文冠果有性生殖特征的观察研究

该研究以文冠果花发育不同时期采集的花药和胚珠为材料,采用光学及电子显微技术对花的性系统特征、胚珠发育及自交败育等有性生殖特征进行观察分析,以揭示文冠果开花多、结果少的内在机理。结果显示:(1)文冠果植物产生大量雄花和很少的两性花,表现隐形雌雄同株的性系统类型。(2)文冠果花拥有5个独特的金黄色角状附属物;成熟花粉粒球形,3孔沟,沟在花粉极面不相连,花粉表面有疣状纹饰;花主要以风媒传粉。(3)柱头3裂,开花时柱头表面布满丝状乳突细胞,属于干燥型。(4)卵球形弯生胚珠内有一弯曲的长胚囊,胚囊被厚珠心包围。胚珠受精后,珠孔与合点之间的珠柄侧外珠被的局部细胞平周和垂周分裂产生一个径向突起,伸向胚囊,与胚囊纵轴略成直角;受精后水和可溶性物质不断进入膨大的胚囊;幼胚的两子叶从胚囊珠孔端的管状部位进入合点端大的腔室中。(5)在胚发育早期,两片子叶是对称的,但在授粉35d后,具有较大半径的一子叶比另一子叶的体积大;授粉后23d以前,胚囊内的液态内容物含有游离核胚乳和少量细胞化胚乳,这个时期的胚珠可以鲜食。(6)自交传粉后,胚珠与幼果在合子形成后的不同时期败育。研究表明,文冠果与无患子科的其它植物有很多相似的有性生殖特征,但文冠果也具有一些异常特征,如花存在附属物及每子房室中有较多的胚珠等

黑河下游胡杨群落多样性沿河岸距离的变化特征

胡杨(PopuluseuphraticaOliv.)是荒漠河岸林的主要建群种之一,对维持荒漠河岸生态系统稳定和抑制荒漠化有着重要意义。为科学认识极端干旱荒漠河岸地带胡杨群落结构、多样性特征沿河岸距离的变化规律,选择黑河下游荒漠河岸地带自然分布的胡杨林作为观测样地,沿垂直河岸方向上设置9个采样点,分析沿河梯度上胡杨群落物种组成、结构、植物区系与多样性特征。结果表明:在沿河梯度上,共有物种7科9属9种,物种多样性低,胡杨在群落中占绝对优势(重要值为0.61—0.90),是群落优势建群种。植物区系贫乏,单种科和单种属占比高,具有明显温带属性,且与古地中海成分地理联系密切。随着沿河岸距离的增加,植物群落结构由乔-灌-草向乔-草类型过渡,植物群落盖度呈先上升后下降的显著变化趋势,在距河650 m处达到最大,为74.33%,灌木层盖度总体上低于乔木层和草本层。胡杨群落多样性指数偏低,Patrick指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数和Pielou指数最大值分别为7、0.66、1.31、0.81。α多样性指数随沿河岸距离的增加呈先上升后下降变化趋势,在距河650—800 m之间达到峰值,其中Pielou指数变化不显著。Cody指数在距河650—800 m和800—950m之间出现较大值,而S?rensen指数较小,表明该区域β多样性最大,胡杨群落样地间异质性程度高。在黑河下游荒漠河地带,土壤水盐变化限制和调控着草本植物的生长和分布,对胡杨林群落多样性产生重要的影响。研究结果有助于认识该地区沿河胡杨群落结构特征及其多样性格局,也将为荒漠河岸胡杨林植物资源的管理和恢复提供科学参考

黑河下游绿洲—过渡带—戈壁荒漠群落优势种叶片性状和生态化学计量特征

植物性状是植物与环境共同作用的结果,研究不同生境条件下植物叶片性状和生态化学计量特征,有助于揭示植物对环境变化的响应及生态适应策略.以黑河下游河岸绿洲、绿洲—戈壁过渡带和戈壁荒漠群落优势种为研究对象,分析荒漠优势种在生长旺季叶片干物质含量、比叶面积以及碳(C)、氮(N)和磷(P)的生态化学计量特征.结果显示:不同生境条件下叶片干物质含量和比叶面积均值分别为0.30±0.01和31.19±1.75 cm2/g;叶片C、N、P、C:N、C:P和N:P均值分别为316.51±20.04 mg/g、16.63±1.00 mg/g、1.10±0.18 mg/g、19.77±1.31、434.64±45.88和22.07±2.06;与区域、全国以及全球尺度相比,黑河下游荒漠优势种总体表现出较低的叶片C含量和比叶面积,较高的C:P和N:P.在不同生境条件下,叶片性状和化学计量特征存在显著差异性,河岸绿洲和绿洲—戈壁过渡带荒漠优势种叶片N:P大于16,表明河岸绿洲和过渡带荒漠优势种可能倾向于受P元素控制,具有保守性特点;而戈壁荒漠优势种叶片N:P小于14,表明戈壁荒漠优势种可能倾向于受N元素控制,具有较强的适应能力.上述研究表明,在生长旺季,N和P元素是黑河下游荒漠植物生长的限制性营养元素,与戈壁荒漠地区相比,河岸绿洲和过渡带可能受到P限制作用更为强烈,结果可为荒漠绿洲和戈壁荒漠植被恢复和管理提供科学依据.(图1表3参44

黑河下游荒漠河岸地带土壤水盐和养分的空间分布特征

探讨干旱区内陆河流域荒漠河岸地带土壤水盐和养分的变化特征,对荒漠河岸生态系统的保育和恢复具有重要指导意义。以黑河下游垂直于河道的乌兰图格嘎渣监测断面为研究对象,通过野外采样调查,分析距河道4 500 m范围内荒漠河岸地带土壤水盐和养分在沿河梯度上的空间分布特征。结果表明:在0-50 cm土层,土壤含水量、土壤容重、土壤pH、土壤电导率、土壤总碳、土壤总氮、土壤速效磷和土壤速效钾在沿河梯度上表现出显著的差异性。随着沿河距离增加,土壤含水量大体表现为下降的变化趋势,在300 m和2 950 m处达到峰值,均值分别为26.57%和8.72%;而土壤容重呈相反的变化趋势,在4 500m处最高,均值为1.73g·cm~(-3)。土壤pH值随着沿河距离的增加呈凹型变化趋势,较大值出现在距河岸300-800 m和4 000-4 500 m处,均值分别为9.21-9.24和8.7-9.18,而土壤电导率则大体呈凸型变化趋势,较大值出现在距河岸2 200-3 200 m,均值为5.69~(-1)4.92 ms·cm~(-1),盐分表聚现象严重。随着沿河距离增加,土壤总碳、土壤总氮、土壤速效磷和土壤速效钾含量基本都表现出显著下降的变化趋势,在4 000-4 500 m处值最小,均值分别为5.71、0.11、2.81和73.76mg·kg~(-1),土壤养分(0-10cm)波动最为明显,由表层向下呈逐渐降低趋势。在沿河梯度上,生态输水对近河岸地带土壤的演变机制和恢复趋势有明显的促进作用,随沿河距离增加影响力渐小。在荒漠河岸生态系统恢复中,可在垂直河岸梯度上延长生态输水距离,促进地下水水位回升,有利于改善土壤结构和理化属性

黑河典型荒漠植被区土壤水盐和养分沿降水梯度的变化特征

为探索极端干旱地区典型荒漠植被区土壤水盐和养分对降水梯度的反应,以黑河流域中下游典型荒漠植被区为研究对象,沿35-209 mm年降水梯度,测定7个样地的土壤水盐和养分含量.结果表明:沿降水梯度变化,土壤含水量、容重、p H、电导率、总碳、总氮、速效磷和速效钾差异性显著(

荒漠河岸多枝柽柳灌丛碳氮磷化学计量特征及其影响因素

为了解群落水平下荒漠河岸多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)灌丛的碳氮磷化学计量特征及其影响因素,在黑河下游荒漠河岸3 800 m范围内,沿垂直河道方向上设置9个采样点,采用相关性分析、冗余分析(RDA)和偏冗余分析(pRDA)方法对多枝柽柳群落的碳氮磷化学计量格局及其与环境因子的关系进行研究.结果表明:黑河下游荒漠河岸多枝柽柳群落TC、TN、TP含量平均值分别为380.27、30.42和1.54 mg/g,C:N、C:P和N:P平均值分别为12.98、257.09和20.04.与全球和区域尺度物种水平研究相比,黑河下游荒漠河岸多枝柽柳灌丛群落具有较低的TC含量、较高的TN含量和N:P以及相对稳定的TP含量.多枝柽柳灌丛群落碳氮磷化学计量特征变异系数相对较小,内稳性较强相对较高的N:P(14.55～27.20)表明群落水平下多枝柽柳灌丛更倾向于受磷元素的限制.在沿河梯度上,多枝柽柳群落TC含量和TN含量均随沿河距离的增加呈显著下降的变化趋势,而C:N随沿河距离的增加呈波动上升的变化趋势;TP含量呈先降后升的变化趋势,而C:P和N:P大致呈先上升后下降的变化趋势.多枝柽柳灌丛群落的碳氮磷化学计量特征与土壤理化属性存在一定相关性,土壤含水量、土壤容重和土壤pH是影响多枝柽柳群落碳氮磷化学计量特征变化的关键因子,三者共同解释了总变异的57.7%,其中土壤含水量解释了总变异的32.8%.研究显示土壤水盐与多枝柽柳灌丛的碳氮磷化学计量特征关系密切,土壤含水量在解释多枝柽柳灌丛碳氮磷化学计量特征变化方面比土壤pH更为重要