指数施肥对楸树无性系生物量分配和根系形态的影响

为探求楸树不同无性系生物量分配和根系形态的差异,2011年3-8月在甘肃省天水市小陇山林科所,以2年生楸树无性系1-4、7080和015-1组培苗为试验材料,设置了CK、6、10、14 g尿素/株4个处理,研究指数施肥对楸树无性系生物量分配和根系形态的影响.结果表明:(1)同一无性系中,10 g尿素/株的根、茎、叶生物量及总生物量、根长、根表面积、根体积和根平均直径均高于其它处理.无性系015-1的生物量和根系形态参数整体上高于无性系1-4和7080.无性系015-1在10 g尿素/株的根、茎、叶生物量及总生物量分别为89.44 g、61.30 g、79.97 g、230.71 g,是CK的1.48、1.52、2.09、1.66倍;根长、根表面积和根体积为22667 cm、6260 cm2、578.14 cm3,是CK的1.94、1.54、2.43倍.(2)指数施肥和无性系的遗传差异明显影响楸树不同无性系生物量的分配格局.适量施氮明显促进3个楸树无性系生物量的积累,而氮素缺乏或过量均不利于生物量的积累.8月同一无性系的根冠比均随施氮量的增加而降低;同一处理下无性系7080的根冠比高于无性系1-4和015-l.无性系1-4和7080的生物量主要向叶和茎分配,而无性系015-1主要向叶分配.(3)指数施肥在6月和7月主要促进细根根长和根表面积的增加;指数施肥在8月主要促进细根、中等根和粗根体积的急剧增加,分别比7月高达36.88％、124.96％、154.79％.这利于根系在中后期吸收更多养分,从而引起生物量分配格局的变化.(4)生物量参数和根系形态参数关系密切.根生物量、地上生物量、总生物量分别和根长、根表面积、根体积、根平均直径极显著正相关;根冠比和根长、根表面积、根体积、根平均直径极显著负相关;比根长和地上生物量、总生物量显著正相关,和根冠比极显著负相关.     

垂直方向磷素竞争对杉木根系生长及生物量分配的影响

针对自然环境中有效磷养分主要分布于土壤表层而容易导致植物根系激烈竞争的问题,选择同一杉木(Cunninghamia lanceolata)无性系幼苗为研究对象,采用水平方向空间狭小而垂直方向空间大的室内盆栽模拟装置,以单株种植为对照,构建双株种植的竞争处理,通过设置3个供磷水平:不供磷处理(0 mg/kg KH_2PO_4)、低磷处理(6 mg/kg KH_2PO_4)和正常供磷处理(12 mg/kg KH_2PO_4),采用破坏性试验方式收获,分别在试验的前期(50 d)、中期(100 d)和后期(150 d)测定不同处理条件下杉木幼苗根系生物量与根系形态的变化,研究邻株杉木根系在垂直方向上对有限磷素资源的竞争策略。结果表明:竞争处理和供磷水平对杉木幼苗根系长度、平均直径等形态指标的影响存在交互作用(P0.05),对杉木幼苗生物量分配、比根长等指标的影响均不存在明显的交互作用(P0.05)。竞争处理中杉木根系形态增量均明显高于非竞争处理的单株幼苗,且随着胁迫时间的增加,根系形态增量均呈现显著的上升趋势,其中在胁迫中期和后期的增量明显高于前期,且邻株竞争处理明显提高了杉木的比根长,提升了根系觅磷的能力;随着供磷水平的提高,根表面积和根体积增量大体上呈现先上升后下降的趋势。与非竞争处理相比,竞争条件下杉木地上部生物积累量差异不明显,而根系生物量、根冠比均低于非竞争处理的单株幼苗。     

宽窄行栽植下三倍体毛白杨根系生物量分布及其对土壤养分因子的响应北大核心CSCD

三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)是我国华北地区主要纸浆林品种,在该地区多采用宽窄行模式栽植。为基于根系结构特征制定该模式下毛白杨人工林高效水肥管理策略和明确影响其根系空间分布的主要因子,在5年生林分中于8株样树周围挖取2 106个土柱,研究该栽植模式下毛白杨根系生物量的空间分布特征,并分析了细根垂直分布对土壤有机质、速效磷和碱解氮等的响应。结果表明,一维垂向上,宽行内细根根重密度(FRBD)在0–30 cm土层中随深度增加而递减,但在30cm以下土层呈均匀分布(p=0.079);窄行内FRBD呈"双峰"分布,即在0–20 cm(22%)和70–110 cm(31%)土层均有较多细根分布;10–150 cm各土层中,窄行FRBD较宽行高17%–148%。宽、窄行内,随深度增加,粗根根重密度(CRBD)均呈先增后减变化,而细根粗根比(F/C)无显著变化(p>0.05),窄行平均F/C较宽行高60%。一维径向上,宽、窄行内FRBD均呈近均匀分布,而CRBD和F/C均随距离增加分别显著递减和增大。二维尺度上,FRBD在窄行内分布相对均匀,但在宽行内主要集中在表土层且随距离增加细根浅层化程度增强;CRBD在树干两侧呈"不对称"分布;垂向0–20 cm、径向160–300 cm范围是宽行内平均FRBD和F/C较高区域,分别为宽行相应指标总平均的2.8和1.1倍。FRBD在0–30 cm土层中随土壤有机质、速效磷和碱解氮含量的增加而逐渐增大,但在30 cm以下土层中无明显变化趋势。研究结果表明,宽、窄行间毛白杨根系分布的差异性主要体现在细根一维垂直分布和细根、粗根二维分布上。土壤有机质、速效磷和碱解氮是0–30 cm土层中毛白杨细根垂直分布的重要影响因子,但对下层土壤中根系分布无影响。对宽窄行栽植的毛白杨林分灌溉时,灌溉水应供给到窄行区域;施肥时,缓释肥和速效肥应分别浅施在宽行中央附近和窄行内。     

干旱区湿地芦苇各器官生态化学计量对土壤因子的响应

了解植物养分浓度及其化学计量对土壤因子的响应,对预测脆弱而敏感生态系统对环境变化的响应至关重要.以敦煌阳关湿地优势种芦苇(Phragmites australis)为对象,通过野外调查与实验分析,研究芦苇不同器官生态化学计量特征及其影响因素.结果 表明:芦苇各器官C、P含量为叶＞根＞茎,N含量及N∶P为叶＞茎＞根,C∶...     

多枝柽柳幼苗根系形态及生物量对不同灌溉处理的响应

多枝柽柳(Tamarix ramosissima)是塔里木河下游荒漠河岸林中的优势灌木, 对荒漠河岸植被群落的稳定起着重要作用。该文通过研究多枝柽柳幼苗根系形态对不同灌溉处理的响应, 分析人工水分干扰对多枝柽柳幼苗根系生长的影响。实验设计了侧渗分层和地表灌溉两种给水方式和高灌(50 L∙株 ^-1)、中灌(25 L∙株 ^-1)、低灌(12.5 L∙株 ^-1)三个给水水平, 并在整个生长季节监测每个植株的生物量及根系形态参数。结果显示: 与地表灌溉比较, 侧渗分层的灌溉方式显著提高了细根(0.5 mm < d < 2 mm)长、细根表面积和根系生物量, 并使根系生长至160 cm深度的土层, 大于地表灌溉深度(80-100 cm); 侧渗分层灌溉+高灌的组合促进根系生长的效果最显著(p < 0.05); 侧渗分层灌溉方式下总细根(d < 2 mm)的比根长随着给水量的增加显著增大, 而地表灌溉下比根长无显著变化; 侧渗分层灌溉方式下根冠比总体小于地表灌溉方式, 即侧渗分层灌溉使多枝柽柳地上部分发育较好。因此, 侧渗分层灌溉方式有显著促进多枝柽柳幼苗在生长早期快速发育的效果。     

四种荒漠植物生物量分配对土壤因子 的响应及异速生长分析

该研究以四种荒漠植物:盐地碱蓬(Suaeda salsa)、新疆绢蒿(Seriphidium kaschgaricum)、对节刺(Horaninowia ulicina)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为对象,采用挖掘法获取完整的植株生物量,测定土壤理化性质,并通过四种荒漠植物生物量、生物量分配比对土壤因子的响应程度以及异速生长模型进行了对比分析。结果表明:(1)四种荒漠植物的生物量、生物量分配比重差异明显;新疆绢蒿具有最大的地上、地下生物量,对节刺的生物量最小;根冠比(R/S)大小排序依次是骆驼刺对节刺、新疆绢蒿盐地碱蓬(P0.05)。(2)利用RDA分析土壤因子对R/S的影响,结果发现土壤因子对新疆绢蒿、盐地碱蓬、骆驼刺、对节刺的R/S解释程度分别是16.3%、24.8%、33.1%、35.4%,其中土壤全氮与对节刺的R/S呈正显著关系(P0.05),土壤水分与盐地碱蓬的R/S呈极显著正相关(P0.01)。(3)四种荒漠植物地上—地下间均具有极显著的相关生长关系(P0.01);新疆绢蒿地上—地下间为等速生长关系(α=1),而对节刺和骆驼刺则均为α=3/4的异速生长关系,盐地碱蓬属于非3/4幂指数的异速生长关系(α1),四种荒漠植物间具有共同的异速生长指数(0.767)。以上结果说明艾比湖优势荒漠植物具有功能趋同性,其空间分配特征对土壤因子的响应存在物种特异性。     

不同耐盐品种棉花根系主要指标对盐分胁迫的响应

以盐敏感品种‘中棉所45’(CCRI45)、弱耐盐品种‘新陆早17号’(XLZ17)、中等耐盐品种‘新陆早13号’(XLZ13)和耐盐品种‘中棉所35’(CCRI35)为试验材料,利用根系分析系统研究盐分胁迫下棉花根系形态特征及其与棉株耐盐性的关系.结果表明:盐分胁迫显著降低棉花根和叶的干质量以及K^+/Na^+,其中耐盐品种CCRI35和中等耐盐品种XLZ13的根干质量、叶干质量以及根中K^+/Na^+分别比盐敏感品种CCRI45提高了69.3%~104.4%、24.8%~45.3%和25.0%~45.8%;盐分胁迫显著抑制棉花根系生长发育,其中CCRI 35和XLZ13的总根长、根系总表面积、根系总体积以及0~10 cm土层中直径为0~1.2 mm内的根长、根表面积和根体积均显著高于CCRI45,分别增加了15.2%~85.8%、12.0%~68.5%、31.7%~217.8%、27.2%~73.9%、39.6%~74.3%和99.0%~309.7%.主成分分析表明,比根长、浅层根长比例和细根比例受基因型差异的影响较为明显,是区分不同耐盐品种棉花根系形态差异的主要指标.逐步回归分析显示,比根长、0~10 cm土层的粗根根长、细根根表面积、粗根根表面积、粗根体积、中根比例,以及10~20 cm粗根根长、粗根表面积、粗根体积等根系参数对盐分响应敏感.耐盐棉花品种可通过维持表层根长比例、细根比例和比根长的增加来适应盐分胁迫.     

扎龙湿地不同生境芦苇功能性状变异及其对土壤因子的响应

物种的遗传特征和外在环境条件的差异共同决定了植物功能性状的表达,植物功能性状可以反映物种对环境条件的适应策略。采用大样本抽样调查与统计分析方法,比较研究扎龙湿地4种生境（盐碱生境、旱生生境、湿生生境和水生生境）芦苇分株和叶功能性状,分析不同生境芦苇功能性状的分异规律及其对土壤因子的响应。结果表明：（1）不同生境芦苇功能性状均表现出中等程度变异。其中分株和叶性状均以盐碱生境最低（P<0.05）,分株及除叶面积和比叶面积以外的叶性状均以水生生境最高;株高和株重在种群内的变异系数为15.96%-48.61%和38.65%-87.82%,种群间的变异系数为46.58%和66.39%;叶性状在种群内的变异系数为13.21%-72.37%,种群间的变异系数为26.46%-57.03%;（2）不同生境芦苇功能性状间存在协同变化特征。芦苇的株高、株重、叶长、叶宽、叶面积和叶重之间均呈极显著正相关关系（P<0.01）,比叶面积与其他性状的相关性因生境不同存在一定变化;（3）不同生境芦苇的原位土壤因子表现出异质性特征,芦苇功能性状的变异是含水量、pH、有机质和速效氮等土壤因子综合作用的结果。其中含水量、有机质和速效氮为正向驱动,而pH为负向驱动。因此,芦苇通过自我调节功能性状更好地适应不同的生存环境,局域尺度不同生境的土壤因子是引起芦苇功能性状产生分异的导因。     

黄河三角洲贝壳堤土壤微生物生物量对不同生境因子的响应

从土壤微生物生物量角度分析黄河三角洲贝壳堤不同生境的土壤肥力状况,基于黄河三角洲贝壳堤植被类型,以4种不同生境的土壤为研究对象,测定了微生物生物量碳、氮、磷和相关的土壤理化性质。结果表明,不同生境中土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤微生物生物量(MBN)、土壤微生物生物量(MBP)均值均为滩脊背海侧高潮线向海侧,且表现出明显的垂直分布特征:0—5 cm5—10 cm10—20 cm20—40 cm40—60 cm。土壤MBC、MBN、MBP占土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)百分比变化范围分别为1.09%—3.48%、2.62%—7.27%、0.78%—2.86%,滩脊、背海侧和高潮线处MBC/SOC无显著差异(P0.05),但显著高于向海侧MBC/SOC(P0.05)。土壤MBN/TN、MBP/TP的变化趋势为滩脊和背海侧向海侧和高潮线。滩脊和背海侧土壤微生物碳、氮、磷的非生物限制性因子为土壤含水量、p H值、含盐量;向海侧和高潮线区域土壤微生物碳、氮、磷的非生物限制性因子为含水量和pH值。滩脊、背海侧和高潮线土壤微生物生物量碳、氮、磷及土壤养分间的相关关系显著或极显著,且协同性和稳定性高,表明土壤微生物生物量碳、氮、磷可以作为判断黄河三角洲贝壳堤土壤肥力状况的生物学指标,这为黄河三角洲贝壳堤的土壤肥力管理和植被恢复提供一定的理论依据。     

敦煌阳关湿地芦苇叶性状对土壤水分的响应

为了了解干旱区湿地不同水分梯度下芦苇叶性状的构建模式及对不同水分环境的适应策略差异性,以敦煌阳关渥洼池湿地植物芦苇(Phragmites australis)为研究对象,分析不同水分梯度下芦苇叶性状对土壤水分的响应。结果表明:(1)低水分梯度下的叶厚度(LT)和叶片磷含量(LPC)显著高于中、高水分梯度(P0.05),高水分梯度下的叶碳含量(LCC)也显著高于中、低水分梯度(P0.05)。(2)芦苇叶性状之间的关系也因水分的变化而有所不同。就整体而言,叶片碳含量与叶干物质含量(LDMC)极显著正相关(P0.01);叶厚度与叶片磷含量极显著正相关(P0.01),比叶面积(SLA)与叶氮含量(LNC)极显著正相关(P0.01)、与叶碳氮比(C/N)极显著负相关(P0.01)。(3)在水分作为限制因素的条件下,叶片碳含量与比叶面积对水分的响应最为突出。土壤含水量与叶厚度、叶碳含量和叶片磷含量均显著负相关(P0.05)。芦苇在低水分环境下采取高收入低投入的积极型生存策略,高水分下则采取低获取高消耗的保守型生存策略,说明了芦苇在适应异质生境的自我调节机制。     

种间竞争对香蒲与芦苇生长的影响

为了探究种间竞争对香蒲（Typha domingensis）与芦苇（Phragmites australis）生长的影响,利用根系分隔盆栽试验研究了3种不同分隔方式条件下香蒲与芦苇的种间竞争特性,包括塑料膜分隔（根系完全分隔,无相互作用,无物质交换）、尼龙网分隔（根系部分分隔,无相互作用,有物质交换）和不分隔（根系完全相互作用,有物质交换）,分析了香蒲与芦苇根系形态和地上部生长的变化,探究香蒲与芦苇种间竞争的差异。结果发现（1）在尼龙网分隔和不分隔处理中芦苇具有明显的劣势。与塑料膜分隔处理相比,芦苇的总生物量、植株密度在尼龙网分隔和不分隔处理中分别减少了39.14%、49.41%和82.08%、79.22%,总根长、总根表面积、总根体积分别减少了40.53%、44.84%、62.52%和85.7%、82.45%、89.67%,且均具有极显著差异（P<0.01）;根系分隔方式也影响芦苇的株高、茎粗和叶片数,表现为不分隔 > 塑料膜分隔 > 尼龙网分隔。（2）与塑料膜分隔处理相比,香蒲总生物量在尼龙网分隔和不分隔中虽有增加,但差异不显著,植株密度和株高在尼龙网分隔和不分隔处理中都有增加且具有显著差异（P<0.05）,其总根长、总根表面积、总根体积在尼龙网分隔中分别增加了57.93%、26.5%、8.04%,但在不分隔处理中分别减少了11.57%、14.92%、11.39%（P<0.05）,虽然根系的相互作用对香蒲根系的生长具有促进作用,但植物种间根系相互作用越强,对两者的生长越不利。（3）在不同的分隔方式中,芦苇与香蒲间也存在明显变化。在不分隔处理中,香蒲的生物量和植株密度是芦苇的1.7倍和6.74倍,与塑料膜分隔处理相比增加了6倍,表明芦苇与香蒲根系的完全相互作用,显著削减了芦苇的繁殖生长,增加了香蒲的根系分蘖。（4）通过种间相互作用强度（RII值）分析也表明,尼龙网分隔和不分隔处理下芦苇表现为抑制作用（RII值为负值）,香蒲表现为促进作用（RII值为正值）。香蒲与芦苇互作对芦苇具有抑制作用,说明种间相互作用是能改变植物的适应性和植物群落的繁殖,同时也表明植物根系不仅在吸收土壤中的水和养分中起着关键作用,在种间关系中也起着重要作用。因此利用种间竞争控制植物生长,可以为保护生物多样性和生态系统的功能提供有效的技术支撑。     

芦苇腐解土中酚酸类化感物质的水分响应特性研究

芦苇和虉草均具有较强的去污能力,常作为湿地植物配置于同一人工湿地进行污水处理。芦苇作为一种强化感植物对虉草具有较强的化感作用,在自然湿地和人工湿地中均会出现芦苇代替虉草的现象,且这一现象的发生与土壤含水量存在一定联系,此外,芦苇腐解土对虉草的化感抑制效应与腐解土中总酚酸的量密切相关。为了研究芦苇腐解土中主要酚酸类物质的水分响应特性,筛选出其中对水分响应较为明显的酚酸物质种类,该研究采用高效液相色谱法,通过芦苇枯落物腐解土的制备,对不同水分环境下芦苇腐解土中酚酸类物质进行了分离和鉴定。结果表明:芦苇腐解土中可分离出没食子酸、香豆酸、香草酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸、水杨酸和苯甲酸等8种酚酸类物质,其中香豆酸、苯甲酸和阿魏酸等3种酚酸类物质含量较高。分离出的8种酚酸类物质的含量与腐解土的相对含水量均呈显著线性负相关关系,即随着腐解土相对含水量的上升,酚酸类物质的含量均呈现下降趋势,且各种酚酸类物质对水分的响应趋势均可用线性方程较好地拟合。其中,香豆酸、没食子酸和阿魏酸对芦苇腐解土的水分响应最为明显。因此,可将香豆酸、没食子酸和阿魏酸作为主要调控目标,通过调控湿地土壤中水分含量,削弱芦苇对虉草的化感抑制效应,从而维持人工湿地中虉草芦苇群落的长期稳定共存。     

敦煌阳关湿地芦苇克隆构件空间拓展策略及其对土壤环境因子的响应

空间拓展是克隆植物响应环境的生态适应和权衡维度,以内陆盐沼湿地典型代表敦煌阳关国家级自然保护区内的芦苇(Phragmites australis)为研究对象,基于水库距离远近和芦苇种群的密度与盖度,设置了近水区(500 m)、过渡区(1500 m)、荒漠区(2500 m)3个不同的采样梯度,研究了环境异质条件下芦苇克隆构件空间拓展策略及其对土壤环境因子的响应。结果表明:(1)芦苇克隆构件在异质环境条件下差异显著,初级根茎条数、根茎节间长、间隔子长、分枝角度呈现"同增同涨"的协同进化关系(P0.01),而与分株数呈现"此消彼长"的权衡关系(P0.01)。(2)且随着种群的密度降低,芦苇在空间拓展过程中呈现从"密集型"转"游击型"的生存策略。(3)冗余分析显示土壤水分、pH值、盐分是克隆构件空间拓展的主要驱动力,其中各层土壤水分、深层土壤pH值和盐分是芦苇空间拓展最重要的环境因子。明晰内陆河湿地芦苇克隆构件空间拓展策略及主要的环境驱动力,能为干旱脆弱敏感区湿地保护和生态恢复提供借鉴意义。     

黄河三角洲河滩与潮滩芦苇对盐胁迫的生理生态响应

研究黄河三角洲两种生境芦苇对盐胁迫的生理生态响应差异,能为退化滨海湿地生态修复中芦苇植株来源的选择提供重要的理论支持。在盐胁迫(300 mmol/L NaCl)下,比较研究了黄河三角洲河滩芦苇(低盐生境)和潮滩芦苇(高盐生境)叶片中的Na⁺含量、根部分生区Na⁺流速、叶片的光合作用参数、H₂O₂的含量、抗氧化酶的活性、丙二醛和脯氨酸的含量。结果表明:盐胁迫显著提高了河滩芦苇叶片中Na⁺含量,但对潮滩芦苇叶片Na⁺影响不显著。进一步通过非损伤微测技术研究发现,盐胁迫后,潮滩芦苇比河滩芦苇的根部分生区的Na⁺外排流速更高(潮滩芦苇:(1982.05±122.74) pmol cm^-2 s^-1vs.(87.93±12.94) pmol cm^-2 s^-1,P<0.01;河滩芦苇:(1574.16±458.90) pmol cm^-2     

旱生芦苇对地下水位变化的生态响应及适应机制

地下水作为干旱半干旱地区可利用水的主要存在形式,是影响植被生存的主要生态因子。通过人工模拟地下水位,探讨了旱生芦苇对不同地下水位的生态响应及适应机制。结果表明:(1)随地下水位的降低,旱生芦苇净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和胞间CO_2浓度(C_i)均呈先增后减的变化趋势,其生长季均呈单峰曲线,以7—8月为峰值;(2)旱生芦苇叶绿素(Chl)含量随地下水位的降低呈先增后减的动态变化;(3)旱生芦苇脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)和可溶性蛋白质(SP)含量随地下水位及其生长季的变化规律不一致,但三者在抑制干旱胁迫过程中存在相互补偿的关系;(4)随地下水位的降低,丙二醛(MDA)含量呈先增后减的变化趋势,且随生长季变化增加显著;超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性增加显著,且SOD比CAT对干旱胁迫反应更敏感,是适应干旱胁迫的主要抗氧化酶;(5)旱生芦苇生理因子对P_n的重要性大小顺序为G_sSPChlT_rC_iSS。     

Growth of Phragmites australis and Phalaris arundinacea in constructed wetlands for wastewater treatment in the Czech Republic

Common reed (Phragmites australis) and reed canarygrass (Phalaris arundinacea) are two most commonly used plant species in constructed wetlands for wastewater treatment in the Czech Republic. Growth characteristics of both plants (biomass, stem count, and length) have been measured in 13 horizontal sub-surface flow constructed wetlands since 1992. The results revealed that while Phalaris usually reaches its maximum biomass as early as during the second growing season, Phragmites usually reaches its maximum only after three to four growing seasons. The maximum biomass of both species varies widely among systems and the highest measured values (5070 g m⁻² for Phragmites and 1900 g m⁻² for Phalaris) are similar to those found in eutrophic natural stands. The shoot count of Phragmites decreases after the second growing season while length and weight of individual shoots increases over time due to self-thinning process. Number of Phalaris shoots is the highest during the second season and then the shoot count remains about the same. Also the shoot length remains steady over years of constructed wetland operation.     

扎龙湿地芦苇分株生态可塑性及其对土壤因子的响应

扎龙湿地的芦苇既可形成大面积的单优群落,也可形成不同群落斑块。采用大样本抽样调查与统计分析方法,对湿地内水生生境、湿生生境、旱生生境和盐碱生境芦苇种群分株高度和生物量进行比较。结果表明,6—10月份,4个生境芦苇种群分株高度及生物量均以水生生境最高,盐碱生境最低,水生生境株高为盐碱生境的1.5—2.3倍,分株生物量为2.0—5.1倍,生境间的差异性以及差异序位均相对稳定。4个生境株高生境间变异系数(19.45%—31.56%)均高于生境内变异系数(8.07%—17.61%),分株高度在生境间的可塑性更大;分株生物量中水生生境、湿生生境和盐碱生境3个生境间的变异系数(33.43%—55.61%)均低于生境内变异系数(44.85%—79.82%),分株生物量在生境内的可塑性更大。不同生境条件下芦苇种群分株,在生长和生产上均存在较大的生态可塑性,表现出明显的环境效应,其中土壤含水量是该地区芦苇分株生态可塑性变异的主要驱动因子(R0.80),为正向驱动。     

芦苇群落水体质量与芦苇转录本的相关性

芦苇 （Phragmites australis） 是广生态幅多年生水生植物,在全球分布极广。芦苇能够适应并生长在极端环境,如盐碱地、重金属污染地等,这种巨大的环境忍耐能力使得芦苇成为研究植物环境适应性的模式物种,并逐渐成为植物学和生态学等领域的研究热点。目前,北京自然和人工湿地中大量栽植芦苇,其主要功能是净化水体、稳定水体自净能力。为深入了解水体质量对芦苇转录本的影响及二者之间的相关性,首先对北京及河北白洋淀共计32个采样点的8项水质指标进行了检测。结果表明,32个采样点的水体整体处于污染状态,主要污染物为总氮 （TN） 和生物需氧量 （BOD）,并且水质均略偏碱性,且具有高氮 （N）、高磷 （P）、高BOD和高化学需氧量 （COD） 等特征。主成分分析 （PCA） 表明8项水质指标间具有相关性,可被降至3个维度,第一维度是 BOD/COD/高锰酸盐指数 （COD_Mn）;第二维度是 TN/氨氮 （NH₃-N）/总磷 （TP）;第三维度是 pH/溶解氧 （DO）。对水质指标与芦苇叶片 RNA-seq 转录本进行皮尔森系数相关性分析,筛选出247个与水质指标相关的转录本。其中,232个基因 （93.9%） 的转录水平与水质指标呈现正相关性。经实验室单一因子或双因子验证确定了 PB.4621.1 （编码 GMP 合酶） 和 PB.12079.1 （编码 LEA14蛋白） 两个基因更适合用于监测水体中的氮和磷水平。研究为后续芦苇监测水质技术的开发与利用奠定了理论基础。