断根对盐胁迫下玉米生长、光合及叶片抗氧化酶的影响

通过盆栽试验,以全根玉米为对照,研究了断根对不同浓度NaC1(无盐0、低盐0.2％、中盐0.4％、高盐0.6％)胁迫下2个玉米杂交种(郑单958、登海9)的生长、灌浆期光合及叶片抗氧化酶活性的影响.结果表明:低盐胁迫下,断根郑单958籽粒产量比全根玉米增加13.1％,登海9籽粒产量比全根玉米增加31.4％.拔节期,玉米生长受断根影响,其根及地上部干质量小于同盐度下的全根玉米,无盐和低盐条件下断根玉米生长恢复迅速.乳熟期,无盐和低盐条件下断根玉米的根及地上部干质量、叶面积、根总长、根总表面积、根系活力、叶绿素含量,以及穗位叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、POD和CAT活性均显著高于全根玉米,而茎粗和穗位叶MDA含量小于全根玉米;中、高盐度胁迫对断根玉米影响较大,干质量、根系形态及光合指标均小于全根玉米,产量也略低于全根玉米.在整个生育期,断根对盐胁迫下玉米生长的影响与盐浓度有关,无盐和低盐浓度下促进玉米生长,中、高盐度则抑制生长.     

秦岭及陕北黄土区辽东栎林群落物种多样性特征

应用５种物种多样性测度指标及４种物种—多度分布模型对秦岭和黄土区辽东栎林种子植物物种多样性及木本植物种—多度分布进行了对比研究,结果表明：秦岭辽东栎林无论是群落物种多样性还是各层次的物种多样性均高于黄土区辽东栎林。秦岭辽东栎林木本植物种—多度分布符合对数正态分布而黄土区辽东栎林则符合对数级数分布,分布区气候差异是造成两类辽东栎林物种多样性差异的主要原因。物种—多度分布分析与物种多样性分析结果是一致的。     

黄土丘陵区沙棘人工林发育过程中物种多样性及种间关联变化

根据野外调查资料,分析了不同发育阶段沙棘人工群落物种多样性及种间关联的变化特征.结果表明,群落各层及总体物种多样性基本呈“S”形波动变化.在不同发育阶段的沙棘群落中,物种丰富度和多样性指数均呈现草本层＞灌木层的趋势.灌木层物种多样性指数在撂荒地中较低,随群落发育逐渐增加,灌木层物种均匀度指数在13年生的沙棘林中较高;草本层多样性指数在3年生的人工林中较高,在8年生的人工林中较低,在25年生的人工林中较高.人工沙棘林中种间关联正负绝对值基本呈抛物线形变化,13年生左右显著程度和联结强度较弱,群落内物种间物种替代速度缓慢,竞争较少,群落组成和结构相对稳定.在沙棘人工林的经营和管理上,应是13年生以前以保护为主,到25年生时进行适度择伐,抚育萌生幼苗,促进种群更新发育.     

黄土丘陵区沙棘人工林发育过程中物种多样性及种间关联变化

根据野外调查资料,分析了不同发育阶段沙棘人工群落物种多样性及种间关联的变化特征.结果表明,群落各层及总体物种多样性基本呈“S”形波动变化.在不同发育阶段的沙棘群落中,物种丰富度和多样性指数均呈现草本层＞灌木层的趋势.灌木层物种多样性指数在撂荒地中较低,随群落发育逐渐增加,灌木层物种均匀度指数在13年生的沙棘林中较高;草本层多样性指数在3年生的人工林中较高,在8年生的人工林中较低,在25年生的人工林中较高.人工沙棘林中种间关联正负绝对值基本呈抛物线形变化,13年生左右显著程度和联结强度较弱,群落内物种间物种替代速度缓慢,竞争较少,群落组成和结构相对稳定.在沙棘人工林的经营和管理上,应是13年生以前以保护为主,到25年生时进行适度择伐,抚育萌生幼苗,促进种群更新发育.     

海岛矿区岩质边坡植物群落演替中物种多样性的变化

通过植物群落调查,采用Shannon多样性指数、Simpson优势度指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数,结合DCA排序和一元线性回归分析,考察了舟山海岛矿区岩质边坡植物物种构成特征,研究了植物群落演替过程中生物多样性的变化。结果表明:研究区可划分为3个植物群落演替阶段(草本植物群落阶段、灌丛群落阶段和灌乔群落阶段);演替过程中,物种丰富度指数显著上升,多样性指数和优势度指数逐渐升高;具有矿区特殊生境适应性的植物配置在边坡植被恢复进程中与自然植被表现出一定的差异,演替过程依次为迁入物种生长期、迁入物种与人工导入种竞争期、迁入物种与人工导入种稳定共存期;人工导入群落演替后期的植物种大大加速了群落演替进程;合理的植物配置更能促进群落向正演替方向发展。     

陕西子午岭植物群落演替过程中物种多样性变化与环境解释

采用空间代替时间的方法研究了黄土高原子午岭植物群落自然演替过程中不同层α物种多样性的变化规律,并通过CCA分析了物种多样性与环境间的关系。结果表明:(1)随演替的进展,草本层物种丰富度、均匀度及物种多样性均逐渐降低(P0.05);灌木层物种的丰富度与物种多样性均呈现相似的"J"形变化趋势,而均匀度(虎榛子(Ostryopsis davidiana)群落除外)差异不显著(P0.05);乔木层物种丰富度、均匀度以及物种多样性差异均不显著(P0.05);群落总体物种丰富度随演替进展呈现明显的单峰模型,与中期物种丰富度假说一致。(2)林冠郁闭度是影响草本层和灌木层物种组成的主要环境因子(P0.01),其次为土壤养分和坡位;而坡位对乔木层物种组成的影响极显著(P0.01),这可能与乔木树种的更新差异有关。(3)群落演替是物种扩散和环境筛综合作用的过程,物种对演替过程中变化光照资源的响应差异可能是该区不同层物种多样性变化的主要原因。     

不同类型春玉米灌浆期间籽粒中内源激素IAA、GA、ZR、ABA含量的变化

田间种植的高淀粉（‘郑单19’）、高油（‘通油1号’）和普通型（‘吉单209’）春玉米在籽粒灌浆过程中,‘郑单19’的IAA在授粉后28d达到峰值,‘吉单209’和‘通油1号’的峰值出现在35d;在3个杂交种中,‘郑单19’的IAA峰值最大,‘吉单209’次之,‘通油1号’最低;整个籽粒灌浆期间,‘通油1号’和‘吉单209’的GA含量高于‘郑单19’,在灌浆后期,‘通油1号’仍保持较高的GA含量;‘通油1号’ZR含量的峰值最高,直到后期仍保持较高的水平;‘郑单19’在籽粒灌浆前期的ABA含量较低,但在后期的含量较高。     

黄河首曲湿地退化过程中植物群落组分及物种多样性的变化

黄河首曲湿地是黄河下游生态安全的重要屏障.通过实地调查,采用空间序列代替时间序列的方法,研究了黄河首曲湿地自然退化过程中植物多样性的变化,并用对比分析的方法研究了人工排水对植物多样性的影响.结果表明:在黄河首曲湿地自然退化过程中,经沼泽、沼泽化草甸、高寒草甸到草原化草甸,优势种向中生和旱生种演替,丰富度指数和多样性指数逐渐增大,即草原化草甸>高寒草甸>沼泽化草甸>沼泽,而优势度指数却逐渐减小,均匀度指数先降低后增加,植物物种多样性总体上表现为增加的态势.人为排水后,毒杂草在群落中的比例增加,导致丰富度指数和多样性指数增加,均匀度指数和优势度指数略有降低,群落相似性系数逐渐降低,主要是由于人工排水后,生境相对中生化,部分植物在群落内的零星分布导致多样性指数和丰富度指数增加,而均匀度指数下降.人工排水虽然增加了群落内的植物多样性,但增加的植物多为毒杂草,从而使湿地向杂草型退化方向演替.     

黄河首曲湿地退化过程中植物群落组分及物种多样性的变化

黄河首曲湿地是黄河下游生态安全的重要屏障.通过实地调查,采用空间序列代替时间序列的方法,研究了黄河首曲湿地自然退化过程中植物多样性的变化,并用对比分析的方法研究了人工排水对植物多样性的影响.结果表明:在黄河首曲湿地自然退化过程中,经沼泽、沼泽化草甸、高寒草甸到草原化草甸,优势种向中生和旱生种演替,丰富度指数和多样性指数逐渐增大,即草原化草甸>高寒草甸>沼泽化草甸>沼泽,而优势度指数却逐渐减小,均匀度指数先降低后增加,植物物种多样性总体上表现为增加的态势.人为排水后,毒杂草在群落中的比例增加,导致丰富度指数和多样性指数增加,均匀度指数和优势度指数略有降低,群落相似性系数逐渐降低,主要是由于人工排水后,生境相对中生化,部分植物在群落内的零星分布导致多样性指数和丰富度指数增加,而均匀度指数下降.人工排水虽然增加了群落内的植物多样性,但增加的植物多为毒杂草,从而使湿地向杂草型退化方向演替.     

大兴安岭北坡多年冻土区植物群落分类及其物种多样性对冻土融深变化的响应

气候变化背景下冻土环境对地上植物群落的影响备受关注。鉴于此,选择了大兴安岭北坡作为研究区,应用双向指示种分析(TWINSPAN)和典范对应分析法(CCA)对大兴安岭北坡不同冻土融深的30个样地进行了群落分类,分析了物种多样性对冻土融深的响应。结果表明,1)研究区30个沟谷冻土样地植物群落可划分为3个群丛组,TWINSPAN的分类结果很好的反映了群丛组的分布与冻土融深的关系,即随着冻土融深由浅变深,群落由柴桦(Betula fruticosa)+狭叶杜香(Ledum palustrevar.angustum)-苔草(Carex subpediformis)群丛组逐渐过渡到柴桦(Betula fruticosa)-苔草(Carex subpediformis)群丛组和柴桦(Betula fruticosa)+细叶沼柳(Salix rosmarinifolia)-苔草(Carex subpediformis)群丛组,并在CCA二维排序图上得到了验证;2)地上植物群落的物种多样性指数随着冻土融深的增加表现出先上升后下降的单峰变化趋势;在50cmPMD≤150cm时,物种多样性指数较高。研究结果对冻土区的森林管理以及生物多样性保护具有一定地指导意义。     

Factors affecting species diversity of plant communities and the restoration process in the loess area of China

The Loess Plateau of China is a special region that has suffered from soil erosion and water loss for a long time. Ecological restoration is an urgent task for this region. This study aims to characterize the variation in the vegetation restoration process on the abandoned croplands in the loess area. A series of quadrats were set up in different restoration stages in the Yancun watershed, Shanxi Province, an area of typical loess hills and gullies. Species and environmental data were recorded in each quadrat. Multivariate analysis and indices for species richness, diversity and evenness were used in the analysis. A series of plant community stages with different composition, structure and environments were identified by clustering analysis (UPGMA). These communities included three main restoration stages, grassland stage, scrubland stage and forest stage, and nine sub-stages, i.e. nine associations. Canonical correspondence analysis (CCA) showed that time since abandonment was the key factor for the restoration process, and the first CCA axis was effectively a time gradient. Elevation, soil type, slope and aspect were also important in the restoration process in the loess area. Species richness and diversity increased, and evenness decreased in the restoration process. The variation of species richness and diversity significantly correlated with time since abandonment, elevation and soil type. Time since abandonment is most important to the restoration process and species diversity is the main indicator of community changes in restoration in the Loess Plateau. For effective management, abandoned lands should be kept from disturbance.     

高寒湿地植物群落的物种多样性保护及生态恢复对策

以物种组成较为复杂的青藏高原东部地区玛曲县高寒湿地为背景．从恢复生态学角度,系统地探讨了影响湿地植物群落物种多样性与生产力变化的主要因素,从不同的时间和空间尺度研究了典型样区植物群落中物种多样性与生产力的恢复机理与过程,以及生境异质性对其的影响。结果表明：在导致湿地植被退化的人类干扰诸因素中．超载放牧是主要因素。该地区超载量高达24％;其次．气候变化对湿地物种多样性与生产力也有较大影响。典型样区的恢复试验结果表明：实行围栏轮牧、控制载畜量、鼠虫害防治和建植人工草地等人工综合措施,能使样区植被得以卓有成效的恢复与保护。其中．黄河滩地的植物群落中．物种丰富度从23种／m^2上升到29种／m^2;Shannon多样性指数从3．82上升到4．62;草场生产力(地上生物量)从729．2g／m^2上升到935．38g／m^2。阳坡和阴坡样地植被也有类同的恢复效果。在以上三类样地中．以滩地的生态恢复效果最为显著。据此,我们提出了相应的湿地物种多样性保护和生态恢复对策．即：加强自然保护区建设、协调人类活动与物种多样性保护的关系、严格控制载畜量、发展人工草地等主要措施与建设。     

小麦-蚕豆间作条件下氮肥施用量对根际微生物区系的影响

通过田间小区试验,研究了小麦/蚕豆间作条件下4种施氮水平(0、90、180和270 kg·hm^-2)对根际微生物区系和多样性的影响.结果表明：在整个生育期,微生物数量有一定的波动,但均以开花期数量最高.与单作相比,间作显著增加了小麦和蚕豆根际的细菌、真菌、放线菌数量和微生物总量,而显著降低了开花期和成熟期蚕豆根际的微生物多样性.在不施氮（N₀）和低氮（N₉₀）水平下,间作与单作在微生物数量上的差异较大.间作对土壤微生物数量的促进效应在分蘖期和开花期最大,成熟期显著降低.小麦根际的微生物数量随施氮量的增加先增加后降低,以常规施氮处理（N₁₈₀）的微生物数量最多,氮肥用量对单作小麦的影响大于间作小麦. 施氮量对蚕豆根际细菌、真菌、放线菌数量和微生物多样性无显著影响,但降低了间作蚕豆根际微生物总量.适量施用氮肥能有效调节根际微生物区系,间作系统地上部植物多样性与地下部微生物区系间存在紧密联系.     

Expanding knowledge of the Rubisco kinetics variability in plant species: environmental and evolutionary trends

The present study characterizes the kinetic properties of ribulose‐1,5‐bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) from 28 terrestrial plant species, representing different phylogenetic lineages, environmental adaptations and photosynthetic mechanisms. Our findings confirm that past atmospheric CO₂/O₂ ratio changes and present environmental pressures have influenced Rubisco kinetics. One evolutionary adaptation to a decreasing atmospheric CO₂/O₂ ratio has been an increase in the affinity of Rubisco for CO₂ (K_c falling), and a consequent decrease in the velocity of carboxylation (k_cat^c), which in turn has been ameliorated by an increase in the proportion of leaf protein accounted by Rubisco. The trade‐off between K_c and k_cat^c was not universal among the species studied and deviations from this relationship occur in extant forms of Rubisco. In species adapted to particular environments, including carnivorous plants, crassulacean acid metabolism species and C₃ plants from aquatic and arid habitats, Rubisco has evolved towards increased efficiency, as demonstrated by a higher k_cat^c/K_c ratio. This variability in kinetics was related to the amino acid sequence of the Rubisco large subunit. Phylogenetic analysis identified 13 residues under positive selection during evolution towards specific Rubisco kinetic parameters. This crucial information provides candidate amino acid replacements, which could be implemented to optimize crop photosynthesis under a range of environmental conditions.     

黑河下游额济纳绿洲植物群落物种多样性的空间异质性

采用地统计学方法研究了黑河下游额济纳绿洲物种多样性的空间异质性.结果表明:Margalef丰富度指数(Ma)、Shannon多样性指数(H')、Simpson多样性指数(Ds)和Pielou均匀度指数(J')均服从正态分布,变异系数(CV)为55.8%～67.8%,均属中等变异;Ma和H'符合指数模型,Ds和J'符合球体模型;H'的空间变异程度最高,其次是Ma和J',Ds最小;在变程范围内,各物种多样性指数空间变异的结构性因子占主导地位,所占比例为81.1%～93.0%.各多样性指数沿河流方向的格局变化明显,绿洲核心区达来呼布镇(42°N,101°E)附近为显著高值区,在100°—101°E和102°—102°30'E的带状范围内呈明显的低值区,主要包括东、西戈壁及巴丹吉林沙漠腹地.     

黄土区大型露天煤矿剧烈扰动土地生态重建研究

采用调查、类比、室内模拟和野外试验示范相结合的方法,１９９１～１９９５年对平朔安太堡露天煤矿土地扰动特征和生态重建适用技术进行了研究．结果表明,原有地层被１００～１５０ｍ的岩土混乱排弃层所代替,形成了典型的人工松散堆积地貌———排土场;原有地面形态被平盘与边坡相间的梯状地形所代替,５～１０年间非均匀沉降剧烈,边坡不稳;原有地表土壤被黄土类母质和石砾状物质所代替,土体容重＞１．６ｇ·ｃｍ－３,根系穿透阻力３０～６０ｋｇ·ｃｍ－３,有机质含量＜４．０ｇ·ｋｇ－１;原有植被破坏后不易恢复,土壤侵蚀模数＞１５０００ｔ·ｋｍ－２·ａ－１,比原地貌大３３％．生态重建适用技术体系包括５项工程复垦技术和３项生物复垦技术．     

斑块尺度湿地植物群落多样性的维持能力

基于GIS技术和主成分分析方法,对1950、1967、1983和2000年挠力河流域湿地景观斑块特征与斑块内植物群落多样性之间的关系进行了研究.结果表明： 1950—2000年间,研究区湿地斑块平均面积逐渐减小,能够维持2种及2种以上植物群落的斑块数量逐渐减少,最小斑块面积为10.1 km²;湿地斑块面积与植物群落多样性指数和群落类型数均呈极显著正相关关系（P<0.01）,湿地斑块面积越大,维持植物群落多样性的能力越强;随着湿地斑块面积的逐渐减小,斑块破碎化指数和分维数逐渐增大,形状指数和斑块内植物群落多样性指数逐渐减小;随着湿地斑块空间分离度的增大,斑块内植物群落多样性指数呈减小趋势;主成分分析结果显示,研究区湿地斑块面积大小是影响斑块内群落多样性的最重要因素,其次为斑块的破碎化程度和分离度.     

盐胁迫对植物叶绿素荧光影响的研究进展

盐胁迫是制约植物生长发育的主要非生物胁迫之一, 研究植物的耐盐机理对开发和有效利用盐碱地有重要的意义。叶绿素荧光动力技术作为研究植物光合生理状况及植物与逆境胁迫关系的理想方法, 可表明外界胁迫环境对植物光合器官的伤害程度。通过总结性阐述盐胁迫对植物叶绿素荧光的影响, 分别从盐分类型、植物类型、光照强度以及盐旱交互作用等方面分析了植物叶绿素荧光对盐胁迫的响应, 进而反映盐胁迫对植物光合能力的影响程度, 并提出增强植物抗盐性的途径, 包括施加外源物质、利用转基因技术、真菌的协同效应和培育耐盐品种。最后对叶绿素荧光动力技术在抗盐胁迫的运用前景进行了展望, 提出了当前研究需要解决的问题, 旨在为提高植物耐盐能力提供一定的理论依据。