毛乌素沙地游击型克隆半灌木羊柴对局部沙埋的反应

不同程度的沙埋是生长在干旱和半干旱区内陆沙丘的植物经常遭遇的事件,沙埋可以改变植物所处的生物和非生物环境条件。已有研究表明不同程度的沙埋对于植物的影响不同。轻微程度的沙埋可以增加植物高度、促进生物量的积累和新生分株的产生。如果沙埋强度不断增加,对植物的影响由正效应逐渐转变为负效应。即超过一定沙埋阈值后,沙埋会削弱植物的生长,甚至影响植物的存活。干旱和半干旱区内陆沙丘中常常生长着许多克隆植物,克隆整合常常可以缓解克隆植物分株所遭受的局部环境胁迫。根茎型克隆植物羊柴(Hedysarum laeve)是毛乌素沙地的优势半灌木之一,也是当地重要的固沙植物。为了探讨克隆整合的作用是否可以提高沙埋阈值,并有助于羊柴忍受高强度的沙埋,以其为研究对象开展了野外实验。结果表明:轻微程度的沙埋(例如沙埋深度是原始羊柴分株高的10%~20%)可以加速羊柴分株的高生长,提高叶片生物量、茎生物量以及整个地上部分的生物量。高强度的沙埋(例如沙埋深度是原始羊柴分株高的80%~100%)会削弱羊柴分株的存活和生长。在与不遭受沙埋分株相连的情况下,羊柴分株遭受沙埋的阈值高于没有分株相连的,而且在高强度的沙埋下,前者(有分株相连的遭受沙埋的分株)比后者(没有分株相连的遭受沙埋的分株)在株高增量、茎生物量、叶片生物量以及地上分株生物量上都要显著高。这暗示着克隆整合提高了羊柴遭受沙埋的阈值并有助于羊柴分株忍受高强度的沙埋。     

沙埋对半灌木羊柴幼苗的存活、生长和生物量分配的影响

羊柴(Hedysarum laeve Maxim.)是中国北方沙地飞播进行植被恢复与重建的主要植物种.在晚春与夏初的出苗期 ,羊柴幼苗经常遭受不同深度的沙埋.研究旨在探明沙埋对羊柴幼苗存活、生长和生物量分配格局的影响.6周的沙埋试验结果显示:当沙埋深度达到其株高时,约有70%的幼苗死亡 ;沙埋深度达到其株高的133%时,可使羊柴幼苗全部死亡;沙埋深度分别为株高的33%和67% 时,羊柴幼苗的整株生物量、叶片生物量、根系生物量以及相对生长率都相应地高于非沙埋的对照(即:0%沙埋).与非沙埋的对照相比,羊柴幼苗在33%和67%沙埋条件下并不显著地改变其生物量分配格局;并且羊柴幼苗的叶数和株高与对照无明显差异,但试验期内的新生叶数是沙埋处理(即:33%、67%和100%沙埋)的幼苗明显地高于非沙埋的对照.     

毛乌素沙地优势克隆半灌木生物量配置对小尺度植被盖度变异的响应

克隆植物根据其构型可以分为游击型和密集型。游击型克隆植物的间隔子长,分株在水平空间的扩展范围大,可以利用更大空间范围内的资源,其通过克隆生理整合作用发生的非局部反应的能力强。由此可以得出的推论之一是,小生境斑块的环境发生变化,生长于其中的密集型克隆植物的反应可能会更灵敏。这种反应可能会体现在生物量以及配置格局的变化上。以毛乌素地区沙生半灌木群落中两种优势克隆植物羊柴(H edy sarum laeve)和油蒿(A rtem isia ord osica)为研究对象,前者是典型的游击型克隆植物,后者是密集型克隆植物。采取野外调查的方式,观测在不同植被盖度的小生境斑块内二者地上生物量分配格局的变化情况,并结合二者的克隆构型和生活史特征试图探讨产生这种格局的原因。结果表明:羊柴的地上各部分生物量对植被盖度变化的响应不如油蒿敏感。这或者是因为羊柴的游击型克隆构型决定其可以跨越小尺度斑块实现克隆生理整合,可以利用不同小生境斑块的资源导致的。油蒿只能利用小生境斑块内的资源,当小生境斑块的条件改变,其生物量以及配置方式也随之发生相应的变化。在繁殖方式上,羊柴的有性繁殖结构以及有性繁殖投资显著小于油蒿。在资源有限的条件下,对一种繁殖方式的投资常常会削弱另一种繁殖方式。羊柴主要依靠克隆繁殖,这或者符合并支持配置理论的观点。     

煤粉尘沉降对鄂尔多斯高原优势植物羊柴幼苗生长的影响

随着鄂尔多斯煤矿开采的日益加剧,开采和运输过程中产生的煤粉尘沉降已成为影响当地植物生长的一个重要影响因子。通过近自然生境条件下的控制实验,以鄂尔多斯高原优势植物羊柴(Hedysarum laeve)为研究对象,探究不同梯度煤粉尘沉降量(0—3.5 mg/cm2)对其幼苗的光合生理特性和生长的影响。研究结果表明,随着煤粉尘沉降量的增加,羊柴叶片的气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、叶片水分饱和水汽压亏缺(Vpdl)等因子发生了不同程度的改变,导致净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)降低,使得幼苗的植株高度、叶片数、地上和地下生物量降低。因而,积累到一定程度的煤粉尘颗粒通过影响叶片气孔的水汽交换过程和降低叶片表面的光照强度,影响了叶片的光合生理过程,从而抑制了羊柴幼苗的生长。     

CO2浓度倍增和土壤干旱对两种幼龄沙生灌木碳分配的影响

利用大型环境生长箱研究了两种幼龄沙地优势灌木柠条 (Caraganaintermedia) 和羊柴 (Hedysarummon golicum) 对CO2 浓度倍增和土壤干旱交互作用的响应。CO2 浓度倍增并没有改善两种沙生灌木叶片的水分状况, 而土壤干旱使叶片的相对含水量 (RWC) 显著降低。在土壤水分充足条件下, CO2 浓度倍增促进两种沙生灌木植株生长, 在干旱条件下则主要促进根的生长, 提高根冠比。土壤干旱显著减少了植株生物量, 但相对促进了根的生长, 特别是显著提高了羊柴的根冠比。CO2 倍增使稳定性碳同位素组分 (δ13 C) 降低, 但土壤干旱使之增加。两种沙生灌木叶片与根部的δ13 C值呈极显著线性关系, 羊柴的斜率大于柠条的, 表明前者叶片与根部在光合产物分配上具有较高的生态可塑性, 这和干旱条件下羊柴的根冠比增加相关联。羊柴的“源库”调节特性反映了对土壤水分胁迫具有较高的耐性。     

增加水分与养分对克隆植物羊柴自然种群繁殖权衡的影响

 羊柴(Hedysarum laeve)是豆科多年生半灌木,在自然条件下可以同时进行有性繁殖和克隆繁殖。该文在野外条件下研究了不同水平的水分和养 分处理对羊柴种群的繁殖权衡的影响。结果表明,与对照相比,增加一定量的水分处理显著减少了花和荚果的生物量;显著增加了克隆分株枝 的生物量,显著减少了分株根茎的生物量, 但没有影响其它部分的生物量。增加一定量的水分会抑制有性繁殖,改变生物量对克隆繁殖分株各 部分的分配比例。与对照相比,增加一定量的养分能够促进有性繁殖,抑制克隆繁殖。     

沙埋对半灌木羊柴幼苗的存活、生长和生物量分配的影响

羊柴 (HedysarumlaeveMaxim .)是中国北方沙地飞播进行植被恢复与重建的主要植物种。在晚春与夏初的出苗期 ,羊柴幼苗经常遭受不同深度的沙埋。研究旨在探明沙埋对羊柴幼苗存活、生长和生物量分配格局的影响。6周的沙埋试验结果显示 :当沙埋深度达到其株高时 ,约有 70 %的幼苗死亡 ;沙埋深度达到其株高的 133%时 ,可使羊柴幼苗全部死亡 ;沙埋深度分别为株高的 33%和 6 7%时 ,羊柴幼苗的整株生物量、叶片生物量、根系生物量以及相对生长率都相应地高于非沙埋的对照 (即 :0 %沙埋 )。与非沙埋的对照相比 ,羊柴幼苗在 33%和 6 7%沙埋条件下并不显著地改变其生物量分配格局 ;并且羊柴幼苗的叶数和株高与对照无明显差异 ,但试验期内的新生叶数是沙埋处理 (即 :33%、6 7%和 10 0 %沙埋 )的幼苗明显地高于非沙埋的对照。     

浑善达克沙地典型灌木和草本植物对模拟降雨的不同反应

为了探讨不同生活型对瞬时降雨的适应策略,比较了浑善达克沙地常见灌木羊柴(Hedysarum fruticosum Pall.)和其共生草本植物猪毛菜(Salsola callina Y.L. Chang)在降雨解除干旱后的生理生态反应.光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(gs)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和叶片水势(ψleaf)均随着模拟降雨量的增加而增大;羊柴的水分利用效率(WUE)随降雨量的变化不大,而猪毛菜的WUE却随降雨量的增加一直处于下降趋势.两种植物的Pn和Fv/Fm都在雨后3 d完全恢复,而gs和ψleaf却提前1或2 d恢复,这说明气孔和非气孔因素综合限制了羊柴和猪毛菜的同化速率.两种植物对模拟降雨量的反应方式不同,15 mm的雨量就使羊柴的Pn、E和gs达到最大值,而猪毛菜却随着雨量的增加一直增大.我们认为,羊柴和猪毛菜对于模拟降雨的反应在时间上具有同步性,但对雨量的反应方式却不一致,猪毛菜对水分的利用不经济且瞬时反应,而羊柴可以被认为是节约型用水植物.     

毛乌素沙地根茎灌木羊柴的遗传多样性和克隆结构

采用淀粉凝胶电泳技术对毛乌素沙地根茎灌木羊柴（ＨｅｄｙｓａｒｕｍｌａｅｖｅＭａｘｉｍ．）８个群体的遗传多样性和克隆结构进行了初步研究。利用１０个酶系统１５个等位酶位点的检测表明,羊柴群体具有较高的遗传变异水平,多态位点百分率Ｐ＝３７．０,等位基因平均数Ａ＝１．４８,平均期望杂合度Ｈｅ＝０．１０１;但８个群体间的分化很小（Ｆｓｔ＝０．０６７）;固定沙丘群体和半固定沙丘群体在等位酶水平上的变异性无显著差异。通过７个多态位点的研究表明,羊柴群体中的克隆多样性很高（Ｄ＝０．９１５６）,但不同克隆在规模上相差很大。同时,群体间的克隆分化较大,广布基因型仅占３．２％。克隆空间结构的分析表明,羊柴的基株分布为游击型构型,克隆之间的镶嵌明显。     

根茎半灌木羊柴对光合同化物的克隆整合

羊柴为根茎半灌木,主要分布于我国北方半干旱区的沙地。该种的营养繁殖是由根茎的水平延伸使顶端分生组织与腋生分生组织序列化不断产生而进行的。本项研究采用^14C标记和去叶实验,探讨了母株、子株所组成的分株对内的光合同化物的整合。在24h的传输中,相当可观量的14C光合同化物自母株传输给子株、子株的根系和根茎,且它们的汇活度均超过了10%。在^14C-光合化物向基向传输（由子株向母株）中,传输率较小,且汇活度不足1%,但根茎在这一传输中的汇活度却超过2%。去叶影响着母株与子株之间的光合同化物整合。保持完整的母株增大向遭受去叶的子株传输光合产物;反之亦然。母相提并论和子株都向根茎传输一定量的同化物,表明根茎自分株获得光合同化物的支持。羊柴的相连分株间通过根茎而发生克隆整合,可能使其分株和基株在不利的沙地生境中都获得净收益。