2种藏茵陈类植物的引种地繁殖系统研究

通过观察、套袋、人工授粉对引种至低海拔栽培地的2种藏茵陈"类植物——川西獐牙菜(Swertia mus-sotii)和抱茎獐牙菜(S.franchetiana)繁育系统进行研究.结果表明:(1)引种的2种植物均为雌雄同株、自交亲和,但大部分花雌雄异熟(dichogamy)和雌雄异位(herkogamy),雌雄同熟的比例为24%,且雌雄同熟的雄蕊群远离雌蕊,需要靠传粉昆虫等传粉媒介传粉.(2)引种到低海拔的2种藏茵陈"类植物结实率和发芽率均较高,其中川西獐牙菜柱头张开第2天的授粉结实率达76.54%,种子发芽率达84.29%.(3)低海拔栽培的川西獐牙菜的传粉昆虫是家养蜜蜂,抱茎獐牙菜的开花时间较川西獐牙菜晚20 d,有效的传粉昆虫由家养蜜蜂变成一种很小的蜂类.研究表明,川西獐牙菜和抱茎獐牙菜由高海拔引种到低海拔地区后,结实率和种子发芽率均较高,可以用引种栽培的方式进行藏茵陈"药材的繁殖.     

煤粉尘沉降对鄂尔多斯高原优势植物羊柴幼苗生长的影响

随着鄂尔多斯煤矿开采的日益加剧,开采和运输过程中产生的煤粉尘沉降已成为影响当地植物生长的一个重要影响因子。通过近自然生境条件下的控制实验,以鄂尔多斯高原优势植物羊柴(Hedysarum laeve)为研究对象,探究不同梯度煤粉尘沉降量(0—3.5 mg/cm2)对其幼苗的光合生理特性和生长的影响。研究结果表明,随着煤粉尘沉降量的增加,羊柴叶片的气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、叶片水分饱和水汽压亏缺(Vpdl)等因子发生了不同程度的改变,导致净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)降低,使得幼苗的植株高度、叶片数、地上和地下生物量降低。因而,积累到一定程度的煤粉尘颗粒通过影响叶片气孔的水汽交换过程和降低叶片表面的光照强度,影响了叶片的光合生理过程,从而抑制了羊柴幼苗的生长。     

基于叶绿体DNA trnL-F序列研究肋果沙棘的谱系地理学

由于青藏高原的地理效应,第四纪冰期气候的反复变化应对现今该地区生物的地理分布及其居群遗传结构产生重大影响。肋果沙棘Hippophae neurocarpa是青藏高原地区的一个特有种,根据叶上的附属物（星状鳞毛或者鳞片状鳞毛）分为两个亚种：肋果沙棘亚种subsp.neurocarpa和密毛肋果沙棘亚种subsp.stellatopilosa。依据母系遗传的叶绿体DNA片段对该物种谱系地理学进行研究不仅能阐明该物种冰期避难所,而且对于理解两个亚种的母系分化也具有重要意义。共对两个亚种14居群的70个个体的trnL-F序列进行了测序,共发现8种单倍型,其中5种单倍型出现在肋果沙棘亚种中,4种出现在密毛肋果沙棘亚种中,两个亚种共享一种单倍型。种内谱系分化与两个亚种形态上的分化不一致。嵌套进化分支把8种单倍型分为三支：一支为肋果沙棘亚种,其他两支中两个亚种单倍型嵌套组成,且肋果沙棘亚种处于进化末端。我们的研究结果还表明肋果沙棘在冰期可能在高海拔地区存在多个避难所,并且存在来自避难所的邻域扩张。     

旺长期遮光及光照转换对不同肥料条件下烟草叶片光合特性的影响

采用盆栽方法研究了旺长期遮光及光照转换对不同肥料条件下烟草叶片光合速率(Pn)与荧光特性的影响。结果表明,遮光促进两种肥料条件下烟草叶片叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)含量的积累,却降低它们的Pn。其中施无机肥的烟草叶片Chl含量增加较多,而50%无机肥+50%饼肥配施烟草叶片的Car增幅显著,从而,施无机肥烟草叶片Chl/Car上升,而无机肥+饼肥配施烟草叶片Chl/Car却下降。无论从自然光转至遮荫条件下还是从遮荫条件转至自然光下,两种肥料条件下生长的烟草叶片的Pn、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、最大光化学效率(Fv/Fm)及光化学猝灭系数(qP)均急剧下降,但与施无机肥相比,无机肥+饼肥配施烟草叶片保持较高的Pn、ΦPSⅡ、Fv/Fm、及qP,可能是饼肥促进了栽培条件下烟草植株的光生态适应性。     

达乌里秦艽的传粉生物学研究

对达乌里秦艽3个自然居群和1个人工栽培居群进行了两年的传粉生态学研究.研究发现:(1)达乌里秦艽套袋花均不结实,说明雌雄异熟和雌雄异位这两种花部机制成功阻止了主动自交,且不存在无融合生殖现象.(2)隔离传粉昆虫导致花寿命明显延长,授粉会导致花冠提前闭合,说明达乌里秦艽的花寿命具有可塑性,可通过延长花寿命确保成功繁殖.(3)在一个自然居群中证明存在花粉限制,且该居群的花寿命显著长于另外两个没有花粉限制的自然居群.(4)在整个雌性持续期柱头都具有一定的可授性,且在第2天可授性最高,随后逐渐降低;开花后期柱头可授性降低,使植物维持花开放资源投入的产出将有可能降低.研究表明,达乌里秦艽在严重缺乏传粉者的情况下,延长花寿命仅能部分弥补传粉者的不足,该物种在部分居群中仍有可能存在花粉限制.     

重要藏药川西獐牙菜种子萌发的研究

比较了温度、生长素(赤霉素GA3)和储藏条件对川西獐牙菜(SwertiamussotiiFranch)高海拔野生自然种群和低海拔栽培后种子发芽率的影响。未经任何处理的高海拔野生自然种群种子的发芽率明显高于低海拔栽培种群。无论是赤霉素处理还是低温处理对种子的发芽率都有显著提高。经过处理后,两种来源的种子最终发芽率没有明显的变化。结果表明:(i)野生的或栽培的川西獐牙菜种子都存在休眠现象;(ii)通过引种栽培不能打破川西獐牙菜种子的休眠,该机制可能是受遗传因素的控制;(iii)赤霉素处理和4℃低温冷藏对打破种子的休眠具有重要作用。     

沙埋和种子大小对柠条锦鸡儿种子萌发、出苗和幼苗生长的影响

研究了沙埋深度和种子大小对内蒙古毛乌素沙地植被群落中占优势的柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)种子萌发、出苗、幼苗存活和生长的影响.结果表明,沙埋深度显著影响柠条锦鸡儿的种子萌发率、休眠率、出苗率、幼苗存活率及生物量.在0.5-2cm的浅层沙埋下,种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量最高,休眠率最低;沙埋深度≥4 cm时,柠条锦鸡儿的种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量随着沙埋深度增加显著降低,而休眠率却显著升高;沙埋深度≥12 cm时,柠条锦鸡儿种子不能够出苗,幼苗也不能够存活.种子大小对柠条锦鸡儿种子萌发率没有显著影响,但对出苗率、幼苗存活率及生物量影响显著.在各个沙埋深度下,不同大小的柠条锦鸡儿种子间的萌发率没有显著差异.当沙埋深度≤6 cm时,不同大小的柠条锦鸡儿种子在同一沙埋深度下的出苗率间没有显著差异;但当沙埋深度≥8 cm时,在同一沙埋深度下,大种子的出苗率显著高于中种子和小种子的出苗率,而中种子和小种子出苗率间没有显著差异.0.5-10 cm的沙埋深度中,除6 cm和8 cm深度下中种子和小种子萌发幼苗的生物量间没有显著差异外,其余深度下,大种子萌发的幼苗的存活率及生物量显著高于同一沙埋深度下中种子萌发的幼苗的存活率及生物量,后者又显著高于小种子萌发的幼苗的存活率及生物量.可能正是种子萌发对沙埋环境的忍耐或响应能力以及种子的多态性提高了柠条锦鸡儿在毛乌素沙地的适合度,为其在流动或半流动沙丘环境中成功定居并形成优势群落奠定了基础.     

沙埋对无芒雀麦种子萌发和幼苗生长的影响

研究了沙埋对浑善达克沙地植物群落中多年生禾草无芒雀麦种子萌发、出苗和幼苗生长的影响.结果表明:无芒雀麦种子能在深度≤12cm的沙埋中萌发,≤8cm的沙埋中出苗.在此范围内,随着沙埋深度的增加,无芒雀麦种子的萌发率和出苗率逐渐降低.沙埋深度在植株高度的33%时,无芒雀麦1周龄和2周龄幼苗均全部存活,且总生物量≥对照(未沙埋幼苗);当沙埋深度增至植株高度的66%时,1周龄和2周龄幼苗的存活率分别降至70%和25%,生长也受到抑制;而遭受全部沙埋时,1周龄和2周龄幼苗均不能存活.遭受沙埋后,无芒雀麦幼苗分配较多的生物量用于地上部分的生长,其生物量分配模式改变可能是无芒雀麦幼苗对沙埋环境的重要适应对策.     

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。     

青藏高原晚期开花植物线叶龙胆的传粉生态学

线叶龙胆(Gentiana lawrencei var. farreri)主要分布在青藏高原, 在晚秋和早冬开花。为了探明线叶龙胆繁育系统特点, 探讨其对环境的繁殖适应特征, 对其传粉生态学过程进行了连续3年的观察。线叶龙胆自然状态下的结籽率很低, 存在严重的花粉限制。雌雄异位和不完全雌雄异熟的花特征表明其结实必须依赖昆虫传粉。繁育系统实验表明, 部分套袋花也能结实, 这可能主要是由蓟马(Thripidae spp.)和蚂蚁(Formica spp.)等小昆虫协助自交所致。克什米尔熊蜂(Bombus kashmirensis)和苏氏熊蜂(B. sushikini)是线叶龙胆的有效传粉昆虫, 但其访花频率非常低, 分别为0.006和0.005 time·flower^-1·h^-1。线叶龙胆花持续期和柱头可授能力都长于其他已报道的龙胆类植物, 从而在温度低、传粉昆虫少的情况下提供了更多传粉机会。线叶龙胆同时具有协助自交和杂交的繁殖现象, 以及较长的花持续期和柱头持续能力, 这可能是其在青藏高原地区赖以存活和延续的一个重要原因。