喀斯特自然土壤中AM真菌对先锋植物根系的影响

【目的】研究丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza，AM)真菌在喀斯特自然土壤条件下对喀斯特先锋草本植物根系的影响。【方法】通过自然土接种AM真菌(N)、灭菌土接种AM真菌(M)及灭菌土壤对照(S)共3种土壤处理，种植喀斯特先锋植物狗尾草(Setaria viridis)、荩草(Arthraxon hispidus)、鬼针草(Bidens pilosa)及狼杷草(Bidens tripartita)，并测定它们的根系生物量、根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数及根分枝数。【结果】荩草、鬼针草及狼杷草在N处理及M处理下具有较高的菌根侵染率，狗尾草的菌根侵染率较低。与S处理相比，M处理下AM真菌明显提高了荩草、鬼针草及狼杷草的根系生物量、根长、根表面积、根体积、根尖数、根分枝数及组织密度，降低了根平均直径、比根长、比根面积及比根体积；与M处理相比，N处理明显降低了荩草、鬼针草及狼杷草的根系生物量、根长、根表面积、根体积、根尖数、根分枝数及组织密度，提高了比根长、比根面积及比根体积，但对根平均直径无明显影响。【结论】荩草、鬼针草及狼杷草具有较高菌根侵染率，能与AM真菌共生获得更加发达的根系，而自然土壤削弱了AM真菌对荩草、鬼针草及狼杷草根系生长的促进作用。     

淹水处理下杨树不同无性系苗木根系形态变化

【目的】了解淹水处理下不同杨树无性系苗木根系的形态变化规律,揭示杨树对淹水胁迫的根系适应策略,为筛选耐水的杨树无性系提供依据。【方法】选用3804杨、1388杨、895杨、110杨和328杨5个杨树无性系,设置对照、渍水和淹水3种处理,测定苗木根系的生物量、长度、数量、表面积、体积等指标。【结果】①渍水处理下杨树根生物量与对照无显著差异,但淹水处理下的根生物量却显著小于对照。②渍水和淹水处理下的多数杨树无性系苗木一级根数量与对照之间没有显著差异,但总根长、总根投影面积、总根表面积和总根体积却大于对照。③与对照相比,渍水和淹水处理下的杨树苗木根系平均直径有所减小,但根尖数、分叉数和交叉数却增大。④主成分分析提取出的2个主成分累积贡献率为88.58%,可较好地反映杨树苗木根系形态特征。【结论】隶属函数法分析表明,在渍水处理下5个杨树无性系根系形态表现的优劣顺序是1388杨>895杨>3804杨>110杨>328杨;在淹水处理下的优劣顺序是1388杨>895杨>110杨>328杨>3804杨。所以,从根系形态表现看,1388杨和895杨的耐水性较强。     

重金属镉(Cd2+)对梧桐幼苗根生长及根系形态的影响

为了解植物根系形态不同方面对重金属镉的反应,在室内水培条件下以梧桐幼苗为材料,研究了不同浓度镉溶液对其根生长和根系形态的影响.结果显示;①低浓度的镉对梧桐幼苗根生物量干重无明显影响,随镉浓度的升高和处理时间的延长,则表现为越来越明显的抑制作用.②低浓度的镉对根尖的伸长无明显的抑制作用,但是却抑制根尖的发生.③镉对梧桐幼苗根系的影响主要是通过对根长、根体积、根表面积、根尖数和根分叉数的影响来起作用的,对根的直径影响不显著.研究结果表明,根尖数和根系分叉数是衡量植物根系受镉污染强弱的2个较好指标.     

放牧干扰下群落土壤C/N值与草原退化

干扰是有意义的生态学现象,放牧是人类对草地的主要干扰方式之一[1]。本文根据轻度、中度、重度不同放牧梯度上草原群落土壤C、N含量变化,揭示草原群落土壤C/N比与草原荒漠化的关系。     

典型草原不同放牧强度下羊草种群点格局分析

为探讨不同放牧强度如何影响羊草种群空间格局,通过设置围封不放牧(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)和极重度放牧(EHG)5种放牧强度,使用点格局结合完全空间随机模型、异质泊松模型和泊松聚块模型分析羊草种群的空间格局。研究结果表明:(1)不同放牧强度下,羊草种群空间格局在一定尺度上均表现为聚集分布,但中度放牧条件下种群聚集尺度最大;(2)羊草种群的聚集尺度在较大尺度上受生境异质性影响;(3)种群聚集分布的格局在精细尺度上中度放牧与其它放牧强度存在明显差异。这些结果表明羊草种群在中度放牧条件下最有利于种群的繁殖,研究结果符合中度干扰假说。     

蕹菜典型品种的根系形态学特征及与Cd吸收积累的关系

用盆栽土培试验研究4个蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk.)Cd积累典型品种的根系形态学指标及与Cd吸收积累的关系. 结果表明: 品种和土壤对根系形态学各指标的效应均极显著(p0.01).与non-Cd-PSC比较, 蕹菜Cd-PSC总根长、平均直径、根总表面积及总体积均较低(p0.001); 总体积的差异最大(47.37%), 总根长(44.50%)和总表面积(43.05%), 平均直径的差异最小(7.71%); 2类品种的差异主要体现在直径1.0mm的粗根上, 表明蕹菜Cd-PSC的总根量较低, 根系形态学特征在不同土壤上表现稳定. 相关分析结果显示蕹菜典型品种的根系形态学特征可能影响根系吸收Cd的能力和Cd在体内的转运能力.     

草原退化过程中植物功能群数量特征的变化

本研究以内蒙古高原东部克鲁伦河流域的放牧退化草原作为研究对象，在植物功能群划分的基础上，比较不同类别功能群在放牧梯度上的垂直分异和地上生物量的空间分布。结果显示：在中度放牧条件下，水分生态型功能群和种子传播类型功能群的植物生长较好；在轻牧区，生活型功能群的物种高度最大；生育型功能群中，匍匐型植物随着放牧强度的增加而减少。地上生物量的分布而言，植物水分生态型功能群中，旱生植物在中度和轻度放牧区占有绝对优势地位，强旱生植物在强度放牧区优势明显；植物生活型功能群中，多年生草本植物在不同放牧强度下都占有明显优势；生育型功能群中，丛生型植物在中度和轻度放牧区分布较广，重度放牧区中鳞茎植物占优势；从种子传播类型功能群来看，重力传播方式的植物在重度放牧区占绝对优势主。在中度放牧条件下草原群落的物种多样性最高。     

贝加尔针茅草地基况评价及载畜量估算

在贝加尔针茅-羊草-杂类草草甸草原,按放牧退化程度,将草地划分为轻度退化区、中度退化区及重度退化区,采用样方法对3个样地内植物种类及植物地上现存量进行了测定,并计算了其草地基况得分和载畜量.结果表明,随着放牧强度的增加,植物地上现存量明显降低;以贝加尔针茅(Stipa baicalensis)和羊草(Leymus chinensis)为主的减少种的生物量呈递减趋势,以退化指示植物为主的增加种和侵入种呈递增趋势;轻度退化区、中度退化区及重度退化区草地基况等级分别处于良好、普通和低劣等级,平均载畜量(羊)分别为4.78,3.46,1.80只/(hm2.a).因此,应重新调整放牧家畜数量以达到草畜平衡,恢复草地生产力,从而促进草地畜牧业的可持续发展.     

不同供钾水平对大白菜幼苗生长和根系形态的影响

通过盆栽实验,研究了5个供钾水平(0、2.5、5.0、7.5和10.0mM)对大白菜苗期生长指标和根系形态参数的影响.结果表明:随钾浓度的提高,大白菜幼苗地上部鲜重和整株鲜重都基本呈现先增后减的趋势,当钾水平为5.0mM时最高.5.0mM钾水平处理下大白菜幼苗根系总根长、总表面积,以及细根(直径≤0.4mm)根长和表面积都显著高于其它处理.适度的钾水平有利于提高大白菜幼苗根系总根长、总表面积,特别是细根(直径≤0.4mm)根长和表面积,从而有利于大白菜幼苗生长.     

氮磷肥对西南桦无性系生物量分配和根系形态的影响

【目的】西南桦(Betula alnoides)具有较高的经济价值和生态效益,是中国热带、亚热带地区重要的乡土速生阔叶树种。氮和磷的有效性和空间分布显著影响着植物生长和根系发育。笔者研究施肥对西南桦无性系生物量分配和根系形态的影响,筛选出优良西南桦无性系及适宜的施肥配方,为西南桦的科学培育提供参考。【方法】以西南桦4个无性系(编号分别为A5、FB4、FB4⁺、BY-1)组培苗为试验材料,采用完全随机区组设计,每个小区 25 株。设置氮(0、200、400 mg/株)和磷(0、70、140 mg/株)共9个组合处理,重复 3 次。以不施肥为对照。为防止苗木缺素,每株施钾量为332 mg。磷肥作为基肥一次性施入基质中,组培苗移栽成活1个月后,开始追施氮和钾肥,每次施肥间隔时间为7 d,共10次。最终苗木收获时,先分离出根系进行形态指标扫描,获得根长、根表面积、根体积和根平均直径,最后全株烘干用于测定各器官的生物量,比较不同施肥处理下西南桦无性系的生物量分配和根系形态差异。【结果】①不同无性系和施肥处理下西南桦幼苗的地上、地下和总生物量差异均达到显著水平,但无性系×施肥处理的交互作用不显著。施肥处理幼苗的地上、地下和总生物量较对照(不施肥)有明显的增幅。处理5(N 200 mg/株+P 70 mg/株)幼苗的地上、地下和总生物量最大,分别比其他施肥处理提高了11.27%~460.49%、7.14%~200.00%、10.57%~390.09%。进一步比较不同无性系,无性系FB4⁺的地上、地下和总生物量表现出明显的生长优势,分别是无性系A5、FB4和BY-1的1.14~1.21、1.22~1.31、1.15~1.22倍。②不同无性系和施肥处理下幼苗的根表面积、根平均直径和各根径等级细根的根长差异显著或极显著,且无性系×施肥处理的交互作用对根体积、根表面积、根平均直径和各根径等级细根(根径d>2 mm除外)的根长影响均极显著。施肥处理的幼苗根系形态参数均高于对照。在所有无性系中,处理5的根系形态参数均显著高于其他施肥处理,其根表面积、根平均直径、根体积和总根长,分别比其他施肥处理提高了0.77%~227.20%、2.13%~152.63%、0.60%~264.13%和4.53%~214.04%。进一步比较不同根径等级细根的根长,西南桦幼苗的小细根(0<d≤1 mm)、粗细根(1<d≤2 mm)和粗根(d>2 mm)的根长亦表现出处理5最大。无性系FB4⁺在处理5下的根系形态参数显著高于其他无性系和施肥组合。③总生物量与地上、地下生物量均呈极显著的正相关关系,这三者与根平均直径、总根长、根表面积、根体积亦分别表现为极显著的正相关关系。【结论】施肥显著促进了西南桦幼苗的生物量和根系生长发育,且存在无性系差异。综合幼苗的生物量和根系形态指标,认为西南桦无性系FB4⁺在处理5(N 200 mg/株+P 70 mg/株)条件下生长表现最优。     

植物群落结构特征对不同放牧强度的响应——以呼伦贝尔草原为例

以内蒙古呼伦贝尔典型草原克鲁伦河流域为研究对象,设置了轻度(LG)、中度(MG)和重度(HG)3种放牧强度样地,对不同放牧阶段草原的物种组成、土壤的化学性质进行分析。结果表明植物群落对放牧强度做出响应,放牧活动严重影响群落结构与功能特性。群落Shannon-Wiener 多样性指数和 Simpson指数在中牧强度下达到最大,随放牧强度的增加而减小。土壤全C、全N含量均随放牧强度的增加而增大,轻牧与中牧下土壤全P含量相似,均低于重牧,土壤C:N值在轻牧强度下达到最大。另外随放牧强度的增加,克氏针茅的N、P含量及N:P值有降低的趋势,C:N值有升高趋势。重牧强度下,群落优势种多根葱的C:N值明显低于克氏针茅。各放牧强度下优势种养分含量与土壤养分之间存在着不同程度的相关关系。     

高寒草地放牧管理最优控制模式

通过对高寒草地植物多样性与生产力对不同放牧强度响应机制的研究表明:多样性与生产力随放牧强度的增加均呈现显著性下降趋势,其中不放牧、轻牧、中牧和重牧下的Shannon指数的平均值分别为4.35,3.89,3.66,3.01,生产力指标(地上生物量均值)分别为987.6,826.8,660.7,535.8 g/m2(鲜重).这表明多样性与生产力对放牧的响应呈现同步性,中牧和重牧是导致二者大幅度下降的主要动'因.应用生物控制论方法,组建了草地放牧管理的最大持续产量模型和最优控制模型.实例计算结果表明:样区滩地、阳坡与阴坡地等三类牧场的牧草保护指标分别为468.1,564.3,614.7 g/m2(鲜重),相应的最大持续产量分别为390.9,471.2,513.3 g/m2(鲜重).确定了草地放牧管理的最优牧草资源种群水平和最优控制量,提出了草地放牧管理的控制对策,为高寒草地保护与可持续利用提供了优化模式和定量依据.     

放牧对典型草原羊草微斑块优势种和土壤中微量元素的影响

以内蒙古呼伦贝尔鲁伦河流域克氏针茅草原为研究区域,通过对不同放牧强度下羊草微斑块样方调查,采集优势植物和土壤,分析Fe、Mn、Cu、Zn四种微量元素变化,探讨放牧对羊草斑块优势植物和土壤中Fe、Mn、Cu、Zn微量元素的影响。结果表明:随着放牧强度的增加,共有优势种羊草中Fe含量最高,其次为Mn、Zn,Cu含量最低。微斑块土壤中Fe、Mn、Cu、Zn四种微量元素的含量差异极显著,羊草中四种微量元素的含量均属于中等水平或低含量范围。土壤中Fe、Mn、Cu、Zn四种微量元素含量均低于国内外正常土壤平均含量。     

草原退化过程中植物群落的结构异质性分析——以家庭牧场为例

以内蒙古呼伦贝尔草原某家庭牧场作为研究尺度,以卧羊圈为中心沿辐射状将该家庭牧场划分为重牧区、中牧区、轻牧区和无牧区(围栏内),同时与村落自由放牧区(即过牧区)进行比较,开展植物群落结构空间异质性研究。结果表明:该家庭牧场植物群落种类较为丰富,多年生草本植物居多,一年生草本植物随放牧强度的减弱,比例也随之增加;轻牧条件下群落地上生物量最高,适度的放牧干扰有助于植物干物质的积累;轻牧区禾本科植物的重要值较大,说明轻度放牧干扰有利于群落发生恢复演替;重牧区和轻牧区Simpson集中性概率指数、Shannon-Wiener指数、均匀度指数高于过牧区,重牧区和轻牧区植物群落由于竞争达成了较稳定状态,群落较为集中,空间异质性高。     

放牧对青藏高原东缘高寒草甸土壤酶活性及土壤养分的影响

对青藏高原四种不同放牧强度(围栏封育、轻牧、中牧和重牧)高寒草甸的土壤酶活性、土壤养分和植被群落特征进行了研究,探讨了不同放牧强度土壤酶活性和土壤养分及植被群落的相关性.结果表明:各样地土壤酶活性、士壤养分和植被群落特征有较大差异.土壤纤维素酶和淀粉酶活性与土壤有机质、速效氮质量分数及地上生物量变化一致,表现为围栏封育>轻牧>中牧>重牧,然而脲酶活性的变化趋势正好与之相反,表现为随着放牧强度的增加而增加.酸性磷酸酶活性和地下生物量变化一致,表现为轻牧>围栏封育>中牧>重牧.经分析,土壤酶活性和土壤养分密切相关,其中土壤淀粉酶和脲酶活性与土壤养分和植被特征的相关性最好,因此这两种酶活性可以作为评价青藏高原高寒草甸土壤质量的指标之一.     

根系分析仪在侧蒴藓类植物生理生态研究上的应用潜力

应用根系分析软件（WinRHIZO）获得了大灰藓（Hypnum plumaeformeWils．）、大羽藓（死u池Mmcymbifolium（DozyetMolk．）Dozy et Molk．）和密叶绢藓（Entodon compressus（Hedw．）Mall．Hal．）32份标本的配子体枝条长度、投影面积、表面积、枝条平均直径、长度／体积、总体积、枝尖数、枝的分叉数、枝交叠数等10个形态参数,基于这些数据,应用聚类分析和无度量多维标定生成了这32份标本的排序和聚类图．聚类与排序结果表明：32份标本可以分成3组,与大灰藓、大羽藓和密叶绢藓有很好的对应性．单因素方差分析表明这32份标本的10个形态指标在大灰藓、密叶绢藓、大羽藓之间多数存在显著差异．因此,配子体的这10个性状在研究的3类侧蒴藓类植物中具有相对的稳定性,根系分析仪在侧蒴藓类植物生理生态学研究上具有潜在的应用价值．     

不同放牧梯度上草原群落植物功能群的结构组成及其变化

以蒙古高原东部克鲁伦河流域的放牧退化草原为研究对象,依照植物水分生态型、生活型进行植物功能群划分,在此基础上,比较了不同放牧退化阶段植物功能群的结构组成、地上生物量和物种多样性的变化。结果显示:植物生活型功能群中,多年生杂类草在轻牧、中牧梯度上都占有明显优势,而一、二年生植物在重牧区占有优势;从生物量分布来看,多年生禾草在轻牧阶段占有绝对优势。植物水分生态型功能群中,旱生植物在轻牧、中牧和重牧状态下均占有明显优势;旱生植物在轻牧阶段生物量最大。从物种多样性指数的变化来看,多年生杂类草和多年生草本功能群多样性指数随放牧梯度的增加呈现减小趋势,一、二年生草本与灌木、半灌木以及中生植物功能群多样性,随放牧强度的加大而呈现递增规律。在群落水平上,轻牧下草原群落的物种丰富度最高,重度放牧区均匀度最高,中牧条件下Shannon-Weaver多样性指数最大。     

糙隐子草根系特征对氮素添加梯度的响应

选取内蒙古锡林郭勒典型草原区的糙隐子草占优势的退化草地进行氮素添加实验(添加梯度为0,30,50,80 g·m^-2),以研究在退化草地中糙隐子草根系特征对氮素添加的响应。结果显示,随着氮素添加量的增加,糙隐子草根系长度和根系表面积没有显著变化,根系直径和根系体积在50 g·m^-2的处理情况下显著高于其他3个处理,而0,30,80 g·m^-2处理之间无显著差异,这表明退化样地中土壤氮素的适量增加会显著促进优势种糙隐子草根系的增粗生长,而对根系增长生长没有影响,且氮素对于糙隐子草根系的影响存在阈值。糙隐子草根系的长度、直径、表面积、体积与氮素添加量之间都没有显著相关性。