介紹東北草炭

一 關於草炭的一般情况北緯40°—60°亞寒帶地區的沼澤濕地中,古代就生長着許多種植物,如苔蘚植物以及莎草科、禾本科、木贼類和楊柳科等植物。這些枯死的植物體在未腐爛前,     

古尔班通古特沙漠短命植物的空间分布特征

纵穿和横穿古尔班通古特沙漠的两条路线上, 测度早春短命植物物种丰富性、盖度和重要值等参数及调查分析了地形地貌和土壤理化性质等沙漠微生境. 经对比发现该沙漠短命植物分布存在着地域上的差异, 即沙漠南部和中部的短命植物物种最丰富, 西部最贫; 短命植物的盖度则是中南部高于北 部, 中东部高于西部. 短命植物对沙漠生境空间变异的响应, 形成了该沙漠短命植物的种群-生境梯度. 其特征为: 地势较高、土壤质地较粗、分选差、有机质含量相对较高、低盐碱的生境中生长沙苔草、东方旱麦草为主的短命植物; 地势稍低、土壤质轻疏松、含有机质, 具一定盐碱性、结皮发育的较干旱生境生长以线叶庭荠、尖喙牻牛儿苗和中亚葫芦巴为主的耐旱、耐盐碱短命植物; 地势低、土壤具一定含水性, 相对富盐碱的生境下, 主要分布小甘菊、念珠芥和小花角茴香等耐盐碱的短命植物. 但由于该沙漠微生境空间变化梯度较小, 以及沙漠短命植物总体上表现出的中生性生理特性, 使得多数短命植物集中分布在上述植物种群-生境梯度上地势较高, 风沙土具一定肥力、盐碱性弱的生境序位.     

黄土高原现代植物-土壤氮同位素组成及对环境变化的响应

由于土壤氮同位素组成被认为是气候环境变化和自然生态系统氮循环过程的可能指示, 开展全球不同区域、不同生态系统氮同位素组成的研究将有助于对这个可能性的认识. 对中国黄土高原中西部不同环境条件下的现代植物和相应的土壤氮同位素进行了调查, 氮同位素组成变化范围分别为: 植物根: -5.1‰ ~ 1.9‰; 植物残体: -6.6‰ ~ 2.9‰; 土壤: -1.2‰ ~ 5.8‰. 结果表明: (1) 土壤与植物有相近的变化趋势, 但土壤的氮同位素组成较植物根的氮同位素要偏正, 其Δδ¹⁵N值变化范围为: 0.3‰ ~ 7.2‰, 平均值为: 4.1‰, 表明植物分解过程氮同位素存在分馏; (2) 该地区现代生态系统的氮同位素对降水和温度变化有明显的响应, 沿西北到东南方向, 年平均降水每增加100 mm可能导致土壤氮同位素组成偏负约1.31‰, 随温度的增加, 土壤氮同位素也趋向偏负; (3) 在降水和温度共同增加的影响下, 植物根系、植物残体和土壤的氮同位素偏负, 这个现象可能归因于降水是该地区植物-土壤氮同位素变化的主要控制因素. 尽管目前对植物-土壤氮同位素组成变化与降水和温度关系的机制尚不清楚, 但初步的研究结果表明土壤的氮同位素组成可能为黄土高原环境变化示踪提供指示.     

绽放在春日的“苔花”

<正>春天的苔藓，好似一把钥匙，趁着人们还没注意，便悄悄把春的“大门”打开，顺手再把冷飕飕的冬季关在门外。走进大自然，绿意盎然的苔藓映入眼帘。只要我们稍加关注，便能观察到它的孢蒴，那就进入了一个“花”的世界，这正是诗人袁枚眼中的“苔花”世界。“苔花如米小”是诗人袁枚所观察到的苔花的结构，植物学上把它叫作“孢蒴”。观察植物开花、结果的时间，属于物候学的内容，在农作物、种子植物领域开展较多。而苔藓植物的“苔花”的生长时间几乎没有观察记录。我根据多年野外观察的情况，分享一批春天里“开花”的苔藓，为大家观赏“花”的世界增添一类新成员。     

一个可能的植物入侵机制: 入侵种通过改变入侵地土壤微生物群落影响本地种的生长

测定了紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)重度入侵地土壤(对照于轻度入侵地土壤)的pH, 有机质, N, P, K养分状况和细菌群落特征(Biolog EcoPlate^TM)的变化; 并通过紫茎泽兰的水浸提液处理土壤, 检测了紫茎泽兰对土壤细菌群落作用; 然后通过盆栽实验研究了土壤性质的改变对外来植物紫茎泽兰入侵过程的意义. 土壤性质分析结果表明, 2个样地间的土壤pH, 有机质, 全N, 全P和全K差异较小, 而重度入侵地土壤的NH₄⁺-N, NO₃^--N和有效性P, K比轻度入侵地显著地提高, 2个样地间的土壤细菌群落结构存在明显的差异; 紫茎泽兰水浸提液处理的轻度入侵地土壤在细菌功能群结构上与原土壤存在较大差异, 而与重度入侵地土壤具有很高的相似性. 盆栽实验结果表明, 当生长于重度入侵地土壤时, 紫茎泽兰和三叶鬼针草的生长不受影响, 但本地植物生长受到明显的抑制, 在用活性炭除去土壤中可能残留的紫茎泽兰化感物质后, 仍然表现出相同的规律. 在以上结果中, 土壤养分状况的差异无法解释生长于二种土壤上的本地植物生长的差异, 而土壤细菌群落特征在样地间的变化与本地植物的生长表现出明显的相关性, 暗示着改变土壤细菌群落可能是紫茎泽兰入侵过程的一个重要组成部分. 土壤微生物群落可能在外来植物与本地植物的关系中起到了重要的“桥梁”的作用, 外来植物可以通过改变重度入侵地土壤微生物群落结构阻碍本地植物的生长和更新.     

横断山角蒿属植物研究

角蒿属Incarvillea是法国植物学家A. L. Jussieu于1789年以纪念P. Incarville建立的一个属。在早期的一些植物学著作里,角蒿属中的植物是十分杂乱的,共约40多个种名,不仅包括紫葳科的凌霄花属Campsis Lour.,紫葳属Bignonia L.,泡桐属Paulownia Sieb. et Zucc.,和黄钟花属Tecoma Juss.的种类;还包括苦苣苔科芒毛苦苣苔属Aeschynanthus Jack.,唇柱苣苔属Chirita Buch.-Ham.和吊石苣苔属Lysionotus D.Don的种类;甚至还置入了旋花科番薯属Ipomaea L.和豆科猪屎豆属Crotalaria L.的植物。1961年,英国植物学家A.J.C.Grierson系统整理了世界主要标本室的标本,并写出了《A REVISION OF THE GENUS INCARVILLEA》一文。至此,该属的许多错误得以澄清。     

纵向岭谷区高速公路对沿线土壤-植物系统的影响

以纵向岭谷区云南省境内的大理-保山高速公路沿线作为案例研究区,从土壤养分、土壤重金属、土壤水分、土壤酸碱性、植物养分、植物重金属和植物多样性等7个指标入手,分析公路对沿线不同土壤-植物系统的影响,利用样点与参照点的对比分析公路对单个指标的影响,利用相关性分析,分析公路与各类指标之间的联系,最后利用灰色关联分析,比较公路对3种土壤-植物系统影响范围和强度.分析结果表明:在高速公路的影响范围内,对于公路的干扰,各类指标的表现形式不同.公路建设造成了土壤和植物中的重金属积累,而且这种积累在农田系统中表现的最为明显,公路带来了土壤的微碱化,这种效应在灌草丛系统中表现的最为明显.对林地和灌草丛系统来说,公路是影响沿线土壤重金属、土壤水分、植物重金属、植物多样性这四类指标分布的主要因素,对农田系统来说,公路是影响农田的土壤重金属和植物重金属的分布的主要因素;与公路没有显著相关性的指标,公路通过土壤-植物系统内各指标形成的影响链间接起作用.总体对比3种土壤-植物系统,高速公路对林地和农田的影响多集中于距公路10m以内的地带,对灌草丛的影响多集中于距公路30m左右的地带.     

土壤-植物体系中锌镉稳定同位素分馏研究进展

稳定同位素分馏技术对于示踪土壤-植物体系中重金属的迁移转化过程具有重要作用.本文阐述了土壤-植物体系中锌镉迁移转化主要涉及的土壤根际过程、根系吸收过程和根部-地上部转运过程及其对应产生的同位素分馏特征.在土壤根际过程,土壤固相对锌、镉的吸附解吸反应影响重金属在土壤溶液中的移动性和同位素组成:锌轻同位素、镉重同位素倾向于被土壤固相释放进入土壤溶液;植物根系活化作用则导致土壤固相结合的锌重同位素的释放.根系吸收过程影响土壤-植物间的同位素分馏:质外体吸附锌重同位素,共质体吸收过程中低亲合力转运系统产生锌轻同位素富集,高亲合力转运系统基本不产生分馏或略产生锌轻同位素富集;植物根系存在含硫基团结合镉,并且仅有低亲合力转运系统对镉轻同位素进行吸收转运.在根部-地上部转运过程,根部区室化作用影响植物体内重金属的迁移和地上部同位素组成:锌重同位素、镉轻同位素倾向于在根部储存,导致锌轻同位素、镉重同位素向地上部迁移.在土壤-植物体系中,锌镉同位素分馏现象存在明显差异,反映出植物对锌镉元素不同的吸收、转运和储存机制.     

大地色彩从何而来

我们居住的大地是一块大画布,上面有各种各样的风景,颜色特别丰富。除了大地上的植物、建筑、湖泊外,土壤本身的颜色也很多,其中棕色是土壤的主色调。为什么土壤会以棕色为主色调呢?这一直是一个谜。最近,美国科学家揭示了这个谜底。科学家发现,土壤的主色调与植物有关。揭开土壤主色调之谜的研究人员是美国加利福尼亚大学尔湾分校的生态学家斯蒂文·艾里森。艾里森指出,叶长叶落、花开花谢是自然界的普遍规律;残枝败叶、枯树落花最终要掉在地上,进入土壤。生活在土壤中的微生物、甲虫、蚯蚓等动物,利用特殊的酶将进入土壤的植物残体分解,并…     

放牧对草地生态系统磷循环调控机制的研究进展与展望

放牧是全球范围内草地生态系统最主要和最直接的利用方式.磷(P)是植物生长所必需的大量元素,同时也是草地初级生产力的关键限制性养分元素,广泛参与植物的光合、呼吸等重要代谢过程.放牧通过直接和间接作用影响草地植物和土壤各组分的P含量和P库,进而通过正负两种反馈影响生态系统的P循环.目前,国内外有关放牧对草地P循环的影响机制,特别是P循环的生物学过程和机制尚不十分清楚.本文总结了有关放牧对植物和土壤各组分P含量及P库的影响及其机制,并对该领域的几个重要研究方向和亟待回答的科学问题进行了展望.未来研究中需要重点关注的问题包括:(1)土壤微生物量P组成沿不同放牧强度的变化,以及放牧对土壤微生物P源和汇的影响机制;(2)放牧如何影响土壤磷酸酶的活性(磷酸单酯酶、磷酸二酯酶、三磷酸单酯水解酶等)进而调控土壤中P的矿化过程;(3)放牧如何调控P在植物-土壤-微生物系统中的转化过程;(4)采用分子生物学和组学的手段,揭示土壤微生物在P循环及生态系统功能中的作用,以及放牧如何影响植物和根际微生物,进而调控生态系统P循环;(5)不同放牧强度如何影响植物多样性、菌根真菌多样性及两者之间的关系,进而影响植物对P的吸收和利用,以及地上和地下生物量P库;(6)不同家畜种类的食性差异及其对磷循环的影响机制;(7)其他植食动物(野生食草动物、植食昆虫、啮齿动物、蚯蚓、植食性线虫等)在草地生态系统P循环中的作用;(8)不同放牧强度如何调控生态系统各营养级组分的N:P化学计量关系,进而影响N、P循环之间的耦合关系.     

C3,C4植物和现代土壤中硅酸体碳同位素分析

对我国现代植物和表层土壤中植物硅酸体碳同位素分析表明：Ｃ３，Ｃ４植物硅酸体的碳同位素值与Ｃ３，Ｃ４植物的碳同位素值具很好的对位关系，植物硅酸体的碳同位素可以明确地区分出植物的光合作用途径．现代土壤中植物硅酸体碳同位素值的变化范围在－２３．８‰～２８ ‰左右，最高值分布在３４°～４０°Ｎ的华北和华东地区，最低值分布在我国的东北和华南地区．随着纬度的增加碳同位素值为低→高→低的趋势．在大致相同的纬度地区，采自林下草丛土壤中的硅酸体碳同位素明显低于没有树木生长的草地土壤样品，两者相差 １‰～２‰左右．     

柽柳灌丛下与灌丛外短命植物AM真菌多样性

对生长在柽柳荒漠生境中最常见的4种早春短命植物离子草(Chorispora tenella (Pall.) DC.)、角果毛茛(Ceratocephalus testiculatus (Crantz) Bess.)、东方旱麦草(Eremopyrum orientale (L.) Jaub et. Spash)和弯果婆婆纳(Veronica campylopoda Boiss.)进行取样调查, 分析了柽柳灌丛下和灌丛外的4种植物丛枝菌根(AM)的形成状况、根际AM真菌的孢子密度和群落组成, 并探讨了柽柳灌丛对其菌根侵染状况、根际AM真菌群落组成的影响. 结果表明, 柽柳灌丛下短命植物的侵染率和根际土壤中AM真菌孢子的密度显著低于灌丛外的植物, 并且灌丛下AM真菌的种类(12种)少于灌丛外(19种). 灌丛下短命植物根际土壤由于受到柽柳灌丛的影响, 其养分含量除速效钾外, 都高于灌丛外; 灌丛下碱解氮和速效磷的含量分别为65.37和44.50 mg/kg, 而灌丛外的含量则为32.33和33.85 mg/kg. 本研究共从短命植物根际分离到21种AM真菌, 其中无梗囊霉属有5种、原囊霉属1种、球囊霉属13种和类球囊霉属2种. 通过上述结果得出以下结论: 柽柳灌丛影响着土壤的理化特性及其下生长的短命植物丛枝菌根的形成和根际AM真菌群落的组成.     

蔬菜植物碘强化:一种人体自然补碘的新途径

提高植物性食品中碘的含量水平,是人体自然补碘防治碘缺乏病(IDD)最有效的途径之一.通过向土壤施加海藻有机碘肥进行蔬菜植物碘的强化,培育了10种含碘蔬菜,并采用卤素与银生成沉淀和结合显微观察的方法,在确定细胞组织中碘存在位置的基础上,深入研究了蔬菜植物对土壤外源碘的生物吸收与转移过程.结果表明,蔬菜对碘的吸收量随海藻有机碘肥施用量的增加而增加,叶类蔬菜的碘吸收量明显大于果类蔬菜,蔬菜中碘的含量呈现出根>叶>茎>果的分布特征,碘在蔬菜各器官细胞中的相对含量显示出细胞质>细胞壁>细胞器的分配特征,这为揭示蔬菜植物对碘的吸收机理和生物地球化学迁移提供了新认识,同时为建立通过植物碘强化的人体自然补碘新途径提供了科学依据和技术支撑.     

贡嘎山东坡植物和土壤有机质的δ13C差异

通过对贡嘎山东坡地表植被、凋落物、土壤有机质δ¹³C值的分析, 结果显示贡嘎山东坡地表植被、凋落物、0~5, 5~10和10~20 cm土壤有机质的δ¹³C值均随海拔的升高先减小后增大, 即从海拔1200~2100 m, δ¹³C值逐渐变小, 从2100~4500 m, δ¹³C值则逐渐变大. 植被、凋落物和土壤有机质δ¹³C值沿海拔高度的这种变化是与C3, C4植物的分布有关, C4植物仅仅生长于海拔高度低于2100 m的环境中, 而C3在所有海拔都存在. 植被、凋落物和土壤有机质三者间的δ¹³C有显著的正相关, 凋落物、0~5 cm层、5~10 cm层和10~20 cm土壤有机质δ¹³C较植被分别平均偏正0.56‰, 2.87‰, 3.04‰和3.49‰. 在综合考虑工业革命以来大气CO₂浓度和δ¹³C值变化对植物同位素的影响后, 我们认为1.57‰可能是利用古土壤有机质δ¹³C进行古生态重建时应该考虑的最小修正值.     

蔬菜植物碘强化: 一种人体自然补碘的新途径

提高植物性食品中碘的含量水平, 是人体自然补碘防治碘缺乏病(IDD)最有效的途径之一. 通过向土壤施加海藻有机碘肥进行蔬菜植物碘的强化, 培育了10种含碘蔬菜, 并采用卤素与银生成沉淀和结合显微观察的方法, 在确定细胞组织中碘存在位置的基础上, 深入研究了蔬菜植物对土壤外源碘的生物吸收与转移过程. 结果表明, 蔬菜对碘的吸收量随海藻有机碘肥施用量的增加而增加, 叶类蔬菜的碘吸收量明显大于果类蔬菜, 蔬菜中碘的含量呈现出根>叶>茎>果的分布特征, 碘在蔬菜各器官细胞中的相对含量显示出细胞质>细胞壁>细胞器的分配特征, 这为揭示蔬菜植物对碘的吸收机理和生物地球化学迁移提供了新认识, 同时为建立通过植物碘强化的人体自然补碘新途径提供了科学依据和技术支撑.     

耐旱植物厚叶旋蒴苣苔BDN1脱水素基因的克隆及表达特性分析

根据已知植物脱水素基因保守区域设计引物，采用ＲＴ－ＰＣＲ方法从耐旱植物厚叶旋蒴苣苔的总ｃＤＮＡ中扩增出一个５００ｂｐ的与植物脱水素基因同源的序列。结合５’ＲＡＣＥ获得了植物脱水素基因家族一个新成员ＢＤＮ１的全长ｃＤＮＡ（１１４８ｂｐ）。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交分析表明，ＢＤＮ１基因在厚叶旋蒴苣苔基因组中以单拷贝形式存在，Ｎｏｒｔｈｅｒｎ杂交结果表明，该基因的表达受干旱，寒冷及ＡＢＡ的诱导。推测该基因与     

植物叶片最大羧化速率对多因子响应的模拟

植物叶片最大羧化速率是表征植物光合能力的重要参数,建立植物叶片最大羧化速率的模拟模型将有助于准确预测植物的光合作用和陆地生态系统生产力.植物叶片最大羧化速率与环境因子之间存在诸多相关性,分析植物叶片最大羧化速率与环境因子的相关关系是建立植物叶片最大羧化速率模拟模型的有效途径.对来自104篇文献的植物叶片最大羧化速率数据及其对应的环境因子进行整理和分析发现,植物叶片最大羧化速率受温度、土壤含水量、CO2浓度以及土壤含氮量的显著影响.其中,温度、土壤含水量和CO2浓度均与植物叶片最大羧化速率呈单峰型曲线关系,土壤含氮量与植物叶片最大羧化速率呈显著的线性关系.据此,建立了温度、土壤含水量、CO2浓度以及土壤含氮量综合影响的植物叶片最大羧化速率模型.验证表明,该模型能较好地模拟不同环境条件下植物叶片的最大羧化速率,为陆地生态系统模型准确模拟植物光合作用提供了参数依据.     

实验生态房

一、概述在自然界中,动植物是相互依存的。在气态上:植物在日光的照射下会产生光合作用,吸收二氧化碳呼出氧气;动物呼吸则吸收氧气呼出二氧化碳。在食物上:植物吸收土壤中的无机盐和水,通过光合作用产生有机物,使植物得到有序的生长,其茎、根、果实供给动物食     

植物病原菌效应子

病原菌在侵染寄主植物过程中分泌多种效应子作为武器,在胞间或胞质干扰寄主的生物学过程,以促进病原菌的侵染和定殖.解析病原菌干扰植物免疫的功能和作用机制是认识病原菌与植物互作的关键,也可为开发和建立植物病害新型抗病策略提供理论基础.近年来,随着测序技术的发展、各种功能基因组学研究方法的建立和结构生物学的发展,我们对病原菌效应子的特征、数量、转运和功能有了较为深入的认识.对病原菌效应子功能的认识从抑制寄主免疫信号传导拓展到对植物代谢、微生物组等各种生物学过程的干扰.同时,病原菌效应子激活免疫的机制研究取得了突破性的进展,抗病小体的发现解答了植物NLR抗病蛋白识别效应子后如何激活和介导植物抗性这一科学难题.本文对近年来病原菌效应子的研究进行了系统的总结和评述,并对未来效应子的研究进行了展望.     

植物-微生物共生系统功能强化及其在降污固碳中的作用

植物不仅为细菌等土壤微生物提供了丰富的生态位,还通过光合作用等固碳途径和合成代谢过程最终转化为土壤有机质,成为微生物可利用的碳源.相反,土壤微生物可以作为去除污染物的生物催化剂,也能帮助植物吸收氮、磷等营养物质.因此,植物-微生物共生系统具有降污固碳双重作用.本文围绕植物-微生物共生系统降解污染物和固定二氧化碳的两大生态功能,系统梳理了共生系统三个要素之间的相互作用关系.从植物、微生物和二者共生关系三个角度归纳了共生系统的污染修复途径,总结了植物和微生物的固碳机制.同时也分析了土壤中重金属和有机污染物对植物固碳过程造成的不利影响.本文最后对未来植物和土壤微生物在降污和固碳方面的研究进行了展望,旨在促进土壤污染的研究与治理,改善土壤生态系统的固碳功能.