内蒙古羊草草原群落主要植物的热值动态

对内蒙古羊草草原主要植物种群的干重热值动态研究表明,热值随植物种类,植物部位,取样时植物所处物候期及气候条件的不同而变化,羊草草原主要植物种群地上部分热值的变动范围在15703－18141J／g之间,其中灌木小叶锦鸡儿（Caragang microphylla)的热值最高,禾草类植物的热值多数较高,而大多数杂类草的热值相对较低,主要植物种群地下部分热值的分布范围为15051－16410J/g。其中根茎型草地下部分热值较高。不同种类植物地下部分热值差异并不与地上部分一致,根茎型禾草地上、地下部分热值差异较小,而须根型植物差异较在,不同种群的植物地上部分热值随植物候期的不同而波动,其变化规律是与植物种群本身的生物学特性相联系的,不同植物种群热值的年际小 规律有所不同,羊草（Leymus chinensis)、大针茅（Stipa grandis)和洽草（Koeloria cristata)的年际热值波动相关显著。但与生长季降水量和生长季累积日照时数之间无明显相关性,在某种程度上,植物热值的 种内变化反映了植物生长状况的差异。     

东北羊草草原微生物在能流中作用的研究——常微分方程稳定性在能流上的应用

在东北地区天然羊草(Leymus chinesis)草原上测定了羊草凋落物生物量、热值含量和分解速率以及土壤微生物生物量的呼吸作用速率,并将测定结果换算成能量。结果指出,在土壤微生物的能量流动过程中,羊草凋落物中的能量含量为206.57千卡/平方米·年;土壤微生物分解羊草凋落物中的能量为83.79千卡/平方米·年;土壤微生物在呼吸作用中消耗的能量为20.64千卡/平方米·年;土壤微生物自身贮存的能量为63.15千卡/平方米·年。据此推算,每年积累在地表上的羊草凋落物约需2.5—3年的时间可全部分解完。用电子计算机对土壤微生物的能量流动进行了稳定性分析表明,其能量流动过程中的平衡态是渐近稳定的,说明该地土壤微生物能量流动过程中平衡态稳定性机制为负反馈机制。即当土壤微生物的能量流动过程受到干扰时,土壤微生物具有抵抗干扰和保持平衡态的自我调节能力,以确保能量流动的正常进行。     

围封对内蒙古锡林河流域羊草草原主要构成植物个体、枯落物及群落热值的影响

2010年8月,对中国科学院内蒙古草原生态系统定位站1979、1999和2004年围封的羊草样地进行取样,测定植物个体、枯落物及群落的热值,探讨不同围封时间对羊草草原主要构成植物、枯落物、群落热值及单位面积能量积累量的影响.结果表明:围封对羊草草原主要植物个体、枯落物、群落热值及单位面积能量积累量均具有显著影响.1979和1999年围封的羊草草原单位面积能量积累量显著高于2004年围封,2004年围封群落和枯落物的热值均显著高于1979和1999年围封,而1979和1999年之间无显著差异.在不同围封时间下,同种植物的热值差异显著,而不同种植物的热值则表现出一定差异;群落热值高低取决于构成植物,而单位面积能量积累量主要由草地的生物产量决定,二者的变化趋势均为短期内有一定波动,长期围封之后基本维持在一个较稳定的水平,最终达到生态能量平衡.     

羊草种群的能量流动及其稳定性分析

本项研究内容包括太阳总辐射、反射辐射和透射辐射强度以及羊草种群净光合、暗呼吸和蒸腾速率的定位、定量测定,然后将测定结果换算成能量。研究结果表明:羊草种群的能量流动是一个太阳辐射能被羊草种群吸收、固定、转化、损耗和积累的生物能量学过程。在羊草种群的能量流动过程中,能量输入为5199kcal/m~2·d,能量损耗为5132.31kcal/m~2·d,能量积累仅为66.69kcal/m~2·d。可见,羊草种群的能量转化效率是很低的,98.72%的能量损耗于其能流过程之中。稳定性分析的结果表明,羊草种群能量流动过程中的平衡态是渐近稳定的。这说明其平衡态的稳定性机制为负反馈机制,即当羊草种群的能量流动过程受到干扰时,羊草种群具有抵抗干扰和保持其平衡态的自我调节能力,以确保能量流动的正常进行。     

内蒙古锡林河流域羊草草原15种植物热值特征

通过对生物量约占羊草草原生物量80%的15种主要野生植物地上植株进行分种取样,测定其热值(美国PARR6300型氧弹式热量计进行热值测定)、灰分(干灰化法测定)、矿质元素(iCAP6000型电感耦合等离子体发射光谱仪测定)同时对各项指标的相关性进行分析来探讨内蒙古锡林河流域羊草草原主要植物作为生物燃料供给料的潜力及植物热值对灰分和矿质元素含量的响应情况。结果表明:15种野生植物热值范围为16.19 MJ/kg(木地肤)到20.99 MJ/kg(小叶锦鸡儿),15种植物热值平均值为18.76 MJ/kg,该值高于全世界陆生植物平均热值。15种植物热值高低顺序为:小叶锦鸡儿>早熟禾>大针茅>冰草>羽茅>羊草>中华隐子草>变蒿>芨芨草>菊叶萎陵菜>大籽蒿>冷蒿>狗尾草>银灰旋复花>木地肤。15种野生植物灰分范围20.25%(银灰旋复花)到3.62%(芨芨草),15种植物灰分含量存在显著差异(P<0.05),其高低顺序为银灰旋复花>木地肤>冷蒿>大籽蒿>菊叶萎凌菜>狗尾草>冰草>羊草>早熟禾>中华隐子草>变蒿>羽茅>小叶锦鸡儿>大针茅>芨芨草。Pearson’s相关分析表明热值与灰分之间存在极显著负相关关系(P<0.01),热值和碳之间存在极显著正相关关系(P<0.01),矿质元素与热值之间没有一致的相关关系。内蒙古羊草草原植物热值普遍高于能源植物柳枝稷的热值,这也说明该地区植物具有作为能源植物的潜力。     

羊草种群能量生殖分配的研究

对羊草种群能量生殖分配规律研究表明,在羊草种群中,各构件热值的大小顺序为穗〉营养枝叶鞘〉生殖枝叶鞘〉营养枝叶〉营养枝茎〉生殖枝茎〉生殖枝叶〉凋落物;营养生长和生殖生长的能量分配比例的大小顺序为营养枝〉根茎〉凋落物〉生殖枝;各构件能量分配比例的季节动态也有差异,在羊草种群的生殖枝构件中,茎和叶鞘的分配比例较大,而穗和叶的能量分配比例较小。     

松嫩平原羊草草甸草原主要植物种群能量积累和分配

在松嫩平原羊草草甸草原,羊草、拂子茅、碱茅和虎尾草各器官热值的季节变化呈波动型,但总的规律是穗＞叶＞茎＞立枯体．4种植物种群地上部能量现存量的季节变化均呈单峰曲线,能量积累量为羊草＞拂子茅＞虎尾草＞碱茅．能量增长率一般呈双峰曲线,第一次峰值出现在抽穗期,第二次在种子成熟期,生长末期出现负值．地上部能量的水平分布规律,不同生育期在各器官中的分配比率不同．4种植物种群能量的垂直分布规律相似,即地上部能量的垂直空间分配格局基本上呈塔形,最大值出现在10-30cm空间内．地下部能量垂直结构由地表至土壤深层呈典型的倒塔形,最大值在0-10cm层．地下部的能量现存量约为地上部的3-4倍。     

松嫩草原水淹恢复演替过程中羊草无性系种群构件的物质生产与贮藏

在松嫩平原羊草草甸,对水淹恢复演替过程中半径为0.5、1、3、和10 m的羊草无性系种群斑块分蘖株的物质生产和根茎的物质贮藏进行了研究.结果表明,0.5、1、3、 m斑块各圈和10 m中间及边缘根茎的物质贮藏以1龄级、不同斑块各圈分蘖株的物质生产以1、2龄级对种群的贡献最大,其物质贮藏和生产所占比例均逐圈增加.整体上,年轻龄级分蘖株和根茎具有旺盛的物质生产力和贮藏力.无性系斑块由中心至外围的物质生产和贮藏规律与斑块扩展趋势具有一致性.0.5～10 m斑块分蘖株物质生产力和根茎贮藏力的变异以最外圈最大.在水淹羊草草甸的恢复过程中,不同大小羊草无性系斑块种群构件的物质生产和贮藏策略为种群不断扩展和群落进展演替奠定了物质基础.     

氮素对内蒙古典型草原羊草种群的影响

为了研究氮素对内蒙古典型草原植物种群的影响, 在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站, 实施了长期的氮素添加试验。就两年来不同梯度氮素处理对羊草 (Leymuschinensis) 种群的影响进行了分析。结果表明, 氮素对羊草种群具有显著的调节效应, 随着氮素梯度的增加, 羊草种群密度、种群高度、地上生物量、地下生物量、总生物量均显著增加, 羊草种群地下生物量 /地上生物量比值逐渐降低。氮素对羊草种群构件的生物量分配有显著影响, 随着氮素梯度的增加, 羊草种群生物量向根茎的分配比例显著降低, 向叶片和根系的分配比例显著提高。羊草种群的相对密度和相对生物量也随着氮素梯度的增加而显著提高。     

不同频次刈割对羊草草原主要植物种群能量现存量的影响

对内蒙古羊草草原主要植物种群能量现存量对刈割频次响应的研究表明,在17年不同频次刈割干扰影响下,植物种群能量现存量随刈割频次的变化表现出不同的变化趋势,据此可以划分出3个不同的刈割响应类群：受抑种、耐刈种和受益种。受抑种包括羊草、羽茅、黄囊苔草、葱属植物和直根型杂类草; 耐刈种包括大针茅和冰草; 受益种包括洽草和糙隐子草。对于种群相对能量现存量而言,除羊草随刈割频次的增加呈显著下降趋势外,其他受抑种均随刈割频次的增加保持相对稳定,而受益种和耐刈种的相对值则随刈割频次的增加而呈增加趋势。同时,刈割对植物能量现存量的影响还表现在植物热值变化上,但变化幅度小于10%。     

羊草种群净光合速率的日变化及其与环境条件之间的相互关系

本项研究的对象是东北羊草草原的建群种群——羊草种群。研究结果表明,羊草种群净光合速率的日变化为双峰型曲线。第一次高峰出现在上午10点,为2.64g CO₂/m²(地面)·hr,第二次高峰出现在下午15点,为2.29g CO₂/m²(地面)·hr;全天的净光合速率为25.74g CO₂/m²(地面)·d.羊草种群净光合速率的日变化与测定时环境条件的日变化密切相关。各环境因子对羊草种群净光合速率的日变化发生综合影响.中午空气湿度降低和土壤含水量减少是羊草种群净光合速率中午降低的主要限制因素。     

Plant regeneration from intergeneric somatic hybridization between Triticum aestivum L. and Leymus chinensis (Trin.) Tzvel

The suspension derived protoplasts of wheat (Triticum aestivum) cv. Jinan 177 were used as a recipient to fuse with the protoplasts of the ⁶⁰Co gamma-ray irradiated calli of Legmus chinensis. The wheat suspension cells and their protoplasts were not capable of differentiating to whole plants. The irradiated calli of L. chinensis were also the same. The protoplasts originated from the treated or untreated calli were both unable to divide under the conditions of this experiment. However, the fusion products grew and developed to whole plants which were identified as hybrids according to the analysis of chromosome, isozyme and morphology. The above result revealed that the lost regeneration capacity of both parents could be complementarily restored through somatic hybridization. This phenomenon also occurred with our work on Triticum aestivum (+) Haynaldia villosa, T. aestivum (+) Agropyron elongatum and T. aestivum (+) Psathyrostachys juncea.     

夏蜡梅属花粉形态的研究

本文首次报道了夏蜡梅(Calycanthus chinensis)花粉的扫描电镜观察结果,并与西美国蜡梅(C.occidentalis)、美国蜡梅(C.floridus)的作了比较,表明前者较为原始,后者比较进化,夏蜡梅属(Calycanthus L.)可能以夏蜡梅起源于东亚(中国),与从细胞学、形态学等得到的结果一致。鉴于夏蜡梅与西美国蜡梅、美国蜡梅在许多性状上的较大差异,作者认为以Sinocalycanthus chinensis (Cheng et S.Y.Chang) Cheng et S.Y.Chang为模式种的单型属Sinocalycanthus Cheng et S.Y.Chang也许应予确认。     

季节放牧下内蒙古温带草原羊草根茎叶功能性状的权衡

放牧是草地主要利用方式之一,不同季节放牧通过影响草地功能性状间的权衡从而影响牧后再生及补偿性生长。通过测定内蒙古温带草原优势种羊草(Leymus chinensis)的株高、节间距和分蘖数等软性状及气体交换、抗氧化酶系统和根茎叶渗透调节物质的含量等硬性状,分析了不同季节放牧处理下羊草功能性状的变化及其权衡关系。结果表明,3年短期放牧处理下,类连续放牧(T1)比春季放牧样地(T2)羊草表现出更强的避牧性与耐牧性。类连续放牧与春季放牧样地羊草软性状及光合特性表现出一致性,6月放牧干扰降低了羊草的净光合速率(P_n),8月放牧干扰通过增加电子传递速率(ETR)及光系统Ⅱ(PSⅡ)分配于光化学反应(P)的比值等增大P_n。但春季放牧样地羊草株高较高,且光合产物较多分配于叶片,导致大量有机物质被啃食,不利于牧草再生。而类连续放牧羊草将较多的有机物质分配于根茎,有利于牧草根系吸水及牧后再生。因此,3年短期放牧处理下,类连续放牧更有利于牧草再生及草原的可持续利用。     

山西省南方红豆杉自然分布与群落生态学特征

南方红豆杉为国家Ⅰ级重点保护植物,山西省东南部为其自然分布最北界.本文调查了南方红豆杉在山西省的野生分布,对其进行了群落划分、物种多样性、结构特征和竞争特性的研究.结果表明: 山西省南方红豆杉主要形成南方红豆杉+鹅耳枥群落、南方红豆杉-荆条群落、南方红豆杉-海州常山群落和南方红豆杉+栓皮栎群落,集中分布于陵川县磨河和阳城县蟒河自然保护区,其他地区均为散生;群落垂直结构明显,南方红豆杉已进入主林层,混交林林冠层高8~10 m,纯林高5～6 m;群落间的总体物种多样性指数和均匀度指数存在显著差异.南方红豆杉植株矮小,平均高5.16 m,乔木层、演替层分别占43.4%和56.6%,更新层缺乏;胸径＜16 cm的个体占67.6%,胸径32～40 cm的个体占4.0%,幼苗稀少,仅发现4株幼苗;大量的小径级个体虽可保证南方红豆杉在一定时间内维持稳定的种群结构,但幼苗缺失必将引起未来种群的衰退.山西省野生南方红豆杉分布相对集中,多数是小径级个体,导致其种内竞争激烈,种内竞争强度占61.8%;鹅耳枥和栓皮栎是研究地区的主要组成树种,对南方红豆杉造成的种间竞争压力最大.     

白音华矿区草地群落主要物种组成及空间分布

以内蒙古白音华矿区周边草地为对象,研究了矿区草地植物群落的主要物种组成及其空间分布特征。结果表明: 草地群落共出现55种植物,优势种为大针茅、黄囊苔草和糙隐子草,常见种有羊草、冰草和知母等,该6个物种的累计相对重要值为79.6%,其密度分别为 26.6、204.7、105.4、107.1、68.2和55.1株·m^-2。对6个主要物种的种群密度通过半方差函数进行模型拟合, 其种群分布分别符合指数模型、指数模型、指数模型、球状模型、线性模型和高斯模型;对其空间分布格局进行分析,各种群的结构比分别为59.2%、97.2%、89.1%、94.5%、62.6%和72.1%,表明黄囊苔草、糙隐子草和羊草种群的空间自相关性程度均较高, 主要受结构性因素影响, 而大针茅、冰草和知母种群主要受随机性因素影响。对分形维数进行分析发现, 大针茅、黄囊苔草、糙隐子草和冰草种群分布格局较简单,空间依赖性较强,而羊草和知母种群分布格局较复杂,空间依赖性较弱,结合2D及3D图看, 大针茅和知母呈现出梯度扩散,而黄囊苔草、糙隐子草、羊草和冰草则主要呈现斑块化分布,表明矿区草地群落主要物种的空间分布与开矿无显著关联性。     

植物热值的测定

植物热值是草原生态系统中能流研究的重要指标,热值测定采用氧弹法,其原理是将定量试样在充氧的弹筒中燃烧,由燃烧后水温的升高计算试样发热量,为了获得准确测定结果,应注意读温准确、试样均匀、选择最佳氧气压力,以及尽量减少对样品的污染。测定结果表明,草原植物的热值随不同植物种,以及同一种植物不同部位和生长发育的阶段而变化。     

元宝山南方红豆杉克隆种群分布格局的分形特征

南方红豆杉(Taxus chinensis var. mairei)是提取抗癌药物紫杉醇的珍贵资源植物。分布于广西元宝山自然保护区的南方红豆杉,自然状态下以克隆繁殖方式进行种群更新,研究其种群克隆生长的空间分布格局,可揭示种群克隆繁殖特性和生态适应机制,对南方红豆杉这一珍稀濒危物种的保护和管理具有重要意义。利用分形理论中的计盒维数和信息维数,对元宝山的南方红豆杉克隆种群空间分布格局的分形特征进行了分析,结果表明:种群空间分布格局存在分形特征,其计盒维数介于0.993 1~1.353 1之间,信息维数介于1.350 8~1.652 1。南方红豆杉克隆种群格局的计盒维数远离最大理论维数值2,种群总体对空间的占据能力较弱。克隆构型指数与种群计盒维数密切相关。分析结果显示,克隆构型趋于“密集型”的种群具有较强的空间占据能力,而克隆构型趋于“游击型”的种群其空间占据能力较弱。信息维数与种群的集聚强度密切相关,其差异反映了种群格局强度的变化,较大的信息维数反映种群个体的集聚强度较高,而较小的信息维数则反映出种群个体间的集聚强度较弱,其维数值大小与分株种群数量、分株种群斑块的空间配置密切相关。     

Defense strategies of dominant plants under different grazing intensity in the typical temperate steppe of Nei Mongol,China

放牧是草原的主要利用方式, 但对牧草造成了一定的生物胁迫。面对生存压力, 牧草会通过调节初级与次级代谢过程启动防御机制。该研究以内蒙古温带典型草原优势种植物为研究对象, 通过测定其在5个放牧水平下不同营养器官中的次级代谢产物及木质素等含量, 探讨大针茅(Stipa grandis)和羊草(Leymus chinensis)的各营养器官在防御机制中的角色及其碳氮权衡策略。结果表明: 面对放牧胁迫, 大针茅和羊草会产生大量的单宁、总黄酮、酚类以及生物碱等次级代谢产物, 并以叶片为主要的合成及储存器官。中度放牧使羊草的化学防御机制得到较充分的诱导及表达。但二者地上部分木质素含量并无显著增加, 因此, 二者在避牧性机制上更倾向于化学防御而非机械防御。由于羊草有更高的氮利用效率, 这使得羊草可以通过碳氮两种代谢途径进行防御, 但大针茅在生长初期并不能将氮高效地分配到化学防御中。大针茅和羊草在生长初期面对轻度放牧胁迫, 较多的资源仍然用于初级代谢, 增加了植物耐牧性。因此, 轻度放牧有利于提高牧草的碳氮资源利用效率、提高生态系统生产力及稳定性。     

不同放牧强度下内蒙古温带典型草原优势种植物防御策略

放牧是草原的主要利用方式, 但对牧草造成了一定的生物胁迫。面对生存压力, 牧草会通过调节初级与次级代谢过程启动防御机制。该研究以内蒙古温带典型草原优势种植物为研究对象, 通过测定其在5个放牧水平下不同营养器官中的次级代谢产物及木质素等含量, 探讨大针茅(Stipa grandis)和羊草(Leymus chinensis)的各营养器官在防御机制中的角色及其碳氮权衡策略。结果表明: 面对放牧胁迫, 大针茅和羊草会产生大量的单宁、总黄酮、酚类以及生物碱等次级代谢产物, 并以叶片为主要的合成及储存器官。中度放牧使羊草的化学防御机制得到较充分的诱导及表达。但二者地上部分木质素含量并无显著增加, 因此, 二者在避牧性机制上更倾向于化学防御而非机械防御。由于羊草有更高的氮利用效率, 这使得羊草可以通过碳氮两种代谢途径进行防御, 但大针茅在生长初期并不能将氮高效地分配到化学防御中。大针茅和羊草在生长初期面对轻度放牧胁迫, 较多的资源仍然用于初级代谢, 增加了植物耐牧性。因此, 轻度放牧有利于提高牧草的碳氮资源利用效率、提高生态系统生产力及稳定性。