长春花(Catharanthus roseus)对热带珊瑚岛生理生态适应性研究

长春花(Catharanthus roseus)是夹竹桃科的一种亚灌木植物,具有重要的药用价值和观赏价值,在前期的试验性种植中,发现长春花对热带珊瑚岛环境有很强的适应性。为了探讨长春花对热带珊瑚岛环境的生理生态适应性,该文以移植到热带珊瑚岛的长春花和生长于海南省文昌市苗圃的长春花为研究对象,对其叶片的形态解剖结构、生理学特征、营养元素含量等进行了分析。结果表明:(1)与苗圃生长的长春花和其他耐胁迫的植物相比,移植到热带珊瑚岛上的长春花具有叶片厚、栅栏组织发达、比叶面积小等形态解剖特征,这些特征有利于其光能吸收、水分储存和对环境资源的利用。(2)长春花的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性较高,表现出较强的抗氧化性和抗胁迫能力。(3)长春花的叶绿素a和叶绿素b含量较低,可以减少过多的光能进入叶绿体光合系统,防止过剩的光能对光合系统产生伤害。(4)热带珊瑚岛土壤养分含量低,但生长在岛上的长春花叶片的营养元素含量高,表现出很强的养分吸收和利用能力。因此,长春花对干旱、贫瘠等恶劣生境具有很好的适应能力,可以作为热带珊瑚岛植被恢复工具种。     

莲叶桐对热带珊瑚岛环境的生理生态适应性

为探究莲叶桐(Hernandia nymphaeifolia)对热带珊瑚岛季节性干旱、强光、盐碱等环境的生理生态适应性,该文对海南省文昌市试验苗圃(以下简称文昌苗圃)和移栽到热带珊瑚岛的莲叶桐的叶片形态解剖结构、抗氧化能力、抗逆渗透物质含量和光合色素等进行了研究。结果表明:(1)与文昌苗圃相比,莲叶桐在移栽到热带珊瑚岛后,比叶面积减小33%,气孔密度下降15%,叶片厚度增加36%,而海绵组织更发达且栅栏组织排列更紧密(厚度分别增加24%和80%),使其能在珊瑚岛环境中更有效地利用光照和水分资源,从而提高光合作用和减少蒸腾作用。(2)移栽到热带珊瑚岛后,莲叶桐的叶绿素含量显著降低86%,而脯氨酸含量、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性却显著升高(分别升高了130%、615%、209%和369%),使其能更好地保护自身光合系统,从而避免岛礁恶劣环境对植物细胞膜透性的破坏。以上结果表明,莲叶桐对热带珊瑚岛干旱、强光、盐碱等环境具有良好的生理生态适应性,可以作为热带珊瑚岛和海滨地区植被恢复的工具种。     

粤港澳大湾区不同恢复模式植物群落结构与生态系统健康的动态变化

基于长期定位监测数据,量化揭示了红锥纯林（Castanopsis hystrix）、10种与30种乡土树种混交林等3种乡土人工林植物群落的生物量、物种多样性、生物热力学健康水平（eco-exergy）和土壤理化性状在种植后13年内的发展动态,并与尾叶桉（Eucalyptus urophylla）纯林,以及自然恢复系统（灌草坡）进行了比较。结果表明：（1）研究期间,5种恢复模式的植物群落生物量均呈现波动上升趋势,但在发展节率上有所差异。13龄时的尾叶桉纯林与两种乡土树种混交林生物量显著高于其各自1龄时的水平,且显著高于自然恢复灌草坡;相较于其他人工林,红锥纯林生物量增长缓慢,但快于灌草坡;（2）5种恢复模式植物群落的物种多样性（物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数）在6至13龄间均呈下降趋势,且30种乡土树种混交林下降趋势最为显著。13龄时,两种混交林Shannon-Wiener指数略高于两种纯林,显著高于灌草坡;10种乡土树种混交林的Pielou均匀度指数略高于红锥纯林与30种乡土树种混交林,显著高于尾叶桉纯林与灌草坡。（3）4种人工林的植物群落生物热力学健康水平皆在6至13龄间显著增加;13龄时两种乡土混交林群落生态显著高于两种纯林,两种纯林显著高于灌草坡,且该差异主要源自于乔木层生态的差异。（4）不同植被恢复模式中,10种乡土树种混交林土壤养分的累积效果最佳,13龄时其土壤总氮含量显著高于红锥纯林和自然恢复灌草坡,但与30种乡土树种混交林和尾叶桉纯林无显著差异。（5）冗余分析结果显示,研究期间植被与土壤间的相关关系逐步建立,土壤理化性状对地上植被结构变化的解释度由1龄时的73.3%逐步上升至13龄时的82.0%,但只有土壤有机碳含量在13龄时与地上植被结构的相关性达到显著水平。上述结果表明,乡土种人工林与外来种人工纯林群落结构、生物热力学健康水平、及植被与土壤间关系的发展规律相似,且相对而言,混交林优于纯林,纯林优于自然恢复灌草坡。植被恢复的起始物种丰富度并不是越高越好;发展到13龄时,10种乡土树种混交林在植被结构与土壤改良方面均优于30种乡土树种混交林。植被与土壤间相关关系的建立是一个长期的过程,不同植被恢复模式对土壤理化性状的差异性影响难以在短期内有所显现。     

西沙群岛银毛树(Tournefortia argentea)的生态生物学特性

银毛树(Tournefortia argentea)为紫草科紫丹属常绿小乔木或灌木,是东半球热带海岸和海岛常见的先锋植物,具有重要的生态价值、观赏价值和食用价值。为掌握银毛树对热带珊瑚岛环境的生态适应机理,为其保护和开发利用提供基础资料,该研究以西沙群岛东岛自然生长的银毛树为对象,对其形态解剖结构、生理学特征、叶片营养元素和根际土壤的理化性质等进行了分析。结果表明:(1)银毛树具有叶表面气孔密度低、比叶面积小、海绵组织发达、枝条的空腔比高等特点,有较好的储水抗旱能力。(2)银毛树叶片表面有厚密白色绢毛覆盖,可以反射强光、降低水分散失,有利于其适应强光和干旱环境。(3)银毛树叶片的脯氨酸含量较高,能够很好地抵抗渗透胁迫,为细胞提供良好的生存环境。(4)银毛树生长的土壤呈强碱性,养分和水分含量较低,但其叶片营养元素含量正常,表明其对土壤养分的利用率高,能够很好地适应瘠薄的土壤环境。(5)银毛树木质部密度低,枝干脆弱易折,可防止被大台风连根拔起,同时枝干含水丰富,有利于其抵抗台风及树冠的快速恢复。因此,银毛树能较好适应干旱、强光和瘠薄的滨海沙滩环境,在热带珊瑚岛(礁)或滨海地区防风固沙及植被恢复方面有较好的应用前景。     

有害植物孪花蟛蜞菊扩张对西沙岛屿陆生软体动物的影响

有害植物孪花蟛蜞菊(Wedelia biflora)的扩张对我国西沙群岛原生植物群落结构和功能产生了深刻影响, 但陆生软体动物如何响应该扩张却未见报道。本文调查了西沙群岛永兴岛孪花蟛蜞菊不同扩张程度下褐云玛瑙螺(Achatina fulica)、钻头螺科、坚齿螺科和拟阿勇蛞蝓科等主要陆生软体动物的残体分布情况, 测定了残体的分布密度和壳高、壳宽、壳重等可量化性状指标, 研究了孪花蟛蜞菊扩张对陆生软体动物种群的影响。结果表明: (1)随孪花蟛蜞菊扩张程度增加, 钻头螺科和褐云玛瑙螺的种群密度增加, 坚齿螺科种群密度减小, 拟阿勇蛞蝓科种群密度出现先增加后减少的趋势; (2)陆生软体动物类群的体型分布频率随孪花蟛蜞菊扩张呈现不同的变化趋势, 褐云玛瑙螺较小个体数量增加, 其他陆生软体动物体型分布变化不明显或较大体型残体分布增加; (3)孪花蟛蜞菊扩张对褐云玛瑙螺体型特征产生抑制作用, 褐云玛瑙螺主要采用r策略来响应有害植物扩张的影响。综上, 有害植物孪花蟛蜞菊在热带珊瑚岛屿植被中的扩张改变了陆生软体动物的形态、密度与种群结构, 不同的软体生物类群表现出不同响应策略, 在海岛有害生物的综合防治过程中应该引起足够重视。