天津沿海滩涂互花米草种群生殖分株数量特征及生殖分配研究

通过对天津沿海滩涂单优群落的取样调查,研究了互花米草种群生殖分株的数量特征和生殖分配规律。结果表明,在籽实成熟期,互花米草种群单个生殖分株重为15.62±9.26 g,穗和种子重分别为2.68±2.08和1.39±1.12 g,小穗和种子数分别为537.7±362.2和490.2±376.3个,生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别为15.02±5.83和7.62±3.8%,结实率为81.9 ±28.6%。穗和种子的形成分别需要分株积累3.2和3.6 g以上的生物量。穗长、穗重、种子数、小穗数、生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别与分株高度呈极显著(p<0.01)的正相关关系。穗重、小穗数、种子重、种子数、生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别与分株重呈极显著(p<0.01)的线性正相关关系。种子数、小穗数、生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别与茎和叶鞘生物量分配呈极显著(p<0.01)的负相关关系。穗各构件在空间上的分布也存在较强的规律性。     

上海九段沙互花米草种群动态遥感研究

该研究应用遥感技术(RS),结合地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)和野外实地调查,对长江口新生沙洲九段沙互花米草(Spartina alterniflora)引种7年来的种群扩散过程进行了调查分析。通过不同时相遥感卫星影像的解译,结合现场调查,分析了外来种互花米草种群自1997年引种后7年期间的种群扩散动态过程。至2004年,互花米草群落已从种植的100 hm²扩展到1 014 hm²。互花米草种群扩散过程可分为3个阶段:1997年的成活定居期;1998至2000年的滞缓期;2000年以后的快速扩散期。互花米草种群的增长速度远高于土著种芦苇(Phragmites australis),显示了互花米草极强的扩散能力、竞争优势和更广的生态幅。研究结果表明,3S技术可应用于植被分类、群落动态和生物入侵动态监测。3S技术具有宏观、快速、动态和综合的优势,可为外来植物的定量调查、分布格局和扩散动态研究提供有效的手段,为滩涂资源生物多样性保护和可持续开发利用提供科学依据。     

氮、硫互作对克隆植物互花米草繁殖和生物量累积与分配的影响

氮、硫均是影响入侵植物互花米草（Spartina alterniflora Loisel.）生长与繁殖的重要营养元素,研究其交互作用可能有助于揭示互花米草成功入侵机制。本文在人工控制条件下,以河沙为栽培基质,研究了氮、硫互作对互花米草繁殖和生物量积累与分配的影响。实验结果表明：中氮和高氮处理下的互花米草分支强度、初级分株数、次级分株数、根状茎数及其总长要显著高于低氮,不同硫水平及氮硫互作对互花米草无性繁殖没有显著影响;互花米草的种子数和种子生物量受硫以及氮硫交互作用的影响显著,在高氮水平下,中硫处理的互花米草种子数和种子生物量要远远高于其他处理。中氮和高氮处理下的互花米草叶、茎、根、根状茎和总生物量显著高于低氮处理;只有在高氮水平下,高硫处理的生物量才显著低于其他处理。在中氮和高氮营养条件下,高硫处理会促使互花米草对地上部分投入更多的生物量。中硫-高氮作用对互花米草有性繁殖的促进,使互花米草能在硫浓度较高的滩地保持高有性繁殖率;虽然过高的硫会抑制互花米草的有性繁殖,但却能促进根状茎数目的增加,从而加速其向外短距离扩张;这些特性均有利于互花米草对滨海盐沼的入侵。     

不同种源黄花蒿生长及生物量分配

对都安、崇左、阳朔和融安县四个不同种源黄花蒿的生长发育状况和生物量分配进行比较,结果表明:黄花蒿的生长旺盛期是在5月底至7月初,6月中旬为生长的高峰期,这段时期内应施以重肥;不同种源黄花蒿各功能构件生物量平均值具有相同的规律:茎构件>叶构件>根构件;都安种源的叶构件生物量和青蒿素含量均比其它种源的高,综合表现最优,是引种栽培的好种源。     

山口红树林区互花米草有性繁殖期的生物量动态

以山口红树林保护区互花米草（Spartina alterniflora）为研究对象,对其有性繁殖期(2007年6—11月)的生物量动态变化进行了初步研究。结果表明：在繁殖初期,不同营养器官的生物量随时间呈现不同程度的增加;但在繁殖后期,根、茎和叶的生物量的增长率均出现负值,其中根生物量和叶生物量的负增长导致茎生物量出现负增长。地下部分生物量远小于地上部分生物量,生物量在各器官的分配除6月份外呈现茎>叶>根>繁殖器官。地下部分生物量占总生物量的比例随着时间呈现下降的趋势,其中根系生物量比例从6月份的28.9%下降到11月的14.0%;繁殖器官生物量的比例不大,随着时间呈现增加的趋势。     

不同盐度下互花米草根结构的比较研究

以不同盐度下生长的互花米草(Spartina alterniflora)为材料,采用常规石蜡切片法对其根的横切结构进行显微观察,比较不同盐度下互花米草根结构的特点及变化规律,研究互花米草根对盐浸环境的适应性。观察结果显示:(1)互花米草根只有初生结构;(2)成熟根的表皮细胞基本毁坏、脱落;(3)互花米草根具有发达的外皮层和皮层通气组织,内皮层细胞壁五面加厚明显,且随盐度的升高呈先增大后减小的趋势;(4)维管柱中央被机械组织所填充,中柱鞘细胞壁也出现加厚现象。互花米草根的结构体现了其对盐浸环境的适应性特征。     

生物量分配影响三种不同海拔起源的松树生长

松属的思茅松（Pinus kesiya var. langbianensis）、云南松（P. yunnanensis）和高山松（P. densata）是组成中国西南不同海拔针叶森林的主要树种,然而这三个树种在发育速度尤其是高生长方面表现出明显的差异。为了弄清引起这些变异的生理和形态学原因,本文将三种松树种植于同一环境下,对其光合作用、生物量分配、生长速率和叶片性状进行了研究。研究发现,与来源于高海拔的树种相比,低海拔的树种有更高的株高、以及更大的干物质重量、相对生长速率、叶质比、茎质比和比叶面积,但叶片氮含量、碳含量和根质比较低。高海拔树种的光合速率并不明显低于低海拔树种。相对生长速率和树高均与叶质比呈显著正相关,与根质比负相关,但与最大光合速率没有显著关系。这些结果表明,生物量的分配式样和长期的形态特性能够更好地预测不同海拔松树的生长表现。     

生物量分配影响三种不同海拔起源的松树生长

松属的思茅松（Pinus kesiya var．1angbianensis）、云南松（P．yunnanensis）和高山松（P．densata）是组成中国西南不同海拔针叶森林的主要树种,然而这三个树种在发育速度尤其是高生长方面表现出明显的差异。为了弄清引起这些变异的生理和形态学原因．本文将三种松树种植于同一环境下,对其光合作用、生物量分配、生长速率和叶片性状进行了研究。研究发现,与来源于高海拔的树种相比,低海拔的树种有更高的株高、以及更大的干物质重量、相对生长速率、叶质比、茎质比和比叶面积,但叶片氮含量、碳含量和根质比较低。高海拔树种的光合速率并不明显低于低海拔树种。相对生长速率和树高均与叶质比呈显著正相关,与根质比负相关,但与最大光合速率没有显著关系。这些结果表明,生物量的分配式样和长期的形态特性能够更好地预测不同海拔松树的生长表现。     

互花米草生物量年动态及其与滩涂生境的关系

本文研究了不同滩涂生境对互花米草(Spartina alterniflora)群落特征及生物量的影响。其结果是：建立在小潮高潮线附近滩面的互花米草群落,其密度、高度、地上和地下生物量(本文生物量均为现存生物量),均比建立在偏低、偏高位置滩面的群落为高。在淡水、肥水来源丰富的河口潮滩上建立的互花米草群落,其群落特征更突出,生物量比建立在土壤肥力低、含盐量高的非河口潮滩上群落高。潮滩上的互花米草群落地下生物量随龄级的增加而增长,但地上生物量和总生物量以三年龄群落为最高,四年龄群落却比三年龄群落低。     

不同类型沙地狗尾草的生长特征及生物量分配

在科尔沁沙地封育5年的围栏内选取典型流动、半流动、半固定、固定和丘间低地5种不同样地,并以未封育的流动沙地作为对照,测定了狗尾草生长特征指标及地上、地下生物量.结果表明:随着环境条件的改善,狗尾草的分蘖株数逐渐减少,而围栏内狗尾草叶长、叶片长宽比和最大穗长增大;植株高度排列次序为丘间低地＞固定沙地＞半固定沙地＞半流动沙地＞流动沙地＞对照,而围栏内植株根长及其与株高比值的大小次序与株高正好相反;不同类型沙地狗尾草地上、地下生物量有所不同,但不同类型沙地狗尾草地上、地下生物量的分配比例在一定范围内变动,生物量主要分配在地上部分,地上生物量与总生物量的比值不小于80%,而地下生物量与总生物量的比值不超过20%.     

上海地区外来种互花米草的分布现状

遥感技术(RS)现已广泛应用于海岸带资源调查、资源与环境动态监测以及滩涂植被定量分析。作者应用2003年8月2日Landsat5-TM多光谱遥感影像,利用遥感处理软件ERDASImagine8.6TM,经几何校正和分幅裁剪等图像预处理后,采用监督分类和目视解译相结合的方法对上海地区互花米草(Spartinaalterniflora)扩散现状进行解译分析,并结合全球定位系统(GPS)样点定位,对解译结果进行全面的野外验证和修正。同时,应用地理信息系统(GIS)对解译结果进行数据合成,统计出互花米草分布区域及面积等数据。实际调查与分析统计显示:上海地区互花米草群落总面积(2003年)为4,553.37hm2,占滩涂植被总面积的22.1%。除了崇明西滩和横沙岛外,互花米草群落已广泛分布于长江河口地区,其中南汇边滩最多,为2,069.01hm2,其次是崇明东滩和九段沙,分别为910.17hm2和769.05hm2。人工引种是互花米草种群在上海地区滩涂成功扩散的重要原因。大尺度的上海滩涂互花米草群落空间分布现状及其数量调查为外来物种的宏观定量调查提供了有效的手段,也为上海市滩涂资源生物多样性保护和可持续开发利用提供了科学依据。     

水淹对互花米草生长及生理的影响

研究了互花米草在不同没顶水淹时间处理下,株高、叶面积等生长指标以及叶片光合速率与色素、脯氨酸、可溶性糖和蛋白质含量等生理指标变化情况。结果表明,随着水淹时间延长,米草株高和叶面积呈下降趋势,叶片光合速率下降;叶片中自由水/束缚水、叶绿素和类胡萝卜素含量、可溶性糖在不同水淹时长处理之间也存在显著差异;但可溶性蛋白质和游离脯氨酸含量在各处理间差异无显著性。     

从能值效益角度研究互花米草生态工程资源配置

应用能值分析的方法 ,分别对江苏省射阳河口的 3种治理方法 :海滨潮间带盐沼湿地 (方案 A)、互花米草湿地 (方案B)和互花米草生态工程 (方案 C)进行能值计算和评价。计算结果为能值投放 A:2 .84 E 1 2 sej/a· m2 ;B:3.67E 1 1 sej/a1· m2 ;C:8.94 E 1 1 sej/a·m2 ;能值产出 A:5.78E 0 9sej/a· m2 ;B:3.4 4E 1 1 sej/a· m2 ;C:3.4 6E 1 2 sej/a·m2。从主要能值指标看 ,A的持续性需以人类活动的不断投入来维持 ,B和 C较 A具有明显的优越性 ,C的能值产出更大。以能值为单位 ,考察资源的最佳配置点 ,B的自然资源对资本和服务的边际技术替代率较大 ,其 MRTS=MP2 /MP1较大说明 B的人类经济活动所投入占的比例较小 ,增加少量的资本和服务投入可取得更大的边际产出。     

盐度变化条件下芦苇对互花米草的化感效应

以芦苇凋落物为试材,采用溶液浸提法和厌氧腐解法,获得水提物和腐解产物两种浸提物母液;在5‰和10‰盐浓度下以两种浸提物母液和25%母液分别处理互花米草种子、刚萌发的幼苗以及互花米草滩涂中特有的互花米草益生菌,考察盐度变化对互花米草种子的萌发、幼苗生长以及菌落生长的影响.结果表明：盐处理能够显著促进互花米草种子的萌发、幼根以及互花米草益生菌的生长(P＜0.05).较高的盐浓度(10‰)下,芦苇水提物对互花米草的萌发、生长和互花米草益生菌的生长呈促进作用;当盐浓度降低至5‰时,该促进作用消失.在较低的盐浓度(5‰)下,芦苇腐解产物对互花米草萌发产生显著的抑制作用;在较高盐浓度(10‰)时,则对互花米草益生菌产生显著促进作用(P＜0.05);在试验的任一盐浓度下,芦苇腐解产物对互花米草幼苗和幼根的生长均存在显著的抑制效果(P＜0.05).     

三种类型互花米草抗盐生态型的分化

从美国引种成功的三种类型互花米草在不同NaCl浓度的盐渍生境中,叶细胞膜透性、渗透调节物(主要是K+、Na+)和氨基酸的变化以及光合作用、呼吸作用的变化都存在明显的差异,这是由于长期不同生境的选择和互花米草的基因型适应所造成的生态型分化的结果。按抗盐性分：G型抗性最强、F型最弱、N型居中。     

互花米草群落功率最大化倾向

植物新种进入新区域后,通过扰动或搅局,改变生态系统的结构,形成有特色的自组 织生态系统,趋向新条件下的功率最大化.本文应用能值分析的方法,分别对苏北互花米草 生态系统和光滩生态系统进行能值分析和系统评估.结果表明：互花米草生态系统每年能值 产出比光滩生态系统高1.52E+18 sej.能值密度是光滩的4.72倍,基础能值产出率约为光滩生态系统的5倍.互花米草生态系统能更有效地利用能量,增加系统内部的 能值贮存,实现系统内部的功率最大化.互花米草入侵某区域滩涂后,通过自组织促使整个互花米草生态系统趋于功率最大化,充分发挥生态服务功能,但由于其繁殖扩散过快,导致种群爆发,产生了一系列负面效应,如抑制本土物种、侵占航道、危害贝类养殖等.     

冬季火烧与收割对互花米草地上部分生长与繁殖的影响

自1995年首次在崇明东滩发现互花米草(Spartinaalterniflora)以来,该外来种已在东滩扩张成为最具优势的植物之一。作为东滩常见的两种人为干扰,冬季火烧和收割可能会对互花米草的生长和繁殖有一定的促进作用,并可能进一步促进互花米草的入侵。因此,作者选择崇明东滩为实验地点,探讨冬季一次性火烧和收割以及相对高程对互花米草生长与繁殖的影响。结果表明:冬季火烧与收割能显著提高互花米草的植株密度和结穗率,显著降低其植株基部直径,即对其生长与繁殖有一定的促进作用,原因可能在于这两种干扰使其生境改变,光照条件得到改善;从Wilks’值的大小可看出,与相对高程相比,这两种干扰对互花米草生长繁殖的影响相对较小,而且这两种干扰对互花米草的影响差异不显著。上述结果表明,冬季火烧与收割将可能促进互花米草在东滩的入侵,有必要采取措施加以管理。     

基质及水位对入侵种互花米草生长的影响

为了揭示基质和水位对互花米草种群扩张过程的影响,通过室内模拟试验分析了不同基质和地下水位对互花米草幼苗存活率、高生长和生物量及分配等表型参数的影响。结果表明:基质、水位及其交互作用对互花米草幼苗生长影响显著;基质类型和地下水位的交互作用显著影响幼苗的存活率;同种基质中地下水位的降低显著促进了幼苗根长的增加;由于不同基质持水力和营养的差异,沙中生长的幼苗随地下水位的降低地上部分表现出显著的生长抑制,而沙土和壤土中的幼苗在中等水位生长最好;沙中幼苗根状茎的长度显著低于沙土和壤土,而随水位的降低,沙土和壤土根茎长度显著下降。由此可以推论,互花米草种群扩张强度因生境而异,在沙土和壤土基质中互花米草可能表现出更强的入侵性和扩散能力。     

Interaction among sediment anaerobiosis, nitrogen uptake and photosynthesis of Spartina alterniflora

Spartina alterniflora Lois. plants were grown under controlled sediment-pH-redox conditions. Uptake of added ¹⁵NH₄-nitrogen and subsequent photosynthetic activity under different redox conditions in the plant root rhizosphere were measured. Data for total plant nitrogen and ¹⁵N concentration indicated that nitrogen allocation was not altered by anaerobic conditions of the sediment. However, average net photosynthesis was reduced by up to 35% for plants under anaerobiosis. The results indicate that anaerobiosis in the root rhizosphere, rather than limiting nitrogen uptake, influences photosynthesis and growth of S. alterniflora under anaerobic conditions.     

The influence of arsenic chemical form and concentration on Spartina patens and Spartina alterniflora growth and tissue arsenic concentration

Arsenic (As) uptake by two perennial coastal marsh grasses growing in hydroponic conditions was studied in relation to the chemical form and concentration of As added to nutrient solution. A 4×3×2 factorial experiment was conducted with treatments consisting of four As chemical forms [arsenite, As(III); arsenate, As(V); monomethyl arsonic acid, MMAA; and dimethyl arsinic acid, DMAA], three As concentrations (0.2, 0.8, and 2.0 mg As L^-1) and two plant species (Spartina patens and Spartina alterniflora). Arsenic phytoavailability and phytotoxicity were primarily determined by the As chemical form present in the nutrient solution, though As concentration also influenced both As availability and toxicity. Application of As(V) increased root, shoot and total dry matter production; this positive plant growth response may be linked with P nutrition. Organic arsenicals and As(III) were the most phytotoxic species to both marsh grasses when plant growth was considered. Arsenic uptake and transport in plant were species-specific. Phytoavailability of As followed the trend DMAA MMAA As(V) < As(III). Root and shoot As concentrations significantly increased with increasing As application rates to the rooting medium, regardless of the As chemical form. Upon absorption, inorganic arsenicals and MMAA were mainly accumulated in the root system, while DMAA was readily translocated to the shoot.