华北驼绒藜开花生物学特性研究

对华北驼绒藜的开花生物学特性进行了具体调查统计研究.结果显示,华北驼绒藜种群形成了一系列适应风媒传粉的花部特征:单性花,雌雄同株;雄花序细长而柔软,雄蕊4枚,无苞片;雌花小,无花冠,柱头指状,具有大量乳突细胞,便于捕捉花粉;居群内同一植株雌、雄花花期不一致性较高,花期不遇;每枝条雄花开花持续时间频率最高为7 d,而雌花开花持续时间频率最高为6 d;雌、雄花序呈单峰连续集中开花式样;雌、雄花始花时间与花期长度均呈极显著负相关(雌花r=-0.569,P＜0.01;雄花r=-0.665,P＜0.01),开花数与花期长度则为显著正相关关系(r=0.083,P＜0.01),(r=0.346,P＜0.01).研究表明,华北驼绒藜在长期的进化过程中,形成了同株雌、雄花花期不遇的生殖策略,因而减少了同株授粉的比例,提高了结实率.     

入侵植物黄顶菊与3种牧草竞争效应研究

以入侵植物黄顶菊和多年生黑麦草、紫花苜蓿、高丹草3种牧草为试验材料,采用盆栽取代试验方法观察了不同密度及比例条件下4种植物的竞争表现,为黄顶菊生物替代提供理论依据.结果表明:(1)在3种牧草中,高丹草对黄顶菊株高控制效果最为明显,并以苗期效果最好,在低密度比例下对黄顶菊抑制率即可达60.00%;而多年生黑麦草和紫花苜蓿的控制效果较差,在低密度比例下对黄顶菊起不到抑制作用.(2)在高丹草低密度替代组合中,黄顶菊单株生物量、分枝数比对照均明显减少,抑制率分别可达91.40%和44.87%;而多年生黑麦草和紫花苜蓿各密度替代组合中,黄顶菊单株生物量、分枝数与对照相同或大于对照.(3)在各个生育时期,除高密度高丹草替代组合外,其他组合中黄顶菊的相对产量值均极显著小于1.0,生长受明显抑制;而在各替代密度下,多年生黑麦草、紫花苜蓿与黄顶菊竞争替代效果均不明显.研究发现,高丹草的替代效果明显优于多年生黑麦草和紫花苜蓿,可以作为生物替代的材料对黄顶菊进行替代控制,且在植株比为1∶3比例下即可实现理想控制效果.     

华北驼绒藜种群数量动态与生殖特性的相关性

采用立木级法研究华北驼绒藜种群的大小级结构,利用各龄级的存活数编制种群静态生命表和存活曲线,构建时间序列预测图对种群数量动态过程进行预测,利用生活史特征观察结果分析其生殖对策,探讨了生殖特性与种群动态的关系。结果表明:华北驼绒藜种群幼龄和老龄级个体数较少,中龄级个体数量较多,呈稳定或衰退趋势;种群生命表和存活曲线的分析表明,尽管生境条件不同,但存活曲线基本接近DeeveyⅢ型;种群数量的时间序列预测表明,华北驼绒藜种群会随时间推移,呈现老龄级株数先增加后减少的趋势,种群稳定性长期维持困难;生活史特征表明,华北驼绒藜在长期进化过程中形成了兼具r-对策和k-对策的双重特性来维持种群的相对稳定。良好的生殖适应性是物种发展的关键,华北驼绒藜种群年龄结构、生命表、存活曲线以及时间序列预测图反映出其种群数量动态与生殖特性具有密切的相关性,传粉系统效率低、胚胎发育过程营养失调、种子向幼苗的转化率低以及种群更新对母株的依赖性强等生殖生物学特性与种群动态相吻合;生境恶劣和人为干扰也成为其种群发展的制约因素。     

放牧方式对中蒙典型草原植物功能群特征的影响

基于中蒙典型草原不同放牧方式,研究了不同放牧方式下中蒙典型草原植物功能群特征。结果显示,内蒙古定居放牧样地多年生草本比例显著低于其它放牧样地,比例为57.576%;而旱生植物比例显著高于其它放牧样地,比例为69.697%。蒙古四季游牧样地功能群多样性指数和优势度指数均高于内蒙古放牧样地,均匀度指数与多样性指数相反。功能群多样性指数与优势度指数间呈显著正相关（r＞0.855,P＜0.05）;均匀度与多样性指数、优势度指数间均呈负相关。多年生和一年生草本植物、旱生和中旱生植物的生态位宽度均较大,从而导致多年生与一年生植物间、旱生与中旱生植物间生态位重叠值相应较大。说明,不合理的放牧导致草原植被群落退化,降低草原生态经济价值。     

华北驼绒藜繁育系统研究

通过定株观察、人工套袋授粉试验等对华北驼绒藜繁育系统进行了研究。结果显示:(1)华北驼绒藜的花粉寿命为6d,花粉胚珠比(P/O)为1 351 189±391 779;自然条件下存在着同株授粉和异株授粉两种方式,但以异株授粉为主,其繁育系统属于兼性异交。(2)华北驼绒藜在有花粉时柱头可授性为6d(柱头露出后5～10d),但在缺乏花粉不能完成授精时,柱头会出现徒长现象,其可授性可以维持12d(柱头露出后9～20d)。(3)人工套袋授粉结果显示,华北驼绒藜最佳授粉时间是柱头露出后6～7d,此时年均授粉结实率最高(94.83%);在柱头失去过氧化物酶活性时(柱头露出后21d)授粉结实率年均为4.93%;相对于柱头最佳可授期,华北驼绒藜具有较高结实率的授粉时间范围较宽。研究表明,在长期的进化过程中,华北驼绒藜形成了P/O较高、柱头可授性时间长以及在异株授粉优势的情况下,还保留同株授粉方式的生殖补偿机制,对其野生退化群落的种群恢复具有积极的意义。     

呼伦贝尔草原土壤固氮微生物nifH基因多样性与群落结构

采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术及扩增产物序列分析方法比较研究了呼伦贝尔5种草地类型(线叶菊草原、贝加尔针茅草原、羊草草原、大针茅草原、克氏针茅草原)土壤固氮微生物nifH基因多样性及群落结构特征.结果表明,不同草地类型间土壤固氮微生物群落组成差异显著,羊草草原和大针茅草原相似性较高,相似度为67%,而其他3个草地类型间相似性较低,相似度均低于60%.羊草草原土壤nifH基因多样性最高,其次是克氏针茅草原、大针茅草原和贝加尔针茅草原,线叶菊草原最低.系统发育分析结果表明,呼伦贝尔草原土壤固氮微生物大部分属于变形菌门的α-变形菌纲,分别隶属于慢生根瘤菌属、中慢生根瘤菌属、红假单胞菌属、固氮螺菌属.5种草地类型中,克氏针茅草原土壤中联合固氮菌和自生固氮菌居多,而其他4个草地类型均以共生固氮菌为优势生态类型.     

华北驼绒藜大小孢子的发生及雌雄配子体发育过程的解剖学研究

运用石蜡切片技术对华北驼绒藜大、小孢子发生及雌、雄配子体的发育进行了研究.结果表明:(1)花药4室,花药壁由表皮、药室内壁、1~2层中层及1层绒毡层组成,药壁发育为基本型,腺质绒毡层,发育后期为二核或三核;(2)四分体胞质分裂为同时型,小孢子四分体多数为四面体型,偶见十字交叉型;(3)成熟花粉2-细胞型,单核小孢子时期存在不同比例的空壳花粉,从0%~80%不等;(4)胚珠倒生,双珠被,厚珠心,大孢子四分体直线型排列,合点端为功能大孢子,蓼型胚囊.     

华北驼绒藜自然种群结实的花粉和资源限制

运用人工授粉、补充无机营养、去叶处理以及疏花处理研究了华北驼绒藜自然种群花粉和资源有效性对结实的影响,并进一步探讨了该植物的选择性败育现象和繁殖对策。结果表明:花粉来源而不是花粉数量对华北驼绒藜结实存在显著影响;同枝授粉结籽率和结实率均低于自然授粉,异株授粉则显著高于同枝授粉和自然授粉;异株授粉种子千粒重显著高于自然授粉和同株异枝授粉,极显著高于同枝授粉。华北驼绒藜结实存在资源限制,补充施肥提高了单枝开花数和结籽率。随摘除叶片数量的增加,结籽率明显降低,摘除叶片处理与对照之间均形成显著差异,摘除1/2叶、3/4叶以及去全叶处理使种子千粒重显著低于对照。人工疏花实验表明华北驼绒藜存在选择性败育现象。华北驼绒藜可根据花粉和资源的可利用性来调整性分配、授粉方式和结实以获得最大适合度,具有复杂的繁殖对策,表现出较好的环境适应性。     

根茎禾草乳熟期净光合速率日变化的比较研究

对6种具有不同根茎长度的禾草乳熟期净光合速率日变化进行了比较研究．结果表明,除了中间偃麦草(Elytrigia intermedia)为“单峰”曲线外,另外5种禾草的净光合速率日变化曲线均呈“双峰型”,且其总体趋势是根茎越发达、根冠比越大,其净光合速率越迟到达第1峰、“午降”经历时间也越短,而大气相对湿度偏低(<55％)和叶片温度偏高(>36℃)是导致“午降”的重要因素．羊草(Leymus chinense)、茹莎娜牧冰草(Pascopyrum smithii)、赖草(Leymus secalinus)、大赖草(Leymus racemosus)、蒙古冰草(Agropyron mongolicum)、中间偃麦草(Elytrigia intermedia)的净光合速率第1峰值分别出现在10：12、10：00、9：51、9：39、9：06、8：13;“午降”经历时间分别是471、474、464、467和551min;“午降”期间的叶片温度均值分别是37．8、37．5、36．9、37．0和36．3℃．羊草和蒙古冰草、赖草和大赖草分别具有相似的净光合速率日变化曲线。在P=0．01时,r值分别是0．88和0．96。     

北美驼绒藜主要性状遗传变异特性的初步研究

对北美驼绒藜的4个世代12个主要性状遗传变异特性初步分析结果表明:在世代内12个主要性状变异都不显著,在世代间除枝条节数和着生雄花节数外,其它10个性状变异程度都达到了显著或极显著水平,表明北美驼绒藜各性状主要变异来自世代间;10个性状表型变异系数和遗传变异系数总体趋势基本一致,但程度上存在差异,说明这些性状遗传变异潜力较大;株高、叶腋雌花数、叶宽、再生小枝数性状遗传力较高(72-62),其变异主要是遗传因素决定,而叶长、株幅性状遗传力较低(16-14),其变异主要是环境因素决定。