中国梭梭属植物历史分布格局及其驱动机制

梭梭属(Haloxylon)植物是藜科的古老孑遗物种, 探究末次间冰期(last interglacial period, LIG)和末次盛冰期(last glacial maximum period, LGM)以来中国梭梭属植物的历史地理分布格局及其驱动机制, 对了解气候变化背景下旱生植物区系的发展与演化具有重要意义。本研究利用梭梭属85个自然分布点数据(60条梭梭(Haloxylon ammodendron)分布记录、25条白梭梭(H. persicum)分布记录)和2套环境因子数据, 整合GIS空间分析和9种物种分布模型, 分析了梭梭属末次间冰期以来的地理分布格局变化及其驱动机制。基于62个梭梭属种群的叶绿体基因测序数据, 利用最小成本路径方法, 模拟了末次间冰期以来梭梭属可能的扩散路径。利用R软件prcomp函数对影响梭梭属分布的环境变量进行主成分分析(principal component analysis, PCA), 评价了环境变量对梭梭属适宜分布的贡献, 并分析了关键变量与分布适宜性的相关性。结果表明: (1)集成模型的模拟精度较单一模型显著提升, 且对白梭梭的模拟精度高于梭梭; (2)末次间冰期以来, 梭梭属植物的分布均经历了显著收缩和冰后期扩张, 末次间冰期至末次盛冰期时期, 在准噶尔盆地、塔里木盆地西部广泛分布的梭梭大面积向西退缩至避难所(准噶尔盆地西北缘和塔里木盆地西北缘); 白梭梭从准噶尔盆地、塔里木盆地西端向南退缩至避难所(准噶尔盆地南缘); 末次盛冰期至今, 梭梭向东沿甘肃北部扩张直至内蒙古西部阿拉善荒漠, 白梭梭向东北方向小范围扩张, 占据了准噶尔盆地西部和南缘; (3)末次间冰期以来的气候波动对梭梭属植物的分布存在较大限制, 降水因子主导了梭梭属适宜分布面积的变化, 温度因子影响了梭梭属分布适宜性的高低。     

利用ISSR标记对新疆梭梭遗传多样性的研究

利用ISSR分子标记对新疆梭梭8个居群、218个个体进行了遗传多样性的比较分析,在供试材料中,11个引物共扩增出222个多态位点,多态位点百分率为89.23%,8个居群的多态位点百分率差异在23.42%~45.05%之间,多态位点百分率最高的是乌苏居群,最低的为托克逊居群.遗传变异分析表明,物种水平的基因分化系数Gst为63.78.居群间的基因流Nm为0.284 0,Shannon多样性指数(I)为0.506 0,物种水平的Nei s基因多样度(H)为0.336 2.遗传分析表明乌苏居群和莫索湾居群有较近的遗传距离.     

Ecophysiological response and morphological adjustment of two Central Asian desert shrubs towards variation in summer precipitation

As part of global climate change, variation in precipitation in arid ecosystems is leading to plant adaptation in water-use strategies; significant interspecific differences in response will change the plant composition of desert communities. This integrated study on the ecophysiological and individual morphological scale investigated the response, acclimation and adaptation of two desert shrubs, with different water-use strategies, to variations in water conditions. The experiments were carried out on two native dominant desert shrubs, Tamarix ramosissima and Haloxylon ammodendron, under three precipitation treatments (natural, double and no precipitation, respectively), in their original habitats on the southern periphery of Gurbantonggut Desert, Central Asia, during the growing season in 2005. Changes in photosynthesis, transpiration, leaf water potential, water-use efficiency, above-ground biomass accumulation and root distribution of the two species were examined and compared under the contrasting precipitation treatments. There were significant interspecific differences in water-use strategy and maintenance of photosynthesis under variation in precipitation. For the phreatophyte T. ramosissima, physiological activity and biomass accumulation rely on the stable groundwater, which shields it from fluctuation in the water status of the upper soil layers caused by precipitation. For the non-phreatophyte H. ammodendron, efficient morphological adjustment, combined with strong stomatal control, contributes to its acclimation to variation in precipitation. On account of its positive responses to increased precipitation, H. ammodendron is predicted to succeed in interspecific competition in a future, moister habitat.     

不同年代梭梭同化枝解剖结构特征及其对土壤条件的响应

叶片是植物与外界环境进行能量、水气交换的主要器官,对环境变化较敏感且可塑性较大.该研究以民勤不同年代梭梭同化枝为研究对象,采用石蜡切片法,分析不同年代梭梭同化枝解剖结构变异特点及其与土壤条件的关系,旨在探讨梭梭同化枝在干旱环境的生态适应机制.结果表明:(1)除角质层和导管孔径,不同年代梭梭同化枝解剖结构指标差异显著(P...     

梭梭(Haloxylon ammodendron)生理与个体用水策略对降水改变的响应

随着全球变化的加剧,降水改变正导致荒漠生态系统中植物用水策略的适应性变化;对降水变化响应的种间差异性影响着荒漠植物群落组成。研究将生理生态与个体形态尺度相结合,调查中亚荒漠关键种梭梭Haloxylon ammodendron对降水变化导致的自然生境中水分条件改变的响应与适应。实验于2005年生长期开展,在古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠中设置3个降水梯度（自然、双倍和无降水）;观测并比较不同降水条件下光合作用、蒸腾作用、叶水势、水分利用效率、地上生物量累积和根系分布的变化。结果表明,梭梭主要利用降水形成的浅层土壤水维持生存;有效的形态调节和较强的气孔控制是其维持光合能力以及适应降水变化的主要机制;降水增多对其产生正效应,预示着梭梭可能在未来种间竞争和群落演替中占有优势。     

固沙树种梭梭在不同水分梯度下的光合生理特征

对不同水分梯度下梭梭光合作用的研究发现,地下水位、土壤含水量、灌水量对梭梭的光合具有明显的影响。在1．4m、2．4m、3．4m地下水位下,梭梭的光合速率、呼吸作用、量子效率随水位的降低而降低,光补偿点随水位的降低而增大;在滴灌供水时,梭梭的光合速率较对照明显提高,且灌水量越大,梭梭的光合速率越高;半流动沙丘、丘间低地、粘土沙障固定沙丘退化梭梭的光合作用的强弱同其林地土壤水分的高低基本一致。7月,不同水分梯度下的梭梭光合作用均表现出午休现象,9月只有立地条件较差的梭梭发生光合午休,而且9月光合作用要强于7月,说明9月环境条件更有利于梭梭生长。     

民勤绿洲荒漠过渡带梭梭(Haloxylon ammodendron(C.A.Mey)Bunge)树干液流特征及其对环境因子的响应

利用Grainer热扩散式探针法(TDP)连续测定民勤绿洲荒漠过渡带生长季梭梭树干液流,并同步测定外界环境因子。研究了6—11月份不同直径梭梭树干液流日、季变化及其与外界环境因子的相关性。结果显示:(1)随月份的递增,不同直径梭梭树干液流通量(SV)晴天日变化波峰区逐渐缩减。并且在6—8月份,不同直径SV均表现出明显的"宽峰型"现象,且晴天SV明显高于阴、雨天;(2)随季节变化,不同直径梭梭SV波动性较大,直径越大其波动性越高;而梭梭SV未表现出随直径增大液流通量越大的现象;(3)6—11月梭梭树干耗水量先增后降,7月达最高峰,且直径越大,梭梭总耗水量越大;(4)梭梭树干液流与环境因子相关程度受不同天气、时间尺度的影响较大,晴天相关性略高于阴、雨天。空气温度、净辐射、饱和水汽压差是影响梭梭树干液流的主要气象因子。0—100cm土层以上0—250cm根幅区土壤水分对树干液流影响最显著。(5)同比古尔班通古特沙漠梭梭生长季(5—10月)总耗水量458—1044kg以及日均耗水量1.8—6.4kg/d,整个生长季(6—11月)民勤绿洲荒漠过渡带梭梭的总耗水量495—1232kg、日均耗水量为2.0—8.3 kg/d,两者耗水量近似。利用TDP技术测定梭梭耗水量具有一定的可靠性。     

荒漠植物梭梭稳定碳同位素组成与环境因子的关系

以广泛分布于新疆荒漠地区的建群种植物——梭梭(Haloxylon ammodendron)为研究对象,通过对23个样地101份梭梭同化枝样品δ~(13)C值的测定,分析了梭梭稳定碳同位素组成的变化特征及其与环境因子(海拔、日照时数、潜在蒸散量、年平均降水量和年平均温度)的关系,并讨论了不同生境下梭梭同化枝δ~(13)C值的变化特征。研究结果显示:(1)梭梭同化枝δ~(13)C平均值为-14.15‰,其在95%置信区间的变化范围为-13.14‰—-15.38‰,表明梭梭是C_4光合途径的植物。(2)梭梭同化枝δ~(13)C值与年平均降水量和年平均温度呈显著负相关关系,而与日照时数、潜在蒸散量和海拔呈显著正相关关系。我们推测梭梭同化枝δ~(13)C值对各环境因子响应趋势的不同,可能是由气孔限制因素造成的,它是梭梭适应干旱荒漠环境的一种策略。(3)在不同生境下,梭梭同化枝的碳同位素组成存在显著差异。当梭梭群落中的主要伴生种为白刺、红砂时,其δ~(13)C值最高,当主要伴生种为沙拐枣和假木贼时,其δ~(13)C值最低。在灰漠土与灰棕漠土样地中的梭梭δ~(13)C值高于棕钙土、风沙土、石质土样地;盆地中梭梭同化枝δ~(13)C值低于平原、山地、丘陵地形条件下的样地。以上结果表明:梭梭水分利用效率在不同环境梯度和生境中,存在着显著不同,表现出显著的适应策略差异。     

Field observations of the effect of Metarhizium anisopliae var. acridum on the saxaul locust,Dericorys albidula Serville (Orthoptera: Dericorythidae)

Dericorys albidula Serville (Orthoptera: Dericorythidae) is a major pest of Haloxylon ammodendron and other saxaul plant species in the Qom province, Iran. Using fungal insecticides can be an alternative method for chemical insecticides. Effect of insecticide fungi, Metarhizium anisopliae var. acridum, on the various nymphs of D. albidula was studied in the field through 2005 and 2006. Fixed concentrations of fungi (10⁶, 10⁷, 10⁸, 10⁹, 10¹⁰ and 10¹³ spore mL^?1) were prepared as gasoline formulation and were sprayed on the locusts on H. ammodendron trees, and mortality percentage was recorded 15 days after treatment. The results showed that various concentrations significantly affected on the second, third, fourth and fifth nymphal instars of D. albidula compared to control in 2006, although this effect was lower in 2005 on nymphs. Mortality of the highest concentration (10¹³ spore mL^?1) was higher (17.6–24%) than other concentrations in all tests, but these values were not notable. The results of this study showed that using M. anisopliae var. acridum diluted in gasoline can be effective on nymphal instars of locust, D. albidula, in two continuous years.