中国C_4植物的地理分布与生态学研究 Ⅰ.中国C_4植物及其与气候环境的关系

通过调查记录了中国５３３种４０变种和３亚种具有Ｃ４光合作用的植物和８种Ｃ３～Ｃ４中间植物。它们隶属于１６０属２４科，其中４６属９７种、８变种和１亚种隶属于双子叶植物，１１４属４３６种、３２变种和２亚种隶属于单子叶植物。Ｃ４植物主要属于禾本科（９６属３２４种、３２变种和２亚种），莎草科（１４属１０８种），藜科（１３属３７种、７变种和１亚种）和苋科（３属１６种１亚种）。根据中国的温度气候（寒温带，冷温带，中温带，暖温带，亚热带和边缘热带）和大气水分状况（极干旱，干旱，半干旱，半湿润，季节性干旱和湿润）将中国除了南海诸岛以外的地理区域划为７个区和１２个亚区，并总结出中国Ｃ４种的地理与气候分布区。Ｃ４植物种数（尤其是禾本科和莎草科）随着大气温度与水分增高而增加。然而，藜科的Ｃ４植物种数随着大气温度与水分增高而减少。调查结果表明中国Ｃ４植物具有广阔的地理分布特点，在寒温带也有一定数量的分布。

中国东北草原植物中的C_3和C_4光合作用途径

以光合作用关键羧化酶ＰＥＰＣ和ＲｕＢＰＣ活性比，并且参照叶片ＣＯ２补偿浓度，δ１３Ｃ值和叶片解剖结构特点来鉴定东北草原区２３３种植物的Ｃ３，或Ｃ４光合作用途径。这些植物隶属于１４４属３７科，其中１３７种为首次鉴定。８９种具有Ｃ４光合作用途径，隶属于５５属１７科；１４４种具有Ｃ３光合作用途径，隶属于９４属２８科。大多数Ｃ４种分布在禾本科（Ｐｏａｃｅａｅ）、莎草科（Ｃｙｐｅｒａｃｅａｅ）、苋科（Ａｍａｒａｎｔｈａｃｅａｅ）和藜科（Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉ－ａｃｅａｅ）。苋属（Ａｍａｒａｎｔｈｕｓ）、地肤属（Ｋｏｃｈｉａ）、狗尾草属（Ｓｅｔａｒｉａ）和虎尾草属（Ｃｈｌｏｒｉｓ）中的均为Ｃ４植物。Ｃ４植物的生境多为干草原和盐碱草地，而Ｃ３植物则主要分布于草甸草原和干草原。然而，Ｃ４植物对热。

东北碱化草地的主要盐分Na_2CO_3对羊草危害因素分析

通过生态模拟实验,分析了造成东北草地盐碱化盐分Na_2CO_3危害羊草的诸因素,旨在探讨Na_2CO_3对羊草危害作用的实质及其解决途径。分别对水培下的羊草苗施加10mmol/L Na_2CO_3,与其相应因素等强度的渗透、pH、Na^+等单因素,以及Na_2CO_3加磷酸中和等不同的胁迫处理。7天后,测定日相对生长率、脯氨酸积累量,细胞相对透性、叶绿素含量及Na^+、K^+含量等胁变指标。通过比较不同处理下羊草的受害程度,分析各因素在Na_2CO_3危害作用中的地位及其相互关系。结果表明,由Na_2CO_3所造成的高pH 是羊草的最大受害因素,其次才是钠离子效应,与前两者相比,渗透效应非常微弱,甚至可以忽略。用磷酸中和降低Na_2CO_3的高pH,可以明显抵消Na_2CO_3对羊草的危害作用。

松嫩平原草原5种耐盐牧草体内K^＋,Na^＋的分布与积累的研究

本文对松嫩平原盐碱化草地生长的５种耐盐收草羊草（Ａｎｅｕｒｏｌｅｐｉｄｉｕｍｃｈｉｎｅｎｓｅ）、星星草（Ｐｕｅｅｉｎｅｌｉａｔｅｎｕｉｆｌｏｒａ）、虎尾草（Ｃｈｌｏｒｉｓｖｉｒｇａｉａ）、獐茅（Ａｅｌｕｒｏｐｕｓｌｉｔｔｏｒａｌｉｓｖａｒ．ｓｆｎｅｎｓｉｓ）和碱蓬（Ｓｕａｅｄａｇｌａｕｃａ）体内Ｋ￣＋、Ｎａ￣＋的积累与分布动态进行研究。结果表明，植物体内含量Ｎａ￣＋μｍｏｌ／克干重，碱莲最高为５４１９－５６６８，其次是獐毛为２２５－３２６和星星草为１７７－２１６，虎尾草和羊草变化较大，分别为２０－６９９和１１－２１７。体内Ｎａ￣＋含量受土壤中Ｎａ￣＋水平的影响。Ｎａ￣＋／Ｋ￣＋以碱蓬最大为１０．４７－２５．７４。随着土壤盐含量（ｘ＿１）、ｐＨ（ｘ＿２）的增加，羊草和虎尾草体内Ｎａ￣＋μｍｏｌ／克于重（Ｙ）积累动态符合公式，碱蓬、星星草獐毛符合公式Ｙ＝ａ＋ｂ＿１ｘ＿１＋ｂ＿２ｘ＿２。植物体内Ｎａ￣＋的积累率依次为：虎尾草＞羊草＞星星草、獐毛和碱蓬。Ｋ￣＋主要分布在代谢旺盛的幼嫩组织中。茎叶是Ｎａ￣＋的主要积累部位。虎尾草各部位Ｎａ￣＋的积累率均呈显著增大，同时Ｋ￣＋均降低，碱蓬各部位Ｋ￣＋积累率均随Ｎａ￣＋积?

东北草原区的C_3、C_4牧草及其生态分布的初步研究

本文用RuBPCase活性/PEPCase活性的比值,鉴定东北草原区牧草资源中C_3、C_4植物。供测定45种中35种为首次鉴定。辅助观察禾草类Kranz结构。在此基础上,对其中11种C_3、C_4优势牧草的地理分布、物候谱及其相对优势度与土壤pH值和含盐量之间的关系进行了研究。结果表明,C_3植物30种,隶属于10科24属,C_4植物15种,隶属于5科9属。与C_3植物相比,在高温、强光照和降水量大的季节,C_4植物显示其更高的相对生长优势,在纬度较低和盐碱化区域,C_4植物具有相对分布优势。C.4草相对优势度与土壤pH值和含盐量的相关系数分别为0.826和0.760,而C_3植物均为负值。

羊草苗对盐碱胁迫的反应和适应性

利用具有不同浓度Na_2CO_3的培养液,模拟土壤盐碱化条件,观察和分析盐生牧草羊草(碱草)(Leymus chinensis)在这些条件下的生长、生理和代谢的变化。结果表明,随着培养液的Na_2CO_3浓度增加,羊草苗的生长受抑细胞相对透性增大;体内脯氨酸和柠檬酸积累,无机离子Na^+增多。羊草是以合成和积累有机溶质为主进行渗透调节。在盐碱胁迫下,羊草苗具有一定的调节适应能力,以胁变可逆和胁变修复方式去适应盐碱生境的变化。

盐碱化草地羊草生长的适应性与耐盐渗透调节

测定生长在东北盐碱化草地、盐碱化程度不同的土壤上羊草(Aneurolepidium chinense(Trin.)Kitag.)的生长量,体内K^+、Na^+、脯氨酸、柠檬酸的含量及其在各器官的积累量。结果表明,羊草具有很强的适应盐碱生境的能力,在总盐量0.088%—1.63%(pH 8.3—9.8)的土壤上均能正常生长。随着土壤含盐量或Na^+不断增高,以体内积累的Na^+、脯氨酸和柠檬酸进行渗透调节。在土壤中Na^+低于20μmol/g时,羊草快速吸Na^+和排K^+。在土壤Na^+=80 μmol/g时,Na^+吸收缓慢,K^+维持在一个稳定水平,脯氨酸和柠檬酸含量明显增加。在Na^+大于80μmol/g时,Na^+和K^+的含量均变低,而有机溶质仍不断积累。K^+主要分布在代谢旺盛的幼叶中。进入体内的Na^+主要积累在根和老叶中,而脯氨酸和柠檬酸的积累主要发生在幼叶、成叶和茎中。分蘖芽具有很强的吸收与积累K^+、Na^+和脯氨酸的能力。

野大麦苗期抗盐碱性的研究

模拟盐碱胁迫,观察和分析野大麦(Hordeum brevisublatum)苗在不同盐碱强度培养液条件下的生长、生理和代谢的变化。结果表明,500ppm Na_2 CO_3(pH 8.67)的培养液处理2天,植物体内的脯氨酸量、鲜重发生显著变化,处理7天细胞膜透性开始发生显著变化,柠檬酸在250ppm Na_2 CO_3(pH7.71)培养液条件下就发生显著变化,而叶绿素含量在1000ppmNa_2 CO_3(pH9.55)条件下才发生比较明显的变化。对盐碱胁迫的敏感性顺序为:柠檬酸量、脯氨酸、鲜重>细胞透性>叶绿素含量。研究结果还表明,野大麦在盐碱条件下具有一定的自适调节能力,表现在一定的盐碱强度范围内随着时间的延长,生长、生理和代谢的变化有趋于缓和或恢复的趋势,渐进胁迫比直接胁迫变化小。

土壤盐碱化程度及非毛管孔隙度对羊草群落生物量及优势度的影响

通过对不同盐碱化土壤上的羊草群落进行调查及定位连续观测,分析了它和土壤盐碱化程度及非毛管孔隙度之间的相互关系,探讨了盐碱生境下羊草群落生物量的形成规律以及土壤盐碱化程度对其影响。结果证明,盐碱生境对羊草群落在一个生长季内的生物量形成过程无本质影响,群落的生物量随返青后天数增加而呈S型曲线上升,二者间的数学关系可用修改的Logistic方程描述.土壤盐碱化程度可影响该方程的各参数,随土壤盐碱化程度加剧,生物量最大增长值Y_m和本底生物量C明显变小,到达S型曲线拐点的天数减少。羊草群落生态优势度随土壤盐度增大呈倒S型曲线下降,随土壤非毛管孔隙度增大而呈正S型曲线上升。三者之间的回归分析结果表明,土壤盐度和非毛管孔隙度都是影响优势度的不可忽略的重要因素,但前者的重要性大于后者。用方程可获得最佳拟合结果及3个生态因子相互关系的总体模型。

中国东北草原地区牧草资源中的C_3和C_4植物

笔者以前人工作为基础,对照已发表的 C_3、C_4植物一览表及近年国内外陆续发表的资料,综合整理出东北草原地区已知的 C_3、C_4植物名录。初步了解了东北草原地区具有 C_3或 C_4光合途径的植物种类及其分布.

羊草苗期对盐碱耐胁迫性的研究

用生态模拟法,分别在羊草一、二、三、及四叶期,用含不同浓度的 Na_2CO_3的 Knop 培养液进行浇灌,造成盐碱胁迫的生态条件.通过观察测定不同叶龄期羊草苗在不同程度盐碱胁迫下的胁变反应,分析了羊草苗期耐盐碱的能力及特点.结果表明,羊草苗期对盐碱胁迫具有一定的耐受能力,在一定胁强内,所产生的胁变是可逆的,其耐盐碱能力主要来自它的自身适应调节作用和耐受胁变的生理弹性.其中以三叶期耐逆性最弱,四叶期最强,地上部强而地下部弱.用 1ppm IAA+1 ppm 6-BA 进行根外喷施,增强了羊草苗的生长和耐胁迫能力.从而给羊草苗期的生产管理和提高幼苗成活率提供了科学依据.

粉尘法防治保护地蔬菜病害

粉尘法防治保护地蔬菜病害殷立娟郎科杨波孙秀芳近年来采用的烟剂法虽然克服了常规喷雾的某些弊病，减轻了劳动强度，改进了施药方法，但防效仍受到一定限制。因此，保护地蔬菜生产上迫切需要能改变过去的传统施药方法。所以，粉尘法施药新技术就达到上述要求。１试验药剂...

东北草原地区11种牧草光合酶活性比较及光合类型鉴别

近十多年来,许多学者对植物光合作用固定二氧化碳的C_4(四碳二羧酸途径)及C_3(卡尔文循环)途径的生物化学本质、生理学意义,形态结构特点以及地理分布,生态适应和遗传进化诸多方面进行了工作。Waller和Lewis对北美洲草原植物行C_3途径的C_3植物与行C_4途径的C_4植物进行了统计,林植芳对我国广东地区的C_3、C_4植物也作了初步调查,一致认为C_4植物具有高光合效率和较强抗逆性的特点。

东北草原区C_3、C_4植物的生态分布及其适应盐碱环境的生理特性

用５种实验方法对东北草原区２３３种植物光合类型进行鉴定，并对其相对分布 随纬度变化关系及其与土壤含盐量和ＰＨ值的关系进行分析．在此基础上对几种典型Ｃ３、 Ｃ４牧草适应于盐碱环境的生理特点进行深入研究结果表明，在所鉴定的２３３种植物中， Ｃ３植物有 １４４种，隶属于 ２８科 ９４属，Ｃ４植物有 ８９种；隶属于 １７科 ５５属，在高纬度地区 Ｃ３植物表现出更高的生长优势，在纬度较低和盐碱化区域，Ｃ４植物分布具相对优势．尤其 在盐碱化程度较重的地区，Ｃ４植物成为明显的优势种，分布上的差别决定于它们对环境 适应机制上的差异Ｃ３植物对盐碱环境适应机制主要通过积累脯氨酸等有机溶质进行渗 透调节，而Ｃ４植物主要通过液泡中离子区域化积累作用进行调节，并且与Ｃ３植物相比对 盐碱环境具更强的适应能力．

松嫩平原盐碱化草地羊草的生长适应性及耐盐生理特性的研究

本文对不同程度盐碱生境下羊草的生物量及生理指标做了系统的分析研究。得出以下结论：羊草的生态分布幅度很宽，具有较强的适应盐碱生境的能力，在土壤的电导率为０．０７４─１．７４ｍＳ／ｃｍ，ｐＨ为８．４─１０．３土壤上均能正常生长。它对盐碱生境的适应性表现为大量吸收土壤中的无机离子和通过体内积累脯氨酸进行渗透调节。在土壤的电导率低于０．７ｍＳ／ｃｍ时，主要靠吸收无机离子进行调节，在土壤的电导率为０．７─１．２ｍＳ／ｃｍ时，靠脯氨酸积累和吸收无机离子共同进行调节。当土壤的电导率高于１．２ｍＳ／ｃｍ时，脯氨酸积累成为渗透调节主要因素。

NaCl胁迫下羊草幼苗的生理反应及外源ABA的缓解效应

对ＮａＣｌ胁迫下羊草（Ａｎｅｕｒｏｌｅｐｉｄｉｕｍｃｈｉｎｅｎｓｅ）的生长、生理和代谢变化的研究表明，在Ｎａ＋胁迫下，羊草幼苗生长受抑，叶片细胞膜相对透性增大，体内脯氨酸累积增加，无机Ｎａ＋含量增多．叶绿素含量减少．外源ＡＢＡ处理可促进羊草对Ｋ＋吸收，抑制Ｎａ＋吸收，减轻Ｎａ＋毒害，增强膜稳定性、光合能力和渗透调节能力，并提高羊草生长代谢活性和叶绿素含量．

中性盐和碱性盐对羊草幼苗胁迫的研究

用含不同浓度的中性盐（Ｎａｃｌ）和碱性盐（Ｎａ２ＣＯ３＋Ｎａｃｌ）的营养液，模拟土壤盐碱化条件，观察和分析耐盐牧草羊草（Ａｎｅｕｒｏｌｅｐｉｄｉｕｍｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）的生长、生理和代谢变化，并对有关生理指标建立了数学模型。结果表明，羊草对中性盐、碱性盐适应方式以耐胁变性为主，盐胁迫首先作用于细胞膜，羊草幼苗以吸收无机离子进行渗透调节。当盐胁迫增加到一定程度时，脯氨酸的积累起到重要的渗透调节作用。中性盐和碱性盐胁迫对羊草幼苗生理效应不同：羊草幼苗对低浓度中性盐胁迫反应比较敏感，相比之下对低浓度的碱性盐胁迫反应较为迟钝；但在高浓度下，两种盐对羊草幼苗都产生了相当程度的危害，其中受碱性盐的危害更为严重，因为碱性盐胁迫下除了Ｎａ＋作用外又增加了高ｐＨ的作用。

电磁感应电导仪(EM38)测定土壤含盐量的研究

利用EM38型电磁感应电导仪(EM38)在野外原位测定土壤电磁感应电导率(EM),是一种快速简便测定土壤含盐量的新方法。将EM38水平放置在地表以上不同高度,仪器EM读数随高度的变化与不同深度土层的盐分含量分布有关。室内用电导法测定不同深度土层土壤水浸液(水:土=5:1)的电导率(EC)。两种电导率(EM和EC)之间的相关分析表明,地面不同高度EM与不同深度土层EC具有显著相关性。根据EM建立了EC的回归方程,代入相应的EM值即可求出不同深度土层的EC和含盐量。

盐(NaCl)与碱(Na_2CO_3)对星星草胁迫作用的差异

对生长在蛭石中8周龄的星星草(Puccinellia tenuiflora(Criseb.)Scribn.et Merr.)用 12.5—800mmol/L 的中性盐 NaCl或碱性盐 Na_2CO_3进行胁迫处理,测定植物日相对生长率等胁变指标。结果表明星星草的抗盐性高于抗碱性,可耐受的最高浓度分别为:中性盐NaCl 600 mmol/L、碱性盐 Na_2CO_3 200mmol/L_o NaCl胁迫下,随胁强增高,脯氨酸明显积累,柠檬酸含量则逐渐下降;Na_2CO_3胁迫下,脯氨酸仅稍有积累而柠檬酸含量却急剧升高。两种胁迫下都表现出:随胁强增大,Na^+含量明显上升,K^+含量下降。但是,NaCl胁迫对K^+含量影响不大,而Na_2CO_3胁迫则导致根及茎叶中的K^+含量明显下降。诸胁变指标中唯有叶片电解质外渗率对两种胁迫来说变化特点相似。

Na_2CO_3胁迫下羊草苗的胁变反应及其数学分析

将羊草(Leymus chinensis L.)苗培养在含有1.25—30 mmol/Na_2CO_3的营养液中,胁迫处理6天,然后测定其相对生长抑制率等9项胁变指标。结果表明:在Na_2CO_3胁迫作用下羊草苗生长受到明显抑制,植物休内Na^+含量急剧上升,而K^+含量逐渐下降,脯氨酸、柠檬酸大量积累,电解质外渗率上升,叶绿素含量下降,两种光合羧化酶的活力均降低,但由于1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(RuBPCase)活力下降的幅度明显大于磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase),所以,导致两酶活力比(PEPCase/RuBPCase)明显变大。对实验数据进行数学分析的结果显示:所测定的9项胁变指标与胁强(Na_2CO_3摩尔浓度的自然对数)间均具有可用关系式:Y=Ym/[1+Ke^(-(ax^2+bx))]+C(Y为胁变值;Ym为最大胁变值;X为胁强,即No_2CO-3摩尔浓度的自然对数;K、a、b、c均为参数)或其变换式来表示的S型或倒S型曲线关系。