生物土壤结皮与种子附属物对4种荒漠植物种子萌发的交互影响

生物土壤结皮能直接或间接地影响维管植物种子萌发与群落建成,种子本身的生物学特征（如种子附属物等）对萌发也存在一定影响。本研究选取古尔班通古特沙漠4种常见的具有不同形态附属物的藜科植物（梭梭（Haloxylon ammodendron ）、粗枝猪毛菜（Salsola subcrassa ）、心叶驼绒藜（Ceratoides ewersmanniana ）和角果藜（Ceratocarpus arenarius ））种子,设置苔藓结皮、地衣结皮和裸沙3种土壤基质,通过去除或保留种子附属物,对比研究了生物土壤结皮与种子附属物对种子萌发的影响。结果表明：粗枝猪毛菜和梭梭的苞片显著抑制了种子萌发（p <0.05）,心叶驼绒藜的柔毛和角果藜的刺状附属物对种子萌发没有显著影响（p >0.05）。与裸沙相比,苔藓结皮显著抑制了4种植物种子的萌发（p <0.05）,地衣结皮显著抑制了粗枝猪毛菜种子的萌发（p <0.01）,而对其他3种植物种子的萌发无显著影响（p >0.05）。同时,附属物与结皮对粗枝猪毛菜种子的萌发还具有交互作用,表现为显著抑制种子萌发（p <0.01）。可见,生物土壤结皮对具有不同附属物的荒漠植物种子萌发具有不同的影响,进而造成维管植物种子萌发的空间异质性,影响维管植物分布和多样性。     

荒漠植物种子萌发研究进展

 对种子自身结构,水分、温度、光照、沙埋深度等对荒漠植物种子萌发的影响进行了综述。硬实种子的不透水性、不透气性以及物理障碍是影响种子萌发的重要因素,通过热水浸种、擦破种皮或果皮、浓硫酸浸泡、低温或辐射处理可以破除硬实的影响。有些荒漠植物果皮或种皮外包有粘液层,这种结构对种子的萌发及幼苗生长有促进作用;部分植物的种胚覆盖物含有生长抑制物质而抑制种子萌发;胚休眠与后熟是影响胚萌发的重要生理因素。雨量大小、分布,降雨次数及土壤湿度是决定荒漠植物种子萌发的重要生态因子;温度影响种子的萌发,变温促进萌发;部分荒漠植物种子的萌发需要光照,有些要在暗中萌发,有些则对光无特异的需求;沙埋深度可调节光照、土壤湿度和土壤温度,从而调节种子萌发。应重视荒漠植物种子对严酷环境适应的研究,从分子水平上阐述其对严酷生境的适应机制。     

不同水文情势下湿地植物种子萌发研究进展

种子萌发是湿地植物生活史的重要阶段,种子能否成功萌发对湿地植被的结构组成具有重要意义。作为湿地生态系统结构的决定性因素,水文情势影响湿地植物的种子萌发和种苗更新过程。重点综述了不同水深、淹水持续时间和水位波动对湿地植物种子萌发的影响,分析了淹水影响种子萌发的作用机制。未来应加强野外条件下湿地植物种子萌发特征研究,比较不同生境下同类物种的萌发规律,探究不同湿地植物种子萌发的特异性及内在机理,为湿地植被恢复实践提供科学依据。     

沙埋对六种沙生植物种子萌发和幼苗生长的影响

分别对6种植物的种子进行0 cm、0.5 cm、1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、6 cm、8 cm、12 cm 九个深度的沙埋处理。结果表明：①对于所有的植物种子,0 cm沙埋较浅层沙埋有较低的出苗率;②沙埋对所有植物种子的幼苗出土均有显著的影响(P<0.05),随着埋沙深度的增加,植物幼苗的出土均显著的下降;③植物种子幼苗出土的最大深度与繁殖体的大小呈现显著的正相关性,繁殖体大的植物种能从更深的沙层中出苗。     

不同贮藏条件和光照对5种蒺藜科植物种子萌发的影响

研究不同贮藏条件和光照对5种蒺藜科植物（骆驼蓬 Pegannum harmala、唐古特白刺Nitrari tangutorum、泡泡刺Nitraria sphaerocarpa、驼蹄瓣 Zygophyllum fabago 和多裂骆驼蓬Peganum multisectum)种子萌发的影响。结果表明,低温贮藏对这5种植物的种子萌发有显著影响,并且种子萌发对光、暗的响应随贮藏条件和贮藏时间的变化而变化。根据这5种植物在不同条件组合下的最大萌发率,拟定出了种子萌发的最佳贮藏条件和萌发条件：①湿-冷贮藏能使骆驼蓬种子具有较高的萌发率,此时对光照没有明显的要求;②多裂骆驼蓬种子经过80 d湿-冷贮藏后在光下能达到很高的萌发率,同时,其80 d干-冷贮藏后在暗条件下的萌发率接近同样的效果;③唐古特白刺种子更适合光下萌发,在湿+低温+光照处理下,种子经过三个贮藏期后均具有较高的萌发率,而干-冷贮藏种子只有冷藏80 d后才能达到较高萌发率;④泡泡刺种子适合干-冷贮藏,对光照没有要求;⑤驼蹄瓣种子在干、湿贮藏后,其萌发率无明显差异,但在暗条件下萌发率略高于光条件下,并且达到最大萌发率所需要的冷藏时间短（20 d）,而在光下则需要较长的冷藏（80 d 以上）才能达到较高萌发率。     

几种荒漠植物种子萌发对干旱胁迫的响应及其抗旱性评价研究

以不同渗透势的PEG-6000溶液(0～-1.8 MPa)为模拟干旱胁迫条件,研究了盐爪爪(Kalidium foliatum)、黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr)、沙蒿(Artemisia arenaria)和油蒿(Artemisiaordosica)4种荒漠植物种子萌发及幼苗生长对干旱胁迫的响...     

沙地恢复过程中两种一年生植物种子萌发和幼苗种群动态研究

狗尾草和虫实是科尔沁沙地两种常见一年生草本植物,在沙地恢复过程中起着非常重要的作用。采用固定样方法对自然条件下两种植物种子萌发和幼苗种群动态进行了研究。结果表明,沙地恢复不同阶段虫实和狗尾草萌发数量随季节和样地的变化而变化,种子萌发和幼苗存活显示出强烈的降雨依赖性,并且虫实和狗尾草种子当年可萌发数量都随沙地固定程度增加而逐渐增大。从4月到8月,各月虫实种子萌发比例依次降低,但大多数狗尾草种子在5月到6月才开始萌发。虫实和狗尾草种子呈现出分批萌发的策略。虫实和狗尾草主要分4批出苗,相对虫实而言,狗尾草出苗对降雨的响应存在一定的滞后性,且狗尾草萌发所需的温度较虫实高。虫实和狗尾草的存活曲线均属于C型曲线,是较为典型的r对策者。     

微生物结皮对两种一年生植物种子萌发和出苗的影响

在温室中对两种一年生植物的种子在微生物结皮和流沙对照上的萌发和出苗状况进行了实验.结果表明:在湿润和干燥状况下,苔藓结皮和藻结皮对种子萌发和出苗状况的影响,完整的和破坏的苔藓结皮和藻结皮对种子萌发和出苗状况的影响,总的来说雾冰藜(Bassia dasyphlla)在完整的苔藓结皮和破坏的两种结皮中出苗率均较高.完整致密的藻结皮能阻止雾冰藜的根接触土壤从而对其出苗设置了物理屏障.小种子植物小画眉草(Eragrostics poaeoides)因其种子较大,种子植物有相对大的土壤接触面积和具有特殊的结构须根,从而较容易克服结皮造成的物理屏障,穿透完整致密的结皮层而到达土壤.在破坏的微生物结皮中小画眉的出苗率略有降低.水分处理仅对雾冰藜的出苗有显著影响.在湿润处理下雾冰藜的出苗率要高于在干燥处理下的.因此,自然状况下年降雨量和分配状况的差异可能会影响这两种植物每年幼苗出苗率的差异,进而会影响到这两个种群在人工固沙区分布格局的差异.     

水分和沙埋对4种沙生植物种子萌发和出苗的影响

通过室内试验研究了土壤水分和沙埋深度对4种沙生植物种子萌发和出苗的影响。结果表明:草本雾冰藜（Bassia dasyphylla）种子萌发和幼苗出土喜好水分,水分含量越高,种子发芽率越高;半灌木黑沙蒿（Artemisia ordosica）、灌木沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）和沙棘（Hippophae rhamnoides）种子在含水量为15%~20%的土壤中发芽率高,干旱或水分含量过高会导致种子发芽率降低。沙埋深度显著影响种子的萌发和出苗,雾冰藜种子在无沙埋时发芽率最高,黑沙蒿适宜沙埋深度为0.5 cm,沙冬青和沙棘适宜沙埋深度1.0 cm。     

古尔班通古特沙漠南缘不同立地条件植物多样性和优势种群生态位特征研究

以古尔班通古特沙漠南缘不同立地条件植物群落为研究对象,分析了该区不同立地条件植物群落的种类组成、优势种群及优势种群的生态位特征。结果表明:①不同立地条件的植物群落均为灌木-草本模式,优势种群为梭梭、白梭梭、白皮沙拐枣、羽毛针禾、骆驼刺、琵琶柴、狭果鹤虱、沙蓬、倒披针叶虫实;②由于不同立地条件环境因子差异,造成其植物群落的α多样性指数存在差异;③Whittacker指数与Cody指数显示不同立地条件植物群落β多样性随环境变化可分为两个梯度,第一梯度为垄顶、迎风坡与背风坡上部,第二梯度为平坦荒地、丘间平地与背风坡中、下部;④生态位宽度大的物种间生态位重叠大。在古尔班通古特沙漠南缘进行受损群落植被恢复与重建时,可在适宜的立地条件种植梭梭与羽毛针禾。     

春夏季放牧对古尔班通古特沙漠南部土壤种子库和地上植被的影响

位于新疆北部准噶尔盆地腹地的古尔班通古特沙漠,是世界上温带荒漠生物多样性的精华和最为丰富的典型区域。历史上这里就是北疆羊和部分马匹重要的冬牧场,但近年来的放牧活动在春夏季也开始进入沙漠腹地,使地表性质与植被覆盖发生了明显改变。应用野外随机取样与室内萌发实验相结合的方法,对比研究了古尔班通古特沙漠南部春夏季放牧和冬季放牧沙垄土壤种子库差异及其与地上植被的关系。结果表明：冬季放牧沙垄种子库种数为24种,而春夏季放牧沙垄有20种,后者明显减少了植物种数。冬季放牧沙垄种子库密度为(353.2±87)粒·m-2,而春夏季放牧沙垄为(189.1±23)粒·m-2,比前者减少了88%。两类沙垄土壤种子库的生活型组成都以一年生植物为主,相似性系数为0.711。相同沙垄不同部位的物种相似性系数在0.429～0.600之间,异质性较大,尤其表现在除垄顶之外的其他部位。冬季放牧沙垄和春夏季放牧沙垄地上植被中分别有植物36种和26种,各生活型所有物种均为后者低于前者,其中短命、类短命物种数量减少幅度最大。春夏季放牧沙垄地上植被的物种多样性和均匀度降低,而优势度升高。回归分析显示,冬季放牧沙垄定植群落有21%的变异来源于土壤种子库,而春夏季放牧沙垄有51%的变异来源于土壤种子库,可见不同季节的放牧干扰显著影响土壤种子库及其与地上植被的相关关系。     

古尔班通古特沙漠地区短命植物土壤种子库研究

采用野外定点取样和室内萌发相结合的试验方法,研究了短命植物在沙丘不同部位的空间分布、萌发状况、密度、物种多样性及土壤种子库生物多样性与地上植物多样性的关系。结果表明:短命植物种子主要集中分布于地表0~5 cm土壤中,5 cm以下土壤中极少存在有活力的种子;沙丘间及沙丘不同部位的种子库密度大小不同,密度自坡底随高度增加逐渐减少,坡底、坡中部及坡顶部密度分别为124粒/m2、91粒/m2、66粒/m2。迎风坡种子库密度比背风坡面少,迎风坡种子库平均密度为81粒/m2,而背风坡种子库平均密度为100粒/m2;短命植物种子在4月上旬达到萌发高峰,沙丘不同部位物种多样性存在差异,土壤种子库和地上植被存在较高的相似性,此外短命植物在沙丘不同部位的分布存在较高的空间异质性。     

古尔班通古特沙漠纵向沙垄植被空间异质性

在古尔班通古特沙漠南部纵向沙垄上按5 m×10 m的网格测度植被样方100个,采集浅层风沙土样品184件。调查发现,乔灌木层片和草本层片的分布及相互关系明显受沙垄地形影响,并且在干旱环境下种群间的竞争和空间上的互补使两层片生态优势度具有显著的相关性。地统计分析结果显示,纵向沙垄上植被空间异质性表现为木本层片的物种多样性呈斑块状分布,草本层片物种多样性呈现平行沙垄的带状结构和斑块结构叠加的特点,而植被盖度则在垂直沙垄走向的方向上具有强烈的梯度性变化。和沙垄土壤理化性质空间格局特征相对比,植被盖度及物种多样性与风沙土浅层含水量在自相关空间（变程）及空间异质性程度上比较接近。这是纵向沙垄小生态系统中草本植物和浅层土壤水分耦合关系在空间上的反映,也是木本植物对水分和土壤资源在小尺度（m）上竞争及中小尺度（10～100 m）上互补的结果。     

古尔班通古特沙漠南缘苔藓结皮中可培养真菌的多样性

为了解古尔班通古特沙漠南缘苔藓结皮中可培养真菌的多样性,运用稀释平板法和基于ITS-rDNA基因序列的系统发育分析,将得到的基因序列与NCBI数据库GenBank中的序列进行相似性比较并构建系统发育树。结果显示,从古尔班通古特沙漠南缘苔藓结皮中共分离得到24株菌落形态各异的真菌,分属于11属21种,绝大多数属于子囊菌亚门和半知菌亚门。其中,青霉属（Penicillium）和链格孢属（Alternaria）为优势菌群,茎点霉属（Phoma）、曲霉菌属（Aspergillus）、镰刀孢菌属（Fusarium）为常见属;有些种类的真菌具有耐热及特殊产酶活性。     

Distribution of plant species and species-soil relationship in the east central Gurbantunggut Desert,China

The distribution of plant species and relationships between species and soil factors in the east central part of Gurbantunggut Desert was studied to provide more insight into the flora and determine differences in vegetation across various parts of the desert. Two-way Cluster Analysis showed that the vegetation in the area could be divided into three groups, the first group was dominated by the shrub species, Ephedra przewalskii and the grass species, Carex physodes mainly in areas of flat grounds and gentle slopes; the second group was dominated by C. physodes, Artemisia songorica and A. xerophytica mainly on the slope of sand dunes and the third group was dominated by the shrub species, Haloxylon persicum mainly on the top of sand dunes. There was no difference in plant density between Groups 1 and 2 but there was a significant decrease in Group 3. Soil water under vegetation Group 3 was much lower than that in the other two groups at all soil depths. The EC, organic matter, total P and soluble Na, Ca and Mg varied very similarly with soil water. Canonical correspondence analysis (CCA) satisfactorily assessed the species-soil relations in the area. The distribution of plant species was strongly correlated with the soil factors of water content, organic matter, EC and nutrients. The variations in species occurrence explained by the three CCA axes were about 70%, indicating that some explanatory site variables may exist outside our studied parameters. Soil texture is suggested to be included in future studies to improve the explanation of CCA.     

中国古尔班通古特沙漠东部中心地区植物分布与植物—土壤关系(英文)

The distribution of plant species and relationships between species and soil factors in the east central part of Gurbantunggut Desert was studied to provide more insight into the flora and determine differences in vegetation across various parts of the desert. Two-way Cluster Analysis showed that the vegetation in the area could be divided into three groups, the first group was dominated by the shrub species, Ephedra przewalskii and the grass species, Carex physodes mainly in areas of flat grounds and gentle slopes; the second group was dominated by C. physodes, Artemisia songorica and A. xerophytica mainly on the slope of sand dunes and the third group was dominated by the shrub species, Haloxylon persicum mainly on the top of sand dunes. There was no difference in plant density between Groups 1 and 2 but there was a significant decrease in Group 3. Soil water under vegetation Group 3 was much lower than that in the other two groups at all soil depths. The EC, organic matter, total P and soluble Na, Ca and Mg varied very similarly with soil water. Canonical correspondence analysis(CCA) satisfactorily assessed the species-soil relations in the area. The distribution of plant species was strongly correlated with the soil factors of water content, organic matter, EC and nutrients. The variations in species occurrence explained by the three CCA axes were about 70%, indicating that some explanatory site variables may exist outside our studied parameters. Soil texture is suggested to be included in future studies to improve the explanation of CCA.