羊草基因型多样性能增强种群对干扰的响应

研究了不同基因型多样性(1、3、6三种基因型组合)羊草种群的地上生物量、地下生物量、分蘖数、根茎芽数和根冠比5个指标对干扰强度(用不同留茬高度来模拟)的响应。结果表明:(1)基因型多样性和干扰强度对地上生物量、地下生物量、分蘖数和根茎芽数均有显著影响(P0.05),但两者的交互作用不显著(P0.05)。其中,多基因型组合(3、6基因型组合)羊草种群中这4个响应变量的值均显著高于单基因型羊草种群(P0.05);而干扰强度的增加显著降低了这4个响应变量的值(P0.05)。对于根冠比这一响应变量来说,仅干扰强度对其产生了显著地影响(P0.05)。(2)29个基因型多样性效应值中,有25个值大于0,其中12个表现为显著的基因型多样性正效应。依Loreau和Hector的方法将多样性净效应分解后发现,互补效应和选择效应共同主导12个响应指标的基因型多样性效应,而互补效应独自主导3个、选择效应独自主导5个响应指标的基因多样性效应;但对基因型多样性正效应起主要贡献的是互补效应。所得结果表明,基因型多样性能提高羊草种群的表现,能增强羊草种群对干扰的响应,不同基因型间的互补作用对这种正效应起主要贡献,这将为该物种种质资源保护和合理利用提供理论指导。     

羊草种群年龄结构及无性繁殖对策的分析

天然割草场羊草 ( Aneurolepidium chinense( Trin.) Kitag.)种群的生殖枝中有 87%为冬性植株。羊草分蘖节最老为 4龄 ,其生活时间可达 5个年度。在分蘖节成株的年龄结构中 ,1、2龄株占绝对优势 ,其所占比重达 92 .5 %。 1龄株生产力最高 ,至 3龄株生活力已明显衰弱。割草场羊草种群为增长型与稳定型混合的年龄结构类型。综合分析了羊草以根茎顶端成株调节种群年龄结构的无性繁殖对策 ,以及羊草草地自然持续更新的生物生态学机制     

扎龙自然保护区不同生境条件下羊草种群构件的年龄结构

对黑龙江国家级自然保护区扎龙湿地不同生境条件下羊草种群构件的年龄结构进行了研究。结果表明,在7月末羊草种群的腊熟期,3种生境种群分蘖株均由3个龄级组成,林间风沙土生境为1 080株.m-2,沙土生境为1 290株.m-2,草甸土生境为1 011株.m-2,均以1龄和2龄级分蘖株占绝对优势,3龄级分蘖株所占比例甚小,呈增长型年龄结构。根茎均由4个龄级组成,以沙土生境最多,累积长度为8 000 cm.m-2,草甸土生境最少,为6 948 cm.m-2,均呈增长型年龄结构。各生境根茎物质的储量随着龄级的升高而降低。芽均由4个龄级组成,其数量以草甸土生境最大,为2 279个.m-2,沙土生境次之为2 113个.m-2,林间风沙土生境最少为1 410个.m-2,均呈增长型年龄结构。     

松嫩平原水淹恢复演替过程中羊草无性系种群构件的年龄结构

对松嫩平原羊草草甸水淹恢复演替过程中不同大小羊草无性系斑块的种群构件年龄结构进行了研究。结果表明 ,羊草种群分蘖株在斑块中心由 4个龄级组成 ;最外圈层由 3个龄级组成。根茎在斑块中心和中间圈层均由 2～ 4个龄级组成 ,最外层由1～ 2个龄级组成。潜在种群冬性苗和分蘖节芽总量各圈层均由 4个龄级组成。斑块中心的分蘖株种群为稳定型年龄结构 ,向外发展至增长型年龄结构。根茎长度和潜在种群在各圈层均呈增长型年龄结构。在水淹羊草草甸的恢复过程中 ,不同大小羊草无性系斑块均呈不断扩展的趋势。在生存空间充足时 ,羊草的分蘖节在一个生长季里可以繁殖多个世代。通过羊草根茎的年龄结构可预测演替的进程     

内蒙古典型草原建群种羊草基因型多样性抑制群落物种多样性的生态功能

植物群落的物种多样性以及群落建群种的基因型多样性对群落生态功能是否存在交互影响已成为群落生态学研究的热点内容。以内蒙古典型草原群落内常见物种为研究对象,研究了群落物种多样性与建群种羊草(Leymus chinensis)基因型多样性及其交互作用对群落生物量生态功能特性的影响。结果表明:(1)羊草基因型多样性、物种多样性及其交互作用对群落地上、地下和总生物量无显著影响(P0.05);(2)羊草基因型多样性、物种多样性及其交互作用对多样性效应(净多样性效应、互补效应和选择效应)有显著影响(P0.05)。羊草基因型多样性抑制多样性净效应的发挥,且主要抑制互补效应;而物种多样性则促进多样性净效应的发挥,主要表现为选择效应对地上生物量的正效应;(3)互补效应对群落生物量多样性净效应起主要贡献。实验所得结果不仅为探讨多样性效应在物种水平以及群落水平上对群落生物量的影响因素提供了重要启示,而且为内蒙古草原种质资源的保护及合理利用,乃至生态系统的恢复和重建提供理论指导。     

不同生态条件下羊草无性系种群分蘖植株年龄结构的比较研究

在４次取样的平均年龄谱中,１龄级分蘖植株的数量比重是割草样本－休闲样本－放牧样地,２,３,４龄级分蘖植株为放牧样本－休闲样本－割草样地,放牧干扰可以促进各龄分节的再生存活。但是对根茎形成分蘖植株却起到了一定的削弱作用。割草干扰可以促进翌年根茎形成分蘖植株,从而使各龄级分蘖节的再生存活量减少。     

臭鼠的种群年龄结构研究

１９８６年１月至１９９３年１２月,作者在浙江萧山围垦农区采用体重法将臭　种群分为５个年龄组。雄体：Ⅰ．幼年组（体重≤３０８）、Ⅱ．亚成年组（体重＞３０９,≤４０ｇ）、Ⅲ．成年１组（体重＞４０ｇ,≤５２ｇ）、Ⅳ．成年ＩＩ组（体重＞５２８,≤６４８）、Ⅴ．老年组（体重＞６４ｇ）;雌体：幼年组（体重≤２４ｇ）,Ⅱ．亚成年组（体重＞２４ｇ;≤３６ｇ）．Ⅲ．成年Ⅰ组（体重＞３６９,≤４６ｇ）,Ⅳ．成年Ⅱ组（体重＞４６８,≤５４ｇ）,Ⅴ．老年组（体重＞５４ｇ）。各年龄组的繁殖特性存在差异。种群以成年Ⅰ组为主,但其种群的年龄结构存在有性别差异,雄性种群以成年Ⅰ组、成年Ⅱ组和老年组为主,雌性种群以亚成年组和成年Ⅰ组为主。种群的年龄结构存在季节性变化。在室内,雄性在春季和冬季以成年Ⅱ组为主,夏季和秋季以老年组为主;在室外春季、秋季和冬季均以成年Ⅰ组为主,夏季则以成年Ⅱ组为主。室内雌性在各季节均以成年Ⅰ组为主,而在室外春季和冬季以亚成年组为主,夏季和秋季以成年Ⅰ组为主。其种群年龄结构存在有年变化。     

达乌尔黄鼠种群年龄结构的研究

1987—1989年,作者捕获达乌尔黄鼠2487只,用晶体干重法,将其中的1885只划分为5个年龄组,分析不同年龄阶段臼齿的生长、更换、磨损特点以及体重、体长、胴体重及头骨生长的年龄变化。结果表明随着年龄增长,臼齿磨损明显,而体重、体长等5项指标趋于恒定。达乌尔黄鼠种群年龄结构的季节变化非常显著,不同地区间亦有差别,但年间变动较小,种群增长比较稳定。     

羊草种群克隆多样性的初步研究

 采用水平淀粉凝胶电泳技术检测了松嫩草原上两种叶色类型(灰绿型和黄绿型)羊草(Leymus chinensis)种群的克隆多样性。羊草种群中克隆多样性较高,Simpson指数平均为0.983,97.7% 的基因型为局部分布;在克隆特性上,灰绿型和黄绿型羊草也明显不同,黄绿型种群的克隆多样性低于灰绿型。由基株数据计算的种群遗传多样性与由分株计算的结果一致,进一步确认了黄绿型和灰绿型羊草间存在着明显的遗传分化。种群中不时有实生苗补充及环境异质性引起的分化选择作用可能是维持种群内基因型多样性的重要因素。     

羊草基因型数目与氮添加对土壤微生物群落的交互影响

物种多样性(或同一物种遗传多样性)减少和氮富集都是影响陆地生态系统进程的主要因素,它们之间的交互作用是否对土壤微生物群落产生显著影响已成为研究者关心的主要科学问题。研究羊草基因型数目(1、2、4三种基因型数目组合)和氮添加(无氮添加、低氮添加和高氮添加3种水平)对土壤微生物群落的总磷脂脂肪酸(PLFA,Phospholipid Fatty Acid)含量、细菌PLFA生物标记含量、真菌PLFA生物标记含量、真菌/细菌比、以及基于每个PLFA生物标记相对含量百分比所得微生物群落的Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数的影响。结果表明:氮添加对细菌PLFA生物标记含量,以及土壤微生物PLFA生物标记的Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数具有显著影响(P0.05);基因型数目对所测变量无显著影响(P0.05),但基因型数目和氮添加的交互作用对细菌PLFA生物标记含量和真菌/细菌比具有显著影响(P0.05)。研究结果为全球变化背景下氮沉降及重要物种种群数量减少对土壤微生物群落的影响提供了科学数据,为合理解释群落动态变化提供了数据支持。     

模拟增温对羊草生态系统土壤呼吸速率的影响

草地是陆地生态系统的重要组成部分,研究草地系统土壤呼吸速率对全球气候变暖的响应,对预测全球碳循环具有重要作用。采用高度分别为0.5 m（T1）和1.85 m（T2）的开顶式增温箱（OTCs）对羊草生态系统进行模拟增温,仔细观察羊草的生育期,在每个生育期的同一天的晨间t₁时段（9：00-11：00）、午间t₂时段（13：30-15：30）和晚间t₃时段（17：00-19：00）监测土壤呼吸速率。分析不同增温幅度下土壤呼吸速率的变化规律,明确影响土壤碳排放的主要因素,探讨土壤呼吸速率与影响因素间存在的关系。结果显示：1）相对于空白对照C,模拟增温T1和T2导致0-10 cm土壤温度分别显著提高1.18和2.37℃;导致0-10 cm土壤湿度降低2.27%和4.57%;2）在羊草生长阶段,土壤呼吸速率呈现明显的季节性变化特征,同一天的t₁时段、t₂时段和t₃时段土壤呼吸速率峰值分别出现在结实期、抽穗期和开花期。非生长阶段土壤呼吸速率无显著差异;3）不同处理下土壤呼吸速率与近地表气温、0-10 cm土壤温度和地下生物量呈指数正相关关系,与0-10 cm的土壤湿度呈显著二次项负相关关系,与地上生物量表现为二次项正相关关系。研究结果明确了羊草生态系统中土壤碳排放对增温的响应,可为草原生态系统应对气候变化及可持续发展提供理论依据。     

羊草与大针茅根系构型对水分梯度响应的比较研究

羊草(Leymus chinensis)与大针茅(Stipa grandis)是内蒙古锡林郭勒典型草原的两大建群种,也是内蒙古草原的重要优良牧草。选取锡林郭勒草原以大针茅和羊草为优势种的围封草场为研究样地,通过原状土柱移栽,进行了两年的水分梯度控制实验(150、300、450、600 mm),分别模拟当地年降雨量由干旱年到是湿润年的变化情况,分析比较羊草种群和大针茅种群地上高度和根系构型对水分梯度的响应情况。结果表明:相比大针茅种群,羊草种群对水分梯度的响应更敏感,随着水分梯度的增加,羊草地上高度和根系直径显著增加,根系长度和根系深度显著减少;而大针茅的地上高度和根系特征各项指标均没有显出与水分梯度的相关性,显然大针茅比羊草更能适应干旱生境。在干旱条件(模拟年降雨量150 mm处理)下,大针茅种群地上高度达到峰值,生长状况良好;羊草种群则采用地上个体小型化,地下主根变细,分叉,向土壤深层扩展的生长策略。因此,在气候变化背景下,干旱化的气候将导致大针茅种群在群落中的优势地位逐渐增加,反之羊草种群则会随着气候湿润化而占据更大的优势。     

不同种源羊草表型差异性

研究植物因环境变化产生的表型差异,对于其适应未来全球气候变化具有重要的意义。羊草具有广泛的地理分布,是研究表型差异的理想材料。将白城市镇赉种源地羊草(ZL),白城市洮北种源地羊草(TB),吉林大安市种源地羊草(DA)和大安市姜家甸草场种源地羊草(JC)进行同质园移栽培养,分析了4个种源羊草的表型特征。结果表明,不同种源间羊草表型特征株高、叶长、叶宽、茎直径和生理特征蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)和生物量分配均存在显著差异。在同质园环境培养下,这些表型特征均存在显著的种源差异。从总体上来看,TB种源地的羊草具有最高的株高、叶长和叶宽,分别为72.2 cm、34.4 cm、和10.34 mm。ZL种源有着最高的生物量(46.05 g)和WUE(3.06μmolCO₂/mmol H₂O)。ZL种源叶鲜重和干重均表现出了较高值,分别为2.88 g和0.96 g。不同种源羊草经移栽到同质园环境下,因为对源地气候长期的适应,产生了明显的表型差异,进而引起形态、生理特征的差异。这有利于羊草适应未来剧烈的气候变化,进一步揭示了羊草适应环境的策略。     

广西猫儿山鹅掌楸天然种群动态研究

为进一步探讨鹅掌楸濒危的机制,对广西桂林猫儿山鹅掌楸天然种群进行了调查,以种群生命表及生存分析理论为基础,以林木径级结构代表龄级结构,编制鹅掌楸种群静态生命表,分析种群结构的动态变化特点.结果表明:鹅掌楸种群龄级结构为金字塔型,幼龄个体数量较多,中龄个体数居中,而老龄个体则相对数量较少,表现为增长型种群;在第Ⅳ龄级时该种群出现死亡高峰,其种群存活曲线属Deevey-Ⅱ型;猫儿山鹅掌楸天然种群具有前期种群数量快速减少,中后期稳定,末期衰退的特点.该研究结果对鹅掌楸天然种群的保护提供参考依据.     

羊草克隆种群的螺旋扩张规律

羊草是欧亚大陆草原东部区域的一个优势物种。其优势地位的取得是羊草种群年复一年不断克隆复制过程中进行螺旋扩张的结果,其中,每一个螺旋圆环代表一个生长季,进而每个生长季可再分为不同的种群成长阶段,执行不同的生存发展策略:5月下旬—7月下旬为成熟扩张期,羊草的成熟母株通过水平伸长根茎执行扩张策略;7月下旬—10月下旬为幼苗占领期,通过地下芽输出为地上子株执行占领策略;10月下旬—来年3月下旬为羊草的休眠期;3月下旬—4月下旬为它的生长准备期;4月下旬—5月下旬为生长巩固期,子株发育为成熟的母株,完成了领地的彻底控制,执行的是巩固策略。羊草的游击型分株和密集型分株源自于共同的母株,二者位置相互分开,不但可以避免内部竞争,而且通过根茎之间的连接进行资源共享,从而在对外竞争中始终处于优势地位,这是羊草的克隆区隔避险策略;羊草种群通过产生遗传异质性的种子来避免因外界环境条件巨变所造成的整体灭绝,执行的是一种有性繁殖避险策略。羊草在既定策略基础上也表现出明显的二八规律,即通过80%比例的密集型分株进行旧领地的巩固,以20%比例的游击型分株进行新领地的扩张。总之,羊草通过扩张,占领,巩固,再扩张,再占领,再巩固,这样的年复一年的螺旋扩张,成为了当地的优势物种。其研究结果能为提高羊草生产力和种子产量及恢复受损草原生态系统提供十分重要的科学支持。     

盐碱胁迫下AM真菌对羊草生长及生理代谢的影响

利用盆栽控制试验研究了盐碱胁迫下AM真菌对羊草生长及生理代谢的影响。结果表明,盐碱胁迫显著降低了AM真菌的侵染率与侵染强度,且具有高pH的碱胁迫的抑制效应更强。接种AM真菌一定程度上提高了胁迫下羊草幼苗的生物量及光合色素(Chl a,Chl b和Car)含量。随着盐碱胁迫浓度的增加,羊草幼苗积累了大量的Na~+,并抑制了其对K~+的吸收,接种AM真菌一定程度上降低了Na~+的积累,并缓解了胁迫下K~+含量的降低,提高NO_3~-含量从而改善羊草幼苗的离子平衡。在碱胁迫下,柠檬酸、苹果酸含量均显著提高,在盐胁迫下,仅苹果酸含量显著提高,而接种AM真菌使盐碱胁迫下有机酸含量一定程度降低。在盐碱胁迫条件下,接种AM使羊草体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性明显提高,增强宿主植物体内氧自由基的清除能力。接种AM真菌明显提高羊草幼苗抗盐碱能力,因胁迫类型不同,抗逆机理有所差异。研究结果为利用羊草进行生物改良退化盐碱草地以及菌肥的应用提供了科学依据,也为探求羊草-丛枝菌根共生体对盐碱胁迫的响应和反馈提供了数据支持。     

不同浓度Fe2+与Zn2+对羊草幼苗生长和生理特性的影响

以羊草幼苗为研究对象,通过调整全营养培养基(CK,0.05 mmol/L Fe²⁺、0.015 mmol/L Zn²⁺)中铁或者锌含量设置0、10倍、20倍Fe²⁺(Zn²⁺)浓度处理Fe₀(Zn₀)、Fe₁₀(Zn₁₀)、Fe₂₀(Zn₂₀),以及在高铁培养基中单独添加0.15 mmol/L Zn²⁺或同时添加10 mmol/L Ca²⁺、5 mmol/L Mg²⁺、20 mmol/L K⁺处理,测定培养6 d后幼苗生长指标和矿质元素含量、以及高铁(Fe₂₀)处理下幼苗根中抗氧化指标和相关基因表达量,探究不同浓度Fe²⁺、Zn²⁺对羊草幼苗生长、矿质元素吸收积累及抗氧化指标、基因表达的影响。结果表明：(1)缺锌(Zn₀)显著抑制羊草幼苗鲜重的增加和Zn元素的积累,但促进Fe、Mg元素的积累;高浓度锌(Zn₁₀、Zn₂₀)显著促进幼苗叶片生长和Zn元素的积累;缺铁(Fe₀)显著抑制幼苗的根长、鲜重和Fe元素的积累,促进Mg、Zn元素的积累;高浓度铁(Fe₁₀、Fe₂₀)显著抑制羊草幼苗根叶生长、根毛发育和Ca、Zn、Mg、K元素的积累。(2)增加Zn²⁺和Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺浓度无法恢复高铁胁迫对幼苗生长的抑制作用。(3)高浓度铁(Fe₂₀)处理羊草幼苗48 h后,根部过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶活性和丙二醛、抗坏血酸、还原型谷胱甘肽含量显著升高;烟酰胺合成酶基因、过氧化物酶基因表达量显著下调,植物类萌发素蛋白基因表达量显著上调。研究发现,羊草幼苗生长发育和矿质元素积累对环境中Zn²⁺浓度变化不敏感,却受到环境中高浓度Fe²⁺的显著抑制,并造成严重的氧化胁迫伤害,这种伤害无法在添加Zn²⁺或同时添加Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺的条件下恢复。