毛乌素沙地游击型克隆半灌木羊柴对局部沙埋的反应

 不同程度的沙埋是生长在干旱和半干旱区内陆沙丘的植物经常遭遇的事件,沙埋可以改变植物所处的生物和非生物环境条件。已有研究表明不同程度的沙埋对于植物的影响不同 。轻微程度的沙埋可以增加植物高度、促进生物量的积累和新生分株的产生。如果沙埋强度不断增加,对植物的影响由正效应逐渐转变为负效应。即超过一定沙埋阈值后,沙埋会削弱植物的生长,甚至影响植物的存活。干旱和半干旱区内陆沙丘中常常生长着许多克隆植物, 克隆整合常常可以缓解克隆植物分株所遭受的局部环境胁迫。根茎型克隆植物羊柴（Hedysarum laeve）是毛乌素沙地的优势半灌木之一,也是当地重要的固沙植物。为了探讨克隆整合的作用是否可以提高沙埋阈值,并有助于羊柴忍受高强度的沙埋,以其为研究对象开展了野外实验。结果表明：轻微程度的沙埋（例如沙埋深度是原始羊柴分株高的10%～20%）可以加速羊柴分株的高生长,提高叶片生物量、茎生物量以及整个地上部分的生物量。高强度的沙埋（例如沙埋深度是原始羊柴分株高的80%～100%）会削弱羊柴分株的存活和生长。在与不遭受沙埋分株相连的情况下,羊柴分株遭受沙埋的阈值高于没有分株相连的,而且在高强度的沙埋下,前者（有分株相连的遭受沙埋的分株）比后者（没有分株相连的遭受沙埋的分株）在株高增量、茎生物量、叶片生物量以及地上分株生物量上都要显著高。这暗示着克隆整合提高了羊柴遭受沙埋的阈值并有助于羊柴分株忍受高强度的沙埋。     

克隆和有性亲体效应及其调控机制

植物表型受自身基因型、所处环境及其亲体所经历环境的共同影响;其中,亲体环境对子代表型的影响被称为亲体效应。亲体效应不仅可通过有性繁殖产生的种子传递给后代（即有性亲体效应）,也可以通过克隆生长等无性繁殖产生的分株传递给后代（即克隆亲体效应）。亲体效应对植物种群,特别是对有性繁殖受限、缺乏遗传变异的克隆植物种群的长期进化可能发挥着极其重要的作用,因此,对亲体效应研究进展的梳理非常必要。对克隆亲体效应和有性亲体效应的内涵进行了阐释,并论述了克隆和有性亲体效应对子代表型、适合度、种内/种间竞争能力以及种群/群落结构和功能的潜在影响;阐述了亲体效应的潜在调控机制,包括供给机制、代谢物质调控机制、表观遗传机制等;论述了克隆亲体效应在克隆植物适应进化中的作用。未来可以就克隆亲体效应的遗传稳定性及其对克隆生活史性状变异的贡献程度,以及克隆和有性亲体效应引起的表型多样性对种内/种间关系、种群/群落多样性及生态系统结构、功能和稳定性的影响开展深入研究。     

沙埋对半灌木羊柴幼苗的存活、生长和生物量分配的影响

羊柴(Hedysarum laeve Maxim.)是中国北方沙地飞播进行植被恢复与重建的主要植物种.在晚春与夏初的出苗期 ,羊柴幼苗经常遭受不同深度的沙埋.研究旨在探明沙埋对羊柴幼苗存活、生长和生物量分配格局的影响.6周的沙埋试验结果显示:当沙埋深度达到其株高时,约有70%的幼苗死亡 ;沙埋深度达到其株高的133%时,可使羊柴幼苗全部死亡;沙埋深度分别为株高的33%和67% 时,羊柴幼苗的整株生物量、叶片生物量、根系生物量以及相对生长率都相应地高于非沙埋的对照(即:0%沙埋).与非沙埋的对照相比,羊柴幼苗在33%和67%沙埋条件下并不显著地改变其生物量分配格局;并且羊柴幼苗的叶数和株高与对照无明显差异,但试验期内的新生叶数是沙埋处理(即:33%、67%和100%沙埋)的幼苗明显地高于非沙埋的对照.     

匍匐茎草本金戴戴对盐分梯度的表型可塑性

 研究了匍匐茎型克隆草本金戴戴(Halerpestes ruthenica) 4种基株（基因型）对不同盐分处理（0,85.5, 171.0, 256.5和342.0 mM NaCl）的表型可塑性。随着盐分浓度的增加,实验植物与生长相关的性状指标 (如植株干重、总叶面积、分株数和总匍匐茎长度) 显著减小。植株干重、总叶面积和总匍匐茎长度具有显著的基株间差异。实验植物与形态相关的性状指标 (如平均叶柄长和根冠比) 对盐分梯度具有可塑性并具有显著的基株间差异;而其它形态指标 (如平均节间长、比节间长和比叶柄长)     

根茎草本披针叶黄华自然分株种群多尺度分布格局

通过在鄂尔多斯高原毛乌素沙地的实地调查 ,应用相邻格子样方和空间自相关分析方法 (Moran′sI) ,研究了在 0 .2m、0 .4m、0 .6m、0 .8m和 1.0m等 5个尺度上根茎豆科草本披针叶黄华 (ThermopsislanceolataR .Br.)自然分株种群的分布格局。同时 ,研究了基株特征和其他分株种群特征。研究显示 ,披针叶黄华自然分株种群具有 4个尺度的非随机分布格局 ;其中 0 .2m尺度的聚集分布格局频率最高。该植物的根茎分枝类型为合轴型(sympodial) ,克隆构型接近于密集型 (phalanx) ,根茎分枝角度为 10°～ 30° ;分株种群密度为 35～ 131株·m-2 ;种群平均分株高度为 11.0～ 2 5 .9cm。在所调查的 2个样方中 ,种群生物量平均分别为 2 6 3.6 3g·m-2 和 30 6 .19g·m-2 ;分株种群的根茎生物量分配分别为 33.71%和 44 .97% ,根生物量分配分别为 2 9.91%和 2 9.95 % ,地上枝叶生物量分配分别为 2 5 .12 %和 36 .35 % ;根冠比均为 0 .44 ,地下 /地上生物量比分别为 2 .12和 3.5 9。     

植物克隆性的生态学意义

克隆性（Clonality）是指生物在自然状况下自发地产生遗传结构相同的后代个体的生物学习性（Jackson et al．，1985；Stuefer et al．，2002），包括克隆生长（Clonal growth）和克隆生殖（Clonal reproduction）两大类（de Kroon ＆ van Groenendael，1997）。克隆性普遍存在于植物界，以不同的比例分布在许多不同的分类单元中。     

土壤养分水平影响绢毛匍匐委陵菜匍匐茎生物量投资

 为研究匍匐茎草本植物对基质养分供应水平的生物量分配格局的可塑性,在一盆栽实验中对绢毛匍匐委陵菜(Potentilla reptans var.sericophylla)进行了8种不同的养分处理。绢毛匍匐委陵菜植株生物量、匍匐茎数、分株数以及匍匐茎节间长在中等养分条件下最大。随 土壤养分的降低,绢毛匍匐委陵菜对叶片和叶柄的生物量投资减小,而对根系的生物量投资增加。在中等养分条件下,绢毛匍匐委陵菜对匍匐 茎的生物量投资倾向于最大,而在更高或更低的养分条件下倾向于减少。此生 物量分配格局与de Kroon和Schieving的模型模拟结果相符合, 结果表明在中等资源水平下增加对匍匐茎的生物量投资是克隆植物增加资源获取的对策之一。     

四川黄龙沟森林植被中兰科植物群落优势种种间联结和相关分析

 四川黄龙沟内分布着十分丰富的兰科植物(19属30余种),并且部分种类在沟内形成优势群落。目前尚不清楚在群落中这些兰科植物种之间作用关系。运用种间关联分析和相关分析对黄龙沟森林植被兰科植物群落中的24个优势种的种间关系进行了研究。两种分析方法得到的结果相近,表明黄龙沟优势兰科植物可以分为两组。一组包括无苞杓兰(Cypripedium bardolphianum)、黄花杓兰(C. flavum)、二叶红门兰(Orchis diantha)、广布红门兰(Orchis chusua)、少花虾脊兰(Calanthe delavayi)和西藏杓兰(C . tibeticum),主要分布在光线充足但又具有一定遮荫条件的环境中;另一组包括筒距兰(Tipulari a szechuanica)、沼兰(Malaxis monophyllos)、珊瑚兰(Corallorhiza trifida)、小斑叶兰(Goodyera repens)、布袋兰(Calypso bulbosa)、小花舌唇兰(Platanthera minutiflora )和小叶对叶兰(Listera smithii),它们主要分布于荫蔽的环境中。这些兰科植物在组内大多呈现显著的正相关关系,组间大多呈现显著的负相关关系,说明黄龙沟兰科植物在资源利用方式上可能产生了分化。     

川西云杉幼苗非结构性碳水化合物对土壤温度和水分变化的响应

选取5年生川西云杉（Picea balfouriana）幼苗作为试验材料，于生长季模拟土壤温度和水分变化，研究不同土壤温度和水分处理对幼苗各器官生物量和非结构性碳水化合物（NSC）浓度的影响，以期加深对高海拔树木碳水化合物生理的理解，并为全球气候变化下植物的生理生态响应和动态变迁研究提供基础数据。于人工气候室内采用嵌套设计，设置5个土壤温度梯度（2、7、12、17、22℃），每个温度处理下3个土壤水分处理（干旱处理、正常水分含量处理、饱和水分含量处理）。每9株幼苗为同一个处理，共135株幼苗。试验处理4个月后，测定幼苗各器官生物量、可溶性糖、淀粉和NSC浓度。土壤温度对幼苗总生物量无显著影响，但土壤低温显著降低了根生物量和根冠比；干旱和饱和水分胁迫在较高的土壤温度处理下显著降低了根生物量和根冠比。随着土壤温度降低，各器官可溶性糖、淀粉和NSC浓度并未降低，反而呈现出升高或不变的趋势。。在土壤低温处理下（2和7℃）干旱显著降低了当年生叶的淀粉和NSC浓度以及当年生枝的淀粉浓度；在2和7℃时，干旱和饱和水分胁迫显著降低了根中淀粉和NSC浓度。土壤低温和水分胁迫对幼苗地上地下生物量分配影响显著，分配给光合器官的生物量相对增多。土壤低温并没有导致碳受限，甚至各器官NSC浓度随着土壤温度降低有升高的趋势，因此，土壤低温下非结构性碳水化合物的不足不是限制川西云杉幼苗存活和生长的原因，从侧面支持了林线形成的"生长抑制"假说。此外，干旱胁迫在土壤低温下很可能会导致川西云杉的"碳饥饿"。     

毛乌素沙地根茎禾草拂子茅对异质性水分供应的表型可塑性

拂子茅(Calamagrostis epigejos(L.)Roth.)为根茎型多年生禾草,具细长根茎.为了探讨拂子茅在异质性水分环境中的表型差异,在内蒙古鄂尔多斯高原的毛乌素沙地对拂子茅由母株、子株组成的分株对给予了高水、低水两种不同的异质性土壤水分处理.实验结果表明:土壤水分状况显著地影响着拂子茅分株的生长表型.在高土壤水分条件下,拂子茅的分株产生的根茎、新生后代分株较多,并使生物量主要分配于地上部分,地上生物量积累多;在低土壤水分条件下,拂子茅分株产生较少的根茎与新生后代分株,并且分配到根系的生物量明显增大.在具有一定对比度的异质性土壤水分环境中,拂子茅分株并不因相连的其他分株所处的土壤水分状况而在根茎生长、新生后代分株的产生和生物量分配等特征上,与同质环境中的具有相同土壤水分状况的分株相比,有明显差异.这些结果揭示:拂子茅仅以分株的形式对异质性水分供应发生表型反应;相连的克隆分株在向顶向和向基向这两个基本方向上,不能对另一分株的土壤水分状况在生长表型上发生反应,它们在水分关系上可能是相互相对独立的.分株的相对独立可能有利于在气候干旱、扰动强烈的沙地环境中实现风险分摊,提高基株的存活几率.