新疆外来入侵植物意大利苍耳和刺苍耳种子的越冬性能

入侵新疆的外来植物意大利苍耳和刺苍耳的果实于深秋季节成熟后,便开始陆续脱落。脱离母体的果实可能会落置在干燥的地面上,还有可能会掉落在水体中,还有部分果实会保留在枝条上并不脱落直到翌年春天。由于越冬生境的差异会直接影响翌年春天种子的萌发活性,为了评价外来入侵植物意大利苍耳和刺苍耳的入侵能力,预测其潜在分布区,为对其实施有效防控提供科学指导。故模拟了其种子在新疆自然条件下可能遭遇的冬季生境类型,设计了4种实验处理,即低温换水浸泡(模拟了落入流水或大型水体中结冰前的生境)、低温不换水浸泡(模拟了落入小型静水中结冰前的生境)、冰冻(模拟了落入水体中结冰后的生境)和干燥冷冻处理(模拟了掉落在干燥地面或一直停留在植株上的生境类型),并以室温干燥储存为对照。处理90 d后,进行种子萌发实验,结果显示干冻、冰冻及低温换水浸泡处理后意大利苍耳的萌发率与对照组无显著差异,不换水浸泡处理降低了意大利苍耳种子的活力,显著降低了其萌发能力。而干冻处理对刺苍耳种子的萌发没有影响,冷水浸泡(换水浸泡和不换水浸泡)显著降低刺苍耳的萌发率,与对照组相比分别下降了37%、65%。冰冻处理后刺苍耳没有萌发。说明意大利苍耳种子对新疆的各种越冬生境均有较好的耐受性,而刺苍耳种子对低温和水淹环境的耐受性较差。鉴于二者种子萌芽习性的特点,建议在全疆范围内的中生、湿生和季节性水涝生境中对意大利苍耳实施全方位的监控,农田、林下、路边、渠旁、湖泊及水库周围都有可能成为其潜在的入侵地;对刺苍耳的重点监测区域则应当放在低纬度、低海拔的中生和中旱生生境,尤其要切实加强南疆各国际口岸进口货物的检疫工作。     

刺山柑多酚类物质含量及其抗氧化活性研究

采用Folin-Ciocalteu法,测定南疆地区刺山柑不同时期不同器官多酚类物质含量,并用DPPH法对其抗氧化活性进行比较研究。结果表明:(1)多酚类物质在不同时期刺山柑不同器官中均有分布,刺山柑不同器官中花蕾中多酚类物质含量最高,茎中多酚类物质含量最少;其中5～8月份花蕾中多酚类物质含量随月份的增加而减少,茎中多酚类物质含量随月份的增加而增加,其他器官中多酚类物质含量变化与花蕾基本相似。(2)不同时期刺山柑的不同器官均有清除DPPH自由基的能力,花蕾的抗氧化活性最强,且花蕾的抗氧化活性随月份的增加而减弱,茎的抗氧化活性最弱。     

不同油葵品种对盐碱地根际土壤酶活性及微生物群落功能多样性的影响

通过盆栽试验,研究了新葵4号、新葵6号、新葵10号和美国矮大头4个油葵品种对盐碱地土壤理化、酶活性和微生物群落功能多样性的影响,以期筛选出更适宜改善盐碱地土壤质量的油葵品种。结果表明,种植新葵6号对降低盐碱地根际土壤pH值、提高土壤全氮含量和蔗糖酶活性的效果最为显著,新葵4号对提高根际土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量以及脲酶和磷酸酶活性的效果最为显著;种植这4个品种的油葵均能显著(72 h,P0.05)提高盐碱地根际土壤微生物对31种碳源的平均利用率(Average well color development,AWCD),并呈现如下规律:新葵4号新葵6号美国矮大头新葵10号CK。种植这4个油葵品种均不同程度地提高了盐碱地根际土壤微生物群落的Shannon多样性指数(H)、Shannon优势度指数(D)和碳源利用丰富度指数(S),并呈现出相似的规律:新葵4号根际土的微生物多样性指数最大,而CK的最小,且显著高于CK。主成分分析表明,种植油葵改善了盐碱地根际土壤微生物的群落组成;碳水化合物、氨基酸、羧酸类化合物和聚合物是盐碱地土壤微生物利用的主要碳源。因此,在盐碱地中种植油葵可提高相关土壤理化性质和酶的活性,改善微生物功能多样性,优化盐碱地微生物的群落结构,尤其是种植新葵4号对盐碱地的改良效果最为显著。     

外来入侵植物意大利苍耳的传粉生态学特性

从开花物候、花粉活力、柱头可受性、传粉媒介、花粉散布距离、雄性、雌性功能以及繁育系统等方面系统地研究了意大利苍耳的传粉生态学特性,旨在为揭示该物种成功入侵的机理提供科学依据。研究结果显示:意大利苍耳种群的花期较长,雌花花期可达40d,雄花花期可达30d。其雄性和雌性功能都很强,意大利苍耳单株雄花序和花粉量分别高达3847个/株和37903037粒/株,单株雌花序和单株胚珠数高达3847个/株和7694枚/株,种群平均结实率高达80.59%,即平均每株个体能形成6200枚成熟的果实。花粉活力的日变化呈单峰型曲线,早晨和傍晚的花粉活力最低,14:00时的活力高达99%。雌蕊柱头一经伸出总苞即具有可受性,可受期长达7d,开花后的3—4d柱头的可受性最强。意大利苍耳为风媒传粉植物,在4.5km/h的微风条件下,其花粉的散布距离可达45m,大量的花粉集中分布在距花粉源0—20m的范围内,这对于往往高密度连片分布的意大利苍耳种群来说无疑是一种高效的传粉策略。意大利苍耳的交配系统灵活多样,盛花期自然结实率达到100%,套袋试验结果表明该植物自交亲和,自株自然授粉的结实率高达93%。表明较长的花期、大量的雌雄花序及花粉数量、较高的花粉活力、较长的柱头可授期、较远的花粉风媒散布距离、混合交配系统、以及较高的结实率是意大利苍耳繁殖成功的重要保障,也是其成功入侵的重要原因。     

粗柄独尾草不同器官蒽醌类成分的消长规律

采用高效液相色谱法对沙生类短命植物粗柄独尾草苗期、营养生长期、初花期、盛花期、果期各器官中大黄素、大黄酚、大黄酸、芦荟大黄素含量的消长规律进行了研究。结果表明:叶中,芦荟大黄素的含量在苗期和初花期都较高,在盛花期时最低;大黄酸的含量在苗期最高,盛花期时最低;大黄素的含量在苗期达到最高,初花期和盛花期最低;大黄酚的含量也以苗期最高,盛花期和果期最低。且在初花期时,4种蒽醌类物质含量均呈现明显的叶先端>叶中部>叶基部的空间差异性。根中,芦荟大黄素的含量在苗期和营养生长期较高,而以盛花期和果期较低;大黄酸的含量在果期最高,其余时期差异不显著;大黄素的含量以苗期和初花期较高;大黄酚的含量在果期达最高,而盛花期时最低。同时期的根叶蒽醌含量相比,叶中的芦荟大黄素要高于根,而根中大黄酚含量要高于叶。同时期各器官蒽醌总量相比:叶>根>花>花葶。故若选取粗柄独尾草作为蒽醌类药材利用,建议最佳采集方式为采集初花期的叶先端部分。     

青藏高原地区刺山柑解剖特征研究

采用石蜡切片法对分布于海拔4 000 m的西藏札达的刺山柑解剖结构进行研究,进一步探讨青藏高原植物独特生理结构及其与环境的适应性。结果表明刺山柑具有适应高山荒漠草原环境的典型结构特征: 次生根周皮发达,具有较厚的木栓层和发达的次生木质部;茎具表皮毛和角质层,皮层较厚,厚角组织发达,髓较小;叶具角质层,气孔密集,栅栏组织多层,为双栅型等面叶;花冠较大,白色花瓣,适于虫媒传粉;侧膜胎座,子房多室,胚珠多数,花粉外壁较厚,具较强的抗腐蚀及抗酸碱性能。刺山柑形成上述结构特征是青藏高原特殊综合生态环境长期作用的结果。同时也是刺山柑对高原环境的高度适应。     

类短命植物阿尔泰独尾草的解剖学研究

通过常规石蜡切片法,对类短命植物阿尔泰独尾草的根、茎、叶、花等器官进行了解剖结构的研究。结果表明：阿尔泰独尾草的根系有明显的二型性,即有储藏根和吸收根的结构与功能分化,是其对生长发育快速、年休眠期长的类短命植物生活习性高度适应的结果;其营养器官表现出明显的旱生植物特征;储藏根与吸收根木质部的二型性及其内皮层的带状凯氏带增厚结构则说明独尾草属植物可能具有较为特殊的系统演化地位。     

类短命植物异翅独尾草的传粉特性

 该文对生长于新疆古尔班通古特沙漠的类短命植物异翅独尾草（Eremurus anisopterus）的传粉习性做了观察研 究,结果如下：异翅独尾草的花期从4月下旬至5月中旬,单花花期一般为1 d,而当遭遇最高温度不足20 ℃的阴 雨天气时,单花花期可延长至2 d。单花的开花时间一般为每天10∶30～15∶00,大约4～5 h,单个花药的散粉 时间约为40 min,但其6枚花药的开裂与散粉具有明显的不同步性,显著地延长了单花的散粉时间,这是对干热 多风的沙漠生境中传粉者不确定性高度适应的结果。异翅独尾草花粉借风传播的距离可达70 m,但其中约60％花 粉的散布距离集中在20 m以内;昆虫是异翅独尾草的重要传粉媒介,蜜蜂、食蚜蝇、麻蝇、切叶蜂、隧蜂等是主 要的传粉者。蜜蜂和食蚜蝇访花时,都是先飞落到花基部黄绿色斑点处,然后沿着花被片的紫色脉纹进入到花内 ,黄绿色斑点是对花蜜的拟态,是异翅独尾草对高温多风沙环境高度适应的结果。昆虫的访花行为最活跃的时间 在10∶30～13∶30之间。一天当中单花的开放时间与沙漠中风速的日变化及访花昆虫的活动习性之间呈现出显著 的相关性。异翅独尾草的花粉与胚珠比（P/O）等于6 164,为适合于异花传粉的类型。人工套袋试验结果表明自 交是可育的,这可能是对占据了不稳定的、先锋生境的异翅独尾草缺乏远交机会的有效补偿。不存在无融合生殖 现象。     

入侵植物意大利苍耳种子萌发对环境因子的响应

室内受控条件下,研究了意大利苍耳种子萌发阶段对环境因子(外界温度、光照、土壤湿度、土壤盐分以及土壤酸碱度)的响应。结果表明:意大利苍耳对各环境因子都有较宽泛的耐受幅度,10—35℃条件下均有种子萌发,而最适宜温度为25℃。其种子萌发阶段对光照没有严格需求,光照和黑暗条件下的萌发率均超过了93%。意大利苍耳表现出了极强的土壤水分耐受性,在相对湿度为30%—100%的土壤环境中,均有超过70%的种子可以正常萌发。其种子萌发率随土壤盐分浓度的升高呈下降趋势,但在280mmol/L的土壤NaCl环境中,仍有1/3的种子可以萌发。其种子对土壤酸碱度表现出较强的耐受性,在pH值是4—10的土壤环境中,种子萌发率均高达90%以上。意大利苍耳在种子萌发阶段对温度、光照、土壤水分、盐分及土壤酸碱度均表现出了极强的耐受性,说明无论是温凉的高原山区,还是炎热的盆地沙漠;无论是开阔地,还是郁闭的林下、田间;无论是干旱的荒漠,还是湿润的河谷湿地;也无论是甜土,还是盐碱地都是意大利苍耳种子萌发的适宜生境。鉴于其宜生生境的广谱性和其生态危害的严重性,建议在所有的生境类型中对意大利苍耳进行全方位的严格监控,一经发现须立即铲除。     

生境破碎对古尔班通古特沙漠南缘骆驼刺种群生物学特性的影响

在破碎化生境中,植物种群的生物学特性直接反映植物对环境的响应特征和适应对策,探讨不同破碎化程度生境中植株的大小、密度、结实率、种子大小、种子质量以及萌发特性等,对深入了解植物在不同生境中的生存和繁殖状况有重要的指导意义。对古尔班通古特沙漠南缘9个斑块化骆驼刺种群的形态特征和繁殖生物学参数进行了连续2年的调查研究,研究结果表明：随着生境破碎化程度的加剧,骆驼刺的株高、冠幅、密度、结实率、种子大小、种子质量以及萌发率等均显著下降（P < 0.05）。生境破碎不仅强烈抑制了骆驼刺植株的营养生长,使其生长矮小,个体分布稀疏,而且严重阻碍了骆驼刺的繁殖成功和种群更新,增加了种群衰退甚至灭绝的风险。