水淹干扰对羊草草地地上生物量影响的初步研究

为在一定程度上揭示水淹干扰后草地净初级生产力变化的机制,对松嫩平原羊草草地水淹干扰梯度上的地上生物量进行了测定和比较,并对经历水淹干扰后土壤水分及主要养分(N、P)的变化以及植被物种组成的变化作了比较分析。结果表明,轻度和重度水淹干扰样带的地上生物量显著高于未受水淹干扰的对照样带,分别高出对照样带89．54％和113.45％,表明水淹干扰消除了对草地生产力起限制作用的因素,使草地净初级生产力有了大幅度提高,水淹干扰首先改变了土壤的水分状况,而水分状况是限制草地生产力的最主要的因素,尤其是在干旱年份,消除了干旱对草地生产力的限制;土壤水分的增加导致土壤养分(N、P等)的有效性显著增加,消除了原来土壤养分匮乏对草地生产力造成的限制;在水淹干扰作用下,群落的物种组成由相对低矮的物种组合趋向于向形态高大的、具有更高生产力潜力的物种组合转变。     

关于“松嫩平原羊草草地植物功能群组成及多样性特征对水淹干扰的响应”一文中几个问题的讨论

植声 :实验设计中 5个样带的选择虽叙述清楚 ,但水淹的 5个处理是如何控制水分的 ,是靠原地形变化 ,还是进行了人为控制 ?如果是靠原地形控制 ,低洼的地方最后退水 ,水淹时间长 ,但低地的物种原来可能就存在着差异 ,如芦苇不会因水淹 12个月优势度增加很多 ,是否原来就有分布 ?     

松嫩平原羊草草地土壤水盐运动规律的研究

 羊草草地植物群落的分布与土壤水盐运动有着十分密切的关系。研究结果表明,羊草、拂子茅、獐毛和角碱蓬群落的土壤饱和导水率分别为0.0586cm·h-1,0.0567cm·h-1,0.0175cm·h-1和0.0004cm·h-1。当土壤含水量相同时,角碱蓬群落下土壤水吸力高于羊草群落。在相同的土壤水吸力范围内,角碱蓬群落下土壤非饱和导水率高于羊草群落。因此,角碱蓬群落在春季干旱时,土体内上行水流的数量和强度远远大于羊草群落。夏季降水集中时,角碱蓬群落下土体内下行水流又远远小于羊草群落。造成土体上部甚至表层的盐分积累。     

放牧和刈割干扰对松嫩草原羊草草地影响的研究

放牧和刈割干扰对松嫩草原羊草草地影响的研究＊王仁忠（东北师范大学国家草地生态工程实验室长春１３００２４）＊国家自然科学基金资助项目。收稿日期：１９９５－０９－１４,修改稿收到日期：１９９７－０２－０５。ＡＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＥＦＦＥＣＴＳＯＦＧＲＡＺ...     

放牧对沙质草地生态系统组分的影响

对内蒙古科尔沁沙质草地5年的放牧试验结果表明,过牧对草地生态系统的危害很大,连续5年过牧使草地生物多样性、植被盖度、高度和初级生产力分别较禁牧区低87．9％、82．1％、94．0％和57．0％,草地现存生物量仅为禁牧区的2．1％,土壤粘粒、C、N含量和微生物、小型动物数量也较之降低6．0％、31．9％、25．0％、95．0％和75．9％,地表紧实度提高274．0％,特别是次级生产力从第3年转为负增长,使草地产出功能完全破坏,封育对沙质草地十分有益,封育5年草地各项指标均有大幅度增加,轻牧和中牧下的植被盖度、高度、土壤状况处于禁牧区和重牧区之间,其中轻牧区植被情况要好于中牧区,但次级生产力低于中牧区,根据多年调查和本次试验结果可以认为,内蒙古东部半干旱沙质草地牧草的利用率应为45％～50％,草地载畜量以3～4羊单位·hm^-2比较适宜。     

采用系统聚类分析法对羊草草地放牧演替阶段的划分

系统聚类分析法已被广泛地应用于植物群落分类、演替阶段划分等研究中。本文采用六种聚类分析法将松嫩平原南部羊草草地划分为轻牧、适牧、重牧、过牧和极牧五个放牧演替阶段,其结果与野外实际调查基本一致。     

火烧和放牧影响下羊草草地微气候的比较研究

对羊草草地火烧、未火烧、过度放牧和禁牧区植物群落温度、土壤温度、土壤湿度、大气温度、相对湿度进行了测定．结果表明,白天火烧区群落温度比未火烧区低２．５～５℃,而夜晚则高于未火烧区０．１～１℃．白天火烧区土壤温度比未火烧区高５～７,５℃,夜晚为１～２．５℃．过牧区群落温度与禁牧区差异不显著,但过牧区土壤温度基本高于禁牧区,土壤湿度小于禁牧区．同一区中,白天群落温度变化为低处大于高处,夜晚则相反,而白天土壤温度为表层大于深层,夜晚则基本为深层大于表层．     

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。     

松嫩平原退化草地羊草种子萌发对环境因子的响应

研究了温度(恒温和变温)、水分(含水量2.5%-40.0%)和干旱胁迫、土壤类型(盐碱土和非盐碱土)和盐碱胁迫(NaCl和Na₂CO₃)等环境因子对羊草(Leymus chinensis)种子萌发的影响。恒温下未经打破休眠处理的羊草种子发芽率不足2%, 变温下羊草种子发芽率可达85.3%, 表明温度是影响羊草种子萌发的关键因素之一。羊草种子萌发的适宜土壤含水量为2.5%-15.0%, 随着含水量继续增加, 发芽率呈下降趋势。松嫩平原盐碱化土壤对羊草种子萌发具有显著的抑制作用, 羊草种子在重度盐碱土(pH 10.24)中发芽率仅为6.0%, 而在非盐碱土中发芽率可达61.3%。羊草种子在萌发阶段的耐盐碱能力差, 随着NaCl和Na₂CO₃浓度增加, 发芽率呈显著下降趋势, 且Na₂CO₃的抑制作用更强。松嫩平原盐碱环境下羊草种子萌发受到抑制是该地区羊草草地退化的原因之一。     

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。     

内生真菌感染对宿主羊草抗病性的影响

以感染内生真菌的天然禾草羊草为实验材料,通过体外纯培养条件下的内生真菌、感染内生真菌的离体叶片和在体叶片对3种病原菌的抑菌实验,以探讨内生真菌对宿主植物羊草在抗病性方面的贡献。结果表明:体外纯培养条件下,分离自羊草的内生真菌Epichlobromicola对新月弯孢(Curvularia lunata)、根腐离蠕孢(Bipolaris sorokiniana)和枝孢霉(Cladosporium sp.)这3种病原菌都具有抑制作用,抑菌率分别达56.22%,46.93%和45.15%,且内生真菌培养滤液可以有效抑制这3种病原菌的孢子萌发,平均萌发率分别为30.4%,15.7%和16.4%;宿主植物叶片在离体条件下,内生真菌感染可以有效降低羊草叶片受C.lunata和C.sp.侵染后的病斑数或病斑长度,但对B.sorokiniana不起作用,甚至提高了叶片的病斑数及病斑长度,而离体叶片提取液对不同病原菌均有不同程度的抑制作用;在体条件下,内生真菌均可以通过降低叶片病斑数来增强羊草植株对这3种病原菌的抗性。由此看来,内生真菌E.bromicola对宿主植物羊草在抗病原菌侵染方面有一定的增益作用。     

氮沉降强度和频率对羊草叶绿素含量的影响

氮沉降强度和沉降频率是决定其对陆地生态系统影响的重要决定因素。我们结合当前世界上各地区的氮沉降状况,设计了包括9个氮沉降梯度的长期控制实验,并将氮沉降分为两种沉降频率（一年2次和每月1次）、草原管理方式分为封育和割草两种。本文主要基于上述实验平台的优势植物（羊草）叶片叶绿素含量来探讨氮沉降方式（强度和频度）和草原管理方式（封育和打草）对草地生态系统结构和功能的影响。实验结果表明：1）氮沉降显著增加了植物叶片叶绿素含量（P < 0.001）;2）每月一次模拟氮沉降处理的植物叶绿素含量显著低于一年两次氮沉降的处理（P = 0.026）;3）在相同的氮沉降强度处理下,打草地相对于封育草地具有更高的叶绿素含量（P = 0.012）;4）羊草叶绿素含量与其叶片氮浓度显著正相关（P < 0.001）;5）羊草叶绿素含量与该植株高度极显著正相关（P < 0.001）。根据上述结果我们可以看出一年一次或一年两次的模拟氮沉降（类似于施肥处理或低频率的氮素添加实验）可能会夸大真实氮沉降对草地生态系统结构和功能的影响,今后在外推类似实验结论时应更加谨慎。此外,氮沉降下打草管理有利于增加了植物叶片叶绿素含量,可提高植物的光合作用,因此在未来氮沉降加剧状况下,打草可以保持或提高内蒙古草地生产力,有利于该地区草地的可持续利用。     

内蒙古羊草群落、功能群、物种变化及其与气候的关系

基于1981-1994年内蒙古羊草草原的群落学调查数据和同期气象资料,分析了羊草草原群落、功能群与主要物种变化及其生物量与气候的关系.结果表明,1981-1994年5月羊草群落多样性指数、优势度指数、丰富度指数、群落高度、群落生物量的年际变异显著高于其他月,其中羊草群落生物量的变异性自5-9月依次降低,生物量和多样性不存在显著相关性.羊草群落、功能群、物种的年际变异依次增大;不同功能群中一二年生草本和中生植物的年际波动最大,不同物种间的均衡效应降低了群落的变异性.羊草群落生物量具有气候累积效应,主要受上年10月至当年12月的均温、4-8月降水、上年10月至当年8月累积降水的影响,表明羊草群落生物量变化由不同时段的水热因子协同作用决定.     

Effects of different land use patterns on nifH genetic diversity of soil nitrogen-fixing microbial communities in Leymus Chinensis steppe

Biological nitrogen fixation through prokaryotic microbe is an important source of nitrogen been input into many natural ecosystems. In this study the active diazotrophic community was investigated in the three treatments of mowed, grazed and enclosed Leymus chinensis steppes in Hulunbeier grassland of Inner Mongolia by using approaches of polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR–DGGE) and sequence analysis. The community structure and diversity of the bacterial groups from the different samples was further analyzed by using different techniques, such as statistical analysis and diversity index evaluation of the band patterns etc. The results showed that grazing activity significantly reduced the number of species and quantities of nitrogen-fixing microorganisms, as well as the nifH gene diversity. However, enclosed plots had the lowest diversity of nifH gene. While the highest one found in mowing plots. A total of 30 sequences representing 25 different sequence types were recovered from the DGGE gels after phylogenetic constructions. The results also revealed that most sequences were coming from Alphaproteobacteria of Proteobacteria, and characterized by sequences of members of Rhodobacter, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Rhodopseudomonas, Xanthomonas, Azospirillum, Gluconacetobacter, Methylobacterium and Methylocystis. Symbiotic nitrogen-fixers existed in grazing, mowing and enclosed plots accounted for 21.4%, 47.3% and 31.3% respectively in their dominant nitrogen-fixing bacteria. The result of principal components analysis showed that the influence of different land use patterns on nitrogen-fixing microbial communities composition can be ordered as grazing plots > enclosed plots > mowing plots. Nitrogen-fixing microbial communities in L. chinensis steppe were significantly (P < 0.05) influenced by the levels of nitrate nitrogen, total phosphorus, available phosphorus contents and pH value when canonical correspondence analysis was employed to identify relationship between nifH gene and soil physicochemical factors under different land use patterns. The result obtained from correlation analysis showed that there was a significant (P < 0.05) negative relationship between the nitrate nitrogen and the total phosphorus content, furthermore, the available phosphorus content was strongly correlated (P < 0.01) with the pH value.     

高温胁迫对不同种源希蒙得木叶片生理特性的影响

利用人工气候室模拟高温环境,研究了不同程度高温处理对3个不同种源(Z1:会东可河;Z2:澳大利亚肯多伯冷;Z3:美国菲尼克斯)希蒙得木叶片相对含水量(LRWC)、叶片光合特性、渗透调节、抗氧化保护酶、膜脂过氧化的影响.结果表明,3个种源希蒙得木幼苗LRWC、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)均随高温胁迫强度的加剧呈极显著下降趋势,叶绿素含量(Chl)、可溶性糖含量显著降低;脯氨酸(Pro)含量呈极显著上升趋势;丙二醛(MDA)含量和相对电导率(REC)均随高温胁迫强度的加剧而显著增加;高温胁迫对希蒙得木幼苗叶片过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响因种源不同而有所差异,Z1、Z2的POD活性随高温胁迫程度的增加而持续上升,Z3的POD活性呈先上升后降低趋势;Z1、Z3的SOD活性随高温胁迫程度的增加而持续上升,Z2的SOD活性呈先降低后上升趋势.以隶属函数法综合分析各种源希蒙得木幼苗抗高温能力的结果表明,3个种源希蒙得木幼苗的抗高温能力由强到弱依次为:Z1、Z3和Z2.结果表明,长期生长在金沙江干热河谷的Z1可能已经适应当地的生态环境,表现出较好的抵御高温的能力,不同种源耐高温能力的差异可能是通过种源所在地的气候、土壤、海拔等因子综合作用,经过漫长的系统发育,产生不同的变异结果.     

·荒漠草地植物多样性对草食动物采食的响应机制

草食动物采食对草地植物多样性和生态系统功能的影响机制是放牧生态学研究的核心问题。该研究以内蒙古锡林郭勒盟苏尼特右旗荒漠草原的长期放牧控制实验为平台, 从既有草地植物多样性和动物偏食性两个层面系统地研究了荒漠草地植物多样性对草食动物采食的响应机制。结果显示: 1)荒漠草地植物对草食动物采食呈现4种响应模式: 放牧“隐没种”、放牧“敏感种”、放牧“无感种”、“绝对优势种”; 2)在群落尺度上, 物种多样性指数随放牧强度增加而减少, 与不放牧小区相比, 重度放牧(HG)与适度放牧(MG)小区植物多样性均下降, 且这一规律同样适用于功能群多样性, 灌木半灌木这一功能群内物种多样性对放牧干扰较敏感; 3)在草地既有植物的基础上, 以不放牧小区为参考系, 草食动物对植物功能群偏食性的排序为: 一二年生草本(AB) >多年生杂类草(PF) >灌木半灌木(SS) >多年生禾草(PG), 且偏食性物种主要分布于AB和PF中; 4)植物多样性与动物偏食性基本呈显著负相关关系(p < 0.05)。     

桉树枝瘿姬小蜂虫瘿解剖特征与寄主叶片生理指标的变化

采用人工接蜂、桉树组织石蜡切片和生化组分测定等方法研究了桉树受桉树枝瘿姬小蜂诱导后的生理生化响应机制.结果表明:DH201-2叶柄角质层厚度和油囊数量均较GL-UG9的厚、多,且差异均达到极显著水平(P角质层厚度=0.00001 ＜0.01,P油囊数量=0.00209＜0.01),但是GL-UG9叶柄表皮细胞厚度和维管束数量均较DH201-2厚、多,差异分别达到显著水平(P=0.015215＜0.05)和极显著水平(P=0.002375＜0.01),DH201-2茎皮层薄壁细胞厚度、油囊直径、维管束数量较GL-UG9厚、多,差异分别为显著(P皮层薄壁细胞厚度=0.04071 ＜0.05)、极显著(P油囊直径=000016＜0.05)、极显著(P维管束数量=0.00000＜0.01).而GLUG9茎角质层和表皮细胞厚度均较DH201-2厚,差异达到了极显著水平(P角质层厚度=0.00167,P表皮细胞厚度=0.00000＜0.01);桉树枝瘿姬小蜂虫瘿为组织瘿,由内到外可以分为:营养组织层、薄/厚壁组织层、维管束层、皮层、表皮等结构;接种桉树枝瘿姬小蜂成虫后,桉树叶片可溶性总糖、游离氨基酸、叶绿素含量均升高,差异达到了极显著水平(P＜0.01),但是蛋白质、pH值、类黄酮、总酚的变化没有达到显著水平(P＞0.05);吲哚乙酸氧化酶、过氧化物、过氧化氢酶活力均有不同程度的升高.研究显示桉树枝瘿姬小蜂入侵诱导了桉树一系列的生理生化变化,实验结果为抗桉树枝瘿姬小蜂桉树无性系的选育技术体系构建提供了理论基础.     

斑膜合垫盲蝽若虫在国槐上的空间分布型及抽样技术

斑膜合垫盲蝽Orthotylus(O.)sophorae Josifov是近年来临夏地区国槐Sophora japonica Linnaeus上严重发生的害虫之一。应用6种分布型指数法分析判定了斑膜合垫盲蝽若虫在国槐上的空间分布型,利用Taylor幂法则和Iwao回归方程分析聚集原因,结果表明,斑膜合垫盲蝽若虫在国槐上呈聚集分布,公共k c值为0.6169,且符合负二项分布;其种群聚集是由某些环境作用引起的。在此基础上,采用Iwao的方法确定了斑膜合垫盲蝽若虫的田间最适抽样数和序贯抽样表;并根据Gerrard的零频率模型建立了估计该种群平均密度的零频率公式:x=1.7457(-lnP0)1.1119。     

Response surface analysis of nano-ureases from Canavalia ensiformis and Cajanus cajan

Ureases isolated from leguminous sources, Canavalia ensiformis and Cajanus cajan were immobilized onto gold nanoparticles (nano-ureases). Optimization of the urease immobilization was carried using response surface methodology based on Central Composite Design. Immobilization efficiency of nano-urease from C. ensiformis and C. cajan were found to be 215.10% and 255.92%, respectively. The methodology adopted has deviation of 2.56% and 3.01% with respect to experimental values in case of C. ensiformis and C. cajan, respectively. Nano-urease from C. cajan has broad physico-chemical parameters with pH optimum from 7.1 to 7.3 and temperature optimum from 50 to 70 °C. Nano-urease from C. ensiformis has sharp pH and temperature optima at 7.3 and 70 °C, respectively. Fourier transform infra-red spectroscopy has revealed involvement of groups viz. amino, glycosyl moiety, etc. in urease immobilization onto gold nano-particles. Transmission and scanning electron micrographs revealed that arrangement of urease onto gold nano-particles from C. ensiformis was uniform while it was localized in case of C. cajan. Nano-urease from C. ensiformis has higher specificity and catalysis toward urea as compared to nano-urease from C. cajan. Nano-ureases from both sources are equally stable for 6 months under dried conditions and can be used for 10 washes.