胡杨、灰叶胡杨果实空间分布及其数量特性的研究

胡杨、灰叶胡杨种间比较,果穗、种子在树冠上的垂直分布均表现为树冠上层最多,中层居中,下层最少,树冠南北侧相比较,南侧果穗量多于北侧.单果种子量在树冠各层次上差异不显著.胡杨单果重是灰叶胡杨的2.68倍,千粒重是灰叶胡杨的1.33倍,单果种子量是灰叶胡杨的2.14倍,单株种子量是灰叶胡杨的1.28倍,而单株果实量灰叶胡杨是胡杨的1.59倍.同一个种不同居群间比较,胡杨、灰叶胡杨均是单株果穗数和果穗果实数各居群间都存在差异,胡杨各居群间单果重、单果种子量差异不显著,而灰叶胡杨各居群间单果重及单果种子量差异极显著.表明胡杨在物质和能量上对后代的投资能力强于灰叶胡杨,生殖策略是通过较高的单果种子量来保证一定数量的单株种子量;而灰叶胡杨单果种子量较低,却是通过较高的单株果量来保证单株种子量,并且较小的种子占据空间生态位的潜能较胡杨占优势.     

胡杨、灰叶胡杨开花生物学特性研究

从居群水平研究了胡杨、灰叶胡杨不同居群的开花物候特征.结果表明:胡杨、灰叶胡杨各居群均表现为雄株开花物候早于雌株,一般可授期开始较散粉期晚1～4 d,结束较散粉期晚2～5 d,并且居群散粉期和可授期的重叠期较长.在同一居群内,胡杨、灰叶胡杨同性单株间开花期的不一致性较高.两个种相比较,胡杨居群的开花进程比灰叶胡杨居群早2～5 d,并且从每日开花株数累积分布来看,胡杨散粉期、可授期为双峰型,灰叶胡杨为单峰型.     

濒危植物矮沙冬青开花物候研究

对矮沙冬青(Ammopiptanthus nanus Cheng f.)的形态学特征、开花物候及花空间分布进行了研究,结果表明:在单花、花序、单株、居群水平上的开花物候都表现出很强的开花不同步性,在单花、单花序水平主要表现在单花寿命4~9 d不等,平均(6.74±1.23)d,以7 d出现的频率最高;单花序开花持续时间范围在4~13 d,平均(8.33±2.63)d,以10 d出现的频率最高;单株及居群水平上表现更为明显.矮沙冬青的花具有虫媒传粉的特征,花主要分布在花枝的上部,下部花所占比例很小,有很多花枝花全部为上部花.相关性分析表明上部花和总花数相关性极显著(r=0.990,P<0.01),而中部花、下部花和总花数的相关性不显著,甚至呈负相关.单株不同方位开花数量差异不显著(F=0.0579,P>0.05).     

胡杨、灰叶胡杨花粉成分及生活力的比较研究

比较研究了胡杨,灰叶胡杨花粉的化学成分及2种花粉在不同贮藏条件下的生活力变化。结果表明;在室温,4℃冰箱内保存,灰叶胡杨花粉生活力保持的时间均比胡杨花粉生活力保持的时间长,同一个种的花粉贮藏相同时间,在4℃冰箱内贮藏的生活力比室温下贮藏的生活力强,耐贮藏的灰叶胡杨花粉水分,淀粉含量较胡杨花粉高,蛋白质,还原糖,17种游离氨基酸含量较胡杨花粉含量低。     

胡杨、灰叶胡杨生物生态学特性调查

对胡杨、灰叶胡杨6个不同居群的分布、生境概况、生物学、生态学特性进行了调查,研究结果表明生境条件不同,居群的开花物候期、生长发育状况、花果产量、种子繁殖和营养繁殖以及群落的结构、繁茂程度等有所不同。地下水位在3～7m的居群,生长发育不良,种子繁殖和营养繁殖率很低,群落年龄结构老化,居群呈衰退趋势,影响因素是地下水位、土壤水分和土壤盐分的变化;地下水位在1．5～2．5m的居群,生长正常,花果产量高。胡杨、灰叶胡杨在所处各群落中均为建群种,群落垂直结构一般分为3层,群落水平结构的不郁闭性和林窗现象普遍。     

胡杨、灰叶胡杨种子营养化学成分的研究

对不同居群的胡杨、灰叶胡杨种子营养化学成分进行分析,结果表明,胡杨种子中可溶性糖、粗蛋白质、脂肪、淀粉的含量分别为9～12g·kg-1、38～44g·kg-1、21～62g·kg-1、1.9～2.3g·kg-1;灰叶胡杨种子中可溶性糖、粗蛋白质、脂肪、淀粉的含量分别为9～10g·kg-1、38～48g·kg-1、14～41g·kg-1、2.3～2.5g·kg-1.胡杨、灰叶胡杨不同居群种子中大量元素含量均以N最高,分别为6.0～6.9g·kg-1、6.3～7.6g·kg-1;微量元素含量排序一致,依次为Fe>Zn>Cu>Mn>Pb>Ni>Cd.统计分析表明,不同居群种子中可溶性糖、粗蛋白、粗脂肪、N、P、K、Ca、Mg的含量均呈现极显著差异;而淀粉与微量元素含量除一些差异不显著外,其余均达显著或极显著水平.     

中国新疆灰叶胡杨群体遗传多样性的SSR分析

以中国新疆灰叶胡杨( Populus pruinosa)的9个天然居群的135个样品为材料,利用12对荧光SSR引物对其遗传多样性和遗传结构进行研究.结果表明:12对引物共检测到136个位点,平均每个引物11个条带,居群的平均多态位点比率平均为0.972、Shannon 指数(Ⅰ)平均为1.185、Nei指数(h)平均为0.541、观察杂合度Ho为0.321、期望杂合度He为0.560,表明灰叶胡杨的遗传多样性水平较丰富.9个灰叶胡杨天然居群中泽普居群的遗传多样性最为丰富,阿拉尔14团遗传多样性最为贫乏.AMOVA分子差异分析显示:12％的遗传变异存在居群间,88％的遗传变异则存在居群内,基因分化系数Gst为17.10％,证明灰叶胡杨居群的遗传分化程度较低.根据遗传分化系数,测得居群间的基因流(Nm)为2.424.9个居群的平均遗传距离为0.244,14T居群和MGT居群遗传距离最近,遗传一致度最大.利用UPGMA法对9个居群进行聚类分析,灰叶胡杨9个自然居群分为4大类:48团(48T)、14团(14T)、麦盖提县(MGT)、墨玉县(MY)、沙雅县(SY)聚为一大类,阿瓦提县(AWT)和阿拉尔和田河古道(ALE)居群聚为一大类,最后泽普县(ZP)、巴楚县的夏马勒林场(XML)各自单独为一类.经Mantel检验,9个灰叶胡杨居群的遗传距离和地理距离相关性不显著.总之,泽普居群遗传多样性最丰富,因此在指定原位种质保护计划时应优先考虑泽普居群.     

元宝枫花芽分化及花开放过程研究

为探明元宝枫花性别、交配系统及花芽分化过程,通过石蜡切片和连续解剖观察,对元宝枫花开放及花芽分化过程进行了研究。结果表明：(1)元宝枫花性别可分为雌能花和雄能花两种,雌能花花药不开裂,只表现雌性功能,而雄能花分Ⅰ型和Ⅱ型两种,花药均可产生成熟花粉并开裂散粉,只表现雄性功能。(2)元宝枫是较为少见的二重雌雄异型异熟树种,且交配系统有雄先型和雌先型两种;雄先型小花开放顺序为：雄能花→雌能花→雄能花,雌先型小花开放顺序为雌能花→雄能花→雄能花。(3)元宝枫花芽的形态分化期开始于7月上旬,花序和小花分化期为8月上旬,雄蕊和雌蕊分化开始于8月下旬,雌配子体发育晚于雄配子体。(4)元宝枫花性别分化的关键期为第二年的3月下旬至4月上旬。     

刺山柑雄全同株性系统的适应意义

对分布于新疆北部干旱荒漠区的刺山柑Capparisspinosa性系统进行了研究.结果表明:(1)该物种具有典型的雄全同株性系统.雄花和两性花的雄蕊均正常发育,且有长短之分;两性花的雌蕊发育正常,而雄花的雌蕊败育,只行使雄性功能.(2)居群间每天开放的雄花和两性花比率、两性花的长短雄蕊数及雄花短雄蕊的花丝与花药长等存在极显著差异(P<0.01),但花器官生物量没有显著差异(P>0.05).(3)单花花期为15-16 h,每天18:00时左右开始开放,有强烈的气味和花蜜产生.植株每天产生的雄花和两性花数是随机的,可形成短时的雄花与两性花异株,但居群内雄花数比两性花数多.(4)三个居群两性花的P/O值分别为1.57×104、1.65×104和1.71×104.居群内雄花和两性花的花粉数及长、短雄蕊花药的花粉数均无显著差异(P>0.05),居群间雄花和两性花的花粉数、两性花的胚珠数及P/O值差异也不显著(P>0.05).(5)各居群雄花和两性花长短雄蕊的花粉活力动态变化曲线相似,花粉寿命为18-20 h,两性花雌蕊柱头的可授期为16-18h.(6)访花昆虫为膜翅目Hymenoptera和鳞翅目Lepidoptera昆虫,3个居群共有7种访花昆虫,其活动受天气影响很大.(7)两性花不存在无融合生殖现象,授自花花粉、同株异花花粉和异株异花花粉后均可结实,属于混合交配系统.刺山柑的雄全同株性系统可能是在长期与荒漠环境相适应的过程中由遗传和环境共同作用的结果.雄花的出现不仅增加了花粉数和P/O值,提高了植株的雄性适合度,同时增加了花的数量、对传粉昆虫的吸引力以及两性花柱头接受异花花粉的机会,提高了异交率和雌性适合度,保障其在荒漠极端环境中繁殖成功.     

新疆阿魏雄性不育的细胞形态学研究

新疆阿魏是特产于我国新疆的伞形科阿魏属多年生一次结实草本植物,属于国家二级保护的濒危植物。其种群中除了该科植物典型的雄全同株个体以外,还具有一定数量雄性不育的雌株。为了探究新疆阿魏的雄性不育现象及其影响因素,该文从细胞形态学角度对种群中的雌株以及雌花的形态特征进行了观测,采用石蜡切片技术对功能性雌花雄蕊的花药败育过程进行了观察。结果表明:(1)雌株3月底萌动,4月中旬进入花期,5月底果实成熟; 物候期与雄全同株个体相同。(2)植株高度(71.00±10.92)cm和直径(71.67±17.64)cm、一级分支(23.83±2.04); 基生叶长(33.41±11.63)cm、宽(24.47±8.60)cm; 在植株大小、基生叶大小等方面雌株与雄全同株个体无差异。(3)在雌株上,一级分支和二级分支均为雌花序,均可结实; 雌花序的伞幅数/每复伞花序(13.22±4.70)、花数/每花序(12.03±2.30)、总花数/每复伞花序(159.08)均高于两性花序; 雌株比雄全同株个体产生更多可结实的花,形成更多具有杂种优势的异交后代。(4)雌花序中,花排列紧密,花间距小于两性花序和雄花序; 开花时,雌花花瓣微微张开,与两性花、雄花花瓣向下反折的形态明显不同。(5)功能性雌花的花瓣形态、雌蕊形态及大小与两性花/雄花无差异,但是花瓣大小[长(1.79±0.39)mm、宽(1.10±0.21)mm]、雄蕊长度(0.6～1.3)mm最小,花药退化,无花粉。(6)在雌花退化雄蕊的花药发育过程中,出现了花药壁和雄配子体的异常发育; 花药败育发生在造孢细胞时期至小孢子四分体时期。综上所述,新疆阿魏雄性不育植株的营养供给与雄全同株个体相同,但是资源分配模式不同; 功能性雌花在形态和功能上明显区别于两性花和雄花; 其雄蕊败育的主要影响因素是药壁结构的异常发育,尤其是绒毡层的缺失导致了小孢子败育。     

胡杨、灰叶胡杨P-V曲线水分参数的初步研究

运用P-V技术初步研究了人工林胡杨、灰叶胡杨两个树种的水分参数差异,探讨了树种的抗旱性。结果表明灰叶胡杨的主要水分参数(ψ100、ψ0、ROWC、AWC、RWD、ε）明显低于胡杨,渗透调节能力和束缚水含量高于胡杨,表现对干旱环境具有较强的耐旱能力。综合评判表明灰叶胡杨对干旱的适应性较强。     

塔里木河上游胡杨与灰杨光合水分生理特性

在自然条件下对塔里木河上游优势树种-胡杨、灰杨的光合水分生理特性进行比较研究.结果表明,整个生长季胡杨、灰杨的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr,除8月份)日进程均为单峰曲线,水分利用效率(WUE)变化无明显规律性.胡杨与灰杨12:00后Pn的下降主要取决于非气孔因素限制.胡杨Pn、WUE高于灰杨,而Tr低于灰杨,表明胡杨属高光合、低蒸腾、高WUE型树种,灰杨属低光合、高蒸腾、低WUE型树种.胡杨、灰杨枝水势(Ψw)、清晨与正午水势日进程均呈"V"字型曲线,胡杨水势日变幅、正午水势月变幅均小于灰杨,但两树种水势间无显著差异.胡杨与灰杨具有较强的水分吸收和减少水分丧失的能力,但胡杨调节气孔导度(Gs)控制蒸腾失水的能力较强,对干旱环境表现出更强的生态适应性,从而导致两树种产生了种群地理分化.     

塔里木河上游天然胡杨林种群空间分布格局与动态研究

以新疆塔里木河上游阿瓦提县天然胡杨林为研究对象,采用相邻格子法进行实地调查,应用方差/均值比率法和5种聚集度指标研究了塔里木河上游天然胡杨林主要种群的空间分布格局与动态特征.结果显示:胡杨群落中除草本西北天冬种群空间分布格局呈随机分布外,其它主要种群均呈聚集分布;拟合检验表明,胡杨、灰叶胡杨种群为聚集分布.种群空间分布动态分析表明,灰叶胡杨在小树、中树与大树阶段均为聚集分布;胡杨种群在小树与中树阶段为聚集分布,但聚集强度减弱,到大树阶段为随机分布.研究表明,物种分布格局主要与物种本身的生物生态学特性和生境有关.     

塔里木荒漠优势植物——胡杨种内、种间竞争研究

采用逐步扩大范围的方法确定影响对象木的邻体最佳竞争范围,利用Hegyi提出的单木竞争指数模型对塔里木荒漠优势植物———胡杨种内、种间竞争强度进行定量分析。结果表明,在胡杨群落中,对象木的最适竞争距离为6 m,胡杨种内、种间竞争强度随着植株径级的增大而逐渐减小,种内竞争较种间竞争剧烈。竞争强度与对象木胸径服从幂函数关系,从模型预测结果可知当胡杨胸径达30 cm以上时,竞争强度变化很小。因此,应在此前采取适当的人工疏伐措施来促进植株生长和增强生态系统的稳定性。     

濒危物种胡杨和灰叶胡杨总DNA提取及RAPD体系优化

以濒危物种胡杨和灰叶胡杨硅胶干燥的叶片为材料,研究其总DNA提取方法及RAPD-PCR体系优化条件。结果表明,用改良CTAB法提取的DNA适用于胡杨和灰叶胡杨的RAPD分析。优化的胡杨和灰叶胡杨RAPD-PCR体系为:20μL的反应体系中含Mg2+2.5 mmol·L-1、dNTP 0.15 mmol·L-1、引物0.2μmol·L-1、模板DNA100 ng和1.5 U Taq DNA聚合酶。用6条多态性引物对优化体系的稳定性进行检测,结果显示扩增结果稳定,多态性丰富。该优化体系为在分子水平开展胡杨和灰叶胡杨的保护生物学研究提供了技术支持和参考。     

Sex Allocation Ratio in a Wind-Pollinated Self-Incompatible Monoecious Tree, Alnus firma Sieb. et Zucc. (Betulaceae)

Abstract Biomass sex allocation of Alnus firma , a wind-pollinated self-incompatible monoecious tree species, was directly measured at the inflorescence (prezygotic) stage. Sex allocation ratio at the fruit stage was estimated from the number of female inflorescences, percent fruit production, and the mean dry weight of a female inflorescence and a fruit catkin. Investment in male function far exceeds that in female function at the prezygotic stage. When the costs of fruit catkins and seeds were included in the estimation of female function, then the sex allocation bias was reversed towards female. Intrapopulational variation of the sex allocation ratio with respect to tree height and size was also investigated. A strong negative correlation was observed in both cases, although a positive relationship has been predicted by theorists and some previous empirical data have supported this prediction.     

濒危物种灰叶胡杨的大孢子发生和雌配子体发育

用石蜡切片法对濒危物种灰叶胡杨的大孢子发生和雌配子体发育过程进行观察研究.结果显示,灰叶胡杨雌蕊由三心皮构成,侧膜胎座,胚珠为倒生型,有18～21列;发育早期的胚珠为双珠被,厚珠心;当外珠被发育至与内珠被处于同一水平时,内珠被便开始退化,故成熟胚珠为单珠被;孢原细胞1个,并且自表皮下2层处分化;大孢子母细胞由孢原细胞分裂后形成的造孢细胞直接发育而来;大孢子四分体直线形排列,合点端的大孢子为功能大孢子,蓼型胚囊;在胚囊发育过程中珠孔端的珠心组织退化.根据开花物候不同阶段花的形态特征,可以初步判断灰叶胡杨大孢子发生和雌配子体的发育进程.     

甘肃省的胡杨林

胡杨(Populus euphratica)林是荒漠地区特有的珍贵森林资源,甘肃省的荒漠地区也有分布,但最近几十年来由于遭到人们乱砍滥伐和毁林开荒的严重毁坏,如今所剩下的胡杨林已经不多。在所剩下的胡杨林中,不少地段又因为地下水位的下降导致生境恶化,又使得某些胡杨林产生了明显的衰退。这便是当今甘肃省胡杨林面临的严重问题。如果听之任之,让其这样发展下去,甘肃省的胡杨林势必遭到灭绝。为了使甘肃省荒漠中这项珍贵的森林资源免遭灭绝,就必须对它们进行妥善管理,包括严禁乱砍滥伐和毁林开荒,并对那些因地下水位下降而产生了明显衰退的胡杨林进行灌溉和抚育等,与此同时,还应积极进行胡杨的造林,使胡杨林的面积逐渐扩大。