新疆阜康荒漠红砂种群遗传结构及其与生态因子的耦合关系

Genetic structure and differentiation of Reaumuria soongorica (Pall.) Maxim population from the desert of Fukang, Xinjiang, were assessed by means of random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers. High genetic diversity and differentiation were revealed in the population of R. soongorica by 15 random primers. One hundred and thirty-six individuals from seven subpopulations were sampled in the study. Seventy-one loci have been detected, and among them 69 were polymorphic. The mean proportion of polymorphic loci (PPB) was 97.18%. The analyses of Shannon information index (0.307 5), Nei抯 gene diversity (0.312 7) and GST (0.312 0) indicated that there were more genetic variations within the subpopu-lations than those among the subpopulations. The results of AMOVA analysis showed that 61.58% of the genetic variations existed within subpopulations, and 38.02% among the subpopulations. The gene flow among the subpopulations of R. soongorica (Nm = 1.102 8) was much less than that of the common anemophytes (Nm = 5.24), so genetic differentiation among the subpopulations occurred to some extent. Additionally, through the use of clustering and the correlation analyses, we found that the genetic struc-ture of natural population of R. soongorica was related to some ecological factors (soil factors mainly) of the oasis-desert transition zone. The genetic diversity level of R. soongorica had negative correlation with the content of total soil P and Cl- significantly (P＜0.05). On the contrary, it had significant positive correlation with CO32- (P＜0.05), showing that the distribution of the individuals of R. soongorica in the sampled areas correlates with certain soluble salt. Furthermore, the genetic diversity of the natural population of R. soongorica increased with the decreasing of the content of soil organic matters, water, total N and total P in soil. The paper concluded that the microenvironment ecological factors played an important role in the adaptive evolution of R. soongorica population.     

新疆阜康荒漠红砂种群构件结构与环境因子的灰色关联度分析

 以构件理论为基础,运用灰色关联度分析技术,对新疆阜康荒漠红砂(Reaumuria soongorica)自然种群构件结构及其与环境因子的关系进行了研究。结果表明：1）植株冠幅是表征红砂生长情况的重要指标,随着红砂植株冠幅的增大,植株高度明显增加,而且植株冠幅与植株的一级分枝     

新疆阜康荒漠地区叉毛蓬居群的遗传结构和分化

应用RAPD技术,对新疆阜康荒漠地区叉毛蓬进行了居群遗传分析。结果表明：①用14个随机引物对5个叉毛蓬亚居群的98个个体进行了RAPD扩增,共检出3919条扩增片段,多态带3868条,总的多态位点百分率为98．7％;②Shannon多样性指数(HPOP／HSP＝0．6933)和Nei基因多样性指数(HS／HT＝0．6948)显示出大部分的遗传变异存在于叉毛蓬亚居群内,遗传分化系数(GST＝o．3052)表明亚居群问的分子变异占居群总遗传变异的30％以上;②5个叉毛蓬亚居群间的平均遗传距离为0．1817,变异范围从0．1258到0．2445,与同一物种亚种间遗传距离的变幅较一致(0．02—0．20),表明5个亚居群间产生了遗传分化;④叉毛蓬亚居群的基因流Nm＝1．138,低于一般广布种的基因流水平(Nm＝1．881),且远低于毛乌素沙地柠条的基因流(Nm＝5．9529),相对有限的基因流可能在叉毛蓬居群遗传分化的维持中起着作用。以上分析表明,尽管大部分的遗传多样性存在于叉毛蓬亚居群内,但5个亚居群间已有明显遗传分化的趋势。     

新疆阜康绿洲荒漠过渡带植物群落物种多样性与土壤环境因子的耦合关系

对新疆阜康绿洲荒漠过渡带植物群落4个物种多样性指数和3层土壤19个指标进行回归分析,结果表明,土壤酸碱度,全盐量,Cl^-,K^ Na^ ,Mg^2 ,土壤有机质,全N和速效P与物种多样性有显著相关关系（P＜0．05）。酸碱度和有机质与多样性的最好拟合为二项式,即高的物种多样性出现在梯度中间位置。其余6个指标与物种多样性为显著线形负相关关系。表明全盐量,Cl^-,K^ Na^ ,Mg^2 含量越多,物种多样性越小,全N和速效P与均匀度均呈显著负相关,表明全N和速效P含量上升,均匀度显著下降,植物个体数与土壤水盐的回归分析表明,植物多度受土壤水分和盐分影响显著（P＜0．01）。     

荒漠植物红砂叶片元素含量与气候因子的关系

 通过测定中国境内红砂(Reaumuria soongorica)主要分布区21个自然种群407个植株叶片氮(N)、磷(P)、钾(K)含量、叶片含水量和稳 定碳同位素组成等叶片特征, 分析不同自然种群红砂叶片特征与环境气候因子之间的关系。研究结果表明, 随着年平均最低温度的升高, 红砂 叶片N、P含量、叶片含水量和稳定碳同位素值显著升高。年平均温度和红砂叶片含水量、年平均最高温度和红砂叶片稳定碳同位素值显著正相 关。不同生长区年平均降雨量和平均湿度对红砂叶片特征的影响一致, 与红砂叶片P、K含量和叶片稳定碳同位素值显著负相关, 与叶片N含量和 叶片含水量显著正相关。不同生长区平均日照时数和蒸发量对红砂叶片特征的影响一致, 与红砂叶片P、K含量和叶片稳定碳同位素值显著正相 关, 与叶片含水量显著负相关。说明不同自然种群中红砂叶片特征受气候条件的影响显著, 不同气候因子对红砂叶片特征的贡献显著不同。不 同种群间红砂叶片N含量的变化是各气象因子均衡作用的结果, 年平均湿度是影响红砂叶片K含量和稳定碳同位素值的主要限制因子, 蒸发量是 影响红砂叶片P含量的关键因子, 平均日照时数是影响红砂叶片含水量的关键因子。红砂叶片特征对不同环境条件下气候因子的这种响应模式在 一定程度上反映和指示了以红砂为建群种荒漠生态系统的环境状况和稳定程度。     

阜康荒漠植被灌木与半灌木种群生态位的研究

 通过测算三维生态因子梯度上阜康荒漠植被灌木与半灌木种群的生态位宽度和生态位重叠,结果表明;阜康荒漠植被灌木、半灌木按生态位宽度可分成4类,类群Ⅰ包括红砂(Reaumuria soongorica)和梭梭(Haloxylon ammodendron);类群Ⅱ包括白刺(Nitraria sibirica)、盐爪爪(Kalidium foliatum)、囊果碱蓬(Suaeda physophora)、里海盐爪爪(K．caspicum);类群Ⅲ包括多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、长穗柽柳(T．elongata)、短穗柽柳(T．laxa)和无叶假木贼(Anabasis aphylla);类群Ⅳ包括黑果枸杞(Lycium ruthenicum)、粗枝猪毛菜(Salsola subcrassa)和盐节木(Halocnemum strobilaceum)。根据生态位重叠矩阵,红砂和梭梭间生态位重叠较大;盐爪爪、囊果碱蓬、里海盐爪爪、多枝柽柳、长穗柽柳间重叠较大;白刺、短穗柽柳、无叶假木贼、黑果枸杞、粗枝猪毛菜和盐节木与其它种的重叠值均较小。     

环境因子对荒漠沙蜥种群密度影响的研究

本文研究人类改造荒漠的活动,植被,潜在的可利用的食物资源,竞争种的密度,土壤理化性质等坏境因子对荒漠沙蜥种群密度的影响。结果说明：人类的活动对沙蜥种群密度没有显著影响;决定沙蜥种群密度的主导因子是潜在的可利用的食物资源,植被,土壤含水量,竞争种的密度。这些因子的任何改变都能改变沙蜥的种群密度,均具有调节种群的作用。     

珍稀濒危植物长叶红砂种群遗传多样性的ISSR分析

采用ISSR分子标记技术,对濒危小灌木长叶红砂(Reaumuria trigyna) 集中分布的5个种群的遗传多样性水平和遗传结构进行了研究。14条引物共检测到114个位点,其中99个为多态位点,多态位点比率为86.84％,长叶红砂种群具有较高的遗传多样性。物种水平上Shannon多样性指数(I)为0.468 8,Nei基因多样性指数(H)为0.308 4;种群水平上,多态位点比率P为77.89%,I为0.410 6,H为0.260 9,基因分化系数Gst为0.106 9,揭示了长叶红砂种群遗传变异多存在于种群内,种群间的遗传分化较小,占10.69%。 基因流(Nm)为4.178 7＞1,说明种群间的基因交流,防止了由于遗传漂变导致的遗传分化。聚类分析表明长叶红砂种群遗传距离与地理距离之间无显著的相关性。研究结果说明遗传多样性水平与物种本身特性和所处不同群落有关,濒危植物并不一定表现为遗传变异水平的降低。     

环境因子对大石鸡种群遗传结构的影响

大石鸡是我国特有种 ,仅分布于青海东部 ,甘肃中部 ,宁夏六盘山以西 ,是我国北方干旱和半干旱荒漠环境指示鸟类。研究其遗传多样性与环境变化的关系 ,不仅是生态遗传学的前沿领域 ,而且在进化生物学和保护生物学领域都有重要的理论意义。采用聚合酶链式反应 ( PCR)和直接测序的方法 ,测定了甘肃境内由北向南的 5个大石鸡 ( Alectorismagna)种群 (兰州、榆中、定西、武山和礼县 )的线粒体 DNA( mt DNA)控制区 ( D-loop) 4 5 7～ 4 5 8个碱基长度的基因序列。结果表明兰州、榆中、定西、武山和礼县种群的平均碱基含量中 A( F=0 .30 F0 .0 1( 4 ,32 ) =3.97)、T( F=6 .4 4>F0 .0 1( 4 ,32 ) =3.97)差异极显著。 5个种群的基因变异率分别为 0 .32± 0 .2 7%、0 .4 8± 0 .4 5 %、0 .6 2± 0 .4 3%、0 .4 4± 0 .2 4 %、0 .1 7± 0 .1 4 % ,种群内的平均基因变异率为 0 .4 1± 0 .1 7% ,种群间的平均基因变异率为 0 .4 6± 0 .1 0 % ,种群内和种群间的平均基因变异率差异不明显( F=2 .5 90 .0 5 )和无霜期 ( r=-0 .81 0     

荒漠植物红砂叶绿素和脯氨酸累积与环境因子的相关分析

通过测定中国境内荒漠植物红砂(Reaumuria soongorica)主要分布区内21个自然种群407株叶片的叶绿素和脯氨酸含量,以及不同种群内土壤含水量、可溶性盐分含量、有机质、全氮、全磷含量等土壤理化性状指标,分析了不同自然种群红砂叶绿素和脯氨酸含量的变异特征以及影响其变化的主要环境因子.研究结果表明:红砂种群间叶绿素含量差异显著.土壤因子对叶绿素合成的影响较气象因子大,而土壤含水量和土壤全磷含量是导致不同红砂种群叶绿素含量出现明显差异的主要原因.红砂脯氨酸含量平均值显著高于盐爪爪、骆驼刺、芨芨草等其它荒漠物种,并且与叶片含水量和土壤含水量呈显著负相关,与土壤可溶性盐分含量呈显著正相关.红砂体内脯氨酸的累积是对干旱盐渍环境的适应性反应,与抗旱性和抗盐性之间存在着一定的关系.     

Correlations Between Foliar Stable Carbon Isotope Composition and Environ-mental Factors in Desert Plant Reaumuria soongorica (Pall.) Maxim.

Leaves of 407 individuals of Reaumuria soongorica (Pall.) Maxim. collected from the major distribution areas were measured to investigate the distribution characteristics of the stable carbon isotope in this desert plant, as well as correlations between δ13C values and environmental factors. Results showed that δ13C values in R. soongorica ranged from-22.77‰. to-29.85‰. and that the mean δ13C value (-26.52‰)was higher than a previously reported δ13C value for a different desert ecosystem. This indicates that R.soongorica belongs to the C3 photosynthetic pathway and has higher water use efficiency than other species. The correlations between δ13C values and environmental factors demonstrated that the foliar δ13C values in R. soongorica increased significantly with decreasing mean annual precipitation and mean relative humidity, and decreased with decreasing duration of sunshine and evaporation. The spatial distribution trend of δ13C values in R. soongorica was not obvious and there was no significant correlation between the δ13C values and mean annual temperature. We conclude that different distribution trends in δ13C values for R. soongorica were likely caused by stomatal limitation rather than by nutrient-related changes in photosynthetic efficiency and that precipitation played an important role in the wide distribution range of R.soongorica. This pattern of δ13C values for R. soongorica reinforced that it is a super-xerophil in terms of its adaptive strategies to a desert environment.     

Correlations Between Foliar Stable Carbon Isotope Composition and Environmental Factors in Desert Plant Reaumuria soongorica （Pall.） Maxim.

Leaves of 407 individuals of Reaumuria soongorica （Pall.） Maxim. collected from the major distribution areas were measured to investigate the distribution characteristics of the stable carbon isotope in this desert plant, as well as correlations between δ^13C values and environmental factors. Results showed that δ^13C values in R. soongorica ranged from -22.77‰ to -29.85‰ and that the mean δ^13C value （-26.52‰） was higher than a previously reported δ^13C value for a different desert ecosystem. This indicates that R. soongorica belongs to the C3 photosynthetic pathway and has higher water use efficiency than other species. The correlations between δ^13C values and environmental factors demonstrated that the foliar δ^13C values in R. soongorica increased significantly with decreasing mean annual precipitation and mean relative humidity, and decreased with decreasing duration of sunshine and evaporation. The spatial distribution trend of δ^13C values in R. soongorica was not obvious and there was no significant correlation between the δ^13C values and mean annual temperature. We conclude that different distribution trends in δ^13C values for R. soongorica were likely caused by stomatal limitation rather than by nutrient-related changes in photosynthetic efficiency and that precipitation played an important role in the wide distribution range of R. soongorica. This pattern of δ^13C values for R. soongorica reinforced that it is a super-xerophil in terms of its adaptive strategies to a desert environment.     

荒漠植物红砂(Reaumuria soongorica)叶片元素和水分含量与土壤因子的关系

通过测定中国境内荒漠植物红砂(Reaumuria soongorica)主要分布区21个自然种群407个植株叶片的氮(N)、磷(P)、钾(K)含量、有机质和叶片含水量,以及不同种群内土壤含水量、可溶性盐分含量、有机质、全氮、全磷含量等土壤理化性状指标,分析不同自然种群红砂叶片元素含量与土壤环境因子之间的关系.研究结果表明,随着不同土壤层含水量的增加,红砂叶片N含量和叶片含水量显著增加,而叶片K含量显著降低.土壤养分含量、可溶性盐分含量与红砂叶片P含量显著正相关,与叶片含水量显著负相关.随着土壤pH值的增加,红砂叶片N含量显著下降,叶片含水量显著增加.说明不同自然种群中红砂叶片养分含量受土壤状况的影响显著,不同土壤理化性状指标对红砂叶片元素含量的贡献显著不同.土壤水分含量是生境中影响红砂叶片特征的最关键因子,而红砂叶片含水量则最易受各种土壤理化性状的影响.生境中土壤含水量对红砂各种元素含量的影响和红砂叶片含水量对不同土壤条件的这种响应模式支持了红砂是一种以提高水分利用效率而适应于极端干旱生境的典型超旱生植物.     

荒漠植物红砂抗旱性与其电学参数关系的研究

为了研究电学参数与红砂(Reaumuria soongorica)抗旱性的关系,以4个地理种源的荒漠植物红砂2年生苗木为材料,测定其茎在不同干旱胁迫处理下的高频电阻(r)、低频电阻(rl)、胞外电阻率(re)、胞内电阻率(ri)、电导(G)和电纳(B)等电学参数以及膜透性(RPP)和渗透调节物质脯氨酸(Pro)含量的变化,分析电学参数与膜透性和脯氨酸含量间的相关性。结果显示,随着干旱胁迫的加剧,4个地理种源红砂茎的膜透性和脯氨酸含量均呈逐渐升高或先升高后降低趋势,不同种源间存在显著差异(P0.05)。红砂茎膜透性的大小在4个种源间表现为:兰州张掖酒泉武威,脯氨酸含量由高到低依次为武威酒泉张掖兰州。4个地理种源红砂茎的高频电阻呈逐渐下降趋势,胞外电阻率、胞内电阻率、电导呈先升高后降低的趋势,而低频电阻则与它们相反,电纳的变化则较为复杂。6个电阻参数在不同种源材料间和不同处理间差异均显著(P0.05)。相关性和通径分析结果表明,胞外电阻率、胞内电阻率、高频电阻和电纳与膜透性的相关性较为明显;胞外电阻率、胞内电阻率、高频电阻和电导与脯氨酸含量的相关性较为显著,其中胞内电阻率对膜透性和脯氨酸含量的影响最大,通径系数绝对值分别高达0.938和0.897。说明电学参数ri可以作为表征红砂抗旱特性的参数,也表明电学方法将是荒漠植物逆境胁迫研究的一种有效方法。     

红砂灌丛对土壤和草本植物特征的影响

研究了黄土高原西部荒漠草原区天然红砂灌丛内外土壤水分、养分的差异及植物萌动期红砂灌丛对草本植物生长和植被组成的影响.结果表明:红砂灌丛下土壤水分状况明显好于灌丛外空地,尤其是在30～110 cm土层最为显著;灌丛内土壤粘粒和粉粒含量明显高于灌丛外,而沙粒含量低于灌丛外,尤其是0～10 cm土层;土壤有机质、全效氮、磷、钾及速效氮、磷、钾均在灌丛下富集,富集率分别达到1.40、1.25、1.04、1.05、1.37、1.77和1.49;从灌丛内到灌丛外草本植物的盖度和高度逐渐减小,而植物丰富度增大;红砂灌丛对草本植物密度、盖度和高度的相互作用强度均呈现正值,而植物丰富度的相互作用强度为负值.说明红砂灌丛具有明显的沃岛效应,并对草本植物的生长有促进作用.     

红砂不同株型在干旱盐碱胁迫下脯氨酸、丙二醛及抗氧化酶含量的研究

以阿拉善左旗红砂(Reaumuria soongorica)群落为研究对象,通过氧化酶（POD、SOD、CAT）活性、丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）含量、地上部分含水率测定及模糊数学函数分析,探讨了不同株型红砂在干旱盐碱环境下的生理适应能力,得出如下结果：红砂地上部分株型越大含水率越大;不同株型的红砂植株在不同株型间MDA、SOD、POD、Pro的含量均无显著差异;红砂适应性综合评价结果均属于中抗型,具体为中株>大株>小株。     

不同退化红砂荒漠草地的水分分配格局

研究了内蒙古阿拉善盟不同过牧退化红砂草地的土壤 植物 大气系统的水分分配格局、不同退化草地和主要植物种的水分利用效率 .2 0 0 1年降雨量 12 4 .3mm ,其中试验期 119.4mm .1m深土壤水分结果表明 ,10～ 4 0cm土层受蒸散影响最大 ;由于主要共存种红砂和无芒隐子草根系分布和蒸腾强度不同等 ,含水量在 10～ 2 0cm土层以中度退化区显著低于其它样区 (P <0 .0 5 ) ,而 2 0～ 4 0cm土层以轻度退化区较低 .样地年均蒸发量为 30 .6mm ,红砂种群的年均蒸腾量为 11.9mm .随着草地退化加剧 ,裸地的蒸发量和退化指示种匍根骆驼蓬种群的蒸腾量增加 ,而红砂种群的蒸腾量降低 .与较轻度退化区比 ,中度和重度退化区的水分利用率分别下降了 14 .6 %和 4 6 .1% ,红砂水分利用率分别下降了 37.8%和 73.8% .