钙对臭氧伤害小麦的防护作用

春小麦分别用0、1‰、3‰、5‰浓度的CaCl_2溶液浸种及培养,9天后,用0.3—0.7ppm浓度的臭氧(O_3)对幼苗熏气0、4、8、12h,观测到来经Ca~(2+)处理材料的叶片,其外渗液紫外吸收值和电导率随O_3处理时间延长都有不同程度的升高,而叶内可溶性糖和叶绿素含量都明显降低,经过3‰Ca~(2+)处理O_3熏气4—12h的材料,其外渗液紫外吸值、电导率、外渗糖、蒸腾强度都低于对照,其叶内可溶性糖及叶绿素含量均高于对照,证收明在一定O_3浓度范围内,3‰CaCl_2对O_3侵害小麦有明显的防护作用。     

Effects of enhanced ultraviolet-B radiation on plant nutrients and decomposition of spring wheat under field conditions

Spring wheat (Triticum aestivum) was grown in the field under ambient and supplemental levels of ultraviolet-B (UV-B, 280–315 nm) radiation to determine the potential for alteration in plant nutrients, decomposition, leaf quality and dry matter yield. Supplemental UV-B radiation simulating a 12, 20 and 25% stratospheric ozone depletion significantly decreased dry matter yield, but had no significant impact on harvest index. UV-B radiation resulted in an increase of the concentrations of N and K in all plant parts; changes of the concentrations of P, Mg, Fe and Zn varied in a tissue-dependent manner, as the decrease of P in leaves and stems, and its increase in spikes and grains. The mass of N, P, K, Mg, Fe and Zn in various plant parts and whole plant was generally decreased except leaf N mass was increased by enhanced UV-B radiation. Enhanced UV-B radiation decreased the concentrations of soluble carbohydrates in leaves and increased that of holocellulose and soluble proteins. After 60 and 100 days of decomposition of leaves and stems in the field, enhanced UV-B radiation stimulated the loss of organic C. As a consequence, the nutrient content of soils might be less diminished under enhanced UV-B radiation.     

小麦耐盐系愈伤组织细胞的超微结构观察

对用正筛选法选出的耐１％、２％和２．５％ＮａＣｌ的小麦３个耐盐细胞系进行了详细的电镜观察。结果表明,随着耐盐程度的提高,小麦愈伤组织细胞的质体膨胀状态,数量有减少的趋势。耐低盐浓度（１％ＮａＣｌ）的细胞系线粒体结构与对照差别不大,而耐高浓度盐分的细胞系对对照有明显差异。耐盐系细胞的线粒体,粗糙型内质网及核糖体数量比对照细胞增加,高尔基体和内质网膨胀,细胞核核质凝聚,核膜膨胀,液泡发达,细胞壁的生长     

Cascade transduction and production of the light-nitric oxide signal from shoots to roots in maize seedlings exposed to enhanced UV-B radiation

The biomasses, rate of apparent nitric oxide (NO)-release, nitric oxide synthase (NOS) activity as well as β-d-endo and exo-glucanase activity of the cell wall were analyzed and determined in the roots of maize seedlings. It was found that rhizospheric treatments of 2-phenyl-4,4,5,5-tetramethlimida-zoline-l-oxyl-3-oxide (PTIO), a NO scavenger, and radiation of enhanced ultraviolet-B (UV-B) to aerial parts of the seedling markedly inhibited the rate of NO release in roots, raised the activity of β-d-endo and exo-glucanase, and increased the biomasses of roots. The patent inhibitor, N-nitro-l-arginine (LNNA), of NOS was unable to inhibit NOS activity and NO generation. Inversely, reactive oxygen species (ROS) eliminator, N-acetyl-cysteine (NAC), stimulated the rate of NO release. There is no relationship between NOS activity and the rate of NO release. The latter showed a positive correlation with nitrate reductase (NR) activity, whereas it showed a negative correlation with the bio-masses and the activity of β-d-endo and exo-glucanase. All results implicated that NO was a by-product generated by NR catalysis, whereas NR activity was sensitively repressed by the systemic signal network (involved in ROS) induced by enhanced UV-B. It indicated that the downstream signal molecule of enhanced UV-B light is probably ROS which decreased NO generation through inhibiting NR activity. The endogenous NO generated by NR catalysis is perhaps such a messenger for restraining β-d-endo and exo-glucanase activity that the root growth was retarded.     

不同干扰背景下景观指数与物种多样性的多尺度效应——以巩义市为例

以黄河中下游山地丘陵区的巩义市为研究区,采用典型样地法对灌草丛、人工林和农田边缘3种不同干扰背景下的自然、半自然生境内的植物进行调查。基于景观生态学原理,在地理信息系统技术支持下,借助于Fragstatta3.3软件,以调查样地为中心,计算了150、250、500、750、1000、1250、1500m不同半径缓冲区内表征景观形状(Edge and patch shape)、边缘对照(Edge contrast)、相似度和邻近度(Proximity and similarity)、景观多样性(Diversity)、基质(Texture)、斑块大小和密度(Patch size and patch density)共6类52个指数,运用冗余分析(RDA)筛选出不同尺度下对该区农业景观中植物多样性有显著影响的景观指数。结果表明:不同尺度,景观指数对物种多样性的影响变化显著。灌草丛生境,在500—750m范围内,SHAPE_AM指数和PARA_AM指数能够很好的解释物种多样性,解释量为33.6%;人工林生境,SHAPE_AM指数、AREA_CV指数、SIMI指数和PAFRAC指数在1000—1250m范围内对物种多样性的解释量达到48.1%;农田边缘生境,GYRATE_CV指数、ENN_CV指数、PARA_MN指数和FRAC_AM指数在750—1250m范围内对物种多样性影响显著,解释量为32%。其中,辛普森多样性指数(SIDI)与灌草丛物种多样性在750—1250m范围内作用显著,ENN_CV指数仅对农田边缘物种多样性影响较大。景观指数对物种多样性的影响具有尺度依赖性,未来应全面综合探讨这些指数的尺度效应及在景观生态学中的应用。     

黄淮平原农业景观鸟类多样性及生境差异

农业景观中的鸟类多样性对生态系统功能和服务的形成与维持具有重要作用。黄淮平原区是我国最重要的农业景观区之一,为探讨区域内农业景观中鸟类多样性特征和不同生境间的差异,在研究区农业景观不同生境中布设样点,调查繁殖期鸟类多样性特征。结果显示:(1)共记录到32科、49属、66种的10044只个体,但优势科属明显;(2)物种丰富度、多样性和均匀度均表现出在沟渠、湖泊生境中较高,农田和村庄生境中相对较低,但物种多度呈现出村庄生境中最高,其次是沟渠和农田生境,湖泊生境中最低;(3)在区系分布上,各生境中均以广布种为主,生态类群上,鸣禽在各生境中均占绝对优势,涉禽和游禽主要分布在沟渠和湖泊生境中,从居留型来看,留鸟是各生境中的主导类群,候鸟、旅鸟和迷鸟比例很低;(4)鸟类群落异质性分析显示,各生境间的相似性总体上较高,表明区域内农业景观中鸟类组成具有较高的重叠性。研究显示农业景观中湖泊和沟渠的存在能有效的提高区域鸟类的丰富度和多样性,而沟渠的存在能有效的提高鸟类个体多度,农田和村庄有助于特定类群多度的增加,因此在未来的区域持续农业景观的构建中一方面要重视自然、半自然非农生境的作用,另一方面也不能忽视不同生物类群对景观异质性响应和对生境特征需求的差异。     

黄河下游平原非农植物多样性拆分研究

非农生物多样性的存在是农业景观生态系统健康持续发展的基础,对农业景观非农生境中植物群落物种多样性特征分析将有助于可持续农业景观构建措施的科学提出。在黄河下游平原典型农业景观中采用栅格分区的方式布设样点(共54个),采用典型样地法对各样点内的林地、树篱、田间道路和沟渠等主要非农生境的植物群落进行调查,采用生物多样性加性分配的方法探讨不同空间尺度上生物多样性的组成特征。结果显示:(1)各非农生境间植物群落物种多样性特征存在较大的差异。(2)偶见种从数量上构成了各非农生境中植物物种丰富度的主体,而常见种则行使着群落优势种和构建者的角色。(3)总体上,β多样性在各空间尺度中均对总物种丰富度具有重要贡献。(4)常见种和偶见种中物种组成格局存在显著差异:常见种的物种丰富度主要由α多样性贡献,而β多样性则贡献了偶见种的绝大部分。简言之,β多样性对区内植物多样性的保护和维持意义重大,农业景观中非农生境类别的出现对总物种丰富度的提高具有重要作用;各生境中较高的样点间β多样性(β样点)意味着在看似均质化的农业景观背景中依然具有较高的区域差异;景观组成和构型的变化将对农业景观中植物群落特征和物种多样性产生重要影响,且对偶见种的影响更甚。未来,应从景观和区域等更大尺度上,基于农业景观生态系统功能和服务的综合考虑及可持续农业景观的建立来探讨农业活动与生物多样性保护的权衡。     

林地面积比例梯度下景观组成和构型对生物多样性的影响

以黄河中下游郑州地区为研究区域,根据林地面积比例高低,把确定的260块景观区域划分为林地面积比例高(50%)、中等(50%—30%)、低(30%—10%)和非常低(10%)共4个不同类型;采用概率连接度指数(PC)表征林地栖息地可用性程度。利用R软件里的广义线性模型(GLM),分析了10、50、100、250、500、1000、2000 m和3000 m物种不同扩散能力下,反映林地景观组成和构型特征的林地面积比例(PA),以及林地面积比例(PA)与林地斑块数量(NP)、林地平均斑块大小(PS)、林地斑块隔离度(PI)组合作用对栖息地可用性的影响。结果表明:在林地面积比例高的区域,林地面积比例是决定栖息地可用性程度的重要影响因素;在林地面积比例中等的区域,除林地面积比例外,林地斑块隔离度和平均斑块大小是主要影响因素;在林地面积比例低和较低时,依据物种扩散能力的不同,需要考虑平均斑块大小和林地斑块数量的影响。景观中不同林地面积比例情况下,生物保护措施和管理要依据林地面积比例、林地斑块数量、林地平均斑块大小、以及林地斑块隔离度。     

黄河下游平原不同非农生境中植物多样性

自然、半自然等非农生境是区域农业景观的重要组成部分,对区域生物多样性保护具有重要意义。黄河下游平原区是典型的农业景观,农田是最主要的景观类型,林地、树篱等景观要素散布其中,为研究区内非农生境中生物多样性及其生态效应,采用典型样地法对区内典型农业景观中林地、树篱、田间道路和沟渠等主要非农生境中的植物群落进行调查研究。结果显示:区内植物组成以菊科、禾本科等为主;区内植物科的地理成分以世界分布和泛热带分布为主,各生境间有一定的差异,属的地理成分复杂,具有中国15个种子植物属分布型中的13个,以温带分布、世界分布和泛热带分布为主,总体上区内的植物组成以广布种为主,优势科属明显,特有种缺乏;各非农生境中的植物多样性存在一定的差异,林地和树篱生境具有较高的物种丰富度和多样性,显著高于田间道路,沟渠、林地和树篱生境中的物种均匀度和群落盖度均显著高于田间道路;β多样性分析表明田间道路生境中的群落组成分化程度在各样点间最大(β多样性指数最高);树篱、林地和田间道路等生境间群落相似性均较高,但其群落结构和优势种组成方面却存在显著的差异,沟渠作为一种特殊生境与其它生境间的群落相似性相对较低。研究表明,在黄河下游平原典型农业景观中,作为非农生境存在的林地和树篱在物种多样性维持中具有重要地位,沟渠为水生和湿生植物提供了庇护所,意义重大;各生境间高的群落相似性仅是物种组成名录相似性的反映,其空间格局和优势种群间差异明显,各生境植物群落的生态功能差异巨大。未来区内生物多样性的保护应重在生态系统过程、功能的加强以及生态系统服务的维持和提高,且需进一步在景观水平上探讨各非农景观要素的空间构型对其生态效益的影响机制及其调控和管理策略。     

伊洛河流域外来草本植物分布格局

外来生物入侵及其防治已经成为生态学关注的重点和热点问题.目前的研究主要集中在外来入侵种上,然而入侵种仅占外来种中很少一部分,因此,研究外来种现有分布格局对研究生物入侵及其防治有重要意义.以伊洛河流域草本植物群落中的外来种为对象,沿河从河源地到入黄河口选取典型样地,在调查流域内草本植物群落中物种组成的基础上选取外来种,并对外来种种类组成及其分布格局进行研究.结果表明:流域内有外来草本植物27种,分属于15科,种类较多的科为菊科、苋科和豆科;引入方式以有意引种为主.流域横向不同生境间,河滩地在水流的养分富集、季节性洪水物理干扰及人为活动扰动作用下,呈现出受外来种分布较多,而受人类活动扰动最强且营养丰富的农田分布较小的分布格局;纵向环境梯度下,上游河源山地属于自然植被区,人为干扰较轻,且受外来种影响较小;中游丘陵区从自然生态系统向农业生态系统的过渡区域,人类活动的扰动有所加强;下游平原农业区,人类活动强烈,区域内以人工生态系统为主,群落物种组成简单但受外来种影响最大,受自然环境和人类活动的双重影响.不同物种在不同生境间差异明显,其中,小蓬草、钻叶紫菀和反枝苋广泛分布于3种生境中.总体上,伊洛河外来草本植物分布格局在自然因素的基础上强烈受人为因素的影响,呈现出从上游到下游逐渐增多的趋势.