不同高寒退化草地阿尔泰针茅种群的小尺度点格局

种群空间格局是种群自身特性、种间相互关系及环境条件综合作用的结果。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡选择未退化、轻度退化、中度退化和重度退化等4种高寒草地,分析了阿尔泰针茅(Stipa krylovii)种群斑块特征、株丛结构和点格局特征。结果表明:阿尔泰针茅在衰退过程中种群密度和种群领地面积减小,空斑面积增大,领地密度先增大后减小,小株丛(株丛径0.1-1.0 cm)比例增加,大株丛(株丛径2.1-7.0 cm)比例减小;不同草地梯度中阿尔泰针茅种群的空间格局存在明显差异:未退化草地中阿尔泰针茅种群在0-64 cm尺度上为均匀分布,64-100 cm尺度上为随机分布;中度退化草地中阿尔泰针茅种群在0-70 cm尺度上为随机分布,而在70-100 cm尺度上为聚集分布;轻度退化和重度退化草地中阿尔泰针茅种群在0-100 cm尺度上均为随机分布。在放牧干扰和种间竞争作用下,阿尔泰针茅种群斑块从中心开始破碎,并逐渐向四周辐散,引起小尺度上种群斑块间分布格局出现"随机分布-聚集分布-随机分布"转变,促使原有斑块被分割为多个直径较小的"岛"状小斑块并进一步分化,最终种群斑块完全破碎、草毡层逐步消失,从而造成阿尔泰针茅种群的衰退。     

退化草地阿尔泰针茅种群个体空间格局及关联性

植物的空间格局及关联性是自身特性和环境因素综合作用的结果。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡阿尔泰针茅草原,根据株丛径大小将阿尔泰针茅(Stipa krylovii)分为3个大小等级:A级(1.1-7.0 cm)、B级(1.1-7.0 cm) 和C级(株丛径7.1 cm以上),分析了阿尔泰针茅种群的大小结构和不同大小等级个体的空间格局及关联性。结果表明:随天然草地退化过程延续,阿尔泰针茅种群个体空间格局由聚集分布转变为非聚集分布,个体间的关联性由正相关为主转化为不相关和负相关;不同大小等级个体的空间格局存在差异,C级个体仅在中度退化草地表现出聚集格局,A级和B级个体以聚集和随机格局为主,且在未退化和轻度退化草地由随机转向聚集格局;不同等级个体间的空间关联性与形体大小差异不存在相关性,A级与B级、C级个体间正关联尺度明显增大,B级与C级个体间则以不相关和负相关为主且负相关尺度增大。物种大小结构和个体间的竞争关系变化,是种群不同大小等级空间格局及关联性转换的关键因素,反映了退化草地植物应对干扰的更新途径。     

甘肃臭草型退化草地优势种群空间格局及其关联性

空间格局和空间关联性是研究种群扩散和群落演替的重要方法。在石羊河上游高寒退化草地,运用点格局分析法,对不同演替阶段甘肃臭草和阿尔泰针茅的格局及关联性进行了研究。结果表明:甘肃臭草在没有形成斑块(CK)和斑块形成阶段(A),所有尺度上为聚集分布,在斑块扩散(B)、稳定(C)和衰退阶段(D)分别在0-90 cm、0-70 cm和0-40 cm上为聚集分布,90-100 cm、70-150 cm和40-150 cm为随机分布;阿尔泰针茅在CK阶段所有尺度上为随机分布,在A、B、C阶段分别在0-47 cm、0-75 cm、0-130 cm上为聚集分布,在47-50 cm、75-100 cm和130-150 cm上为随机分布,D阶段在所有尺度上为聚集分布;从CK-D阶段,甘肃臭草和阿尔泰针茅之间的关联性由显著负关联向关联性不显著转变,负关联显著程度先增强,后减弱;甘肃臭草种群从CK到D样地,种群领地密度先增大后减小,阿尔泰针茅种群领地密度逐渐减小。优势种替代过程中,种内竞争和种间竞争的相互转化影响格局的分布类型,竞争的不对称性影响关联性程度的强弱。     

退化草地阿尔泰针茅生殖株丛与非生殖株丛的空间格局

生殖株丛与非生殖株丛的空间格局是株丛自身特性和植物种内、种间关系综合作用的结果。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡高寒退化草地设置4个退化梯度,每个梯度内随机设置3个2 m×2 m的样方,分析了0-100cm空间尺度上阿尔泰针茅(Stipa krylovii)种群生殖与非生殖株丛的生物量、高度和空间格局。结果表明:未退化草地中,阿尔泰针茅生殖与非生殖株丛均出现聚集格局,且分布于不同的尺度区间;草地退化过程中,生殖与非生殖株丛聚集格局出现重叠且重叠的空间尺度发生转换,从18-19 cm、54-68 cm转换为45-78 cm;生殖株丛空间格局以聚集分布为主,聚集格局尺度随生物量和株高增加而增大;非生殖株丛以聚集和均匀分布为主,聚集格局尺度随生物量和株高下降而减小,均匀格局尺度增大。在干扰活动影响下,生物量分配和株高的转变是种群空间格局发生尺度转换的关键因素,反映了退化草地植物种群繁殖与更新的适应性途径。     

甘肃臭草型退化草地优势物种格局控制关系

在石羊河上游高寒退化草地,应用点格局和Ripley K函数检测种间格局控制关系,按照时间序列设置甘肃臭草退化的5个样地,包括未形成斑块(CK)、斑块形成(A),斑块扩散(B)、斑块稳定(C)和斑块衰退(D)样地,研究了不同样地中甘肃臭草与阿尔泰针茅之间的空间分布格局、空间关联性和格局控制关系.结果表明:CK→D样地阿尔泰针茅由随机分布转变为聚集分布;甘肃臭草和阿尔泰针茅之间的关联性由显著负关联向无显著关联转变,负关联显著性先增强后减弱;A、B、C样地中分别在0 ～15、0～12和0～10 cm尺度范围内甘肃臭草对阿尔泰针茅表现出格局控制关系,CK和D样地中没有格局控制关系.体型、规模大,竞争力强的物种,通过改变微生境,迫使其他物种改变分布方式,形成规则分布,进而形成对其他物种的格局控制作用.     

高寒退化草地狼毒与赖草种群空间格局及竞争关系

种群空间格局的尺度转换效应反映了植物种内、种间竞争关系的变化过程。采用草地群落学调查与点格局分析方法,在祁连山北坡阿尔泰针茅草原,分析了干扰状态下狼毒(Stellera chamaejasme)和赖草(Aneurolepidium dasystachys)种群的空间格局及竞争关系。结果表明:随着草地退化过程加剧,狼毒种群空间格局由聚集分布转变为非聚集分布,反映了协作转向竞争的种内个体间关系;赖草种群以聚集格局为主,体现了种内相互协作的个体间关系;二者空间关联性存在正相关、不相关和负相关的转换过程,正相关尺度逐渐缩小,负相关仅在重度退化草地出现,种群间关系表现为由协作转向竞争且竞争强度逐渐增大。干扰状态下,种群空间格局的尺度转换效应影响植物种内、种间的竞争关系及强度,反映了退化草地物种应对干扰的更新途径。     

高寒草地狼毒与阴山扁蓿豆种群的空间格局

不同的格局类型和空间关联性可以反映出干扰状态下天然草地植物种群的资源环境适应对策.采用草地群落学调查与点格局分析方法,分析了祁连山北坡高寒草地优势种群更替过程中狼毒和阴山扁蓿豆种群的空间格局及其种间关联关系.结果表明:随着草地退化程度加剧,狼毒种群地上生物量、密度、植株高度持续增加,空间分布类型由聚集分布转变为非聚集分布,阴山扁蓿豆种群高度逐渐降低,种群密度和地上生物量先增大后减小,空间分布类型由均匀或聚集分布转为随机分布;狼毒和阴山扁蓿豆的空间关联性由显著正关联区间不断增大转为关联性不显著.草地退化过程中群落上层禾草西北针茅种群的衰退以及狼毒和阴山扁蓿豆的植株高度差异,导致了植物对光资源的非对称性竞争,使二者的资源分配策略发生了调整,并影响了空间分布格局和种间关联性.     

高寒退化草地狼毒种群株丛间格局控制机理

在黑河上游祁连山北坡高寒退化草地,应用Ripley's K函数检测种间格局控制关系的技术方法,按狼毒个体分枝数设置Ⅰ级株丛(1-10枝)、Ⅱ级株丛(11-20枝)、Ⅲ级株丛(21-30枝)、Ⅳ级株丛(31-40枝)、V级株丛(40以上)5个株丛,研究了各株丛之间的格局控制关系和空间关联性.结果表明:Ⅲ和Ⅳ级狼毒株丛对其他狼毒株丛有一定的格局控制作用,尤其是Ⅳ级狼毒株丛对其他狼毒株丛格局控制的程度和尺度最大;Ⅳ级狼毒株丛在20cm尺度内和Ⅰ、Ⅱ以及Ⅴ级狼毒株丛表现出正关联,Ⅲ级狼毒株丛在0-10cm尺度上和Ⅰ级狼毒株丛表现为正关联.狼毒种群中两个形体大小越相近的株丛之间存在格局控制关系的可能性相对较小,尤其是在种群内处于劣势地位或受其他株丛格局控制的株丛之间存在格局控制关系的可能性更小,Ⅳ级狼毒株丛表现出较强的格局控制作用,同时对其他狼毒个体有保护作用,在种群内具有重要作用和地位.     

云雾山天然草地物种分布与环境因子的关系

应用数量生态学中的梯度分析方法研究了云雾山天然草地群落类型、物种分布以及与环境因子的关系.研究结果表明,作为重要的人为管理措施,封育通过改善草地的水分、养分等环境条件,显著影响了云雾山草地的物种分布和群落类型.在封育草地,植被类型为本氏针茅群落,未封育草地为铁杆蒿群落.本氏针茅、百里香、大针茅、直茎点地梅、阿尔泰狗哇花等中旱生植物在封育草地中占优势,铁杆蒿、硬质早熟禾、星毛委菱菜等在退化草地中占优势.除封育措施以外,20～100cm 的土壤含水量对物种分布影响显著.同时,养分作为一个重要的环境因素对物种的分布也具有重要影响,特别是速效钾和NO-3-N.海拔、坡位、坡向等地形因素对植物分布的影响不明显.     

荒漠植物红砂与西北针茅种群的空间格局及其关联性

植物种群的空间分布格局及关联性是研究种群扩散、群落演替及生物与环境因子相互作用的重要手段。该研究以甘肃省皋兰县老虎台干旱荒漠区的主要物种——红砂(Reaumuria songarica)和西北针茅(Stipa sareptana var. krylovii)为对象,采用Ripley K 函数分析了不同坡向红砂和西北针茅种群的点格局特征及其关联性,以揭示干旱荒漠区植物演替过程中优势种群之间的竞争关系和生存繁衍策略。结果表明：(1)红砂和西北针茅在4个坡向上的分布格局具有显著差异性,随着坡向由西北坡向南坡的转变,红砂种群的株数、盖度及重要值先增加后降低,西北针茅种群则不断增加;西北坡向上,红砂种群的空间格局在0~2.1 m尺度上呈聚集分布,随着尺度的增加聚集强度减弱并趋向于随机分布,而西北针茅种群在整个尺度内均呈聚集分布;西坡坡向上,在整个研究尺度内,红砂种群表现为随机分布,而西北针茅种群表现为聚集分布;西南坡向上,红砂种群在0~3.7 m尺度上表现为聚集分布,3.7~5 m的尺度上表现为随机分布,西北针茅种群在0~1 m及4.2~5 m尺度上表现为随机分布,1~4.2 m尺度上表现为聚集分布;南坡坡向上,在整个研究尺度内,红砂种群表现为聚集分布,西北针茅种群表现为随机分布。(2)在西北坡与西坡坡向上,红砂和西北针茅种群的空间关联性在小尺度上均表现为负相关关系,随着研究尺度的增大,种间关联度均趋向于不相关;在西南坡与南坡坡向上,两物种在整个尺度范围内均表现为无关联性。     

高寒矮嵩草群落退化演替系列氮、磷生态化学计量学特征

运用历史资料与实地调查相结合的方法,以多元数量统计为手段确定采样地点,以空间尺度代替时间尺度,确定演替系列,以生态化学计量学为基础探讨了高寒矮嵩草草甸退化演替系列氮(N)磷(P)含量及化学计量学特征,发现:1)高寒矮嵩草草甸土壤全量N、P含量随退化演替程度的加深而呈倒"V"字形变化趋势,速效N、P含量随退化程度的加深呈降低趋势,但土壤草甸全量及速效N/P化学计量学特征则呈现降低趋势;2)地上植物N/P化学计量学特征在整个退化演替过程没有明显的差异。说明高寒矮嵩草群落退化改变了土壤中全量及速效N、P的积累和分解速率,打破了土壤系统养分平衡模式,但并没有明显改变植物地上部分整体的N/P化学计量学特征,因此在退化演替过程中植物N/P比为草地退化诊断的惰性指标;土壤N/P化学计量学特征变化同草地退化演替过程具有较好的同步性,其对草地退化演替的敏感性较高,有可能成为未来草地退化诊断的生态指示指标。     

青藏高原东缘高寒草原有毒植物分布与高原鼠兔、高原鼢鼠的相关性

青藏高原高寒草原生态系统是我国特有的生态系统类型,由于受到人为破坏的影响,目前该地区草原生态系统功能退化,优良牧草减少,有毒植物蔓延。高原鼠兔(Ochotona curzoniae)和高原鼢鼠(Myospalax baileyi)是青藏高原东缘高寒草原中最重要的两种小型哺乳动物,其采食行为和挖掘洞穴的生活特性必然对生态系统产生影响,但其与有毒植物之间的互作关系尚未揭示。基于此,在甘肃省玛曲县河曲马场自然生长的高寒草原生态系统中开展了有毒植物的分布与高原鼠兔、高原鼢鼠之间的相关性研究。结果表明,该高寒草原生态系统中分布有毒植物27种,分属于菊科、豆科、毛茛科等11科。在此基础上,测定了该地区有毒植物的生物多样性指数、均匀度指数和丰富度指数,并探究了单位面积条件下有毒植物的分布特征与高原鼠兔和高原鼢鼠种群密度之间的相关性,发现该地区高寒草原有毒植物的蔓延与高原鼠兔的密度之间存在密切的负相关关系(P0.05),而与高原鼢鼠的相关性不显著(P0.05)。     

不同群落中米氏冰草和羊草的年龄结构动态

米氏冰草和羊草都是根茎型禾草,是典型的无性系植物。采取单位面积挖掘取样法,对呼伦贝尔沙地植被次生演替过程中的米氏冰草和羊草种群分株年龄结构进行调查。结果表明,在单生和混合群落中,米氏冰草分株分别由3和4个年龄级组成,羊草均由2个年龄级组成;米氏冰草分株数量和生物量年龄结构变化基本一致,即随着生长年限的延长,呈减少低龄级和增加高龄级比例的趋势,使单生群落中始终为增长型,但接近于稳定型,混生群落中由增长型变为稳定型。羊草分株数量和生物量年龄结构在连续2a均为明显的增长型。羊草各龄级平均单株生产力均高于米氏冰草,平均是米氏冰草的5.2倍。米氏冰草和羊草种群分株年龄结构的变化,蕴含着米氏冰草种群的优势地位将被羊草种群取代的趋势。     

毛竹浸提液对苦槠幼苗生长的化感效应

为探讨毛竹(Phyllostachys edulis)扩张过程中潜在的化感作用,选择苦槠(Castanopsis sclerophylla(Lindl)Schott)为研究对象。采用水浸提的方法,用毛竹茎叶、枯落物和土壤3部分浸提液浇灌苦槠幼苗,以蒸馏水处理作为对照,对比分析质量浓度分别为0.1、0.05、0.02 g/mL的3个浓度梯度浸提液处理下苦槠幼苗生长指标及各项光合生理指标的差异。结果表明,毛竹浸提液对苦槠幼苗苗高、地径和叶绿素相对含量的影响大体上呈现高浓度抑制低浓度促进的双重浓度效应。不同来源毛竹浸提液的化感效应不尽相同,土壤浸提液对苦槠幼苗生长和光合生理均呈现抑制作用,而茎叶、枯落物浸提液低浓度时为促进作用。毛竹潜在的化感作用,在其扩张过程中可能会干扰森林主要树种更新,从而对森林群落产生威胁。     

羊草草地对原地放垡振动间隔松土的响应

以虚实并存耕作理论为指导,运用原地放垡振动间隔松土技术,采用野外观测、实地取样与室内分析相结合的方法研究了原地放垡振动间隔松土对羊草草地的改良效果。结果表明,原地放垡振动间隔松土提高了羊草草地植物高度、盖度、生物量和多样性,增加了优良类牧草所占比例和载畜力;运用原地放垡振动间隔松土技术改良羊草草地使每公顷草地植物生产层平均每年增加直接经济收益为1119.0元,动物生产层增加直接经济收益2142.0元,前植物生产层潜在(固碳)经济效益为219.5元。通过样地监测和分析可以得出,原地放垡振动间隔松土措施适用于大面积改良羊草草地和其它优质高产的根茎型草地。     

Ectomycorrhizal Pisolithus albus inoculation of Acacia spirorbis and Eucalyptus globulus grown in ultramafic topsoil enhances plant growth and mineral nutrition while limits metal uptake

Ectomycorrhizal fungi (ECM) isolates of Pisolithus albus (Cooke and Massee) from nickel-rich ultramafic topsoils in New Caledonia were inoculated onto Acacia spirorbis Labill. (an endemic Fabaceae) and Eucalyptus globulus Labill. (used as a Myrtaceae plant host model). The aim of the study was to analyze the growth of symbiotic ECM plants growing on the ultramafic substrate that is characterized by high and toxic metal concentrations i.e. Co, Cr, Fe, Mn and Ni, deficient concentrations of plant essential nutrients such as N, P, K, and that presents an unbalanced Ca/Mg ratio (1/19). ECM inoculation was successful with a plant level of root mycorrhization up to 6.7%. ECM symbiosis enhanced plant growth as indicated by significant increases in shoot and root biomass. Presence of ECM enhanced uptake of major elements that are deficient in ultramafic substrates; in particular P, K and Ca. On the contrary, the ECM symbioses strongly reduced transfer to plants of element in excess in soils; in particular all metals. ECM-inoculated plants released metal complexing molecules as free thiols and oxalic acid mostly at lower concentrations than in controls. Data showed that ECM symbiosis helped plant growth by supplying uptake of deficient elements while acting as a protective barrier to toxic metals, in particular for plants growing on ultramafic substrate with extreme soil conditions. Isolation of indigenous and stress-adapted beneficial ECM fungi could serve as a potential tool for inoculation of ECM endemic plants for the successful restoration of ultramafic ecosystems degraded by mining activities.     

准噶尔盆地梭梭、白梭梭植物构型特征

荒漠植物构型是植物与环境相互作用、相互适应的最终产物,其与功能的相互作用与互馈关系决定了荒漠植被的发展与演替。选择准噶尔盆地天然梭梭(Haloxylon ammodendron)、天然白梭梭(Haloxylon persicum)和人工种植梭梭(Haloxylon ammodendron)为研究对象,系统研究了天然梭梭、天然白梭梭和人工梭梭分枝率、分枝角度、分枝长度和枝径比等构型特征,对比研究了天然生境梭梭和人工种植梭梭构型差异,探讨了荒漠植物结构-功能特征及其对环境的响应与适应机理。结果表明:天然梭梭、天然白梭梭和人工梭梭的总体分枝率及逐布分枝率(SRB_1:2、SRB_2:3)均差异显著(P<0.05),且总体分枝率均较低,分别为0.35±0.23、0.50±0.42和0.15±0.05。天然梭梭、天然白梭梭和人工梭梭的分枝角度差异均不显著(P<0.05),从第1级到第4级均有减小趋势,角度均小于90°。天然梭梭、天然白梭梭和人工梭梭分枝长度从第1级到第4级排序为天然白梭梭>天然梭梭>人工梭梭,且天然梭梭、天然白梭梭和人工梭梭枝条伸展能力从第1级到第4级呈现相对减弱的趋势。天然梭梭、天然白梭梭和人工梭梭枝径比平均值分别为0.66、0.68和0.69。总体上,天然生境中梭梭、白梭梭构型为不同宽窄的"V"型,而人工梭梭呈现椭球形构型。     

Comparative study on the delignification of Azadirachta indica (L) Del., wood by Chrysosporium asperatum and Trichoderma harzianum

Structural alterations induced in response to degradation by two white rot Basidiomycetes on the secondary xylem of Azadirachta indica (L) Del., was compared. In vitro decay test was employed to investigate the pattern of delignification of Azadirachta wood by Trichoderma harzianum and Chrysosporium asperatum. Wood samples inoculated with both the strains were analyzed for different periods viz. 30, 60, 90 and 120 days after fungal inoculation. Initially there was no appreciable percent weight loss of the wood blocks but later on (after 60 days) it increased rapidly and was found similar for both the strains (43-46% of wood mass). Samples inoculated with both the strains showed dual pattern of degradation i.e. selective delignification in the initial stage followed by simultaneous rot during advance stage of decay. Separation of the cells due to dissolution of middle lamella was the characteristic feature of both strains but in the advanced stage of decay, formation of erosion troughs were conspicuous in all the cell types. Other features such as cell wall thinning, rounded pit erosion, formation of erosion channels and bore holes were also observed frequently. Initially, fungal invasion started through the vessel lumen, followed by all the cell types of the xylem. From the vessels, mycelia entered into the adjacent rays and parenchyma cells through the pits. In advanced stage, degradation was so pronounced that rays were partially or even completely destroyed while many cells including vessels were either deformed or destroyed due to loss of rigidity of their walls. Structural alterations induced in response to C. asperatum and T. harzianum attack is described in details.     

High efficient gene targeting on the AGAMOUS gene in an ArabidopsisAtLIG4 mutant

Gene targeting induced by homologous integration of a foreign DNA segment into a chromosomal target sequence enables precise disruption or replacement of genes of interest and provides an effective means to analyze gene function, and also becomes an useful technique for breeding. But, integration of introduced DNA fragments is predominantly non-homologous in most species. However, we presented high-efficient homologous integration in disruptants of non-homologous end joining (NHEJ), that is, the Ku70-, Ku80- or Lig4-homologs deficient strain, in a model fungus Neurospora crassa. When the effect of NHEJ-defective plants for gene targeting was therefore examined in a model plant Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), the efficiencies of gene targeting in the Atlig4/Atlig4 plant were 2/7 (28.6%) against calli obtained a selection-marker gene, 2/16 (12.5%) against selected calli, and about 2/540 (0.004%) against total cell particles at the starting point for transformation. The results of this paper show that the NHEJ-deficient system might cause a decrease in the efficiency of transformation but gives true targeted transformants with high efficiency in plant cell.