新疆塔里木河下游应急输水植被阶段恢复分析

根据塔里木河下游第4次应急输水后不同断面、不同离河距离植被生长调查数据,分析塔里木河下游输水河道两侧不同地下水埋深梯度地表相应植物的生态恢复指征,结果表明,经4次应急输水后胡杨萌蘖更新发生在离河150m且地下水埋深＜4m的条件下,研究确定了植被种类、长势与离河距离和地下水埋深之间的量化关系以及植被恢复等级与离河距离的量化关系,为应急输水后生态恢复范围的确定和输水方案的调整提供科学依据.     

沙漠腹地天然绿洲胡杨和柽柳叶片δ13C值对不同地下水埋深的响应

干旱区植物的水分利用效率对植物的分布及水分利用状况具有重要意义。基于不同地下水埋深条件下沙漠腹地绿洲优势种胡杨和柽柳叶片δ¹³C值,分析了胡杨和柽柳的水分利用效率对不同地下水埋深的响应。结果表明: 随着地下水埋深由2.1 m增加到4.3 m,柽柳叶片的δ¹³C值先略有增加后处于较为稳定状态,柽柳采取较为稳定的水分利用效率适应干旱环境;胡杨叶片的δ¹³C值呈现先略有减小后增加的趋势,胡杨通过提高水分利用效率的策略适应干旱胁迫。同一地下水埋深条件下柽柳叶片的δ¹³C值高于胡杨叶片,表明柽柳的水分利用效率高于胡杨。     

博斯腾湖北岸不同地下水埋深对塔干柽柳光合特性的影响

选择博斯腾湖北岸优势种塔干柽柳为研究对象, 对不同地下水埋深处其光合特性进行对比研究, 探究塔干柽柳对不同地下水埋深的响应和适应机制。在垂直湖岸线的方向上, 选取地下水埋深为0 m, 1.25 m 和2.25 m 的样地, 选择健康的3-5龄塔干柽柳作为测量对象, 用Li-6400 光合作用仪测定其光响应过程。结果如下: (1)当PAR＞800 μmol·m^–2·s^–1 时, 对应相同的光合有效辐射, 不同地下水埋深处塔干柽柳的净光合速率(Pn)的值的表现为: P_{n 地下水埋深2.25m}＞P_{n 地下水埋深1.25m}＞P_{n 地下水埋深0m}; (2)地下水埋深2.25 m 处, 塔干柽柳的净光合速率定积分值最高, 由非直角双曲线拟合得到的饱和净光合速率值最大, 暗呼吸速率最大, 光饱和点最高, 光补偿点最低; (3)当PAR＞1000 μmol·m^–2·s^–1 时, 地下水埋深2.25 m 处, 塔干柽柳的胞间浓度CO2(Ci)和蒸腾速率(Tr)随光合有效辐射的增加而增加, 地下水埋深0 m 和1.25 m 处呈平稳的变化趋势; (4)当PAR＜800 μmol·m^–2·s^–1, 水分利用效率(WUE)光响应三条曲线整体值大致表现为: 地下水埋深2.25 m＞地下水埋深1.25 m＞地下水埋深0 m。得出如下结论:地下水埋深2.25 m 处塔干柽柳的光合特征参数以及水分利用效率等各项生理指标均表现最佳, 博斯腾湖北岸水埋深约2.25 m处适宜塔干柽柳生长。     

濒危植物七子花的生殖构件特征

对濒危植物七子花(Heptacodium miconioides)的花枝构成及不同类型花序的结实状况进行了研究。结果显示：(1)在黄经洞(种群B),花枝的营养生长旺盛,单枝的花序数和花数多,平均为23．5个和278朵;在狮子岩坑(种群A)．开多轮花的花序比例高．但花枝的花序数较少,单枝的开花数最少。(2)七子花的结实率很低．可育胚珠的平均结实率均在40％左右,且结实率与花序的开花数量呈显著的负相关关系。(3)花序类型对种子重量也有一定的影响,其中种群A的Ⅰ型花序所结果实的种子最大,但这些种子的胚也未发育完全。因此,七子花成为濒危物种的关键并不是结实的数量,而是结实的质量。     

黑河中游荒漠绿洲过渡带多枝柽柳对地下水位变化的生理生态响应与适应

以黑河中游荒漠绿洲过渡带主要建群种多枝柽柳成年体为研究对象,对野外不同地下水埋深处柽柳叶片生理生态特性进行观测和分析,评价分析多枝柽柳对地下水埋深差异和地下水位季节变化的响应过程和适应机制.结果显示:在相似大气环境条件下,不同地下水埋深之间,多枝柽柳叶片的生理生态指标没有明显差异,但对于地下水位的季节波动,则表现出较为明显的变化和响应;柽柳通过气孔的调节,在更深地下水埋深下,水分条件更差时,保持了稳定的气孔导度和较高的叶片胞间二氧化碳浓度,从而维持相对稳定的碳同化能力及较高水分利用效率,表现出较好的适应能力;在不同地下水埋深下,叶片生理生态指标随地下水位下降的响应特征呈现出明显差异,这种差异暗示了黑河中游荒漠绿洲过渡带多枝柽柳的适宜地下水位在3 m左右.     

新疆塔里木河下游灌丛地上生物量及其空间分布

对塔里木河下游断流河道2004年7个地下水监测断面和19个植被样地的实测监测资料分析得出灌木生物量在空间分布的变化特征。在分析中分别选取了3个指标：灌木总生物量、多枝柽柳和刚毛柽柳的生物量。研究发现在纵向和横向上3项指标均呈现先增加后减小的单峰形式变化。在纵向上分别对3项指标在距离河道0～200m和200—400m范围内的分布情况进行比较,发现灌木在距离河道200～400m样地内分布占到总量近70％;横向上灌木生物量的最大值出现在距离河道450m的样地内。总体来看,对于两个优势物种,由于两个物种生理生态特性的差异对于异质性环境的适应能力也不同,导致分布状况也各异。多枝柽柳有较广的生态适应性,因此广泛分布于塔里木河下游的各个环境梯度上,而刚毛柽柳对水盐条件的要求较高,仅分布在其中个别断面。影响灌木生物量变化的主要因子是地下水埋深,当地下水埋深小于5m时,柽柳处于良好生长状态;当地下水埋深大于6m后,柽柳的生长受到抑制,开始朝衰败方向发展。浅层土壤含水对于植物吸收利用水分而言意义不大,同时由于优势种柽柳具有独特的抗盐和适盐机制,该区的盐分对柽柳的生长也不构成威胁。本文旨在通过分析塔里木河下游灌木生物量变化特征及其影响因子,为干旱、半干旱地区植被的恢复和保护提供了理论依据。     

荒漠植物准噶尔无叶豆结实、结籽格局及其生态适应意义

连续2a采用野外记录的方式对荒漠植物准噶尔无叶豆的结实、结籽格局进行了比较研究。结果表明:植株内花序生成格局表现为不同大小的花序在总花序中的比重与其结实率存在显著正相关,其中含有中等花数目的花序所占的比重及其结实率均最高,此种分布格局能够最大程度的保证繁殖成功;果序内果实生成格局表现为单花着生位置(从近柄端算起)与其结实量占总结实量的比例成线性负相关,花序基部的结实比例最高,顶部结实比例近为0;荚果内种子生成格局表现为:中间位置的胚珠败育率最低。另外,年际间荚果内仅有(1.08±0.03)粒和(1.07±0.03)粒种子能够完全成熟,此种结籽格局是准噶尔无叶豆保证后代质量的最佳策略。     

光周期对穗花狐尾藻生长、开花与种子形成的影响

通过人工补光和遮光处理,初步研究了光周期对狐尾藻生长和开花的影响。研究发现:8h短日照条件不利于狐尾藻的生长和花序形成,导致狐尾藻不能正常开花和结实;与自然日照长度(平均日照14h)条件下相比,16h长光照条件可以增加植株的高度和分枝数,形成更大的生物量;但24h全光照条件对生长有抑制作用。长光照条件下,狐尾藻花序形成时间和开花时间均比自然条件下延迟,形成花序的数目也显著较自然条件下的少,但长光照条件下形成的种子比自然条件下形成的种子具有更高的萌发率。     

塔克拉玛干沙漠腹地柽柳年轮宽度对地下水埋深的响应

【目的】柽柳作为干旱荒漠生态系统的典型物种,研究其年轮宽度对地下水响应的保护有重要价值。【方法】研究基于沙漠腹地达理雅博依绿洲地下水埋深资料,利用年轮测定方法分析不同地下水埋深状况下柽柳年轮宽度的变化,探讨其与地下水埋深变化的关系。【结果】样地一地下水埋深随时间逐年增加,埋深范围是1.2～2.6 m,柽柳的年轮宽度在2001-2020年呈显著增加趋势,变化范围为0.98～5.80 mm,年轮宽度年际间差异显著;样地二地下水埋深随时间增长呈现先增加后减小的趋势,埋深范围是2.7～4.5 m,柽柳年轮宽度在1977-2020年整体呈正弦函数变化,范围为1.46～4.41 mm,年轮宽度年际间差异性不显著;样地一柽柳标准年表振幅范围是0.502～1.641,大于样地二柽柳标准年表振幅范围为0.577～1.331。【结论】样地一地下水埋深向着柽柳生长适宜的范围增加时,有利于柽柳的生长,表现为年轮宽度增加,样地二的柽柳年轮宽度变化和地下水埋深之间无显著相关性。     

塔里木河下游荒漠植被保护酶活性与地下水位变化的关系

在塔里木河下游的不同断面,随着距离河道由近及远、地下水埋深的不断增大,柽柳叶片的MDA含量、SOD活性随着地下水位的下降而逐渐增加,与地下水位呈显著正相关．相关系数分别为0．7464和0．5531;POD活性却随着地下水埋深的不断增大而呈下降趋势,与地下水位呈显著负相关．相关系数为0．5518。根据不同地下水位条件下柽柳叶片的MDA含量和SOD活性所反映出的适宜其生存的合理生态水位、(严重)胁迫水位并将其进行综合比较与分析,初步推断出：在塔里木河下游地下水埋深超过3．12m时．柽柳的生长即开始受到抑制,5m左右的地下水位即对柽柳造成严重胁迫,≥8．83m的地下水位则会危及柽柳的生存。     

Female reproductive output in a Mediterranean shrub: effects from inflorescence to population

Inflorescence effects have been poorly studied, in spite of the functional relevance of the inflorescence in fruit and seed ecology. The present study focused on the effects of inflorescence size and phenology, and flower position within the inflorescence, in relation to fruit and seed production of the Mediterranean shrub Ononis fruticosa. Variability in fruit and seed production, seed weight and germination were estimated and modelled. Results confirmed that the most important predictors in seed production were inflorescence flowering time and flower position within the inflorescence. Thus, the number of mature seeds per fruit was higher in earlier inflorescences and in basal positions. On the other hand, predation was higher in fruits in basal positions. In fact, seed predation seemed to be the most important factor controlling final seed production. Models at the plant level suggested a negative incidence of geitonogamous pollination and resource limitation, which were also observed at the fruit level. This study confirmed the relevance of inflorescence effects on the reproductive output of O. fruticosa. Although the underlying processes could not be identified, our results provide several hypotheses for future experimental studies.     

Water limitation effect on seed development and germination in Trigonella coerulea (Fabaceae)

The annual garden spice legume Trigonella coerulea was subjected to controlled drought conditions to investigate the influence of resource limitation on flowering, seed production and germination. Limitations in water availability significantly reduced plant height and the number of fruits produced. However, treatments had no significant effect on seed set within the fruit. Fruit number per plant, rather than seed number per fruit was affected by resource limitation. Plants growing under water deficiency had higher flower abortion rates. Simultaneously, the size and germination rate of the seeds were decreased. In terms of reproductive success T. coerulea was not able to adapt reproduction to water shortage. Increase in moisture had no significant effect on seed quantity and quality when compared to the control.     

淫羊藿种子产量与生境的关系

以四川省南充市金城山的淫羊藿为研究对象,对小檗科淫羊藿产果数量,种子生产和种子质量与生境的关系进行了研究。研究表明:不同生境的淫羊藿植株高度和花序长度不同,单株结果率也不同,单果产种量差异较小,出种量一般在1~8粒之间,但每个生境单果主要出种量不同。对千粒重和不同果枝结果率单因素方差分析表明,不同生境的淫羊藿种子千粒重有显著差异,不同生境的淫羊藿植株的主次果枝结果率也有显著差异。不同生境中的淫羊藿果实的虫食率也不同。淫羊藿种子的低种子数,小粒种子,而不同生境的结实率虽有差异,但是总体偏低,是导致淫羊藿种子难以收集的主要内因,也导致种群受干扰后不易恢复。     

野慈姑花粉限制评估的影响因素

以野慈姑为材料,研究补充授粉的处理水平(单花、花序)和花粉质量(自花花粉、异花花粉)对花粉限制评估的影响.结果表明: 补充授粉的处理水平会造成花粉限制的程度不同(P=0.0021),单花水平的授粉会导致花朵之间的资源重新分配,从而影响结实;补充授粉的花粉质量会对结实造成影响,补充异花花粉比自花花粉能产生更多的种子(P=0.0497),且萌芽率更高(P=0.0428),表明该体系的花粉限制不是数量的限制,而是优质花粉的限制.不同的试验水平和花粉质量可能对花粉限制的评估造成影响,相关研究应尽量对整个花序或者植株进行补充授粉,材料允许时还应考虑自异花粉的对比试验,有利于更客观地认识和检测花粉限制.     

5种甘草属植物花序和种子生产的位置效应及繁殖资源分配模式初步研究

以种植于新疆石河子的光果甘草( Glycyrrhiza glabra Linn.)、胀果甘草( G. inflata Batal.)、乌拉尔甘草( G. uralensis Fisch.)、黄甘草( G. eurycarpa P. C. Li)和蜜腺甘草( G. glabra var. glandulosa X. Y. Li)为研究对象,对植株不同部位的花序数量、花序正常发育率、每花序单花数量和果穗干质量,以及植株不同部位和花序不同部位的生物量投入比、座果率、结籽率、种子投影面积和种子千粒质量进行测定;在此基础上,对供试5种甘草属( Glycyrrhiza Linn.)植物的繁殖资源分配模式和种子生产策略进行分析。结果表明：同一植株内,光果甘草、乌拉尔甘草、黄甘草和蜜腺甘草的花序数量、花序正常发育率、每花序单花数量和果穗干质量从植株下部到上部总体上依次递减,而胀果甘草植株不同部位间这4项指标总体上无显著差异。同一植株内,胀果甘草植株中部的生物量投入比和座果率均较高,但其生物量投入比、座果率和结籽率在植株不同部位间均无显著差异;而供试另4种植物的生物量投入比、座果率和结籽率从植株下部到上部总体上依次递减。同一花序内,胀果甘草花序中部的生物量投入比明显高于花序上部和下部,座果率从花序下部到上部依次递减,结籽率则在花序不同部位间无显著差异,而供试另4种植物的生物量投入比、座果率和结籽率从花序下部到上部总体上依次递减。供试5种植物的种子投影面积和种子千粒质量在植株不同部位间和花序不同部位间均无显著差异。综合研究结果显示：在资源竞争、结构效应和花粉限制的影响下,供试5种甘草属植物存在2种不同的资源分配模式和种子生产格局。其中,光果甘草、乌拉尔甘草、黄甘草和蜜腺甘草通过减少对晚发育的花或果实的资源投入来保障早发育的花或果实获得较多的资源,达到繁殖成功的目的;而胀果甘草则采取对花和果实随机败育的方式减小资源竞争的压力,这2种繁殖资源分配模式和种子生产策略对提高甘草属植物的繁殖成功率具有重要作用。     

大花百子莲的结实和结籽格局及种子产量影响因素分析

在2007和2008年对大花百子莲(Agapanthus praecox subsp.orientalis‘Big Blue’)在群体、果序和单果水平上的结实和结籽格局进行了观测,并依据每花序单花数、单花胚珠数和单粒种子质量推算其单株潜在种子产量;此外,采用人工补充授粉方法研究了不同授粉方式对大花百子莲结实和结籽的影响,并对其种子产量的影响因素进行了分析。结果表明:从始花期、盛花期至末花期,随开花时间的延迟,大花百子莲植株的每花序单花数和座果率均逐渐降低,其中始花期开花的植株每花序单花数和座果率均最高。从果序基部、中部至顶端,座果率和结籽率均逐渐减小且差异显著。在果序基部和中部,果实内种子败育率沿果实基部至顶端依次降低,而单粒种子质量则依次增加;且果序基部的果实各部位的种子败育率均低于果序中部的果实,而单粒种子质量则差异不大。大花百子莲的单株潜在种子产量约为43.18 g,而其单株实际种子产量约为2.87 g,远低于其潜在种子产量。自然授粉的大花百子莲每柱头花粉数为27.5粒,而自花授粉、同株异花授粉和异株授粉的每柱头花粉数均超过100粒;与自然授粉、自花授粉和同株异花授粉植株相比,异株授粉植株的座果率和结籽率均显著增加。研究结果显示:大花百子莲的结实和结籽格局呈现非随机分布规律,在引种地存在有性繁殖障碍;养分和授粉状况是制约大花百子莲种子产量的重要因素。     

外来入侵植物粉花月见草的繁殖生物学特性

粉花月见草单花花期1d,整株花期50d左右;单花花粉量达8825个,花粉活力达53.2%,花粉萌发快,萌发率达44.6%,自花授粉;种子小,千粒重0.092g,种子发芽率达85%,萌发时间短,具有休眠机制。三年生株丛结果达1274个,单果种子高达206粒,单株丛种子量2.6×105。种子表面平滑,自然传播以重力为主和风力作用,传播距离在100cm范围内。结果表明:粉花月见草繁殖力、适应力强,易形成单一优势种群,种子小近圆形易形成种子库,人为活动使其远距离传播,具有较大的危害性。     

Intra-inflorescence variation in floral traits and reproductive success of the hermaphrodite Silene acutifolia

BACKGROUND AND AIMS: Intraspecific variation in floral components and reproductive success is often located at the intra-individual level. The arrangement of flowers within inflorescences may explain a great deal of this variation. The variation in number of ovules, fruit set, number of seeds per fruit, seed set, seed weight and seed germination is investigated at different positions within the inflorescence of Silene acutifolia. METHODS: Data were obtained in natural populations, and germination experiments were conducted in a germination chamber. KEY RESULTS: The number of ovules, fruit set, number of seeds, seed set and seed weight, showed a significant decline from early (primary) position to later (tertiary) position. The patterns of intra-inflorescence variation were consistent in different populations and years of study. Seed germination showed an opposite pattern, seeds from primary position showed the lowest germination percentages and seeds from tertiary position the highest, although the effect of position on germination was only marginally significant. There was significant among-population variation in number of ovules per flower. Fruit set also varied significantly among populations, with lower fruit set in the smaller and more isolated population. No significant among-population differences were detected in number of seeds per fruit and seed set. Seeds from the smallest and more isolated population (Arnado) were the lightest. Seed germination showed strong differences between populations, seeds from Arnado started to germinate later, and showed the lowest final germination percentages. CONCLUSIONS: Architectural effects or resource competition are the most commonly proposed hypothesis to explain these patterns. Data suggest that there is less pollen available to pollinate tertiary flowers, and that there is not enough outcross pollen in Arnado. The germination percentages suggest that there is variation in the source of pollen within inflorescences, with high probability of receiving outcross pollen in flowers from primary position, and higher probability of geitonogamous crosses in tertiary flowers.     

Fertility of Vriesea gigantea Gaud. (Bromeliaceae) in southern Brazil

Plant fertility is a central subject of many questions in plant evolutionary and conservation biology. Pollen availability, abiotic resources, and flowering pattern can limit fruit and seed production. Open pollination and pollen supplementation studies are used to estimate any pollen limitation in natural populations. To study the impact of these factors on the reproductive success of Vriesea gigantea, an epiphytic bromeliad in the Atlantic Rainforest in Brazil, its fertility in four natural populations in Itapu? State Park was assessed by considering plant and inflorescence size, flower production, fruit and seed set, flower and fruit set pattern, and seed viability and germination rate. Supplemental pollination in adult plants was used to determine whether fruit production in V. gigantea is limited by reception of pollen. The results showed that V. gigantea has a high production of flowers, fruits, and seeds. Seeds are highly viable in all populations, presenting an average germination rate of 94% (SE ± 3.5). Plants of V. gigantea from Itapu? State Park are highly fertile. The high proportion of fruit and seed set after manual hand pollination indicates that the species is self-compatible. Pollination treatments showed evidence of pollinator limitation in the Itapu? State Park population.     

不同生境对蝴蝶花花部与果实特征的影响

通过对毛竹林(Bamboo forest,BF)与林缘旷地(Open area of forest edge,OAFE)两类生境蝴蝶花自然种群花部与果实(种子)特征及降雨干扰影响的研究,探讨不同生境中蝴蝶花花部特征适应性及有性各组分的差异。结果表明:(1)竹林生境相对于林缘旷地生境,蝴蝶花单花花冠的长、宽较大,子房、花部(除花柄)及单花总生物量较小,比花柄长较大;两类生境蝴蝶花花柄生物量与子房生物量呈正相关(P0.05),协方差分析表明,两类生境该直线回归的总体斜率间(F=18.420,P0.001)及总体截距间(F=3791.7,P0.001)均具有显著差异,竹林生境花柄生物量随子房生物量增大而增大的程度更强。竹林生境的蝴蝶花侧花花冠长与宽最高,竹林生境顶花次之,林缘旷地顶花与林缘旷地侧花最低;花部(除花柄)与全花重都表现为林缘旷地侧花最高,林缘旷地顶花次之,竹林侧花与竹林顶花最低。比花柄长随竹林侧花与竹林顶花-林缘旷地侧花-林缘旷地顶花依次降低;竹林顶花的花柄比率最高,竹林侧花与林缘旷地侧花最低。(2)林缘旷地生境中蝴蝶花的每花序花数、花序结果百分率、单花结果百分率、每结果花序果实数、每结果花序果实重与种子重及花期内每花序掉落花数都高于竹林生境。(3)林缘旷地生境大雨干扰的4个时段花朵掉落数显著高于竹林环境(P0.01)。不同生境花部形态结构特征表明其自身的生境适应性,林缘旷地生境蝴蝶花为抵御干扰及为获得有性繁殖成功,有性组分的投入更高。