基于不同DNA序列对四数獐牙菜系统位置分析

以扁蕾属植物为外类群,基于trnL-trnF序列、rpl16序列以及 ITS序列,采用最大简约法对四数獐牙菜的系统位置进行了分析.结果显示:尽管在ITS系统发育树、trnL-trnF系统发育树和rpl16系统发育树中所用的种和数量有所不同,所得到的3种系统发育树的拓扑结构也不一致,但四数獐牙菜的系统位置在3种系统发育树中的结果基本一致.在trnL-trnF系统发育树中,四数獐牙菜与花锚属的H.elliptica、H.brevicornis和H.weddelliana形成了一个单系群;而在ITS和rpl16系统发育树中,四数獐牙菜与歧散獐牙菜先聚在一起,再与花锚属的植物聚为一支支持率较高的单系支.研究表明,四数獐牙菜与Anagalidium属的歧散獐牙菜的亲缘关系最近,其次是与花锚属的植物,而与獐牙菜属植物的亲缘关系较远.本实验系统发育的结果支持将四数獐牙菜从獐牙菜属中分出而归入Anagalidium属的观点.     

高寒山生柳灌丛的群落特征研究

山生柳（Salix oritrepha）是我国的特有种。通过对山生柳灌丛植物群落结构特征的定量分析结果表明：该类型由97种植物组成,隶属30科65属。其中有灌木10种,草本植物87种,山生柳为建群种;地理成分以北温带分布为主;生活型以地面芽植物为主（52.59%）,其次为地下芽植物（27.89%）和高位芽（10.31%）,地上芽和一年生植物仅占9.21%;群落结构比较简单,大体可以分为灌木层和草本层植物。灌木层物种多样性指数偏低,垂直结构各层次间物种多样性大小为草本层>灌木层。     

坡位对高寒灌丛群落谱系多样性和谱系结构的影响

群落谱系信息是生物多样性研究的主要内容之一,坡位是影响群落物种组成的重要地形因素,因此,研究坡位与群落谱系多样性和谱系结构的关系对于提高我们对群落谱系多样性分布规律及群落构建机制的理解具有重要意义。本研究以青藏高原东北部(青海省)高寒灌丛为对象,分析了高寒灌丛群落中草本植物群落、木本植物群落以及灌丛群落整体的谱系多样性及群落谱系结构随坡位变化的规律及其影响因素。结果表明:草本植物群落和灌丛群落整体谱系多样性随坡位的下降均表现出单峰变化规律,在中部坡位谱系多样性最高,而灌丛木本植物群落的谱系多样性、灌丛群落(草本群落、木本群落及灌丛群落整体)的谱系结构无显著变化规律。将土壤理化因子(土壤全氮、全磷、pH和土壤含水量)与群落谱系多样性和谱系结构进行多元回归分析,发现土壤理化因子对群落谱系多样性的解释能力显著高于群落谱系结构,土壤含水量对草本植物群落和灌丛群落整体的谱系多样性影响极为显著。综上所述,坡位主要通过改变草本植物群落而不是木本植物群落物种组成来影响灌丛群落谱系多样性,而群落谱系结构受坡位影响较小。     

不同采收期栽培宽叶羌活挥发性成分的研究

采用水蒸气蒸馏法提取不同采收时间(5、6、7、8和9月)栽培宽叶羌活药材中的挥发油,测定其含量;通过GC-MS对挥发油成分进行了分析鉴定,并采用面积归一化法计算各组分的相对含量。实验结果表明,不同采收时间,栽培宽叶羌活挥发油含量存在差异,以8月份采收的药材挥发油含量最高;挥发油经GC-MS分析,共鉴定出39个化合物,有31种共有成分;对共有组分进行主成分分析显示,香桧烯、α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、γ-萜品烯、乙酸龙脑酯、α-红没药醇等15种成分可作为挥发油季节变化的特征组分。不同季节采集的羌活生药材,其挥发油含量和成分具有一定的差别,在一定程度上反映了其药用价值的微妙差异,可为羌活药材药理药用价值的进一步开发利用提供一定的参考。     

青藏高原高寒灌丛生态系统草本层生物量分配格局

青藏高原高寒灌丛生态系统生物量分配的研究相对较少,尤其是其草本层。为了探究高寒灌丛生态系统草本层生物量分配特征及其影响因素,分析了青藏高原东北部灌丛生态系统的49个高寒灌丛样地的草本层地上与地下生物量特征及其气候因子之间的关系。结果表明1)草本层地上生物量与地下生物量分别为121.1,342.8 g/m2均大于高寒草地的地上生物量与地下生物量。2)草本层的根冠比为3.6低于高寒草地的根冠比。3)地上生物量与地下生物量之间呈现幂函数的关系y=8.0x0.83(R2=0.48,P0.001)。4)根冠比与年均温度、年均降雨量之间没有显著的相关关系。     

UV-B增强下施硅对水稻生长及CH4排放的影响

通过盆栽试验,研究了UV-B增强下不同施硅量和硅肥种类对水稻生长及甲烷(CH₄)排放的影响.UV-B辐射设2个水平,即对照(自然光,A)和增强20%(E);硅肥设4个水平,即Si₀(不施硅,0 kg SiO₂·hm^-2)、Si₁(硅酸钠,100 kg SiO₂·hm^-2)、Si₂(硅酸钠,200 kg SiO₂·hm^-2)和Si₃(钢渣硅肥,200 kg SiO₂·hm^-2).结果表明: 施硅能缓解UV-B增强对水稻生长的抑制作用,使分蘖数、叶绿素含量、地上部和地下部生物量增加.施硅对水稻生长的促进作用随施硅量(硅酸钠)的增加而增加,钢渣硅肥的促进作用大于硅酸钠.UV-B增强可提高稻田CH₄的排放通量和累积排放量,施硅显著降低CH₄的排放通量和累积排放量,且CH₄排放随施硅量的增加而减少.在施硅量相同的情况下,钢渣硅肥的减排效果优于硅酸钠.表明在水稻生产中,施用钢渣硅肥不仅能实现废弃物利用,而且可有效降低UV-B增强下CH₄的排放量.     

濒危植物宽叶羌活天然居群cpDNA非编码区多态性分析

采用叶绿体DNA非编码区直接测序的方法,对青海、甘肃、四川3个省区内濒危植物宽叶羌活14个天然居群的遗传多样性和遗传结构进行了研究,以明确其遗传背景,为宽叶羌活的保护提供理论依据。结果表明:(1)14个居群138个个体的序列长度介于509~515bp;碱基组成A+T含量较高(平均67.6%)。(2)根据序列的核苷酸变异共鉴定出31个单倍型,其中9种单倍型(H5、H1、H9、H10、H16、H17、H19、H20、H22)为居群所共享,而且单倍型H5分布最广、在10个群体的67个个体中检测到,占总样品数的48.56%。(3)14个居群宽叶羌活具有高水平单倍型多样性(Hd=0.750 3)和较高水平核苷酸多样性(Pi=0.007 11),但31个单倍型没有按地理分布形成明显的族群,各地理单元中的单倍型相互混杂,没有明显的地理分化模式。(4)AMOVA分析、居群间分化度(FST=0.602 4)分析和基因流(Nm=0.330)分析的结果一致,表明宽叶羌活大部分遗传变异(60.24%)发生在居群间,居群间的基因流较低,群体间变异是宽叶羌活的主要变异来源。(5)14个居群的遗传距离在0.000~0.007,平均为0.003,表明居群间的亲缘关系较远,且居群间的遗传距离与地理距离之间无显著相关关系(P=0.143),说明宽叶羌活居群遗传变异的分布没有明显的地理趋势。研究认为,宽叶羌活居群间高的遗传变异可能是由基因流受阻、遗传漂变、地理隔离造成的,并提出了对该物种遗传多样性的保护策略。     

青海省高寒灌丛物种多样性、生物量及其关系

物种多样性对生态系统功能的作用是生物多样性研究的核心领域之一,生物量水平是生态系统功能的重要表现形式,而植物群落的生物量则是生态系统生物量的基础,因此研究植物群落物种多样性与生物量的关系,对于阐明植物多样性对生态系统功能的作用具有重要意义。通过对青海省高寒灌丛生物量、灌丛物种多样性特征以及与生物量的关系调查,得到以下结果:(1)被调查灌木植被群落的40个样地中共出现了207种植物(其中灌木植物18种,草本植物189种),隶属于130属,43科,灌木以蔷薇科、杜鹃花科为主,而草本以菊科、龙胆科、毛茛科和莎草科占优势。(2)群落多样性指数偏低,植物群落结构简单,物种组成稀少。小叶金露梅群落的多样性指数最大,金露梅群落、细枝绣线菊群落和鲜卑花群落次之,百里香杜鹃+头花杜鹃群落最低。(3)不同高寒灌丛类型生物量介于1893.03—7585.41 g/m~2之间,平均值为3775.9 g/m2,其中灌木生物量占灌丛总生物量的73.55%,草本为26.45%。(4)总生物量随草本物种多样性和群落物种多样性的增加而减小;草本生物量随其物种多样性的增加而减小,而灌木物种多样性与其生物量并无显著相关性。     

柴达木盆地荒漠灌丛群落谱系结构研究

谱系信息是群落生态学和保育生物学研究的主要内容之一。为探究柴达木盆地荒漠灌丛群落谱系结构及其与环境因子的关系,该研究以柴达木盆地荒漠灌丛为对象,基于群落中物种存在与否的物种组成数据,使用R语言中picante软件包计算了灌丛群落谱系多样性指数和谱系结构指数,并且分析了谱系结构指数与年均温度、年均降水以及土壤含水量之间的关系,以揭示柴达木盆地灌丛群落物种之间的亲缘关系和群落生物多样性维持机制。结果表明:(1)柴达木盆地灌丛群落谱系结构与土壤含水量之间存在极显著相关性(P=2.77×10-6),随着土壤含水量的增加,群落谱系结构聚集程度逐渐降低,表现出生境过滤作用逐步减弱,生物间相互作用逐渐加强的变化趋势。(2)群落谱系结构与年均温度、年均降水之间无显著相关性。(3)典型荒漠生境灌丛和河谷(河漫滩)生境灌丛群落的谱系结构差异显著(P0.05),整体上分别表现为谱系聚集状态和谱系发散状态;河谷(河漫滩)生境灌丛群落的谱系多样性显著高于典型荒漠生境灌丛(P0.05)。(4)将群落谱系信息应用在生物多样性保护实践中,发现河谷(河漫滩)生境灌丛群落较典型荒漠生境的灌丛群落可能具有更高的保护价值。研究认为,将群落谱系研究与保育生物学理论结合将会使生物多样性保护策略更加科学有效。     

禁牧封育对黄河源高寒草甸植被群落结构及土壤水分特征的影响

为探讨禁牧封育对黄河源高寒草甸生态系统的影响,研究选取玛沁高寒草甸作为对象,通过野外调查和室内试验,分析了禁牧封育对黄河源高寒草甸植被结构和土壤水分特征在不同禁牧封育条件下的变化情况。结果表明:(1)随着禁牧封育年限的延长,植被盖度和高度均呈增加趋势,物种多样性指数、丰富度指数和物种数呈先增加后稳定趋势,优势度指数先下降后稳定,均匀度指数变化不显著。就功能群而言,随封育年限增加,禾本科、豆科植物重要值占比呈逐步增加趋势,莎草类植物重要值占比呈先快速增加后趋于稳定的趋势,杂类草重要值占比明显下降。(2)随禁牧封育年限增加,地上生物量逐步增加,地下生物量和地上地下总生物量呈先增加后稳定趋势,禁牧封育对地下生物量的影响主要集中在0-20 cm。(3)禁牧封育对黄河源高寒草甸土壤容重、持水量及孔隙度的影响主要集中在表层(0-5 cm),随封育年限的增加,表层土壤容重呈先下降后稳定趋势,土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量呈增加趋势,土壤毛管孔隙度和总孔隙度先增加后稳定,非毛管孔隙度无显著变化。与重度退化相比,封育5年样地0-5 cm土壤容重显著下降30.25%(P<0.05),饱和持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度和总孔隙度分别显著增加14.44%、18.36%、28.19%、18.36%、12.09%(P<0.05)。表明短期禁牧封育不仅有利于改善黄河源高寒草甸植被群落结构,而且能够增强该地区土壤水源涵养功能。