甘肃草地4种毒杂草潜在入侵区预测研究

针对4种著名的草原毒杂草:醉马草,黄花棘豆,狼毒和露蕊乌头,应用生态位模型分别研究其在甘肃的潜在扩散区域。首先,通过最近邻体距离法和相关性分析分别选取样本数据和环境变量,接着应用最大熵方法(Maxent)建立生态位模型,预测了4种毒杂草的潜在分布区。最后通过Matlab和ENMTools计算了地理分布重心、平均海拔、等级分布区比例、生态位宽度、生态位重合度和地理分布重合度。研究结果表明:4种毒杂草中醉马草和狼毒的环境适应能力较强,但醉马草的分布范围更为广泛,从祁连山脉一直延伸到甘南草原,扩散重心基本在祁连山西侧,而狼毒分布范围主要在甘肃南部,地理分布重心大致位于兰州地区。黄花棘豆的分布范围主要集中在祁连山脉,而露蕊乌头更偏向甘南草原地区。     

退化典型草原狼毒种群结构与数量动态

狼毒(Stellera chamaejasme)是我国退化草原上常见的一种毒害草,在一些退化严重的草原上可能形成以狼毒为优势种的群落,严重影响我国天然草原畜牧业的可持续发展。本文根据狼毒的枝条数将狼毒种群划分成10个龄级(Ⅰ～Ⅹ),研究了坝上地区退化典型草原狼毒种群的年龄结构、种群结构动态指数、种群静态生命表、存活曲线及生存分析,量化狼毒种群的生存状况。结果表明: 研究区内狼毒种群年龄结构呈增长型,狼毒幼苗充足但存活率不高;狼毒种群结构呈增长型,但种群发展过程存在波动性,特别是在第Ⅱ、Ⅷ龄级时个体数量会发生骤降,是狼毒种群自身发展的瓶颈时期;狼毒种群的存活曲线为Deevey-Ⅱ型,但生存分析表明狼毒种群具有前期锐减、后期稳定的特点,主要因为Ⅰ或Ⅱ龄级狼毒的死亡密度函数(f_x)和危险率(λ_x)最大。Ⅰ龄级个体充足是狼毒种群在退化典型草原扩张的基础,但幼龄个体的转化率低可能是狼毒种群在草原退化早期无法快速扩张的原因之一。建议在草原退化早期狼毒数量有限时及早介入进行防除。     

高通量测序分析甘肃高寒草原瑞香狼毒根内生菌群落结构特征研究

【背景】瑞香狼毒是我国天然草地退化的标志性植物之一,在入侵的过程中其根内微生物发挥着重要的作用,探究瑞香狼毒根内微生物群落对有益微生物资源的利用及生物防控瑞香狼毒具有重要意义。【目的】探究甘肃省祁连山东麓不同高寒草原毒性杂草瑞香狼毒根部内生真菌和细菌的组成、多样性等群落结构特征。【方法】通过Illumina MiSeq高通量测序技术对甘肃祁连山东麓不同高寒草原的瑞香狼毒根部内生菌组成及多样性进行分析。【结果】不同高寒草原瑞香狼毒根内子囊菌门(Ascomycota)在真菌中占优势地位;蓝细菌(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)在根内生细菌中属于优势类群。G4样点的真菌和细菌OTU(OperationalTaxonomic Unit)数量和Shannon多样性指数均高于其他4个采样点。主坐标分析(Principal Coordinate Analysis,PCoA)表明,不同高寒草原瑞香狼毒根内生菌群落之间存在一定的差异。One-Way ANOVA分析结合Pearson相关性分析显示,不同样地瑞香狼毒真菌群落结构在属水平上相关性较小,而细菌在属水平存在一定的相关性。【结论】本研究为进一步开发利用瑞香狼毒内生真菌和细菌资源、阐明瑞香狼毒内生菌群的群落结构和生态功能提供理论参考。     

退化草地瑞香狼毒对小尺度群落组成及土壤理化性质的影响

过度放牧导致草原生态系统呈现明显的退化趋势,草原优良牧草减少,逐渐转变成以有毒植物为优势种的退化草原。作为草地退化的指示种,有毒植物对邻近植物及土壤环境的影响一直是生态学研究的重要科学问题之一。为了更好地探究有毒植物在退化草地生态系统恢复过程中的影响,本研究以海拉尔自然保护区内封育恢复中的羊草草原为研究对象,依据群落中瑞香狼毒(Stellera chamaejasme)枝条数将植物群落划分为3个水平:高密度瑞香狼毒植物群落、低密度瑞香狼毒植物群落、无瑞香狼毒植物群落,调查群落物种组成并测定了土壤理化指标。结果显示:(1)高密度瑞香狼毒小尺度范围内改变了群落物种组成,提高Shannon指数和Patrick指数,说明在退化草地恢复过程中瑞香狼毒的存在能够改变群落物种丰富度进而改变其物种多样性。(2)随着瑞香狼毒密度的增加,部分禾本科植物与瑞香狼毒的联结性质也发生了变化。早熟禾(Poa annua)、贝加尔针茅(Stipa baicalensis)与瑞香狼毒的联结性质由正联结变为负联结;洽草(Koeleria litvinowii)由无联结变为负联结;羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、羽茅(Achnatherum sibiricum)未发生改变。(3)瑞香狼毒能够改变群落中各科相对重要性。随着瑞香狼毒密度增加,豆科、蔷薇科重要值增大,菊科重要值降低,禾本科无明显变化。(4)瑞香狼毒对土壤全氮、pH有一定的影响。其中,低密度瑞香狼毒群落的土壤全氮含量显著高于其他两组,其土壤pH也显著高于无瑞香狼毒存在的对照组。土壤全碳、速效态的氮和磷在不同密度瑞香狼毒群落之间无明显差异。土壤理化性质小尺度的变化可能是推动退化草地植物恢复的基础。     

瑞香狼毒的民族植物学、植物化学及其药理学研究进展

瑞香狼毒(Stellera chamejasme L.)属瑞香科(Thymelaeacea)狼毒属(Stellera L.)多年生草本植物,分布于我国东北、华北和西南等地,多集中分布在草原地区,对于高寒、干旱等恶劣的环境具有较强的忍受性和适应性,在退化草场上逐渐成为优势种,抑制了牧草的生长,影响畜牧业发展。瑞香狼毒全株有毒,但具有一定的药用价值,中医常用来治疗水肿及皮肤病;瑞香狼毒含有香豆素类、木脂素类、黄酮类、二萜类和苯丙素类等等多种活性成分,具有抑菌、抗肿瘤等作用。本文综述了近年来瑞香狼毒分类分布、生药学、植物化学以及药理学等方面的研究进展,为更好地防治和利用瑞香狼毒提供理论依据。     

吉林省西部草原三种优势有毒植物及其利用探讨

本文对吉林省西部草原退化草场上三种优势有毒植物一狼毒大戟（ＥｕｐｈｏｒｂｉａｅｓｕｌａＬ．）、苦参（ＳｏｐｈｏｒａｆｌａｖｅｓｃｅｎｓＡｉｔ．）、瑞香狼毒（ＳｔｅｌｌｅｒａｃｈａｍａｅｊａｓｍｅＬ．），从资源学角度对其利用途经进行了初步探讨．为今后深入研究利用这三种占有相当优势的草原危害植物．探索经济利用途经，使其从单纯的清除对象变为清除与利用结合，在草地资源的生态一经济利用中发挥作用提供参考。     

内蒙古退化草原狼毒种子的种群分布格局与散布机制

狼毒 (Stellera chamaejasme)为瑞香科多年生草本植物 ,是主要的草地有毒植物种类之一。采用邻接格子样方法和分布指数 (DI)以及平均拥挤度 (m* )指标 ,研究了内蒙古西辽河平原北部典型草原区内的狼毒 (Stellera chamaejasme)种子种群分布格局强度、类型与规模 ;根据顺序远离母株的取样调查 ,定量地分析了狼毒种子在 8个方向上的散布格局。结果表明 ,狼毒种子在落种期之前为随机分布 ,而在落种期结束后为聚集分布 ,种子种群斑块大小平均为 0 .0 8m2 。狼毒种子在 8个方向上的散布表现为不同的散布格局模式。在不同方向随着累积面积增加狼毒种子散布数量变化符合 L ogistic曲线增长。各方向种子散布数量与顺风风向频率显著正相关。狼毒种群具有“近母株散布”的种子散布机制 ,基本散布半径为 0～ 5 0 cm。狼毒种群通过种子散布扩展其分布空间的能力是很有限的     

退化草原狼毒个体年龄判定方法及其种群年龄结构的研究

详细观察了内蒙古东部退化草原糙隐子草(Cleistogenes squarosa)群落内狼毒(Stellera chamaejasme)的根颈分枝形态及其生长发育特点,研究了狼毒种群的年龄结构．结果表明,狼毒个体实际年龄为“类二叉分枝(quasi-dichotomous branching)回数加2”;根颈上茎的残茬、枝痕和环状痕是确定根颈分枝回数的重要辅助特征．重牧、过牧、极牧3个放牧演替阶段内狼毒个体最大年龄依次为15、16和19龄．8龄级个体数最多,其年龄比分别为18．71％、24．20％和19．06％．重牧阶段缺失1和2龄个体;过牧和极牧阶段均缺失1龄个体．狼毒种群年龄结构为“初始衰退型”,存活曲线接近于“凸型”或DeeveyⅠ型．老龄组(13龄以上者)个体数在重牧、过牧、极牧演替阶段分别占4．83％、2．84％和14．02％．随着放牧干扰的加剧,狼毒种群年龄结构呈现老龄化趋势．     

甘肃典型高寒草原退化植物瑞香狼毒对根际土壤微生物群落的影响研究

[目的] 瑞香狼毒（Stellera chamaejasme L.）为瑞香科狼毒属（Stellera）多年生草本植物,是我国草地退化的标志性植物之一。本研究旨在探究甘肃高寒草原主要毒草瑞香狼毒根际微生物群落结构及其与土壤环境因子和酶活性之间关系,为治理因瑞香狼毒入侵引起的草地退化提供理论依据。[方法] 采用Illumina MiSeq高通量测序技术对甘肃不同地区高寒草原的瑞香狼毒根际土壤微生物组成及多样性进行分析,并进一步分析土壤理化性质和酶活性与微生物群落的相关性。[结果] 不同地区瑞香狼毒根际土壤pH随海拔升高呈现上升趋势,土壤中大量和微量营养元素含量以及土壤酶活性的变化各异。在门水平上,子囊菌门（Ascomycota）、接合菌门（Zygomycota）和担子菌门（Basidiomycota）在根际土壤真菌中占优势地位;放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）在根际土壤细菌中属于优势类群。海拔2964 m样地的真菌和细菌OTU（operational taxonomic unit）数量和Shannon多样性指数均高于其他4个采样点（海拔2373、2608、2733、3280 m）。RDA（redundancy analysis）分析结果显示,瑞香狼毒根际土壤微生物不同,受土壤环境因子的影响不同;相关系数表明,土壤真菌多样性与土壤钾、磷、铁、钙、钼、海拔、土壤水分、过氧化物酶呈正相关,与土壤温度、多酚氧化酶、脱氢酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶呈负相关;土壤细菌与土壤pH、钾、磷、镁、钙、土壤水分呈负相关,与多酚氧化酶、过氧化物酶、脲酶、脱氢酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶呈正相关。[结论] 甘肃省不同地区高寒草原瑞香狼毒根际微生物群落组成和多样性差异明显,土壤理化性质与土壤真菌具有较强的正相关关系,而土壤酶则更多地影响着土壤细菌群落的组成和多样性。     

不同年龄瑞香狼毒的根水提液对青藏高原高寒草甸4 种常见植物的化感作用

瑞香狼毒是我国主要的草地毒害草, 也是青藏高原高寒草甸危害最为严重的草地毒害草之一。已有研究表明, 狼毒根系及其器官具有化感作用, 但是对不同年龄狼毒植株化感作用的差异尚未见报道。研究选取2 个年龄段(3-5 龄与8-10 龄)的狼毒植株, 对比研究了其根系水提液对4 种高寒草甸常见植物垂穗披碱草(Elymus nutans)、歪头菜(Vicia unijuga)、草玉梅(Anemone rivularis)、川西翠雀(Delphinium tongolense)种子和幼苗生理与生长的化感作用。结果显示: 狼毒根系水提液提高了4种植物种子内脯氨酸含量和质膜透性含量以及幼苗苗内丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)含量, 降低了4 种植物萌发种子体内可溶性糖和可溶性蛋白含量, 并且有效的抑制4 种植物根系与幼苗的生长。同等浓度的根系水提液, 8-10 龄的狼毒对4种常见植物种子和幼苗的生长与生理的化感作用大于3-5 龄的狼毒所产生的化感作用, 其中8-10 龄狼毒稀释10 倍根系水提液对部分植物种子与幼苗的生理和生长的化感作用与3-5 龄狼毒根系水提原液所产生的化感作用相似。研究表明瑞香狼毒随年龄增加化感作用增强, 8-10 龄狼毒比3-5 龄狼毒在群落竞争中有更大的竞争优势, 其高龄狼毒较低浓度的根系水提液产生了与低龄狼毒较高浓度的水提液相似的化感效应。     

青海祁连瑞香狼毒的光谱差异特征提取

瑞香狼毒是分布在青海省高寒草甸的主要毒害草之一,近年来其迅速蔓延对当地畜牧业危害严重并使草地生态系统日趋退化.在海北州祁连县选取狼毒分布的典型退化草甸,采用2012—2014年狼毒盛花期获取的实测光谱数据,分析狼毒与牧草的光谱差异性.结果表明： 在350~900 nm的可见光 近红外波段,狼毒顶花的光谱反射特征明显异于狼毒叶片和同期牧草等绿色背景,顶花与绿色背景的光谱反射率差异主要体现在红谷和蓝谷.随着盖度的增加,狼毒群落光谱反射率整体升高,在近红外反射峰处狼毒群落与牧草群落光谱反射率具有最大差值,且不同盖度狼毒群落之间的差异性最明显.顶花与绿色背景以及狼毒群落与牧草群落的一阶导数光谱差异均体现在黄边幅值和蓝边幅值.狼毒群落盖度与光谱特征参量的线性回归分析表明,红谷与狼毒群落盖度的相关性最好(R²=0.94),反演狼毒群落盖度的精度最高.盛花期区分狼毒与牧草的主要光谱特征参量为红谷、蓝谷与近红外反射峰,其对应的红、蓝及近红外波段的组合可用于构建狼毒提取的敏感指数.     

防除狼毒对狼毒斑块植物-土壤C、N、P化学计量特征的影响

使用化学除草剂防除狼毒能有效遏制狼毒种群的扩张,对于防除狼毒后狼毒斑块的植被和土壤生态化学计量特征的研究鲜有报道。基于此,本研究运用生态化学计量学的原理、方法,以分枝数相同的单株狼毒（Stellera chamaejasme）斑块为研究对象,通过化学药剂防除狼毒后,分析狼毒斑块内外植物-土壤C、N、P含量及其比值的变化,探讨植物和土壤化学计量特征的内在联系以及狼毒斑块的养分循环规律,为狼毒型退化草地的生态恢复及利用提供参考。结果表明：防除狼毒后禾本科生物量有所增加,豆科和杂类草地上生物量显著低于狼毒斑块内（P<0.05）。不同狼毒斑块的豆科植物N含量和杂类草P含量最高,防除狼毒后植物C、N含量高于其他斑块;禾本科P含量为狼毒斑块外显著高于狼毒斑块内（P<0.05）;狼毒斑块内外莎草科C∶N显著高于防除狼毒（P<0.05）;莎草科和豆科C∶P和N∶P为防除狼毒显著高于狼毒斑块内和狼毒斑块外（P<0.05）,杂类草C∶P和N∶P为防除狼毒显著高于狼毒斑块外（P<0.05）,禾本科C∶P为狼毒斑块内显著高于防除狼毒和狼毒斑块外（P<0.05）。不同狼毒斑块土壤C、P含量以及C∶P表现为狼毒斑块内>狼毒斑块外>防除狼毒,N含量和N∶P为防除狼毒>狼毒斑块内>狼毒斑块外,C∶N表现为狼毒斑块内和狼毒斑块外显著高于防除狼毒（P<0.05）。冗余分析（RDA）结果显示植物与土壤的C,C∶N,C∶P,N∶P两两显著正相关,N,P两两显著负相关,且防除狼毒后对植物和土壤的N含量,N∶P以及植物P含量影响较大。     

两种除草剂对狼毒和棘豆组织结构及膜代谢的影响

研究了自然状况下2种草原毒草狼毒(Stellera chamaejasme)和棘豆(Oxytropis ochrocephala)在除草剂“灭狼毒”和“灭棘豆”作用下组织结构和膜代谢的变化。在适当剂量的药剂处理下,两种除草剂分别对细胞膜系统产生影响．使膜脂过氧化生成MDA;细胞外渗液的电导率增大。“灭狼毒”和“灭棘豆”都可以使狼毒和棘豆叶片栅栏组织排列呈疏松变化趋势．细胞间隙增大．叶肉细胞结构破坏,形成大的空腔;保卫细胞萎缩．气孔下腔增大。这表明,这两种除草剂在各自作用的植物体内部即能破坏植物细胞的膜结构,引起原生质电解液外漏．导致细胞失水,同时还影响植物的运输机能．进而影响植物的结构,最终导致植物的死亡。     

瑞香狼毒根中异新狼毒素A和新狼毒素B对松材线虫和拟松材线虫的触杀活性研究

从瑞香狼毒(Stellera chamaejasme L.)根乙醇提取物中分离得到了两个二氢黄酮类化合物,结合核磁共振波谱学数据解析,确定其结构为异新狼毒素A(isoneochamaejasmin A)和新狼毒素B(neochamaejasmin B)。并采用实验室活体生物试验方法,研究了这两个化合物对松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)和拟松材线虫(Bursaphelenchus mucronatus)二龄幼虫的触杀活性。结果表明,异新狼毒素A和新狼毒素B对两种线虫均具有一定的触杀活性,且在相同的处理时间和浓度下,新狼毒素B对两种线虫的触杀活性均强于异新狼毒素A。     

新狼毒素A诱导人黑色素瘤A375细胞凋亡的机制研究

为探讨新狼毒素A抑制人黑色素瘤A375细胞增殖及诱导凋亡的作用。本实验采用噻唑蓝(MTT)法检测新狼毒素A对人黑色素瘤A375细胞增殖的影响,Hoechst33258法观察细胞形态,流式细胞仪检测细胞凋亡率和线粒体膜电位,Westernblot检测凋亡相关蛋白表达。结果显示新狼毒素A以时间剂量依赖性的方式显著抑制A375细胞的增殖;不同浓度新狼毒素A(0、15、30、45μmol/L)作用于A375细胞48h后细胞出现显著凋亡特征,新狼毒素A增加A375细胞的凋亡率且降低了线粒体膜电位,上调Bax、caspase-3和细胞色素C(CytochromeC)蛋白的表达,下调Bcl-2蛋白的表达。以上结果说明新狼毒素A抑制A375细胞增殖,诱导细胞凋亡,其机制可能与诱导线粒体途径的凋亡有关。     

全新世东北平原森林-草原生态过渡带的迁移

根据先前完成的化石花粉分布图,对我国东北权辽平源过去１万ａ森林－草原生态过渡带的摆动历史进行了重建。这项研究表明,在没在人类活动干扰的条件下,松辽平原森林－草原生态过渡带最偏西的时间既不在早全新世,也不在中全新世,而是在晚全新世;在过去的１万ａ内,森林－草原生态过渡带的最大摆动幅度不超过１５０ｋｍ,其最偏西时的位置距离现代位置约为１００ｋｍ。因此,东北松辽平原的主体部分在全新世中始终是草原,没有发     

狼毒大戟二萜类成分HPLC指纹图谱及聚类分析

为建立狼毒大戟药材的特征图谱,科学评价其质量,本文采用高效液相色谱法,乙腈-水梯度洗脱,测定了11批不同来源的狼毒大戟样品二萜类化合物,通过相似度分析建立了狼毒大戟提取物的高效液相指纹图谱,并对11批药材进行系统聚类分析。本文采用乙腈-水为流动相,梯度洗脱,检测波长:230 nm,流速:1.0mL/min,进样量:10μL,柱温:30℃。相似度评价结果显示11批不同产地的狼毒大戟相似度均高于0.9,并对11批样品建立共有模式,确定了23个特征共有峰,聚类分析结果将狼毒大戟样品分为2类,与药材产地相关。本文所建立狼毒大戟的指纹图谱方法简便、可靠,可作为狼毒大戟药材的基源鉴定参考方法。     

中国草原产草量遥感监测

根据MODIS遥感数据和同期地面调查数据,对我国2005年草原产草量进行了系统估算。用MODIS数据计算全国草原的归一化植被指数NDVI,针对6个不同类型草原区建立了NDVI和地面样方的产草量之间的关系模型,用这些模型推算全国草原产草量分布。结论如下：（1）2005年我国草原有3个牧草高产中心,分别位于东北呼伦贝尔草原、锡林浩特草原和大兴安岭西麓;青海东部、四川西北部和甘肃中南部以及新疆西北部;（2）2005年全国草原干草总产量达到29421．39万t,平均单产达到829．67kg／hm^2干草;（3）2005年干草产量位列前7位的省区依次是内蒙古、青海、新疆、四川、西藏、黑龙江和甘肃;例如,内蒙古因草原面积大而成为我国第一大草原牧草生产省,2005年有6037．08万t干草;（4）总产草量位于前5位的草地类型依次为高寒草甸类、温性草原类、低地草甸类、温性草甸草原类与山地草甸类;（5）2005年8月份全国草原产草量与2004年同期相比总体持平;各草原大省的变化情况分别为：青海、甘肃2省区的草产量略有增加,青海增加了9．02％、甘肃增加了3．63％;内蒙古减少约3％;西藏、新疆和四川3省区基本与2004年同期持平。研究结果对我国草原监理、草原畜牧业发展和草地生态系统研究具有较大的参考价值。     

退化高寒草甸狼毒发生区土壤真菌多样性的空间变异

狼毒是青藏高原危害最严重的毒草种类之一,其快速蔓延对高寒草甸生态系统的影响日益严重。选取祁连山中段退化高寒草甸为研究区,综合采用高通量测序技术、地统计学和GIS空间分析方法,分析狼毒发生区土壤真菌多样性的空间变异特征,研究狼毒群落与土壤真菌多样性的空间相关性。结果表明: 与非发生区相比,狼毒发生区土壤真菌群落物种丰富度下降而优势度显著增加,α多样性降低;土壤真菌群落物种构成差异增强,β多样性明显升高。狼毒入侵对土壤真菌多样性的空间格局有一定扰动,发生区各多样性指数的斑块破碎化程度增加,土壤真菌群落物种构成的空间异质性明显增强,α和β多样性的空间稳定性降低。狼毒盖度与土壤真菌α和β多样性指数呈现显著正相关及显著负相关的区域交错镶嵌分布,空间相关性规律不明显,表明狼毒入侵草甸土壤真菌多样性的空间变异可能受地上植被和土壤环境的共同作用。     

高寒退化草地狼毒种群个体大小与茎、叶的异速生长

叶片和茎的生长规律决定植物对光截取的模式以及与外界环境的物质交换面积,其生物量分配是研究植物生活史对策的一个重要途径.在石羊河上游高寒退化草地,采用标准化主轴估计(standardized major axis estimation,SMA)方法,研究了狼毒(Stellera chamaejasme)种群茎大小对茎与叶生物量分配的影响,以及对叶面积支持效率的影响.结果表明:狼毒种群茎干重与比叶重(LMA)、单叶面积、叶干重呈异速生长关系,SMA斜率分别为0.781(95％的置信区间,CI=O.71 ～0.94)、0.824(CI=0.77 ～0.95)和0.856(CI=0.79 ～0.99).狼毒种群中较大茎的狼毒植株具有较高的叶生物量分配比例和叶面积支持效率,同时具有较高的比叶重,说明较大的狼毒采取以提高资源利用效率为主的适应策略,而相对较小的狼毒采取以快速生长为主的适应策略.