“黑土滩”退化高寒草地6种常见毒杂草水浸液对垂穗披碱草的化感作用

以青藏高原"黑土滩"退化高寒草地中常见的6种毒杂草(黄花棘豆、秦艽、南山蒿、黄帚橐吾、瑞香狼毒和密花香薷)的根、茎、叶的水浸液为材料,通过研究不同浓度(25、50、100 g.L-1)水浸提液对垂穗披碱草种子萌发以及胚芽和胚根伸长的影响,以探寻具有化感作用的植物种类和部位。结果显示:(1)6种毒杂草不同部位(除密花香薷根外)全部具有化感作用,且叶的化感抑制作用要强于茎和根。其中,黄花棘豆根、茎和叶的化感抑制作用均强于其他5种毒杂草相同部位,秦艽叶和根的化感作用仅次于黄花棘豆叶和根,南山蒿和密花香薷叶也有很强的化感抑制作用。(2)全部水浸液的化感抑制作用均随浓度的增大而增强。瑞香狼毒、密花香薷和南山蒿茎水浸液浓度为25 g.L-1时,对垂穗披碱草种子胚芽伸长产生促进作用,在水浸液浓度达到100 g.L-1时,全部水浸液(除密花香薷根外)的化感抑制作用都达到显著水平(P<0.05),其中黄花棘豆和南山蒿的叶和根以及秦艽和密花香薷的叶对垂穗披碱草种子萌发、胚芽和胚根都表现出致死作用。(3)黄花棘豆、南山蒿、秦艽和密花香薷等具有强化感抑制作用的植物主要通过抑制种子胚根伸长来发挥化感抑制作用,而瑞香狼毒和黄帚橐吾主要通过抑制种子发芽指数来发挥化感抑制作用,且测定指标对化感作用的敏感性大小顺序为:发芽指数>萌发率;胚根>胚芽。实验表明,毒杂草的化感抑制作用是影响利用垂穗披碱草改建"黑土滩"的重要因素,因此"黑土滩"改建前应尽量清除这些毒杂草,以防影响人工草地的质量。     

三色马先蒿的化学成分研究

从玄参科三色马先蒿（Pedicularis tricolor）全草的乙醇提取物中分离得到17个化合物,采用波谱方法鉴定了它们的结构。其中化合物1（2,3,5-tirmethoxy-4-hydroxy-xanthone）是一个新的[口山]酮,命名为三色马先蒿酮A（pedicutricone A）;2（8α-hydroxyl-4-carboxyl-5βH,9βH-iridoid-1α-glycoside）是一个新的环烯醚萜苷,命名为三色马先蒿苷A（pedicutricoside A）;化合物3-17为首次从该植物中分离得到。     

黄花蒿对4种受体植物的化感作用研究

采用室内生物测定法,以小麦、燕麦、黄瓜和萝卜为受体,研究了黄花蒿对受体植物的化感作用,结果显示:黄花蒿水浸提液对小麦、燕麦的化感综合效应(SE)为56.29、57.17;其地上部淋溶物对小麦和黄瓜表现为抑制作用,对燕麦和萝卜表现为促进作用;其茎叶挥发物对4种受体植物根长生长有较强的抑制作用;其残体分解物前10d对受体有很强的抑制作用,根系分泌物对小麦和燕麦抑制作用较强,对萝卜和黄瓜表现为促进作用。结果表明,黄花蒿5种不同途径来源的化感物质对4种受体植物都有不同程度的化感作用,且黄花蒿主要是通过地上部淋溶、挥发向环境中释放化感物质,其次是通过根系分泌物对授体植物产生化感作用。     

头花马先蒿和管花马先蒿的化学成分

从头花马先蒿全草中发现13个化合物,经波谱分析鉴定为：（&#177;）-松脂素（1）、金合欢素（2）、木犀草素（3）、7．去氧栀子新苷（4）、yuheinoside（5）、euphroside（6）、mussaenosidic acid（7）、莫桑苷（8）、桃叶珊瑚苷（9）、角胡麻苷（10）、异角胡麻苷（11）、贞桐苷A（12）和开德苷元（13）。从管花马先蒿全草中发现4个化合物,经鉴定为：（＋）．dehydrovomifoliol（14）、催吐萝芙木醇（15）、ω-hydroxypropioguaiacone（16）和3-hydroxy-1-（4-hydroxy-3,5-dimethoxyphenyl）-1-propanone（17）。所有化合物均为首次在该种中发现。     

油蒿挥发油的化感作用研究

对毛乌素沙地油蒿挥发油的化感作用（Ａｌｅｌｏｐａｔｈｙ）及其化学成分进行了研究。结果表明：油蒿挥发油对苋、诸葛菜、萝卜种子萌发和幼苗生长具有不同程度的抑制作用;对小麦种子萌发几乎无影响,但对其幼芽和幼根的生长具一定影响。抑制作用最强的是对苋种子,挥发油组最终萌发率１８％,比对照组减少７１％,对其幼芽和幼根的生长影响也很明显。用ＧＣ、ＧＣ－ＭＳ－ＤＳ联用方法,共鉴定４３个化合物,其中相对百分含量在１．５％以上的化合物有如下１４种：１）α－蒎烯（α－ｐｉｎｅｎｅ）,２）桧烯（Ｓａｂｉｎｅｎｅ）,３）β－蒎烯（β－ｐｉｎｅｎｅ）,４）月桂烯（Ｍｙｒｃｅｎｅ）,５）对伞花烃（ρ－ｃｙｍｅｎｅ）,６）柠檬烯（Ｌｉｍｏｎｅｎｅ）,７）β－水芹烯（β－ｐｈｅｌａｎ－ｄｒｅｎｅ）,８）β－顺式罗勒烯（β－ｃｉｓ－ｏｃｉｍｅｎｅ）,９）β－反式罗勒烯（β－ｔｒａｎｓ－ｏｃｉｍｅｎｅ）,１０）松油烯－４－醇（Ｔｅｒｐｉｎｅｎ－４－ｏｌ）,１１）α－姜黄烯（α－ｃｕｒｃｕｍｅｎｅ）,１２）茵陈炔（Ｃａｐｉｌｅｎｅ）,１３）橙花叔醇（Ｎｅｒｏｌｉｄｏｌ）,１４）匙叶桉油烯醇（Ｓｐａｔｈｕｌｅｎｏｌ）。     

油蒿(Artemisia ordosica)的化感作用研究

通过对鄂尔多斯高原毛乌素沙地油蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ ｏｒｄｏｓｉｃａ）化感作用研究,发现油蒿茎叶的水浸提液对几种受体植物种子的萌发率,幼苗长和根长生长均有不同程度的抑制作用,随水浸提液浓度的增加抑制作用逐步增加;用油蒿茎叶水浸提液进行盆栽试验,受体植物的出苗率,苗高,根长和干物重也受到抑制,苗的形态也与对照有较明显的差异;     

三江源区不同建植期人工草地甘肃马先蒿生物量分配

以三江源区不同建植期人工草地中典型杂草甘肃马先蒿为研究对象,以建植前为对照,比较建植期为5年、10年的垂穗披碱草人工草地中马先蒿形态特征、器官生物量和资源投资状况.结果表明:(1)甘肃马先蒿在不同建植期人工草地中个体形态特征如株高、花柱高、花数目存在显著差异,而根系长、分枝数、叶片数差异不显著;不同阶段各器官生物量发生改变,根系生物量、茎叶生物量、繁殖器官生物量变化差异显著,而总生物量无显著差异.(2)综合建植前与建植后5、10年这3个时期样地中甘肃马先蒿在形态特征与资源投资状况的变化特征发现:总生物量、茎叶生物量、繁殖器官生物量、花数都呈现先下降再上升的V"字形变化趋势,根系生物量、株高逐渐增大,而花序长度则持续下降;资源相对投资比例也随建植期的不同表现出明显的差异,地上部分和地下部分的相对投资随时间的增加而上升,繁殖投资则表现出逐年降低的趋势.(3)以总生物量为个体大小参数,在同一时期内甘肃马先蒿各器官的绝对生物量具有明显的大小依赖性,随着个体大小的增加,茎叶生物量、根系生物量和花生物量均显著增加.但不同建植期人工草地中各器官生物量的个体大小依赖性响应程度不同,其中茎叶生物量和根系生物量的大小依赖程度随建植年限的增加而增加,而花生物量的个体大小依赖性却随建植期的延长而减弱.     

藏药斑唇马先蒿的化学成分研究

采用硅胶柱、大孔树脂柱、Sephadex LH-20柱、反相C18柱等柱层析手段,对斑唇马先蒿的化学成分进行了系统的分离纯化,得到了7个化合物,其1H NMR和13C NMR鉴定结果为木犀草素(luteolin,1)、芹菜素(apigenin,2)、金圣草黄素(chrysoeriol,3)、3,5,7-三羟基-3’,5’-二甲氧基黄酮(3,5,7-trihydroxy-3’,5’-dimethoxyl flavone,4)、毛蕊花苷(verbascoside,5)、异毛蕊花苷(isoverbascoside,6)、木犀草素4’-O-β-D-葡萄糖苷(luteolin-4’-O-β-D-glucoside,7).这7个化合物均首次从该植物中分离得到,为藏药斑唇马先蓠的深入研究提供了基础.     

甘肃马先蒿寄生对禾草内生真菌共生体光合特性的影响

[目的]甘肃马先蒿与感染内生真菌的禾草(紫花针茅和麦宾草)建立根寄生关系,有关内生真菌对根寄生危害禾草光合作用调控方面的研究较少。[方法]本研究以紫花针茅和麦宾草带菌(E+)、不带菌(E-)植株为研究对象,研究甘肃马先蒿寄生和未寄生处理对紫花针茅和麦宾草E+、E-植株不同生长阶段光合特性影响的动态变化。[结果]甘肃马先蒿寄生显著降低紫花针茅和麦宾草的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,而胞间二氧化碳浓度和水分利用率却显著增加,这与禾草是否感染内生真菌无关。甘肃马先蒿寄生后E+紫花针茅的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率高于E-植株,而麦宾草E+植株的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率却低于E-植株;同时,根寄生条件下E+紫花针茅的胞间二氧化碳浓度和水分利用率低于E-植株;而E-麦宾草植株的胞间二氧化碳浓度和水分利用率却低于E+植株。[结论]内生真菌侵染影响甘肃马先蒿根寄生危害禾草的光合作用;甘肃马先蒿和内生真菌同时成为禾草营养消耗库时,内生真菌与禾草的共生关系处于一种互惠共生和相互拮抗的动态变化。     

三色马先蒿的引种栽培研究

本文报道三色马先蒿有性繁殖及植株生长与发育的调控技术。种子发芽率达８５％,发芽势４０％。栽培植株能在引种地正常开花结实,株平均开花数４５朵,结实率５０％。     

青藏高原不同牧草人工草地对土壤线虫群落的影响

为缓解草蓄矛盾,青藏高原人工草地得到快速发展。土壤线虫对环境变化敏感,是草地生态系统的重要组成部分。然而,不同牧草人工草地对土壤线虫群落的影响尚不明确。2016年7月,对多年生禾本科(垂穗披碱草Elymus nutans Griseb.、老芒麦Elymus sibiricus L.、早熟禾Poa annua L.和羊茅Festuca ovina L.)、一年生禾本科燕麦Avena sativa L.和多年生豆科紫花苜蓿Medicago sativa L.等6种单播牧草人工草地(建植期4年)和天然草地(对照)的土壤线虫群落进行了调查。结果表明：(1)土壤线虫隶属于2纲8目32科58属,平均密度为1754个/100 g干土;紫花苜蓿样地的线虫密度最低,为949个/100 g干土;燕麦样地最高,为3267个/100 g干土;(2)与天然草地相比,燕麦样地的线虫群落总密度、多样性以及植食性和杂食-捕食性线虫密度显著增加,而其他人工草地的线虫群落密度、多样性以及植食性、食真菌和食细菌线虫密度均无显著变化;(3)土壤线虫总密度以及各营养类群密度在不同人工草地间差异显著,且均在燕麦样地最高;(4)建...     

青藏高原东南部天然草地主要有毒植物调查研究

对青藏高原东南部的川西北天然草地主要有毒植物的种类、毒物成分和分布作了系统的调查与研究,首次报道了该区域天然草地有毒植物名录,统计出该区主要有毒植物226种,隶属于33科77属。有毒植物所含主要毒物成分可分为生物碱、苷类化合物、萜类化合物、苯酮类化合物、酚类及其衍生物和简单有机物等6大类。有毒植物在亚高山草甸草地中分布最多,有157种,其次是亚高山灌丛草地、高山草甸草地、高山灌丛草地和高寒沼泽化草甸草地。本调查研究为青藏高原东南部天然草地主要有毒植物的防除和开发利用奠定了基础。     

SPATIAL HETEROGENEITY AND SIMILARITY OF ADULT PLANTS AND SEEDLINGS IN 'BLACK SOIL LAND' SECONDARY WEED COMMUNITY, QINGHAI-TIBETAN PLATEAU

 在样线调查基础上, 用半方差函数、分形维数、空间自相关等方法对青藏高原“黑土滩”次生毒杂草群落地上成体植株、幼苗空间的异质性, 二者物种构成的相似性及其尺度特征进行分析。结果表明, “黑土滩”次生毒杂草群落在较大尺度上地上成体植株物种数的空间依赖性强, 异质性高, 而个体密度则较均匀; 幼苗物种数在小尺度上空间异质性高, 幼苗密度在大尺度上空间异质性较高, 幼苗密度独立于其物种分布, 高密度的幼苗分布在微地形下和群落间隙中, “黑土滩”毒杂草植物幼苗充分利用空余生态位进行群落补充; “黑土滩”群落在不同尺度上地上成体植株与幼苗物种构成相似性变化的规律性不大; “黑土滩”群落幼苗靠其高密度特征完成群落更新, 植物群落幼苗更新力强, 导致“黑土滩”毒杂草群落趋于稳定。因此, 建议加强干扰以减弱“黑土滩”次生毒杂草群落稳定趋势, 这对恢复“黑土滩”具有重要指导意义。     

青藏高原"黑土型"退化草地成因与恢复

对青藏高原“黑土型”退化草地的成因和生态建设进行评述,认为“黑土型”退化草地是草原退化生态学行为在江河源区高寒草地的特有体现形式,由气候变暖、冰川退缩、过度放牧、鼠害等综合因子共同导致。生态恢复不仅要从草地建设入手,还要对草地资源进行合理管理与规划。加强牧区文化教育投资、实行草地长期承包、加强《草原法》建设等措施是我国高寒草地畜牧业健康发展的重要保证。青藏高原生态系统特有的“惰性”特征可能是导致其草地生态系统自我更新能力差、系统结构脆弱、生态恢复困难的重要原因,应深入开展该方面研究,为青藏高原生态环境建设提供依据。     

不同强度牦牛放牧对青藏高原高寒草地土壤和植物生物量的影响

放牧作为家畜饲养方式之一,是草地最简单、有效的利用方式,放牧中的家畜对草地生态系统的影响是全球畜牧生态学研究的焦点。过度放牧导致草地退化严重,虽然在青藏高原地区已有较多放牧对草地影响的研究,但探究连续4年放牧对高寒草地生态系统影响的定位实验却鲜见报道。本研究在青藏高原东缘选取典型高寒草地,使用高原特有且分布最广的牦牛作为大型草食放牧家畜,设置了4个牦牛放牧强度（禁牧：无放牧、轻牧：1头/hm²、中牧：2头/hm²和重牧：3头/hm²）以研究其对高寒草地土壤和植物功能的影响。开展4年试验后的结果表明：放牧条件下土壤含水率显著增加;而土壤容重、全磷和有机质含量对放牧强度均无显著性响应;土壤全氮和pH的响应主要在表层0-20 cm,其中全氮为轻牧和重牧处理分别显著高于中牧,中牧处理下的土壤pH为显著高于轻牧;土壤全钾含量在禁牧处理中显著高于放牧处理;而土壤有效氮和速效钾均为中牧处理显著高于禁牧;放牧可以显著降低植物地上生物量。牦牛放牧强度显著影响土壤含水率、有效养分和植物地上生物量,而对其它土壤理化性质影响较弱。本研究结果揭示放牧对高寒草地土壤理化性质和植物地上生物量的影响,为青藏高原高寒草甸生态系统保护、可持续管理和合理放牧率提供理论依据。     

陇中黄土高原典型草原生物土壤结皮发育对土壤养分的影响

为了解生物土壤结皮发育与土壤养分特征的关系,该研究选取处于不同发育阶段和不同盖度的藓结皮(M-crust)和地衣结皮(L-crust),对其结皮层生物体及结皮下层3 cm土壤进行养分分析。结果显示：(1)藓结皮生物体对土壤全氮(TN)、全磷(TP)、铜(Cu)和锌(Zn)的生物富集作用较强,其富集系数分别高达807.4%、175%、122.4%和244.5%,而地衣结皮生物体对TN、TP和钙(Ca)的生物富集作用较强,其富集系数分别高达950.8%、126.2%和208.6%;除Ca外,藓结皮生物体中TP、钠(Na)、钾(K)、Cu、铁(Fe)、镁(Mg)、锰(Mn)和Zn均显著高于地衣结皮。(2)土壤生物结皮盖度与其对应的土壤养分含量之间无显著线性相关关系,但发育有不同盖度藓结皮的土壤其平均TN、TP、Cu、Fe、K、Na和Ca含量均高于地衣结皮。研究表明,不同类型生物土壤结皮对养分吸收、富集效率不同,处于发育后期的藓结皮较发育中期的地衣结皮具有更强的养分累积效应,提高了土壤的养分贮存量,对黄土高原典型草原生态系统的恢复与重建具有潜在的重要影响。     

Effect of available burrow densities of plateau pika (Ochotona curzoniae) on soil physicochemical property of the bare land and vegetation land in the Qinghai-Tibetan Plateau

The available burrow densities of plateau pika (Ochotona curzoniae) regulate the soil physicochemical property in alpine meadow. A field survey was conducted to investigate the effect of available burrow densities of plateau pika on soil physicochemical property of bare land (bare patch produced by burrowing behavior of plateau pika) and vegetation land (land covered with vegetation). This study indicated that the increase in available burrow of plateau pika caused the soil water content at 0–10 cm layer of bare land and that at 10–20 cm of vegetation land to reduce, and caused the soil water content at 10– 20 cm layer of bare land and that at 0–10 cm layer of vegetation land to firstly increase and then decline. In the increasing process of available burrow of plateau pika, the soil silt content firstly increased and then decreased, and soil sand content firstly decreased and then increased. With the increase of available burrow of plateau pika, the soil porosity at 0–10 cm layer of bare land and that at 10–20 cm layer of vegetation land decreased, while the soil porosity at 10–20 cm layer of bare land and that at 0–10 cm of vegetation land firstly increased and then decreased. Soil pH value, soil organic matter, total nitrogen and total phosphorus content firstly increased and then decreased, peaking at 14 available burrows per 625 m², while total soil potassium content did not respond to available burrow densities of plateau pika. This study suggested that the proper available burrows existing in the alpine meadow increased soil permeability, accelerated soil moisture to penetrate deeply, increased the proportion of soil silt, and improved the soil nutrient; however, this beneficial effect was strongly influenced by the available burrow density of plateau pika, implying that plateau pika did not benefit soil structure when its available burrow was over 34 number/625 m².     

青藏高原东缘半湿润沙地典型生态恢复模式的效果比较研究

草地退化与沙化直接影响草地生态系统的功能与服务,植被恢复是沙地恢复治理的重要方式之一,但是探究沙化草地典型生态恢复模式的恢复效果及模式优化研究不足。以野外调查与室内分析相结合的方法,以重度沙化草地为对照（CK）,比较研究了青藏高原东缘沙地三种典型生态恢复模式（围栏封育（Fencing enclosure,FE）、布设高山柳沙障（Salix cupularis sandy barrier,SCSB）、布设高山柳沙障+种草（Salix cupularis sandy barrier plus planting grasses,SCSBPPG））对草本植物群落和土壤理化性质的影响。结果显示：（1）与CK相比,FE的地上草本盖度、生物量、Margalef丰富度指数和Shannon-Weiner多样性指数分别显著提高了13.54倍、13倍、3.09倍和1.80倍,且SCSBPPG的这些指标分别显著提高了11.24倍、10.50倍、1.05倍和0.83倍（P < 0.05）,而SCSB对以上指标影响均不显著。（2）三种典型生态恢复模式对沙地的土壤容重无显著影响,而三种典型生态恢复模式0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm土层土壤含水量变化规律一致（SCSBPPG > FE > SCSB）,且SCSBPPG和FE的0-10 cm土层土壤含水量的增加最明显,分别为244.90%、176.92%（P < 0.05）,而SCSB土壤含水量相较于CK无显著差异。（3）该研究区的pH在5.74-6.21之间,FE和SCSBPPG较CK显著降低了0-30 cm各土层土壤pH（P < 0.05）。此外,三种生态恢复模式0-30 cm各土层土壤有机质、全N、全P、全K含量递减变化规律为FE > SCSBPPG > SCSB,FE和SCSBPPG各土层土壤有机质、全N、全P均高于CK,且都在土层10-20 cm增幅最大,FE的最大增幅分别为243.62%、93.94%、68.97%,SCSBPPG的最大增幅分别为118.46%、45.45%、41.38%,而SCSB显著降低了各土层土壤有机质、全N和全P量（P < 0.05）。因此,在青藏高原高寒轻度沙化草地围栏封育有利于其恢复,而重度沙化草地的生态恢复需采用植灌和种草结合的模式。研究结果可为沙地的恢复治理和可持续管理提供依据。     

模拟增温对青藏高原高寒草甸根系生物量的影响

在青藏高原高寒草甸布设模拟增温实验样地,采用土钻法于2012—2013年植被生长季获取5个土层的根系生物量,探讨增温处理下根系生物量在生长季不同月份、不同土壤深度的变化趋势及其与相应土层土壤水分、温度的关系。结果表明:(1)根系生物量在2012年随月份呈增加趋势,其中7—9月较大,其平均值在对照、增温处理下分别为3810.88 g/m~2和4468.08 g/m~2;在2013年随月份呈减小趋势,其中5—6月较大,其平均值在对照、增温处理下分别为4175.39 g/m~2和4141.6 g/m~2。增温处理下的总根系生物量高出对照处理293.97 g/m~2,而各月份总根系生物量在处理间的差值均未达到显著水平。表明在增温处理下根系生物量略有增加,但在生长季不同月份其增加的程度不同,致使年际间的增幅出现差异。(2)根系生物量主要分布在0—10 cm深度,所占百分比为50.61%。在增温处理下,0—10 cm深度的根系生物量减少,减幅为8.38%;10—50 cm深度的根系生物量增加,增幅为2.1%。相对于对照处理,增温处理下0—30 cm深度的根系生物量向深层增加,30—50 cm深度的根系生物量增加趋势略有减缓。可见,在增温处理下根系生物量的增幅趋向于土壤深层。(3)根系生物量与土壤水分呈极显著的递减关系,在增温处理下线性关系减弱;与土壤温度呈极显著的递增关系,在增温处理下线性关系增强。表明土壤水分、温度都可极显著影响根系生物量,但在增温处理下土壤温度对根系生物量的影响较土壤水分更为敏感而迅速。