含量高达36.54%~36.66%,低盐有利EPA和PUFA积累,盐度为10~15时EPA高达31.31%~31.46%,盐度15时PUFA最高(44.75%)。     

水位和氮浓度对三江藨草幼苗生长和生物量分配的影响

以莫莫格国家级自然保护区常见植物三江藨草(Scirpus nipponicus)为研究对象,设置低(5 cm)、中(35 cm)、高(65 cm) 3个水位和低(4 mmol·L-1)、中(8 mmol·L-1)、高(12mmol·L-1) 3个氮浓度交互的室内控制实验,探究不同水位和氮浓度对湿地植物三江藨草幼苗生长及生物量分配的影响。结果表明:水位对三江藨草幼苗生长、生物量及其分配均产生显著影响(P<0.05),随着水位的升高,三江藨草株高增加,分株数、球茎数及根生物量降低,根茎、球茎、地下、地上和总生物量均呈先增加后降低的趋势;植株地上生物量分配增加,地下(包括根和球茎)生物量分配降低;氮浓度仅对植株株高、球茎数以及地下与地上部分的生物量分配有显著影响(P<0.05),对分株数及生物量的累积均无显著影响(P>0.05);综合三江藨草幼苗的生长特征和生物量累积,认为其生长的最适宜水位为35 cm;且低水位有利于植株对氮的吸收,高水位和高氮浓度限制植株的生长。     

松嫩平原碱化草甸朝鲜碱茅(Puccinellia chinampoensis)种群生殖分蘖株的生长规律

朝鲜碱茅(Puccinellia chinampoensis)是一种耐盐碱丛生型禾草,广泛分布于松嫩平原碱化草甸.采用每隔3d对朝鲜碱茅种群中处于抽穗初期的生殖分蘖株随机挂一次标签,于籽实蜡熟期同时进行大样本取样与测定的方法,定量分析了5次所标记的生殖分蘖株的数量性状的变化规律及生殖分蘖株的生长规律.结果表明,在朝鲜碱茅种群中,虽然抽穗时间只相隔3d,但生殖分蘖株的各数量性状均具有较大的表型可塑性,总的变化趋势是抽穗时间相隔越长,差异越大.其中,5次样本中的相邻平均花序生物量之间的差异均达到了显著水平.延长生殖生长16d,平均分蘖株高增加了23.16%,花序长增加了25.70%,分蘖株生物量增加了74.99%,花序生物量增加到2.63倍,生殖分配增加了93.25%.随着生殖生长时间的延长,朝鲜碱茅种群生殖分蘖株高、分蘖株生物量和花序生物量均呈指数增加,花序长和生殖分配呈直线增加,生殖生长比率呈先增加后降低的抛物线变化.不同时间进入生殖生长阶段的生殖分蘖株均具有相同的生长规律.其中,花序长均随分蘖株高的增加呈指数异速增长,花序生物量均随分蘖株生物量的增加呈直线同速增长.分蘖株的生殖生长越延长,对现实种群的贡献就越大,对未来种群的贡献更大.     

短穗兔耳草基株大小对其克隆生长特征的影响

对采自青藏高原5个不同海拔高度上的短穗兔儿草基株干重与匍匐茎数量、单位长度匍匐茎干重和无性系分株干重之间的相关性,以及匍匐茎与无性系分株总干重与基株干重的比值进行了分析.结果表明,除人为干扰比较严重的生境外,基株大小与匍匐茎数量、单位长度匍匐茎干重之间存在极显著的正线形相关(P<0.01),基株大小对分株的影响可能与匍匐茎数量有关;匍匐茎与分株总干重与基株干重的比值在海拔最高和最低两个样地中最大.短穗兔儿草基株干重对克隆生长有明显的影响,但在不同海拔高度影响作用的大小和方式表现出一定的差异.     

两种不同根系类型湿地植物的根系生长

实验设计了一个水培系统，利用生活污水培养，对4种“须根型”植物美人蕉、风车草、象草和香根草和4种根茎型植物菖蒲、水鬼蕉、芦苇和水烛的根系生长进行比较研究。该系统由用于盛污水的塑料桶（顶部直径36．5cm，底部直径30．Ocm，高34．5cm）和用于固定植物于水面的泡沫板构成。每桶种植1株植物，每种种5株。水培至10周时，须根型植物的平均根数达到1349条／株，而根茎型植物的平均根数只有549条／株。实验结束（水培第21周）时，须根型植物的平均根生物量为11．3g／株，根茎型植物的平均根生物量为7．4g／株。须根型植物根系中，d〈1mm的细根生物量占根系总生物量的51．9％，而根茎型植物d〈1mm的细根的生物量只占25．1％。根茎型植物的根生物量与地上生物量的比值为0．2，显著高于须根型湿地植物（0．1）。须根型湿地植物的根系表面积（6933cm^2／株）极显著地高于根茎型湿地植物（1897cm^2／株）。根茎型湿地植物根的平均寿命（46．6d）较须根型湿地植物根的平均寿命（34．8d）长。美人蕉的平均根数达1871条／株，根表面积达到22832cm^2／株，远较其他种高。     

入侵植物飞机草与4种牧草的竞争效应

【背景】飞机草是我国危害最严重的入侵植物之一,目前仍缺乏可持续的控制手段。【方法】运用De Wit取代试验研究法,设置2株·盆-1(42.42株·m~(-2))、4株·盆-1(84.84株·m-2)和8株·盆~(-1)(169.68株·m~(-2))3种密度,分别研究杂交狼尾草、木豆、山毛豆和宽叶雀稗与飞机草的竞争效应,以明确4种牧草对飞机草的替代控制潜力。【结果】3种密度下,杂交狼尾草和木豆均可以显著抑制飞机草的生长,其竞争平衡指数显著大于0,说明杂交狼尾草和木豆的竞争力均大于飞机草;山毛豆和宽叶雀稗的相对产量均显著小于1,其竞争平衡指数均显著小于0,说明山毛豆和宽叶雀稗的竞争力小于飞机草。【结论】杂交狼尾草和木豆可用作飞机草的替代控制植物。     

克隆整合有助于狗牙根抵御水淹

尽管国内外开展了大量的克隆整合对克隆植物抵御逆境能力影响的研究, 但整合对植物抵御水淹能力的影响研究仍比较缺乏。该文从克隆整合的角度探讨多年生草本植物狗牙根(Cynodon dactylon)对水淹胁迫的响应。试验模拟了先端分株(相对年幼的分株)分别处于0、5和15 cm三种水淹胁迫环境, 并在每个水淹梯度下实施先端分株与基端分株(相对年长的分株)之间匍匐茎连接或切断处理, 调查水淹一个月后基端分株和先端分株以及整个克隆片段在形态和生理上的表现。研究发现: 切断匍匐茎连接显著降低了狗牙根先端分株的生长, 表现在生物量下降、匍匐茎长度减短和分株数减少等方面; 水淹显著抑制了先端分株的生长, 但对基端分株的生长并未造成显著影响; 在5 cm水淹处理下, 匍匐茎保持连接时, 先端分株和整个克隆片段的生长显著增加; 连接或切断处理在不同水淹梯度下对匍匐茎平均节间长没有显著影响, 对先端分株或基端分株在光化学转化效率上也未表现显著性差异。结果表明: 克隆整合效应促进了狗牙根在水淹胁迫下分株的生长, 并有助于整个克隆片段抵御水淹胁迫。     

种群密度对大果虫实形态特征与异速生长的影响

为揭示种群密度与植物形态特征、器官生物量间的异速生长关系,阐明植物在退化土地恢复过程中的适应策略,以大果虫实为材料,通过异速生长分析方法,研究种群密度对其形态特征、生物量分配与异速生长的影响。结果表明,种群密度对大果虫实的株型构建产生了显著地影响。随着密度增大,大果虫实株高呈减小趋势,其分枝数及分枝长度明显减小。大果虫实各器官生物量随密度增大而显著减小。随密度增大,茎和繁殖器官生物量分配呈减小趋势,根和叶片生物量分配呈增大趋势。这与最优化分配理论中水分、营养物质及光资源受限时的情况一致。密度对大果虫实株高:根生物量间异速生长具有显著影响,且对株高与器官生物量间异速指数和个体大小产生了极显著影响。密度对根:地上部分、叶片:根、繁殖器官:根生物量间的影响属于表观可塑性,而对根:茎、茎:地上部分、叶:其他器官及繁殖器官:其他器官生物量间的影响属于真正可塑性,说明密度改变了大果虫实的株型发育系统,并影响各器官间的异速生长,进而权衡器官生物量分配以完成生活史。     

四种湿地植物在人工湿地的生长特性研究

研究了表面流人工湿地中香根草(Vetiveria zizanioides)、风车草(Cyperus flabelliformis)、芦苇(Phrogmites australis)和水鬼蕉(Hymenocallis littoralis)4种植物的根生物量和生长量、根系分布、地上部分的生长情况.风车草、香根草和水鬼蕉根系及地上部分的生长节律相似,9月或10月前生长较快,以后生长减慢甚至停止;芦苇则不同,7月以前生长缓慢,以后生长加速,冬季也保持较快的生长.全年根生长量和根生物量以水鬼蕉最大,显著高于其它植物(P<0.01),香根草最小,显著低于其它3种植物(P<0.01).香根草的根系垂直向下生长,分布较深,而其它3种植物的根系主要分布在浅层土壤中.风车草分株最多,叶面积指数最大.香根草叶面积指数最小.结果表明,在构建多种植物人工湿地群落时,可以考虑将芦苇与大多数湿地植物搭配以保证湿地全年保持较好的净化效果;水鬼蕉可以作为底层植物,和风车草等生长早、植株较高的植物构建多种湿地群落.