内蒙古高原西部荒漠区四种锦鸡儿属植物水力结构变化的比较研究

本文采用改良的冲洗法,比较了内蒙古高原西部荒漠区锦鸡儿属(Caragana) 4 种优势植物—柠条锦鸡儿（C. korshinsk）、狭叶锦鸡儿（C. stenophylla）、垫状锦鸡儿（C. tibetica）和荒漠锦鸡儿（C. roborovoskyi）的水力结构日变化和季节变化,目的是了解4种锦鸡儿属植物对荒漠区环境的适应性及其差异。研究发现：4种锦鸡儿属植物的比导率、叶比导率均为早晚高、中午低的单谷日变化曲线;三个季节相比较,夏季的比导率、叶比导率最大;胡伯尔值春季>夏季>秋季。三个季节比导水率日平均值、夏季和秋季的叶比导率、三个季节的胡伯尔值都表现为：柠条锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>垫状锦鸡儿;三个季节比导水率日变幅和春季叶比导率表现为：柠条锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>垫状锦鸡儿>狭叶锦鸡儿。4个种比导水率日平均值的季节变幅相似。这些结果表明：（1）荒漠区锦鸡儿属植物的水力结构限制了水分运输,使其避免了中午的高蒸腾。（2）荒漠区锦鸡儿属植物通过较高的水分运输效率及较好的叶供水效率适应夏季的高温和强辐射,维持水分平衡;锦鸡儿属植物胡伯尔值的季节变化保证了其在春、夏季快速生长期有较好的水分供应。（3）较高的比导率、叶比导率和胡伯尔值导致了柠条锦鸡儿良好的水分供应和高蒸腾速率,进而导致了柠条锦鸡儿较快的生长速度,这说明柠条锦鸡儿对荒漠环境的适应性好于其它三个种;柠条锦鸡儿的输水效率高,但易发生严重的空穴和栓塞。     

内蒙古高原西部荒漠区锦鸡儿属(Caragana)优势种的形态适应特征

研究内蒙古高原西部荒漠区锦鸡儿属（Caragana）4种优势植物——柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿的地理分布和叶形态适应特征.通过地理分布和生长发育研究发现：4种锦鸡儿均能在阿拉善荒漠区分布和正常生长,它们能够适应阿拉善荒漠区环境.叶形态结构研究表明：狭叶锦鸡儿叶片呈瓦状,在一定程度上阻碍了水分散失和气体交换,缩小受光面积;垫状锦鸡儿叶片卷成筒状,水分散失和气体交换阻力更大,受光面积更小.柠条锦鸡儿密被伏帖绢毛、狭叶锦鸡儿多被灰白色柔毛、垫状锦鸡儿密被绢毛和荒漠锦鸡儿密被直立绢毛,对光线反射能力强,使叶温降低,减少蒸腾.狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿具有的长条型叶,4种荒漠区锦鸡儿都具有更小的叶面积、更大的厚度/面积比值、更低的叶片生物量和更小的比叶面积（SLA）,减小了蒸腾和受光面积,提高了荒漠区锦鸡儿的保水能力.荒漠区锦鸡儿这些叶片形态特性有利于适应干旱、高温和强辐射的荒漠区环境.叶绿素含量测定和叶色研究结果表明：4种荒漠区锦鸡儿叶绿素含量低,更低的叶绿素含量和密被灰白色柔毛或绢毛导致叶色浅、反光性能好,有利于减少对辐射的吸收,避免强辐射对植物的伤害,同时也使叶温低,减轻高温伤害和水分蒸发,以适应环境.这是荒漠区锦鸡儿适应高光强、高气温、极干旱的荒漠区环境的特性.垫状锦鸡儿和柠条锦鸡儿叶绿素a/b高也是适应强辐射的特性.比较4种荒漠区锦鸡儿的叶形态特性发现,4种荒漠区锦鸡儿植物对荒漠环境的形态适应方式是不同的.     

内蒙古高原锦鸡儿属植物的形态和生理生态适应性

比较研究内蒙古高原锦鸡儿属(Caragana)中生种,旱生种和强旱生种的叶片形态结构、渗透调节、气孔调节和保护酶,目的是揭示锦鸡儿属不同类型植物的生态适应策略。中生种叶片平展,被稀疏绿色短柔毛;旱生种叶片平展或呈瓦状,被灰色柔毛;强旱生种叶片呈瓦状或卷成筒状,被直立或伏帖绢毛。叶片厚度强旱生种>旱生种>中生种,叶片面积、生物量和比叶面积(SLA)强旱生种<旱生种<中生种。叶片长宽比,强旱生种和旱生种大于中生种。这些形态结构导致保水能力强旱生种>旱生种>中生种,光能利用能力中生种>旱生种>强旱生种。渗透调节物质含量、细胞质离子浓度和细胞渗透势强旱生种>旱生种>中生种。渗透调节物质含量的差异主要表现在强旱生种可溶性糖和无机离子含量远高于旱生种,后者又远高于中生种。叶含水量、自由水含量、叶水势和气孔导度中生种>旱生种>强旱生种,束缚水含量、束缚水/自由水比值、POD和SOD活性正好相反,CAT活性旱生种>中生种>强旱生种。这些生理特性导致抗旱能力强旱生种>旱生种>中生种,但代谢速率正好相反。旱生种和中生种表现出较少的日水分亏缺,强旱生种水分亏缺从清晨到傍晚持续大幅增加。细胞膜相对透性和MDA含量强旱生种>旱生种>中生种。自由基含量表现为旱生种>中生种>强旱生种。这些数据说明虽然旱生种和强旱生种形成了多种特点来适应干旱环境,但仍然是不充分的。结论:(1)分布于半湿润至半干旱区的锦鸡儿属中生种依靠活跃的代谢、大量的水分消耗和快速生长使其在生物环境中取得竞争优势;生活在干旱地区和强干旱地区的旱生种和强旱生种依靠低代谢、节水和高抗旱性来抵抗苛刻的非生物环境。(2) 旱生种和强旱生种主要通过可溶性糖和无机离子的积累,调节细胞质渗透势,保持水分平衡,这是一种相对节省能量的适应对策。     

内蒙古高原西部荒漠区锦鸡儿属(Caragana)优势种的形态适应特征

研究内蒙古高原西部荒漠区锦鸡儿属(Caragana)4种优势植物——柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿的地理分布和叶形态适应特征。通过地理分布和生长发育研究发现：4种锦鸡儿均能在阿拉善荒漠区分布和正常生长,它们能够适应阿拉善荒漠区环境。叶形态结构研究表明：狭叶锦鸡儿叶片呈瓦状,在一定程度上阻碍了水分散失和气体交换,缩小受光面积;垫状锦鸡儿叶片卷成筒状,水分散失和气体交换阻力更大,受光面积更小。柠条锦鸡儿密被伏帖绢毛、狭叶锦鸡儿多被灰白色柔毛、垫状锦鸡儿密被绢毛和荒漠锦鸡儿密被直立绢毛,对光线反射能力强,使叶温降低,减少蒸腾。狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿具有的长条型叶,4种荒漠区锦鸡儿都具有更小的叶面积、更大的厚度/面积比值、更低的叶片生物量和更小的比叶面积(SLA), 减小了蒸腾和受光面积,提高了荒漠区锦鸡儿的保水能力。荒漠区锦鸡儿这些叶片形态特性有利于适应干旱、高温和强辐射的荒漠区环境。叶绿素含量测定和叶色研究结果表明：4种荒漠区锦鸡儿叶绿素含量低,更低的叶绿素含量和密被灰白色柔毛或绢毛导致叶色浅、反光性能好,有利于减少对辐射的吸收,避免强辐射对植物的伤害,同时也使叶温低,减轻高温伤害和水分蒸发,以适应环境。这是荒漠区锦鸡儿适应高光强、高气温、极干旱的荒漠区环境的特性。垫状锦鸡儿和柠条锦鸡儿叶绿素a/b高也是适应强辐射的特性。比较4种荒漠区锦鸡儿的叶形态特性发现,4种荒漠区锦鸡儿植物对荒漠环境的形态适应方式是不同的。     

内蒙古地区锦鸡儿属3种植物叶脉序比较研究

以内蒙古地区锦鸡儿属3种植物小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿、柠条锦鸡儿为对象,利用光学显微镜观察了它们的叶脉序特征,并测定相应的数量指标.结果表明,3种锦鸡儿植物叶片在脉序类型、三级脉类型、高级脉类型、盲脉类型及分枝、网眼形态上没有明显的差别;在各级脉粗细、二级脉夹角、三级脉疏密度以及网眼发育等特征上均表现出随地理分布自东向西逐步递增、递减、密集和趋于完善的变化特点,且有交叉重叠现象;在一级脉的粗细、二级脉的分枝、二级间脉的类型、三级脉疏密等特征上,中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿差异较小.研究发现,内蒙古地区锦鸡儿属3种植物在多数叶脉序形态特征和一些数量化指标上没有明显的差异,其亲缘关系较为紧密,但中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿在种间关系上可能更为接近;3个种自东向西呈现很强的相似性和渐变性分布,表现出地理渐变的趋势.     

内蒙古地区锦鸡儿属三种植物叶表皮微形态比较研究

利用光学显微镜（LM）和扫描电子显微镜（SEM）对内蒙古地区自然生境中生长的小叶锦鸡儿（Caragana microphylla Lam.）、中间锦鸡儿（C. davazamcii Sancz.）和柠条锦鸡儿（C. korshinskii Kom）叶表皮微形态进行了观察,并测定了相应的数量指标。结果表明：所有材料的上下表皮细胞均为不规则形或多边形,垂周壁主要为平直或拱形,稀有浅波状;多数材料具鳞片状和层状蜡被;角质层多为条纹状;均有气孔器分布,类型多样,以不等细胞型和无规则型为主;气孔外拱盖多覆盖蜡被,内缘多光滑或浅波状;乳突只出现在小叶锦鸡儿和中间锦鸡儿,而柠条锦鸡儿没有出现。该研究表明,3种植物叶表皮微形态受遗传因子和环境条件共同作用,多数特征在属的水平上保持稳定,少数性状可以用作种分类的辅助指标;表皮微形态特征显示三者在生态适应对策上具有相似性,而在种间关系上可能中间锦鸡儿与小叶锦鸡儿的亲缘关系更近。     

内蒙古高原荒漠区几种锦鸡儿属(Caragana)优势植物的生理生态适应特性

比较了内蒙古高原荒漠区4种锦鸡儿属(Caragana)优势植物——柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿的生理适应特性。研究发现:4种锦鸡儿属植物中,荒漠锦鸡儿的叶片含水量、束缚水/自由水比值、水势以及水分利用效率最低,气孔导度日变化表现为与气温变化相似的早晚低、中午高的单峰曲线。4种锦鸡儿蒸腾速率日变化状况相似,均在10:00达到最大,以后逐渐降低,但日蒸腾积累值垫状锦鸡儿<荒漠锦鸡儿<柠条锦鸡儿<狭叶锦鸡儿。相比较,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿对当地的水分条件有良好的适应性,能够保持较好的水分状况,水分亏缺在15%以下,而荒漠锦鸡儿叶水分亏缺日变幅较大,保水能力不及其它3种。渗透调节比较研究发现:荒漠锦鸡儿的渗透势最低,细胞质离子浓度最高,无机渗透调节物产生的渗透势所占的比例也更大,说明其低渗透势的维持主要来自无机渗透调节物质的较多积累。保护酶和自由基比较研究发现:POD和SOD活性荒漠锦鸡儿明显高于其它3个种,但CAT活性在4种植物中无显著差别;叶片自由基含量狭叶锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>柠条锦鸡儿>垫状锦鸡儿。这些结果表明:(1)荒漠锦鸡儿对干旱环境的适应方式与其它3种不同,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿以强保水能力、维持稳定的水分而适应,而荒漠锦鸡儿以更负的渗透势、更高细胞质离子浓度弥补其更多的水分消耗和对水分变化的强耐性而适应,较高的保护酶活性可能是其强耐性的生理基础之一。(2)保水能力弱的锦鸡儿种主要通过无机离子的积累,调节细胞质渗透势,保持水分平衡,这是一种相对节省能量的适应对策。     

内蒙古高原荒漠区几种锦鸡儿属(Caragana)优势植物的生理生态适应特性

比较了内蒙古高原荒漠区4种锦鸡儿属(Caragana)优势植物——柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿的生理适应特性。研究发现：4种锦鸡儿属植物中,荒漠锦鸡儿的叶片含水量、束缚水/自由水比值、水势以及水分利用效率最低,气孔导度日变化表现为与气温变化相似的早晚低、中午高的单峰曲线。4种锦鸡儿蒸腾速率日变化状况相似,均在10:00达到最大,以后逐渐降低,但日蒸腾积累值垫状锦鸡儿 < 荒漠锦鸡儿 < 柠条锦鸡儿< 狭叶锦鸡儿。相比较,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿对当地的水分条件有良好的适应性,能够保持较好的水分状况,水分亏缺在15％以下,而荒漠锦鸡儿叶水分亏缺日变幅较大,保水能力不及其它3种。渗透调节比较研究发现：荒漠锦鸡儿的渗透势最低,细胞质离子浓度最高,无机渗透调节物产生的渗透势所占的比例也更大,说明其低渗透势的维持主要来自无机渗透调节物质的较多积累。保护酶和自由基比较研究发现：POD和SOD活性荒漠锦鸡儿明显高于其它3个种,但CAT活性在4种植物中无显著差别;叶片自由基含量狭叶锦鸡儿 > 荒漠锦鸡儿 > 柠条锦鸡儿 > 垫状锦鸡儿。这些结果表明： (1)荒漠锦鸡儿对干旱环境的适应方式与其它3种不同,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿以强保水能力、维持稳定的水分而适应,而荒漠锦鸡儿以更负的渗透势、更高细胞质离子浓度弥补其更多的水分消耗和对水分变化的强耐性而适应,较高的保护酶活性可能是其强耐性的生理基础之一。(2) 保水能力弱的锦鸡儿种主要通过无机离子的积累,调节细胞质渗透势,保持水分平衡,这是一种相对节省能量的适应对策。     

内蒙古高原不同生境三种锦鸡儿属植物的水力结构特征及其对环境因子的响应

以生长在内蒙古高原不同生境条件下的小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿为研究对象,通过定点观测1年生枝条水力结构特征在不同季节的日变化,结合气候因子的相关性分析,比较不同环境条件下3种锦鸡儿植物输水效率与调节能力的高低,进一步分析旱生植物如何通过调整水分传输来适应变化着的环境条件。结果表明,在一定范围内,3种供试植物的水力结构参数都与气温呈显著的线性负相关,与大气相对湿度呈线性正相关关系。同种锦鸡儿植物在不同季节的输水效率比较,总的趋势是夏季〉春季〉秋季;比较同一季节不同种锦鸡儿的输水效率,基本上是柠条锦鸡儿〉中间锦鸡儿〉小叶锦鸡儿;在比导率对环境因子的敏感度方面,季节之间的差异是夏季〉春季〉秋季,物种之间是柠条锦鸡儿〉中间锦鸡儿〉小叶锦鸡儿。一方面日变幅的差异可以体现敏感度的不同,另一方面比导率与大气温度、湿度线性回归方程的斜率也可以体现敏感度的相对高低。这些结果证实了栓塞引起的导水率的下降并不都产生负面影响,相反它具有限流节水的积极作用。     

锦鸡儿属灌丛化对草原化荒漠区土壤线虫群落组成和代谢足迹的影响

调查了内蒙古草原化荒漠区3种锦鸡儿[垫状锦鸡儿(Caragana tibetica)、荒漠锦鸡儿(C.roborovskyi)和狭叶锦鸡儿(C.stenophylla)]灌丛内、外土壤线虫群落多样性、组成和代谢足迹,以及相关的土壤理化性质和植物群落特征,旨在探讨锦鸡儿属灌丛对土壤线虫群落的影响,并分析这种影响是否具有灌木种间差异,同时从线虫功能团水平上探究灌丛如何通过非生物因素和生物因素影响线虫群落组成。结果表明：锦鸡儿属灌丛对土壤线虫多度、丰富度和多样性无显著影响,但却显著影响土壤线虫群落组成。原因是灌丛对土壤线虫群落具有物种选择性;灌丛可能主要是通过根系分泌物、凋落物质量等因素,而不是通过土壤理化性质和林下植物影响线虫群落组成。土壤线虫组成的变化引起线虫代谢足迹发生明显变化。灌丛内土壤线虫功能代谢足迹大于灌丛外(除狭叶锦鸡儿外),说明灌丛内土壤线虫群落对碳的利用率更高。3种锦鸡儿属灌木中,狭叶锦鸡儿的结构代谢足迹最大,表明狭叶锦鸡儿对捕食杂食类线虫代谢活性的促进作用更强。土壤线虫组成的变化通过线虫代谢足迹导致土壤食物网结构发生显著性变化。狭叶锦鸡儿灌丛土壤干扰程度低,营养富集状况好...     

小叶锦鸡儿固沙林土壤G+与G-细菌碳代谢功能多样性

为探讨科尔沁沙地流动沙丘上建立小叶锦鸡儿固沙植被后,土壤微生物群落中革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌代谢功能的变化规律,采用Biolog-GN2和GP2微平板检测法,研究了9、16、26年生人工群落以及流动沙丘和天然小叶锦鸡儿群落土壤革兰氏阴性和革兰氏阳性菌碳源代谢的多样性变化特征。结果表明,流动沙丘建立小叶锦鸡儿固沙植被后,土壤革兰氏阴性菌多样性表现为持续缓慢增加的趋势,0～26年生群落Shannon指数由3.85逐渐增加到4.17,均匀度指数由0.85增加到0.94;而革兰氏阳性菌则表现为先显著降低,后逐渐增加的趋势。随着固沙群落年龄的增长,土壤微生物代谢糖类、羧酸类、双亲化合物类、聚合物类、胺/酰胺类和氨基酸类等碳源种类逐渐增加。26年生小叶锦鸡儿人工群落土壤革兰氏阴性和革兰氏阳性菌的碳源代谢模式已逐渐接近天然群落。     

行带式柠条固沙林防风效果

传统观点研究认为：植被覆盖度低于40％,沙地处于半固定半流动状态．但在实践观察中发现：在低密度（或覆盖度）时,灌丛的水平分布格局对固定流沙和阻止风沙流的作用差异显著。以低覆盖度（20％-25％）的柠条固沙林为研究对象,采用多点式自记风速仪（GB-228）,在2。4月份的盛风季节,测定了行带式配置和随机分布的柠条固沙林以及完整的行带式配置和其中一带出现缺口的行带式固沙林内不同部位、不同高度的风速．统计分析风速测定结果发现：（1）当覆盖度在20％-25％时,行带式配置的柠条固沙林内的防风效果比同覆盖度随机分布的在20cm高处高48．4％;50era高处高30．7％;200cm高处高27．4％,且风速越大,行带式配置降低风速的效果越显著,当200cm高风速达到6—7m／s时,行带式的平均防风效果比同覆盖度随机分布的高48．2％;反映出在低覆盖度时,灌丛的水平分布格局成为制约固沙林沙防风效果的重要因素,行带式配置具有显著的防风效果;（2）在灌丛与灌丛之间形成的类似“狭管”流场的局部,有提升风速的作用,导致其林内观测的风速有约41．3％的观测结果超过旷野对照风速,行带式配置的柠条固沙林内没有一个观测结果超过对照风速;这个结果反映出随机分布的柠条固沙林内流场结构复杂、变化多样,也成为低覆盖度时,沙地处于半固定、半流动状态,疏林内同时存在风蚀和积沙和缺口处风速升高的重要因素;（3）行带式配置林内地表粗糙度比随机配置的高5．4-114．4倍,说明行带式配置具有显著的防止风蚀、固定流沙的作用;（4）行带式林内出现断带缺口处,其缺口处的风速降低有明显的累加现象;风速抬升现象在一定程度受到制约。这些结果为发展低覆盖度行带式配置的固沙林提供重要的科学依据。     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿固沙群落土壤微生物功能多样性

为探讨科尔沁沙地流动沙丘上建立小叶锦鸡儿固沙植被后土壤微生物群落代谢功能的变化,采用Biolog-ECO微平板检测法,研究了9、16和26年生人工群落以及流动沙丘和天然小叶锦鸡儿群落土壤微生物碳源代谢的多样性变化特征.结果表明:在培养的264 h内,流动沙丘土壤微生物平均颜色变化率,以及对羧酸类、糖类、多聚物类、氨基酸类、胺类和芳香类化合物类的代谢能力明显高于人工群落;随着人工群落年龄的增加,土壤微生物代谢碳源种类增加,26年生人工群落土壤微生物的碳源代谢模式已接近天然群落.流动沙丘建立小叶锦鸡儿植被后,土壤微生物群落碳源代谢功能多样性和均匀度指数下降;随着植物群落发育年龄的增长,微生物功能多样性逐渐提高.     

水源圈对荒漠草原土壤种子库的影响

草场上,由于饮水的需求导致牲畜经常在水源点和草场间往返,从而出现\"水源圈\"现象。本研究以新疆准噶尔盆地东南缘荒漠草原人工水源点为中心,在距其50、100、200、400、800和1200 m处设置了6个采样点,通过室内培养获得了土壤种子库数据。结果表明:土壤种子库共有17种植物,分属于8科,藜科和菊科居多,其中1年生草本植物10种,多年生草本植物7种。水源圈内土壤种子库密度在211.5~362.5粒·m-2,其中距水源点50 m处土壤种子库密度最低,距水源点1200 m处最高。距离水源圈越近,土壤种子库的物种数量极显著增加(P0.01),1年生草本植物种数所占比例减小,多年生草本植物种数所占比例增大。在相邻采样点间,土壤种子库物种组成相似性指数较高,为0.70~0.84,表现出较小的空间异质性。距离水源点越近,多样性指数、丰富度指数和均匀度指数越大,水源圈效应增加了土壤种子库物种数量,导致主要建群植物种子减少,短命、类短命草本植物种子增加。     

锦鸡儿属花粉形态及其分类意义

在光学显微镜和扫锚电镜下对锦鸡儿属31种2变种植物花粉形态进行了观察。根据外壁表面纹饰,可分：类型I,表面具小穿孔;类型II, 具网状纹饰。 在类型II中据网眼大小和网脊宽度特征又分为两个亚类型。 根据花粉体积大小,可分4个类型。本属植物花粉形态较为一致,表明是一个自然类群。组、 系的花粉形态特征与一般形态变异不一定相对应,即形态上有明显区别的种类,在花粉形态上未必有很大区别,仅一些种类及矮锦鸡儿系 Ser. Pygmaeae的花粉形态相近。 本属花粉形态在种下等级的变异, 特别是青藏高原分布的种类的变异较为明显,例如 C.bicolor,C. jubata,C. erinacea 与各自的近缘种类。花粉形态为分类处理提供了参考。本属植物花粉形态是从表面具小穿孔向具网状纹饰演化,对应于羽状叶类群向掌状叶类群演化。     

科尔沁沙地植被生产力对模拟增加降水和氮沉降的响应

采用随机区组设计,利用降水收集装置和地表施氮处理,模拟降水和氮沉降增加对科尔沁沙地典型小叶锦鸡儿群落植被生产力的影响.结果表明:降水量增加1/7,植被平均高度增加不明显,植被生物量增加了17.6%;降水量增加2/7,植被平均高度增加了23%,植被生物量增加了31.8%;模拟氮沉降处理的一年处理结果对植被生物量增加不明显;降水是影响沙地植被生产力的关键因素,植被生产力对降水量增加响应迅速,短期的氮沉降对植被生产力的影响不显著.