不同沙源供给条件下柽柳灌丛与沙堆形态的互馈关系——以策勒绿洲沙漠过渡带为例

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲—沙漠过渡带为研究区域,根据沙源供给丰富程度的明显差异,在固定沙地、半固定沙地、半流动沙地和流动沙地随机选择100个相对独立的柽柳灌丛沙堆,对每个沙堆形态进行测量,并对沙堆上的柽柳灌丛进行调查,分析研究不同沙源供给条件下柽柳灌丛形态特征和沙堆形态变化及其相互关系。结果表明:(1)在4种沙源供给条件下,柽柳灌丛高度相对稳定,灌丛长度、宽度、树冠投影面积、总枝条数、新枝率、基部新枝率和生物量随着沙源供给丰富度的增加而相应增加。(2)随沙源供给丰富度的增加沙堆尺度显著增大,外形向着沿风向拉长的不对称圆丘状发展,风影沙尾轮廓逐渐清晰。沙堆形态参数间存在良好的相关性,其中长度与宽度协同增长,回归曲线在流动沙地为二次函数关系,在其它3种沙地呈线性相关;底面积与高度表现为良好的二次函数关系;底面积与体积间存在显著的线性关系。(3)柽柳灌丛形态参数与沙堆形态参数间存在良好的相关性。其中树冠面积与沙堆体积间为显著线性关系,而树冠大小又与总枝条数以及新枝率密切相关,柽柳灌丛沙堆的适应机理应归于不断增加的沙源供给而产生的风积沙埋对柽柳灌丛生长的促进作用及灌丛与沙堆间的互馈效应。该区域柽柳沙包的形成以一定灌幅的存在为前提,可以判定是土地退化的产物,其中半流动沙地生境相对于其他沙地正处于急速退化中。     

柽柳水浸提液对猪毛菜种子萌发和幼苗生长的化感作用

以一年生草本植物猪毛菜的种子和幼苗为受体,采用室内培养皿法,研究塔里木河下游柽柳水浸提液对猪毛菜种子及幼苗的化感作用。结果表明:(1)柽柳茎、根浸提液对猪毛菜种子萌发的抑制作用较为显著;柽柳茎浸提液0.08～0.20g/mL浓度处理组的猪毛菜种子发芽率、发芽指数和活力指数与对照组之间均差异显著,其中种子发芽率分别减少了84.78%、89.12%、76.09%和67.39%;柽柳根浸提液对猪毛菜种子活力指数的化感作用较为显著,0.12g/mL和0.16g/mL浓度处理组与对照组相比差异极显著,化感效应指数分别为-0.960和-0.930。(2)柽柳茎浸提液处理中的猪毛菜幼苗苗长和根浸提液处理中的猪毛菜幼苗鲜重与对照组差异显著,两者在0.08g/mL浓度处理下分别增加了61.49%和52.63%;在其他浓度处理下则主要受抑制作用。(3)柽柳叶浸提液的综合化感效应呈现"W"型变化趋势;茎浸提液在高浓度时具有较强的综合化感效应;根浸提液的综合化感效应在0.12g/mL浓度最强(RI=-0.749),在0.08g/mL浓度时最弱(RI=-0.389)。     

盐旱交叉胁迫对柽柳幼苗生长及生理生化特性的影响

以3年生柽柳为材料,采用盆栽实验测定分析不同盐旱交叉胁迫下柽柳的生长状况、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)含量,以阐明盐旱交叉胁迫对柽柳幼苗生长及生理生化特性的影响。结果显示:(1)盐胁迫对柽柳生长影响大于干旱胁迫,茎叶对盐旱胁迫的敏感性高于根系部分;随着盐胁迫的加剧,柽柳株高、基径以及干物质量均降低。(2)随盐旱胁迫的加剧,柽柳幼苗叶片光合色素含量先升高后降低,主导影响因子由干旱胁迫转为盐胁迫;重度盐胁迫下,叶绿素a、b下降明显。(3)中度干旱胁迫下,SOD和POD活性随盐胁迫的增强先降低后升高;随盐旱胁迫的加剧,SOD和POD活性逐渐减弱。(4)适度的盐旱胁迫能降低幼苗MDA含量,但重度干旱、轻中度盐分胁迫下MDA含量较高。研究发现,柽柳能通过调整自身生长和生理生化特性来提高其对逆境适应能力,表现出较强的抗旱耐盐性;盐旱胁迫下柽柳表现出一定的交叉适应性,适度的干旱胁迫能增强柽柳的耐盐能力。     

中国柽柳沙鼠线粒体DNA 的地理变异及其亚种分化

柽柳沙鼠广泛分布于中亚荒漠地区,在我国分布于蒙新干旱区西部。本研究采用线粒体Cyt b 基因和D-loop控制区两个片段共1 569 bp作为分子标记,对我国蒙新区西部45 个柽柳沙鼠的核苷酸多样性、单倍型多样性及系统发生进行分析,并探讨其亚种分化。45 个柽柳沙鼠线粒体DNA 共定义33 个单倍型,包含142 个核苷酸变异位点(占全序列的9.05% ),其中单态位点34 个,简约信息位点108 个,未发现碱基插入或缺失的现象。基于单倍型的系统发生树和网络关系图显示,柽柳沙鼠的谱系分为两大支:伊犁盆地的种群聚为独立的一支,准噶尔盆地和额济纳地区的种群聚为一支,两大支的分歧时间为0.24 Ma年前,大约在庐山冰期。通过Beast 模拟,柽柳沙鼠在近15 000年有一次快速的种群衰退,表明柽柳沙鼠种群受到了末次盛冰期的影响。基于Cyt b 基和D-loop 序列的证据,我们认为分布于新疆伊犁盆地的柽柳沙鼠为哈萨克亚种(M. t. jaxartensis),分布于我国新疆准噶尔盆地以及甘肃、内蒙地区的为敦煌亚种(M. t. satchouensis)。     

极端干旱区多枝柽柳叶片气孔导度的环境响应模拟

气孔通过调节植物体水分散失和CO₂吸收在植物适应环境变化和环境胁迫中发挥重要作用。该文在对极端干旱区多枝柽柳(Tamarix ramosissma)叶片气体交换参数观测的基础上, 引入诊断函数f(H)对BWB模型和BBL模型提出的气孔导度(g_s)模型中的空气湿度(h_s或D_s)进行了评价, 并将评价结果引入叶子飘和于强推导出的g_s机理模型。结果表明: (1) BWB和BBL模型对h_s (或D_s)的模拟效果存在很大差异: BWB模型拟合效果较好(R² = 0.5354), BBL模型的结果显著但效果较差(R² = 0.1103)。试验结果显示: 随h_s(或D_s)的增大, g_s呈先增大后减小的趋势, 可用Gauss模型进行拟合, R²分别为0.593和0.258, 说明g_s与h_s的关系要比D_s更密切; (2)叶子飘和于强给出的简化模型(Simple模型)和该文给出的指数模型(Gauss-h模型)均具有较好的模拟效果(R²分别为0.8707和0.8286), η值分别为0.1245和0.0171, 其值均介于0-1之间; (3)模型验证中Gauss-h模型较Simple模型明显低估了观测值, 当观测条件无限趋近于Simple模型的假设时, Simple模型的拟合效果可得到显著提高(R² = 0.9606)。     

中国柽柳科植物花粉形态特征聚类分析

在观察了中国柽柳科(Tamaricaceae)4属27种植物花粉形态的基础上,对其进行了聚类分析。观察结果表明:该科植物花粉为三沟类型,无三拟孔沟类型,形态及外壁雕纹属间差异明显。花粉特征聚类分析结果表明,中国柽柳科植物花粉大致划分为明显的三组,所包含的种(某些种除外)分别隶属于柽柳科的4属:琵琶柴属(ReaumuriaLinn.)、水柏枝属(MyricariaDesv.)、山柽柳属(MyrtamaOvcz&Kinz.)和柽柳属(TamarixLinn.),而有争议的山柽柳属虽同柽柳属聚在一起,但也较早地分出成为独立的一支,结合种子形态及分子生物学证据,支持将秀丽山柽柳从水柏枝属中分出而另立新属,为传统分类学将该科划分为4属提供了依据。聚类分析进一步将水柏枝属植物花粉和柽柳属植物花粉分别分为2种类型,而琵琶柴属植物花粉类除个别种体积存在差异外,其纹饰类型较为单一,仅划分为1种类型。柽柳属植物花粉聚类分析结果与该属植物花盘类型的划分结果基本一致,融生花盘类型植物的花粉则在两组中均有出现,可能是间生花盘和假顶生花盘类型间的过渡类型。     

柽柳花粉的萌发及生殖细胞活动的观察

被子植物的花粉粒是一个极简化的雄配子体。成熟的花粉粒具两种结构形式。即有二细胞的和三细胞的类型。其中,二细胞型花粉的植物约占70％。利用花粉的萌发,观察生殖细胞在花粉管中的活动,对于认识和理解被子植物有性生殖过程非常重要。以分布广泛、花期较长的柽柳为材料．介绍了花粉培养、染色、制片的简易步骤和方法,并对观察的内容特别是花粉管内容物的释放作了简要说明。     

柽柳科柽柳属的植物地理研究

柽柳属是典型的旧世界温带分布属。对柽柳属3组68种的分布进行了分析,发现本属3个频度分布中心依次为伊朗—吐兰区的西亚亚区(30种／3组,其中特有种13种),中亚亚区(20种／2组,其中特有种6种)和地中海区(12种／3组,其中特有种6种)。由于伊朗—吐兰地区的西亚亚区存在本属最多的组与种、特有种多且可以见到柽柳属系统发育系列,因而认为该亚区是现存本属植物的现代分布中心和分化中心。地中海地区包含的组、种数仅次于伊朗—吐兰区,并且特有种为6种,带有新特有种的性质,全是系统发育上相对年轻、进步的类型,被认为是本属的一个次级分布中心,另一个次级分布中心在中亚亚区,尤其是中国西北干旱地区。根据柽柳属植物的现代地理分布、化石资料及地质历史资料,推测柽柳属起源于古地中海热带成分盛行的早第三纪始新世,具有起源古老的性质,并且随着晚第三纪古地中海的退缩、气候逐渐干旱而得到进一步发展,产生许多新的以温带成分为主适应旱生环境的现代柽柳属种类。柽柳属起源之后,首先繁衍、散布到以伊朗为中心的现代分布中心,其后以伊朗为廊道向西、向东扩散,在地中海沿岸、东非、阿拉伯半岛、非洲西南部及亚洲中部的荒漠地区得到发展。     

国产柽柳属16种植物当年生小枝比较解剖及其生态意义

对国产柽柳属(Tamarix L.)16种植物的比较研究表明：其当年生小枝在表皮是否具毛、皮层细胞的形态结构、维管束排列方式、髓部所占面积大小及内含物等结构性状上存在种间差异。根据这些差异及SPSS软件分析,并结合分布生境,将国产柽柳属植物分为三大类。类型I当年生小枝的表皮不具毛或乳状突,皮层外侧细胞具叶绿体,髓仅占总面积的1/6～1/3弱,多分布在风沙土生境(多花柽柳及白花柽柳除外)属强度抗旱型种类;类型Ⅱ当年生小枝的表皮不具毛及乳状突,皮层外侧细胞不具叶绿体,髓占总面积1/3～1/2弱,多分布在沙砾质土或轻度盐渍化土生境(甘肃柽柳除外),属中度抗旱、耐盐碱型种类;类型Ⅲ当年生小枝的表皮具毛或乳状突,皮层外侧细胞不具叶绿体,细胞排列致密,髓仅占总面积的1/6～1/3弱,多分布在强盐渍化土生境,属强度耐盐型种类。对国产柽柳属所有种类当年生小枝结构的生态适应性进行了分析,认为不同生态类型植物的当年生小枝已形成了与特定生境相适应的解剖结构。     

新疆柽柳林生态服务功能及其价值评估分析

为客观反映柽柳林的生态服务功能价值及其生态效益, 同时为新疆干旱区生态环境恢复与重建提供科学依据, 基于新疆维吾尔自治区二类森林资源调查数据, 结合国内外已有评价方法和新疆柽柳林自身特点, 对新疆柽柳林生态服务功能及其价值进行评估分析, 结果表明: (1)新疆柽柳林总面积为1232886.33 hm2, 主要分布在南疆地区且大多为低盖度柽柳林, 在有柽柳林分布的十二个地州中, 巴州柽柳林面积最大, 中、高盖度柽柳林主要分布在阿克苏地区。(2)新疆柽柳林生态功能总价值为4360144.11 万元, 各功能价值量大小依次为: 防风固沙>生态多样性保护>保育土壤>固碳释氧>营养物质积累>净化大气。防风固沙是新疆柽柳林最重要的生态服务功能, 其价值为3180105.99 万元, 占总价值的72.94 %。(3)低盖度柽柳林对新疆柽柳林生态服务功能贡献度最大, 因而要加对强低盖度柽柳林管护工作, 维持荒漠生态系统的稳定性。