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

应用RAPD标记技术对分布于新疆阜康荒漠的重要植物红砂(Reaumuria soongorica(Pall.)Maxim)种群遗传结构和遗传多样性进行了分析。15条随机引物对红砂7个亚种群的136个个体进行扩增,共检测71个位点,其中多态位点69个。研究结果表明:红砂种群的多态位点比率(PPB)为97.18％,显示出分布于过渡带的红砂种群内存在较高的遗传多样性。Shannon多样性指数(0.307 5)、Nei基因多样性指数(0.312 7)和基因分化系数(G_(ST)=0.312 0)揭示了红砂种群遗传变异多存在于亚种群内,而亚种群间的遗传分化则较小。红砂业种群间的基因流Nm=1.102 8,Nm>1但低于一般风媒传粉植物(Nm=5.24)的基因流水平,处于分化的临界状态。AMOVA分析说明红砂种群变异的61.58％存在于亚种群内,而亚种群间的变异占总变异的38.02％。另外,通过RAPD资料的聚类分析及相关性分析研究,发现红砂自然种群的遗传结构与绿洲荒漠过渡带的微生境生态因子(主要是土壤因子)相关,其中红砂亚种群遗传多样性水平与土壤中全磷和CI含量呈显著负相关,与CO_3~2含量呈显著正相关。而其它土壤生态因子则与红砂的遗传多样性指数的相关性均不显著(P>0.05)。表明红砂个体的分布可能与过渡带土壤的某些易溶性盐分相关。研究还发现,随着土壤中有机质、水分、全氮和全磷含量的减     

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。     

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。     

新疆阜康绿洲荒漠过渡带主要植物种的生态位分析

采用Levins公式和王刚生态重叠计测方法,对新疆阜康绿洲荒漠过渡带中的7个植物种,分别从群落梯度和3个单一生态因子（土壤水分维,土壤盐分维,土壤酸碱度维）上对其生态位分化进行了定量分析。结果如下：（1）在群落梯度上,生态位大小依次为红砂（0.7010）,梭梭（0.6434）,角果藜（0.4774）,雾冰藜（0.3745）,盐爪爪（0.3541）,叉毛蓬（0.3354）和碱蓬（0.2769）;（2）红砂在土壤水分、土壤盐分、土壤酸碱度维上的生态位分别为0.5274,0.6039和0.3620,梭梭在这3维上分别为03320,0.3083和0.5103,从生态位宽度看,红砂和梭梭处于优势种地位,其余为非优势种;（3）每个物种在群落梯度上的生态位宽度基本大于在上述3个资源轴上的平均生态位;（4）红砂与梭梭在土壤盐分维上的生态位重叠最大（0.4203）。表明了这两个优势种在利用土壤盐分方面有相似的特性。     

新疆阜康绿洲荒漠过渡带叉毛蓬种群遗传多样性及环境适应性研究

本文采用RAPD分子标记分析了新疆阜康绿洲荒漠过渡带叉毛蓬种群的遗传多样性;运用ORIGIN软件,对叉毛蓬种群的遗传多样性和土壤因子进行了回归相关分析。结果表明:叉毛蓬种群具有高的遗传多样性(P=98.7%)。亚种群的Nei基因多样性指数(H)与土壤中的钠离子、氯离子含量显著负相关(P=0.042、P=0.0408);遗传多样性指数与土壤中的电导率、含水量无显著相关关系;多态位点比率(P)与土壤中的全钾含量显著相关(P=0.011),Shannon多样性指数和Nei基因指数与有机质呈极显著负相关(P=0.0030、P=0.0015),与全磷、全氮负相关,但没有达到显著水平。叉毛蓬为旱生植物,利用有限的水分就可以完成生活史,水分没有成为一种限制性因子;土壤中的氯盐在维持叉毛蓬亚种群遗传多样性方面可能起着较为重要的作用,成为与遗传多样性显著相关的限制性因子,对叉毛蓬种群的遗传多样性具有一定的选择压力;同时处于贫瘠土壤上的叉毛蓬机体能够更加完全地利用土壤中的限制性养分,与土壤养分表现出负相关关系。另外,用随机引物检测到的叉毛蓬种群77个位点中有11个位点的基因频率与过渡带土壤因子存在着显著相关,表明这些位点对土壤因子具有特殊的敏感性。新疆阜康地区绿洲荒漠过渡带中叉毛蓬种群的遗传多样性特性可能是亚种群对所处微生境长期适应的结果。     

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% .