狐尾藻属狭域种和广布种断枝的生长与再生能力比较研究

对比研究了广布种穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)和狭域种扬子狐尾藻(M. oguraense Mikisubsp. yangtzense Wang)不同长度(5、10 和15 cm)和不同位置(顶枝、中枝和底枝)断枝的生长和再生能力。研究结果显示, 两物种由断枝生长所形成植株的总生物量、分枝生物量、分枝数均随断枝长度的增加而增大;在由不同位置的断枝生长所形成的植株中, 顶枝所形成植株的总生物量最大, 中枝所形成植株的分枝生物量、分枝数和平均分枝长最大。由断枝所形成植株的总生物量、分枝生物量、分枝数、平均分枝长和新分枝所处位置在种间均存在显著差异, 穗花狐尾藻顶枝和中枝的生物量较大, 顶枝所产生的分枝位于断枝基部; 扬子狐尾藻的分枝生物量、分枝数及平均分枝长较大, 新产生的分枝多位于断枝顶端附近。研究结果表明穗花狐尾藻和扬子狐尾藻断枝的再生对策不同, 前者是增加对断枝总生物量的投资, 而后者是增加对断枝产生新分枝的投资。研究结果可为进一步开展水生植物广布种与狭域种的生活史对策研究提供资料, 也为湿地物种多样性保护与管理提供科学指导       

穗状狐尾藻与不同生长期苦草种间竞争研究

水生植物之间的竞争作用在水体生态系统恢复过程中具有重要作用。本研究采用取代系列实验方法,对穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)与不同生长期(幼苗期和成株期)苦草(Vallisneria natans(Lour.)Hara)的种间竞争进行了研究。结果显示,对于不同生长期的苦草,穗状狐尾藻均具有较强的竞争优势,成株期苦草的竞争能力强于其幼苗期;苦草成株组中的穗状狐尾藻平均株高比苦草幼苗组中的穗状狐尾藻平均株高增加了128.6%(P0.05),但苦草成株组中的穗状狐尾藻植株平均干重比苦草幼苗组中的穗状狐尾藻植株平均干重降低了62.8%(P0.05);苦草幼苗组中的穗状狐尾藻分枝较多、株丛大,对苦草幼苗形成了较大的遮光作用;苦草成株组中的穗状狐尾藻分枝少、植株较长,顶端漂浮于水面生长,表明受苦草的种间竞争压力增大,但仍小于穗状狐尾藻的种内竞争;另外,苦草幼苗组中的苦草根长比苦草成株组中的苦草根长平均长28.6%(P0.05),表明在与穗状狐尾藻竞争过程中,苦草幼苗更趋于竞争地下资源。本研究结果说明穗状狐尾藻竞争能力强于苦草,苦草幼苗受穗状狐尾藻的竞争影响较大。     

外源NH_4~+对穗花狐尾藻根系形态和养分吸收的影响

在温室内进行静态实验,以原沉积物(CK)和分别添加0.24%和0.48%氯化铵(SN1和SN2)的沉积物作为底质培养沉水植物,探讨了高NH4+环境中穗花狐尾藻的根系形态特征及营养物质积累与干物质分配策略。结果表明,穗花狐尾藻主根直径(0.432-0.518mm)与主根/侧根比率(1.50-4.39)均随着沉积物NH4+含量升高呈现增大趋势,但单株主根总长(31.64-171.67cm)则在高NH4+环境中显著变短;其中,SN2处理中穗花狐尾藻主根数量(8.17条/株)显著低于SN1(14.67条/株)和CK(14.33条/株)处理,而SN1与CK处理之间差异不显著。SN1和SN2处理中穗花狐尾藻植株全氮含量(55.98和55.19mg/g)均显著高于CK(42.89mg/g)处理,而SN1和SN2处理中穗花狐尾藻植株全磷含量(1.63和1.53mg/g)则比CK处理中(3.71mg/g)显著降低。穗花狐尾藻植株干物质积累量(168.17-405.81mg/株)和全磷积累量(0.25-1.51mg/株)均随沉积物NH4+含量升高而显著下降,但植株全氮积累量(9.12-21.08mg/株)则表现为:SN1CKSN2。全氮和全磷在叶片中的分配率都随着沉积物NH+含量升高而显著降低,而在根系和茎秆中分配率则显著增加。     

秋季水位波动频率对喜旱莲子草、粉绿狐尾藻和水龙的影响

水位波动对水生植物的生长有显著影响。该文通过设置0次(对照)、1次、2次和4次水位波动频率, 研究了入侵种喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)、外来种粉绿狐尾藻(又称聚叶狐尾藻, Myriophyllum aquaticum)和乡土种水龙(Ludwigia adscendens = Jussiaea reppens)对水位波动的形态和生理响应策略。结果显示: 水位波动对喜旱莲子草的分枝数、根冠比和最大光化学量子产量(F_v/F_m)无明显影响, 但明显增加了株高(水位波动1次除外), 降低了生物量和叶绿素含量; 粉绿狐尾藻的分枝数和F_v/F_m在不同水位波动下无明显变化, 但株高在2次水位波动下明显增加, 根冠比在1次和4次水位波动下明显增加, 生物量和叶绿素含量(4次水位波动除外)在水位波动后明显降低; 水位波动明显降低了水龙的分枝数(2次水位波动除外)、株高(1次和2次水位波动除外)、总生物量(2次水位波动除外)和叶绿素含量, 但对水龙的根冠比和F_v/F_m无明显影响。水龙的分枝数、株高、总生物量、叶绿素含量和F_v/F_m在绝大部分水位波动处理下都明显大于喜旱莲子草和粉绿狐尾藻, 而且后二者间没有显著区别。以上结果说明在秋季这3个物种的生长都受到水位波动的抑制, 喜旱莲子草和粉绿狐尾藻在秋季水位波动生境中并不能表现出较强的生长能力, 但对水位波动具有较强的耐受性和可塑性, 这与入侵种较强的入侵性有关。应加强防范外来种粉绿狐尾藻的入侵。     

光周期对穗花狐尾藻生长、开花与种子形成的影响

通过人工补光和遮光处理,初步研究了光周期对狐尾藻生长和开花的影响。研究发现:8h短日照条件不利于狐尾藻的生长和花序形成,导致狐尾藻不能正常开花和结实;与自然日照长度(平均日照14h)条件下相比,16h长光照条件可以增加植株的高度和分枝数,形成更大的生物量;但24h全光照条件对生长有抑制作用。长光照条件下,狐尾藻花序形成时间和开花时间均比自然条件下延迟,形成花序的数目也显著较自然条件下的少,但长光照条件下形成的种子比自然条件下形成的种子具有更高的萌发率。     

狗牙根营养繁殖体对模拟水淹的生物学响应

研究了水淹条件下狗牙根(Cynodon daetylon)繁殖体的形态特征和生物量的变化及其水淹后的恢复状况.结果表明,水淹深度的增加会诱导植株茎快速增高,而叶片数则明显下降.水淹时间对植株叶片数、茎直径、茎与根长比的影响显著,而对分枝数、茎长、根长、茎节数不显著.植株地上部生物量和总生物量随着水淹时间的延长而显著减少,但地下部生物量的变化不显著.所有实验处理的植株水淹后都能存活且恢复生长.但水淹对恢复期植株的生长仍有影响,植株的茎长、根长、分枝数、直径、叶片数、叶长、宽度以及叶的长宽比都随水淹时间的延长而显著减少,但茎节数与叶片数的差异不显著.根、茎、叶生物量和植株总生物量也随着水淹时间的延长而减少.实验表明狗牙根繁殖体通过延长茎长、改变叶形和减少生物量等方式对水淹显示出较强的耐受能力.     

不同光照强度下物种组合对沉水植物苦草种间关系的影响

为了解种间关系对沉水植物群落结构的影响，在不同光照(20%自然光和50%自然光)和不同物种组合下，研究了长江中下游常见优势沉水植物苦草(Vallisneria natans)与黑藻(Hydrilla verticillata)和穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)的相互作用。结果表明，在低光下，苦草与穗状狐尾藻混种时，苦草生物量、株高和叶数均没有明显变化，当穗状狐尾藻的比例较高时，苦草根长生长受到抑制，根叶比呈下降趋势；在高光下，穗状狐尾藻比例的增加会促进苦草单株生物量和叶生物量的增加，而对苦草株高、根长和叶数无显著影响；与黑藻混种相比，苦草与穗状狐尾藻混种时，苦草的株高、根长和叶数均无显著差异，而苦草的单株生物量和叶生物量均呈降低趋势。因此，物种组合和混种比例均会影响苦草与其他物种的相互作用关系，进而影响沉水植被的群落动态。     

水淹对克隆植物空心莲子草种内关系的影响

为检验“水淹程度可以改变植物种内关系的类型和强度”的假说, 将克隆植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)的3种不同密度的植株(每盆种植1、4或16株)置于4种不同的水淹处理下(水位分别为-20 (不水淹)、0、20或40 cm), 研究不同水淹程度对空心莲子草种内关系的影响。随着植株密度和水淹程度的增加, 空心莲子草的生长显著减慢, 但密度效应在不同的水淹处理下显著不同。在不发生水淹的情况下, 植株密度对生长的负面(竞争)效应最强; 在水位为0和20 cm的情况下, 植株密度对生长的效应仍为负面的, 但影响强度相对减小; 而在水位为40 cm的情况下, 空心莲子草植株的生物量随着植株密度的增大而倾向于增加。进一步分析相对邻体效应时发现, 随着水淹程度的增加, 相对邻体效应显著增加, 并且数值从负值(不水淹)逐渐变为正值(40 cm水位下)。这些结果支持胁迫梯度假说, 表明水淹可以影响植物的种内关系, 即随着水淹程度的增加, 植物种内竞争作用减弱, 而易化作用增强。     

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。     

不同分枝数对桑树幼苗生长发育的影响

以我国常见经济林木桑树(Morus alba)为试验材料,从气体交换、形态变化和地上生物量方面研究5种分枝模式(1、2、3、4和5枝)对幼苗生长发育的影响。结果显示:(1)分枝数为1的植株的净光合速率(P n)最高,达到8.6μmol·m-2·s-1。随着分枝数增加,P n显著下降,直至分枝数达到3枝及其以上时,净光合速率保持相对稳定,为4.3μmol·m-2·s-1。而气孔导度(g s)、胞间CO2浓度(C i)和蒸腾速率(E)则不受分枝数的影响。(2)随着分枝数增加,总叶片数量、总叶面积和总枝长都显著增加,最终分别达到114.3,10481.1 cm2和457.1 cm,而平均单枝叶片数、平均单枝基径、平均单叶面积和比叶面积则显著减少。(3)随着分枝数的增加,植株的总叶生物量和总枝生物量无显著变化,但平均每枝叶干重、平均每枝枝干重和平均每枝总生物量随分枝数的增加而逐渐减少。研究结果表明了分枝数增加可能导致叶片间对光资源的竞争强度增大,引起净光合速率下降,叶片面积变小,单枝长度和生物量减小。另一方面,植株则通过生长出更多的叶片数量,以及更大的总叶片面积来尽可能地消除竞争带来的不利影响,提高对光环境资源的利用。     

水深梯度对钝脊眼子菜生长和繁殖的影响

水深是影响湿地植物生长和分布的一个重要限制性因子,该研究以具有典型异型叶性的钝脊眼子菜(Potamogeton octandrus)为对象,通过分析浅水处理(10 cm和30 cm)和深水处理(50 cm和70 cm) 4个水深梯度下幼苗生长、生物量及繁殖策略等,探讨钝脊眼子菜在不同水深条件下的适应机制和表型可塑性。结果表明,钝脊眼子菜植株到达水面后出现异型叶,相对生长率显著降低,且与水深梯度呈正相关。钝脊眼子菜的株高随着水深的增加呈现爆发式的增长,10 cm水深的总茎长显著低于其他水深处理。水深对节间数也有显著性影响,其中,30 cm组处理节间数最多;而深水处理组的节间长和生物量均显著高于浅水处理组。分蘖数在4组处理之间均表现出显著性差异,随着水深的增加呈现显著性递减。生物量和地上生物量分配则随着水深增加而明显增加。水深处理对有性生殖指标有显著性影响,水深的增加抑制其有性繁殖。其中,10 cm条件下无花序形成,50 cm水深下的花粉量、P/O比和花序数显著高于其他处理组,且深水处理的结实数和结实率均显著高于30 cm组。这表明钝脊眼子菜可通过调整形态可塑性和生物量分配,并采取不同的繁殖策略,以达到对水深的最佳适应,其中最适水深生长范围在50 cm左右。     

不同水位梯度下克隆植物大米草的生长繁殖特性和生物量分配格局

通过温室模拟控制实验,研究了不同水位梯度处理对外来克隆植物大米草(Spartina anglica) 衰退种群的形态性状、克隆生长性状、生物量积累及生物量分配格局的影响.实验共设置5种水位处理,分别为淹没至大米草株高的1/2, 淹没至株高的1/3,表面水淹0 cm,低于土表5 cm (-5 cm),以及低于土表10 cm (-10 cm).结果表明:水位梯度对大米草的形态性状、克隆生长性状、生物量的积累与分配格局等部分指标均有显著影响(p < 0.05);株高、克隆分株数、根状茎节数、根状茎总长、间隔子长度及生物量在0 cm至1/3株高水位梯度处理下均显著高于-10 cm和1/2株高水位处理(p < 0.05),但与-5 cm处理无显著差异(p > 0.05);-10 cm水位处理的地上生物量分配和根状茎生物量分配显著低于其它处理(p < 0.05).综合大米草衰退种群的形态特征、克隆生长特性、生物量积累及分配格局对水位处理的响应格局,认为大米草种群较适宜的水位梯度为表面积水至淹没株高的1/3处,而水位的变化可能是大米草种群自然衰退的原因之一.     

疏花水柏枝幼苗生物量与构件对模拟土壤地下水位变化的响应

通过模拟不同地下水位的方法,对疏花水柏枝（Myricaria laxiflora（Franch.）P.Y.Zhang et Y.J.Zhang）一年生幼苗在不同条件下地上与地下部生物量及构件的变化进行测定,分析幼苗生长对地下水位变化的响应。结果显示：随着地下水位的降低,疏花水柏枝幼苗的生长特征指标均呈先增加后减少的趋势,其中地上、地下部分生物量的最高值分别为0.0438、0.0100 g,最低值分别为0.0177、0.0026 g。幼苗地上部生物量在-10 cm处理水平最高;地下部生物量在-15 cm处理水平最高。幼苗直径、根表面积、株高、主根长度、根体积、一级枝数、二级枝数等指标也分别在-10 cm或-15 cm处理水平达到最高值。疏花水柏枝幼苗主要构件的生长与地下水位的变化存在显著相关性。主成分分析结果表明,幼苗的地下部分更容易受到土壤地下水位变化的影响,幼苗性状症候群随地下水位的变化而发生移动,说明该物种幼苗在不同地下水位时的生长投资策略具有较大差异。     

The sediment burial depth and salinity control the early developments of Suaeda salsa in the Yellow River Delta

Sediment deposition is a common phenomenon in the estuary area. Pot control experiments were conducted to evaluate the interaction effects of sediment burial depth and salt stress on the seed germination and early seedling growth of Suaeda salsa (L.) Pall., an pioneer species of tidal wetland near the Yellow River Delta. The results showed that the percentage of seedling emergence, seedling emergence rate, seedling height, branch number, shoot biomass and root biomass were all significantly affected by salt stress and sediment burial depth. While the interaction of salt and burial depth significantly influenced the branch number, leaf biomass, shoot biomass and total plant biomass. Only 5 cm burial depth without salt stress should 6.25 ± 3.61% seedlings emergence. With the increasing of sediment burial depth and salt stress, percentage of seedling emergence, seedling emergence rate and plant height decreased significantly. However, under the salt treatment of 0 and 1%, the branch number increased dramatically with the increasing of sediment burial depth from 0 to 3 cm. The ratio of leaf to total biomass increased with increasing of burial depth, on the contrary, the ratio of root to total biomass decreased. 0–1 cm sediment burial depth was proved the suitable depths for seed germination of S. salsa in the coastal wetland of the Yellow River Delta. Our findings contribute to a better understanding of how to improve the seedling establishment of S. salsa under the dynamic changes of sediment deposition and salinity in the coastal wetland of the Yellow River Delta.     

Morphological responses to different flooding regimes in Carex brevicuspis

Water regime can be described by the depth, duration, frequency, and timing and predictability of flooded and dry phases. Despite growing recognition of the importance of water regimes in the regulation of plant growth and distribution, which components of water regimes that determine plant growth are not well known. To identify the causative components, 72 ramets of Carex brevicuspis were grown under six different water regime treatments (treatment A: constant 0 cm water level; treatment B: constant 30 cm water level; treatment C: 0 cm water level to 30 cm water level for 30 days, repeated 2 times; treatment D: 30 cm water level to 0 cm water level for 30 days, repeated 2 times; treatment E: 0 cm water level to 30 cm water level for 5 days, repeated 12 times; and treatment F: 30 cm water level to 0 cm water level for 5 days, repeated 12 times). Biomass accumulation, below:above ground biomass ratio, number of ramets, and proportions of spreading and clumping ramet were assessed. Biomass accumulation decreased only in relation to length of flooding. The highest biomass accumulation occurred in the 120‐day + 0 cm water level treatment, it was intermediate in the four 60 day + 30 cm water level treatments, and lowest in the 120 day + 30 cm water level treatment. Likewise, the below:above ground ratio decreased only with increasing length of flooding. Ramet number was highest in the 120 day + 0 cm water level treatment, intermediate in the four 60 day + 30 cm water level treatments, and lowest in the 120 day + 30 cm water level treatment. The proportion of spreading ramets increased from 28.0% in the 120 day + 0 cm water level treatment to 76.4% in the 120 day + 30 cm water level treatment. These data suggest that the growth of C. brevicuspis was only limited by the duration of flooding. Reduction of the below:above ground ratio and change from phalanx to guerrilla growth form are effective strategies for C. brevicuspis to acclimate to flooding stress, because they allow the plant to grow above the water surface and escape from anoxic conditions. Our study provides experimental information on the role of different components of water regimes in regulating plant growth, and may assist in protection and restoration of the C. brevicuspis community.     

Trade-offs among growth, clonal, and sexual reproduction in an invasive plant Spartina alterniflora responding to inundation and clonal integration

The purpose of this article was to study the trade-offs among vegetative growth, clonal, and sexual reproduction in an aquatic invasive weed Spartina alterniflora that experienced different inundation depths and clonal integration. Here, the rhizome connections between mother and daughter ramets were either severed or left intact. Subsequently, these clones were flooded with water levels of 0, 9, and 18 cm above the soil surface. Severing rhizomes decreased growth and clonal reproduction of daughter ramets, and increased those of mother ramets grown in shallow and deep water. The daughter ramets disconnected from mother ramets did not flower, while sexual reproduction of mother ramets was not affected by severing. Clonal integration only benefited the total rhizome length, rhizome biomass, and number of rhizomes of the whole clones in non-inundation conditions. Furthermore, growth and clonal reproduction of mother, daughter ramets, and the whole clone decreased with inundation depth, whereas sexual reproduction of mother ramets and the whole clones increased. We concluded that the trade-offs among growth, clonal, and sexual reproduction of S. alterniflora would be affected by inundation depth, but not by clonal integration.     

密度对濒危物种疏花水柏枝幼苗存活与生长的影响

疏花水柏枝(Myricarialaxiflora)原产于三峡库区长江干流的河滩,三峡水库的蓄水淹没了其所有的野生种群,使之濒临绝灭。通过一系列的密度处理实验,我们研究了不同密度下疏花水柏枝幼苗的存活率、幼苗总生物量、地下生物量、地上生物量、一级枝数、二级枝数、一级枝长度的变化,揭示了密度对一年生幼苗存活与生长的影响。结果显示,随着密度的增加,疏花水柏枝种群内部的竞争加剧,幼苗的死亡率增加,特别是当密度大于250ind./m2时,死亡率显著上升,上述体现植株生长状况的各指标值也随密度的增加而显著减小。表明疏花水柏枝一年生幼苗的存活与生长受到密度的影响。文中还建立了密度影响下疏花水柏枝各构件部分生长发育的回归模型,解释了密度对它们的调节作用。最后对疏花水柏枝种群重建中的相关问题进行了分析讨论,以求为回归引种实践提供参考。     

半干旱区沙地芦苇对浅水位变化的生理生态响应

本文在半干旱区科尔沁沙地研究沙地芦苇生长发育对地下水位改变的响应。通过比较不同地下水位深度下沙地芦苇生态特征,结果表明：与对照相比,0-200cm的水位条件更利于沙地芦苇的生长。但是这种生长特点随着水位深度不同而有所差异。具体表现为40-120cm的水位条件下沙地芦苇的根冠比和垂直根长都随着水位深度的增加而逐渐增加,当地下水位大于120cm时根冠比的趋势则相反;根长密度值则表现出在0-120cm水位条件下的要大于120-200cm水位条件下的;而40cm的浅水位表现出了对沙地芦苇生长的抑制作用,即在这种水位条件下会抑制沙地芦苇的蒸腾光合作用、减小叶面积的增长,但是其最终的株高叶面积及生物量仍表现出优于对照的生长状况。     

Impact of water depth on root morphology of Juncellus serotinus (Cyperaceae)

Root morphological adaptation is an important mechanism for wetland plants to adapt to environmental conditions. The objective of this study was to investigate the impact of water depth on biomass allocation and root morphology (including root mean diameter, root length, root surface area and root volume) of a wetland plant species, Juncellus serotinus (Cyperaceae). Four levels of water depth were chosen: 10, 30, 50 and 70 cm. Due to the enormous root system, and for easy observation, five groups were used according to the distance from the rhizome: 0–5, 5–10, 10–15, 15–20 and longer than 20 cm (> 20 cm). Results showed that with increasing water depth plant total biomass and root biomass decreased significantly (p < 0.05), and that biomass was mainly allocated to shoots resulting in decreased root to shoot ratio. Root morphology parameters also changed significantly with increasing water depth (p < 0.05). Root mean diameter in all treatments and all other root morphology parameters decreased with increasing distance from the rhizome, while maximum root length, root surface area and root volume in 10 and 30 cm occurred between 5 and 15 cm from the rhizome. The results indicate that shallow water (less than 30 cm in depth) is favorable for the development of J. serotinus root system, and that root morphological characteristics shift with increasing distance from the rhizome.