锦鸡儿属植物在鄂尔多斯高原区系和植被中的作用

锦鸡儿属植物在鄂尔多斯高原分布有 9种。是物种多样性相对丰富的一个地区。其中中间锦鸡儿Caraganakorshinskiivar.intermedia ,在鄂尔多斯高原东部和毛乌素沙地被当作优选的、广泛栽培的、习见的固沙和水土保持灌木树种。从植物区系成分上分析 ,主要是中亚成分和东亚成分 ,中亚成分有蒙古高原分布 ,阿拉善分布 ,戈壁 蒙古分布 ,内蒙古草原 黄土高原分布 ;东亚成分有华北分布 ,华北 青藏高原分布 ,以及蒙古高原南部 青藏高原成分。这些成分充分反映出这一地区与相邻地区的联系和过渡性。形成明显替代现象是本区东部的C .korshinskiivar.intermedia与西部的C .korshinskii之间的替代。灌木种类是鄂尔多斯高原的优势生活型植物。在鄂尔多斯高原分布的 1 4个主要灌木群落中 ,其中有 4个重要的锦鸡儿群落 ,即中间锦鸡儿群系Form .Caraganakorshinskiivar.intermedia ,狭叶锦鸡儿群系Form .Caraganastenophylla ,柠条锦鸡儿群系Form .Caraganakorshinskii,藏锦鸡儿群系Form .Caraganatibetica。中间锦鸡儿群系为优良的固沙和水土保持灌木。藏锦鸡儿群系则主要分布在西鄂尔多斯 ,为自然分布。在硬地及覆沙梁地形成高达 40～ 80cm的小沙丘包 ,在灌丛中占绝对优势 ,是锦鸡儿属植物在鄂尔多斯高原最典型的景观之     

小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理渐变性 I．生态学和RAPD证据

植物种群调查结果证实,小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam．)、中间锦鸡儿(C.davazamcii Sancz．)和柠条锦鸡儿(C.korshinskii Kom．)在内蒙古高原形成地理替代分布。种群分布、分类、形态、生长发育和遗传结构研究结果表明,小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理替代分布是连续的、渐变的,三个种在内蒙古高原自东向西形成一个地理连续渐变群。分析内蒙古高原的气候变迁和小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿及柠条锦鸡儿的地理替代分布状况认为,小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理替代分布是适应环境演化的结果。     

小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理渐变性Ⅰ.生态学和RAPD证据

植物种群调查结果证实,小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)、中间锦鸡儿(C.davazamcii Sancz.)和柠条锦鸡儿(C. korshinskii Kom.)在内蒙古高原形成地理替代分布.种群分布、分类、形态、生长发育和遗传结构研究结果表明,小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理替代分布是连续的、渐变的,三个种在内蒙古高原自东向西形成一个地理连续渐变群.分析内蒙古高原的气候变迁和小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿及柠条锦鸡儿的地理替代分布状况认为,小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理替代分布是适应环境演化的结果.     

小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理渐变性 Ⅰ.生态学和RAPD证据(英文)

植物种群调查结果证实,小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)、中间锦鸡儿(C.davazamcii Sancz.)和柠条锦鸡儿(C.korshinskii Kom.)在内蒙古高原形成地理替代分布。种群分布、分类、形态、生长发育和遗传结构研究结果表明,小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理替代分布是连续的、渐变的,三个种在内蒙古高原自东向西形成一个地理连续渐变群。分析内蒙古高原的气候变迁和小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿及柠条锦鸡儿的地理替代分布状况认为,小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理替代分布是适应环境演化的结果。     

浑善达克沙地小叶锦鸡儿灌丛的空间异质性

豆科锦鸡儿属(C arag ana)植物因其可以生物固氮而在草原生态系统中具有特殊的地位。定量分析小叶锦鸡儿(C arag anam icrophy lla)灌丛在浑善达克沙地不同生境条件下的分布格局,有助于理解植被与土壤养分循环之间的关系和合理制定退化沙地的恢复对策。采用地统计学中的半方差分析和分形分析两种方法研究了浑善达克沙地小叶锦鸡儿灌丛的空间分布格局,分析了不同生境中小叶锦鸡儿灌丛的植被、土壤水分和养分间的相关性。结果表明:(1)小叶锦鸡儿灌丛在3种生境条件下(滩地、固定沙丘和半固定沙丘)的盖度、土壤有机质和全氮的空间分布符合球状模型,空间自相关显著;(2)土壤pH值在滩地和固定沙丘的空间分布符合球状模型且空间自相关显著,但在半固定沙丘空间自相关不显著;(3)土壤水分在3种生境中的空间分布都符合线性模型,空间自相关显著。(4)植被的变异尺度(变程)小于各个土壤要素的变异尺度。植被(小叶锦鸡儿灌丛)的分布和形成过程决定了土壤养分的分布和形成过程。当地的小叶锦鸡儿灌丛在养分“沃岛”现象的形成中起了重要作用,合理的利用和布局当地的小叶锦鸡儿灌丛的分布,可以更加有效地补充草地生态系统的养分,从而有利于加快生态系统的恢复进程。     

围封禁牧对小叶锦鸡儿灌丛化草原群落组成和结构的影响

典型草原向灌丛化草原的转变是过度放牧引起的重要结果之一。为研究内蒙古地区小叶锦鸡儿灌丛化草原对围封禁牧的响应,在内蒙古锡林郭勒典型草原退化区选取小叶锦鸡儿成片分布的典型地段,自2003年,分别设置禁牧样区和放牧样区。于2008—2011年连续四年调查禁牧样区小叶锦鸡儿种群生长和生理生化指标及灌丛间群落基本特征,并将2011年禁牧样区与放牧样区小叶锦鸡儿种群与灌丛间群落进行比较。结果显示:(1)围封后小叶锦鸡儿种群开始衰退,主要体现在种群盖度的降低和叶片氮磷含量(特别是磷含量)有所降低,而个体构件生长状况无显著差异;(2)灌丛间群落的物种组成随围封年限增加发生显著变化:禁牧后1年生植物逐渐退出群落,多年生丛生禾草重要值随围封年限增加而显著增加,即围封禁牧对小叶锦鸡儿灌丛化草原的群落恢复有积极作用;(3)小叶锦鸡儿种群盖度与多年生丛生禾草的重要值显著负相关,说明两者之间存在竞争关系,推测多年生丛生禾草的竞争是禁牧后小叶锦鸡儿衰退的重要原因。     

不同生境狭叶锦鸡儿对干旱胁迫的生态适应机理研究

在鄂尔多斯高原从东到西分布的典型草原、荒漠草原和草原化荒漠植被地带上选取样点,对各地带的狭叶锦鸡儿种群的形态、结构和生理特性进行了研究,以探讨不同生境狭叶锦鸡儿对干旱胁迫的生态适应性.结果表明:(1)狭叶锦鸡儿的气孔陷于表皮细胞之下,随环境干旱程度的增加狭叶锦鸡儿的气孔密度增大,气孔指数上升,表皮毛密度增加;角质层厚度增加,栅栏组织细胞密度增加,叶肉组织出现了环栅型→全栅型的变化趋势.(2)8项生理指标综合分析的隶属度值显示,随环境干旱程度的增加狭叶锦鸡儿种群的耐旱性显著增强.在漫长的生态适应过程中,狭叶锦鸡儿形成了与环境相适应的形态、结构特性、生理生化特性机制,这是其适应性强,能够广泛分布的内在保证.     

鄂尔多斯高原生态过渡带的判定及生物群区特征

本文用Holdridge生命地带方法对鄂尔多斯高原的生物群区进行了分类研究,研制了用于生态过渡带判定的计算机模型,模拟结果与实际情况基本吻合。鄂尔多斯高原的生物群区可分为草原、荒漠灌丛和荒漠3大类,草原群区以本氏针茅(Stipa bungeana)群落为主,荒漠灌丛群区以冷蒿(Artemisia frigida),狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)群落为主,荒漠群区以红砂(Reaumuria soongorica)群落为主。鄂尔多斯高原的地带性植被在传统上分为典型草原、荒漠草原和草原化荒漠3部分,在典型草原的边界划分上,传统划分与本文结果一致。而在荒漠草原和草原化荒漠的边界方面,模拟结果与传统划分有一定的差异。荒漠灌丛和荒漠草原以及荒漠和草原化荒漠在生物群落特征上具有一定的相似性,荒漠灌丛和荒漠在生态特征上较荒漠草原和草原化荒漠更为旱化,在地理位置上更为靠西部。该计算机模型结合了地理空间分析,能准确地确定生态过渡带的位置和宽度,为研究鄂尔多斯高原生态过渡带的特征提供了较可靠的技术手段。     

小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理渐变性Ⅱ.光合特性和水分代谢特性

研究了不同地区(117.6°～105.7°E,44.6°～38.8°N)分布的小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla Lam.)、中间锦鸡儿(Caraganadavazamcii Sancz.)和柠条锦鸡儿(C.korshinskii Kom.)种群的光合特性和水分代谢特性.结果发现:(1)由东向西小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿净光合速率对光合有效辐射的响应增强;净光合速率达到最大值时所对应的空气湿度依次下降;净光合速率达到最大值时所对应的气温依次增加.光合日进程午前优势逐渐升高,光合速率逐渐升高,光能利用率逐渐升高,蒸腾速率逐渐降低,水分利用效率显著升高,叶含水量逐渐降低,植株逐渐采取低蒸腾、高光合的节水对策.这些生理变化与它们分布区的光、温、湿条件相适应.这是小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿发生地理替代分布的生物学基础.(2)小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿光合系统对光合有效辐射、空气湿度和气温的适应都表现出连续性,而且这种连续性与环境的梯度变化相一致.不同种、不同地点光合日进程、日净同化积累值、蒸腾日进程、日蒸腾积累值、水分利用效率以及叶含水量日变化也随经度自东向西呈连续变化.光合特性和水分代谢特性表明小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿的地理替代分布是连续过渡的,是一个连续地理渐变群.     

小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理渐变性 Ⅱ.光合特性和水分代谢特性(英文)

研究了不同地区(117.6o ~105.7o E,44.6o ~38.8o N)分布的小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)、中间锦鸡儿(Caragana davazamcii Sancz.)和柠条锦鸡儿(C.korshinskii Kom.)种群的光合特性和水分代谢特性。结果发现:(1)由东向西小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿净光合速率对光合有效辐射的响应增强;净光合速率达到最大值时所对应的空气湿度依次下降;净光合速率达到最大值时所对应的气温依次增加。光合日进程午前优势逐渐升高,光合速率逐渐升高,光能利用率逐渐升高,蒸腾速率逐渐降低,水分利用效率显著升高,叶含水量逐渐降低,植株逐渐采取低蒸腾、高光合的节水对策。这些生理变化与它们分布区的光、温、湿条件相适应。这是小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿发生地理替代分布的生物学基础。(2)小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿光合系统对光合有效辐射、空气湿度和气温的适应都表现出连续性,而且这种连续性与环境的梯度变化相一致。不同种、不同地点光合日进程、日净同化积累值、蒸腾日进程、日蒸腾积累值、水分利用效率以及叶含水量日变化也随经度自东向西呈连续变化。光合特性和水分代谢特性表明小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿的地理替代分布是连续过渡的,是一个连续地理渐变群。     

基于ITS序列和trnL-F序列探讨小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿的种间关系

中间锦鸡儿Caragana davazamcii Sancz.的分类处理一直存在争议, 它与小叶锦鸡儿C. microphylla Lam.和柠条锦鸡儿C. korshinskii Kom.的关系尚不清楚。该种被处理为一个独立的种或后两个种的变种。本文利用ITS序列和叶绿体trnL-F序列, 综合形态和地理分布, 探讨了中间锦鸡儿的起源及与另外两个种的种间关系。结果显示, 中间锦鸡儿的trnL-F序列与小叶锦鸡儿完全一致, 而与柠条锦鸡儿有明显差异。中间锦鸡儿的ITS序列高度纯合, 不支持该种可能是杂交起源的假设。相反, 另外两个种的ITS序列均出现多个位点杂合, 克隆后均得到2种不同的序列。中间锦鸡儿的ITS序列与小叶锦鸡儿2种序列中的1种完全一致。该结果表明, 中间锦鸡儿可能作为亲本之一参与了小叶锦鸡儿的杂交起源, 或者基因流是造成这两个种形态相似的主要原因。中间锦鸡儿与柠条锦鸡儿形态上的相似可能是趋同进化的表现。     

Hydraulic architecture of three Caragana species and its relationship with environmental factors in different habitats of the Inner Mongolian Plateau, China

Hydraulic architecture and its relationship with environmental factors were studied in three Caragana species, namely, Caragana microphylla Lam., C. davazamcii Sancz and C. korshinskii Kom, which were found in different habitats of the Inner Mongolian Plateau, China. The improved flushing method was used in situ on one-year-old twigs for comparing the hydraulic efficiency and the regulating abilities of these three species as well as their mechanisms of regulating water transport to cope with variable environments. The relationship between hydraulic architecture and air temperature followed a linear function with negative slope, whereas the relationships between these parameters with atmospheric humidity were positive. Comparing the hydraulic efficiency among the three seasons, a descending order was given as summer>spring>autumn. In the same season, the hydraulic efficiency of C. korshinskii was higher than that of C. davazamcii, which was in turn higher than that of C. microphylla. It can be concluded from the range of Ks and the slope of two linear functions that there were significant differences in the sensitivity of specific conductivity to environmental factors, both among species and among seasons, with a descending order as summer>spring>autumn. In the same season, C. korshinskii was the most sensitive to the changes of environment, and the sensitivity of C. davazamcii was higher than that of C. microphylla. The results also supported the view that the reduction of hydraulic efficiency because of the embolism in xylem could benefit the plants subjected to water deficit by means of limiting water loss.     

鄂尔多斯高原生态过渡带的判定及生物群区特征

 本文用Holdridge生命地带方法对鄂尔多斯高原的生物群区进行了分类研究,研制了用于生态过渡带判定的计算机模型,模拟结果与实际情况基本吻合。鄂尔多斯高原的生物群区可分为草原、荒漠灌丛和荒漠3大类,草原群区以本氏针茅(Stipa bungeana)群落为主,荒漠灌丛群区以冷蒿(Artemisia frigida),狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)群落为主,荒漠群区以红砂(Reaumuria soongorica)群落为主。鄂尔多斯高原的地带性植被在传统上分为典型草原、荒漠草原和草原化荒漠3部分,在典型草原的边界划分上,传统划分与本文结果一致。而在荒漠草原和草原化荒漠的边界方面,模拟结果与传统划分有一定的差异。荒漠灌丛和荒漠草原以及荒漠和草原化荒漠在生物群落特征上具有一定的相似性,荒漠灌丛和荒漠在生态特征上较荒漠草原和草原化荒漠更为旱化,在地理位置上更为靠西部。该计算机模型结合了地理空间分析,能准确地确定生态过渡带的位置和宽度,为研究鄂尔多斯高原生态过渡带的特征提供了较可靠的技术手段。     

内蒙古高原不同生境三种锦鸡儿属植物的水力结构特征及其对环境因子的响应

以生长在内蒙古高原不同生境条件下的小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿为研究对象,通过定点观测1年生枝条水力结构特征在不同季节的日变化,结合气候因子的相关性分析,比较不同环境条件下3种锦鸡儿植物输水效率与调节能力的高低,进一步分析旱生植物如何通过调整水分传输来适应变化着的环境条件。结果表明,在一定范围内,3种供试植物的水力结构参数都与气温呈显著的线性负相关,与大气相对湿度呈线性正相关关系。同种锦鸡儿植物在不同季节的输水效率比较,总的趋势是夏季〉春季〉秋季;比较同一季节不同种锦鸡儿的输水效率,基本上是柠条锦鸡儿〉中间锦鸡儿〉小叶锦鸡儿;在比导率对环境因子的敏感度方面,季节之间的差异是夏季〉春季〉秋季,物种之间是柠条锦鸡儿〉中间锦鸡儿〉小叶锦鸡儿。一方面日变幅的差异可以体现敏感度的不同,另一方面比导率与大气温度、湿度线性回归方程的斜率也可以体现敏感度的相对高低。这些结果证实了栓塞引起的导水率的下降并不都产生负面影响,相反它具有限流节水的积极作用。     

Hydraulic architecture of three Caragana species and its relationship with environmental factors in different habitats of the Inner Mongolian Plateau, China

Hydraulic architecture and its relationship with environmental factors were studied in three Caragana species, namely, Caragana microphylla Lam., C. davazamcii Sancz and C. korshinskii Kom, which were found in different habitats of the Inner Mongolian Plateau, China. The improved flushing method was used in situ on one-year-old twigs for comparing the hydraulic efficiency and the regulating abilities of these three species as well as their mechanisms of regulating water transport to cope with variable environments. The relationship between hydraulic architecture and air temperature followed a linear function with negative slope, whereas the relationships between these parameters with atmospheric humidity were positive. Comparing the hydraulic efficiency among the three seasons, a descending order was given as summer>spring>autumn. In the same season, the hydraulic efficiency of C. korshinskii was higher than that of C. davazamcii, which was in turn higher than that of C. microphylla. It can be concluded from the range of Ks and the slope of two linear functions that there were significant differences in the sensitivity of specific conductivity to environmental factors, both among species and among seasons, with a descending order as summer>spring>autumn. In the same season, C. korshinskii was the most sensitive to the changes of environment, and the sensitivity of C. davazamcii was higher than that of C. microphylla. The results also supported the view that the reduction of hydraulic efficiency because of the embolism in xylem could benefit the plants subjected to water deficit by means of limiting water loss.     

内蒙古地区锦鸡儿属3种植物叶脉序比较研究

以内蒙古地区锦鸡儿属3种植物小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿、柠条锦鸡儿为对象,利用光学显微镜观察了它们的叶脉序特征,并测定相应的数量指标.结果表明,3种锦鸡儿植物叶片在脉序类型、三级脉类型、高级脉类型、盲脉类型及分枝、网眼形态上没有明显的差别;在各级脉粗细、二级脉夹角、三级脉疏密度以及网眼发育等特征上均表现出随地理分布自东向西逐步递增、递减、密集和趋于完善的变化特点,且有交叉重叠现象;在一级脉的粗细、二级脉的分枝、二级间脉的类型、三级脉疏密等特征上,中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿差异较小.研究发现,内蒙古地区锦鸡儿属3种植物在多数叶脉序形态特征和一些数量化指标上没有明显的差异,其亲缘关系较为紧密,但中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿在种间关系上可能更为接近;3个种自东向西呈现很强的相似性和渐变性分布,表现出地理渐变的趋势.     

Vegetation responses along environmental gradients on the Ordos plateau, China

The Ordos plateau is a unique ecotone and is a focal region for the campaign to reduce or reverse desertification in China. This paper explores the relationship between vegetation and environmental gradients on the Ordos plateau based on a field survey of species distribution, vegetation distribution patterns, plant community structure, ecophysiological properties, and soil water content along an environmental gradient. The vegetation on the Ordos plateau may be divided into three types from east to west: steppe (eastern part), desert steppe (middle part) and steppe desert (western part). From east to west, precipitation declines significantly (from 400 mm to 150 mm). The spatial distribution pattern of vegetation at different sites was random. The density of shrub islands decreased from east to west, and their height and diameter were negatively correlated with precipitation. From east to west, the transpiration rate increased as temperature increased. Stomatal conductance was positively correlated with percentage of sunshine hours and negatively correlated with temperature. Water-use efficiency was positively correlated with average annual precipitation but negatively correlated with increasing percentage of sunshine hours. The results suggest that for effective revegetation, highly drought-tolerant species, such as Caragana tibetica and C. stenophylla, should be used and a lower percentage of vegetation cover expected (30–40%) in the western half of the Ordos plateau. In the eastern half, moderately drought-tolerant species, such as Artemisia ordosica and C. korshinskii, could be used and a higher percentage vegetation cover expected (40–50%).     

生态脆弱带不同区域近缘优势灌木的生理生态学特性

小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿分别为中国北方生态脆弱带典型区域——科尔沁沙地、毛乌素沙地和腾格里沙漠的优势灌木。为了探讨生长在地理位置相距很远的不同气候类型区、但亲缘关系较近的沙漠植物种之间特性的差异及近缘种间引种成功的可能性 ,对 3种灌木在原产地和引种地 (腾格里沙漠 )的气体交换、叶绿素荧光参数、β胡萝卜素和脯氨酸累积等特性进行了对比研究 ,结果显示 :各区优势灌木的气体交换特征不同 ,主要依照区域光照和温湿条件的不同组合而变化 ,各区域的环境条件组合最利于其建群种的生长 ;引进种对引种地环境变化的反应调节较乡土种敏感 ;地理位置相距较近的近缘种间生理特性相近 ,引种易于成功     

青海省芨芨草草原的群落特征及其分布规律

芨芨草(Achnatherum splendens)是一种旱生植物,广泛分布于欧亚草原和荒漠地区。它是一种生态可塑性很强的植物,可分布于草原、荒漠草原等植被带内。以其为优势种可以形成盐生草甸、草原、荒漠草原等多种植被类型。青海省共和盆地、青海湖盆地和柴达木盆地东部等地大面积分布有芨芨草群落,并和本区分布的其他草原类型形成基带植被。无论是其生境条件、生物生态学特性、群落的组成及分布规律均具有草原性质,应划归草原植被类型较为合适。