污染环境中单种群生存分析

本文研究了污染环境中种群的动力学模型,基于已有结果,考虑了内禀增长率为非线性函数的情形.利用微分方程定性理论中的比较定理,对于种群的持续生存与绝灭给出了判别条件.

松嫩平原碱化草甸两个群落土壤种子库动态

对松嫩平原碱化草甸中星星草+羊草群落和星星草群落土壤种子库组成的季节动态进行了研究。结果表明:在4—9月,2个群落的土壤种子库均以多年生草本植物为主,星星草+羊草群落共出现12种,而星星草群落为10种,并均以星星草占最大比例,分别为66·8%～92·9%和75·3%～97·7%。种子库相似性系数在6月最大。星星草+羊草群落种子库密度在7月份最大,为(26560·0±7256·9)粒·m-2,星星草群落在8月最大,为(25590·0±6443·7)粒·m-2;而2个群落的物种多样性指数和均匀度指数则分别在7月和8月最小。

异质生境野生大豆构件特征及其变化规律

对吉林省龙井野生大豆自然保护区围栏内的保护地和围栏外撂荒地的野生大豆进行分构件考察取样,并对其形态特征及生物量进行统计分析,结果表明:保护地和撂荒地的野生大豆各构件形态指标及生物量均有极显著差异,保护地野生大豆样本最多有一级分枝,撂荒地最多有二级分枝;撂荒地野生大豆的主茎长、一级分枝长、总茎长、一级分枝数、主茎叶数、一级分枝叶数和总叶数分别是保护地的1.4、4.6、2.6、2.8、1.4、4.0和2.5倍。保护地的野生大豆样本根生物量、总茎生物量、总叶生物量、总生物量分别是撂荒地的75%、25.7%、23.0%、25.9%。可见,适度的干扰有利于野生大豆的生长分化及生物量的积累。经回归分析,29个样本的总生物量随着株高、分枝数、总茎长度、总叶数的增加而增加,其变化规律符合y=a+bx直线回归关系,且均达到显著水平;29个样本的主茎、分枝茎、总茎、主茎叶、分枝叶和总叶生物量随植株总生物量的增加而增加,其变化规律符合y=a+bx直线回归关系,且达到极显著水平。

中国野生大豆遗传多样性研究

遗传多样性研究是保护生物学研究的重要内容之一,对种质资源的保存利用和研究有重要的理论价值及实践意义。野生大豆是栽培大豆的野生近缘种,在长期自然环境选择下形成了较为丰富的变异类型,是大豆的珍贵基因库,具有高蛋白含量、较强的抗逆性和较高的繁殖系数等优良特点,为栽培大豆的遗传育种和种质改良提供了重要的基因资源。从20世纪80年代初开始,中国科研工作者在对全国野生大豆(Glycine soja Sieb.et Zucc.)搜集考察基础上,分别从农艺性状、酶水平、基因水平和细胞质水平揭示了野生大豆的遗传多样性。近30年野生大豆遗传多样性的研究成果表明,野生大豆遗传多样性研究为野生大豆的种质保护与保存奠定了理论基础,同时,也为野生大豆作为栽培大豆的遗传资源提供了有效利用的理论依据。

松嫩平原碱化草甸恢复演替系列的群落种子流分析

对松嫩平原碱化草甸恢复演替系列4个群落优势种种子源库、土壤种子库及幼苗库进行了比较,建立了种子流模型.结果表明:演替初期虎尾草群落优势种种子源库密度最大,为(446182±180455)粒.m-2,分别是演替中期星星草群落的7.2倍、演替后期星星草+羊草群落的11.4倍、演替顶极羊草群落的164.8倍.土壤种子库和幼苗库密度均以虎尾草群落最大,分别为(63650±14541)粒.m-2和(39160±15192)株.m-2,羊草群落最小,分别为(14310±7686)粒.m-2和(790±745)株.m-2,大体呈随着恢复演替进程而递减的趋势.全体演替系列群落输出的实生苗均以虎尾草为主,占79.8%～100%.在种子流中,优势种的种子源库向土壤种子库输入率在10%～35%之间,输出率差异则较大,虎尾草群落高达62.3%,但星星草群落和羊草群落均没有优势种的幼苗输出.

松嫩平原不同扰动生境土壤种子库的比较

调查了松嫩平原玉米地群落、休闲荒地杂草群落、人工草地群落和盐碱化草地群落的土壤种子库的组成及其空间结构,并对其物种的多样性、库存量与人为因素的相关性进行了分析。发现人为因素较小的盐碱化单优种群落的物种多样性指数都普遍较小,而在人为因素较多的样地中,物种多样性指数大体上与人为干扰呈正相关。对于库存量的分析,为了消除其他因素对库存量的影响,进行了同生境的不同层间的比较,发现休闲荒地杂草群落、沙打旺群落、和苜蓿群落库存量都是逐层减小。因此,一定范围内的人为干扰对增加种子库存量以及物种多样性是有利的。

基于MSAP技术的中国野生大豆群体遗传多样性分析

为探究中国不同纬度的野生大豆天然种群的遗传多样性及其遗传结构,本研究利用MSAP技术分析研究27°~46°N的7个野生大豆种群的DNA甲基化多态性。结果表明:(1)223份材料、8对MSAP引物共扩增到1 617个位点,对所有位点的甲基化模式分析表明,Ⅳ型甲基化模式(位点缺失或者全甲基化)占比最多,为53.55%,Ⅱ型(半甲基化)和Ⅲ型(内侧甲基化)甲基化模式占比较少,分别为11.75%和13.25%。(2)基于非甲基化位点的Shannon指数在巴彦种群最低(I=0.279 6),在安化种群最高(I=0.313 0),遗传多样性呈现随纬度降低而逐渐升高的渐变趋势;而基于甲基化敏感位点的Shannon指数在巴彦种群最低(I=0.585 1),在桐柏种群中最高(I=0.603 0),其表观遗传多样性随纬度渐变呈现不规则波动。(3)基于非甲基化位点和甲基化敏感位点的遗传结构分析显示,在遗传上,同属于一个种群的材料能够聚类到一组,不同种群间出现了明显的遗传分化,而在表观遗传上,除了巴彦、衡山、安化的材料能各自聚类到一组以外,其余4个种群的材料交织在一起。(4)基于甲基化敏感位点的表观遗传距离和基于非甲基化位点的遗传距离相关性分析显示,二者在6个种群相关性显著,说明表观变异在多数情况下依赖于遗传变异,但也会在某些情况表现出一定的独立性。

外来种豚草入侵的过程与机制

生物入侵是指生物由原生存地经自然的或人为的途径侵入到另一个新环境,对入侵地的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程。外来物种的入侵不仅会威胁到当地生物生存,还有可能导致海洋和淡水生态系统的退化。豚草(Ambrosia artemisiifolia)原产美国西南部和墨西哥北部的索诺兰沙漠地区,是一种严重危害农业、生态和人体健康的外来恶性杂草,研究豚草的入侵过程及入侵机制有重要的意义。综述了国内外有关豚草入侵机制的研究进展,分析了豚草入侵阶段,定居阶段和稳定阶段的特点,并从豚草自身的强大的繁殖特性、种子的休眠特性、遗传性质、种子的传播特性、化感作用、竞争机制及入侵环境的可能性等方面综述分析成功定居在新环境中的豚草成为入侵种的机制,同时预测了豚草成功入侵可能还存在的其它机制,即豚草的适应性进化、协同入侵以及豚草的传粉特性。这几种机制的进一步的研究,将使我们能够洞悉豚草在新入侵地的生态环境下的扩散机制,预测其潜在的入侵区域,发现其适应过程中的薄弱环节,并在此基础上为进一步研究豚草的防治做准备。因此,认识豚草成功成为入侵种的原因对深入研究豚草入侵机制,对预测豚草入侵,采取适当的措施降低豚草物种所造成的危害具有重要的指导意义。

植物生殖分配影响因素的研究进展

由于植物生殖分配受到诸多因素的影响,结合近几年植物种群生殖分配的研究结果,从外界干扰、逆境胁迫、植物的生物学特性等三大方面来分析植物生殖分配的影响因素,总结了在不同影响因素下植物种群生殖分配的变化规律,并提出了今后需要重点研究的内容,以促进植物生殖分配领域的进一步发展。

铅和镉复合胁迫对玉米吸收铅特性及产量影响

盆栽条件下,以富友1号玉米品种为试验材料研究铅、镉复合胁迫下,玉米对铅的吸收特性及产量影响。结果表明,复合污染条件下,铅在玉米体内分布的一般规律是根>下叶>茎>上叶>子粒,且植株根铅含量低于铅单因子污染。但在同浓度铅处理条件下,随土壤中投放镉浓度由0～40mg/kg的增加,植株根铅含量呈升高趋势。从玉米的生育进程来看,玉米在3个生育时期内的铅含量分配特点是成熟期>拔节期>开花期。

植物竞争及在杂草科学中的应用

竞争是塑造植物体形态和生活史的动力因素之一。植物竞争即植物之间任何直接或间接的负相互作用,只要植物共享某种资源就存在大小程度不一的竞争。从竞争的概念与种类、竞争的理论系统及在杂草科学中的应用三个方面描述竞争的本质特征。通过杂草与作物竞争的特征,对杂草进行适时防治,为更有效防治恶性杂草奠定理论基础。竞争的理论在生产中具有指导意义。

辽宁省野生大豆种质资源的SSR遗传多样性分析

以30份2007年辽宁省的野生大豆种质资源为材料，利用40对SSR引物进行遗传多样性分析。结果表明：18对SSR引物扩增出129个等位变异，平均每个位点等位变异7．22个，Shannon—Weaver指数变化范围为1．1753～2．1234，平均为1．7285。中部平原半湿润区内的种质数、平均等位变异数和遗传多样性指数最高，其次为东部山地湿润区，西部丘陵半干旱区内分布种质数最少，其平均等位变异数和遗传多样性指数均最低。中部平原半湿润区和东部山地湿润区之间的遗传相似性最高（0．6496），遗传距离最近（0．4314），而西北部平原低丘半湿润区和西部丘陵半干旱区之间的遗传相似性最低（0．4326），遗传距离最远（0．8379）。聚类结果看到SSR分子标记的结果与品种的地理来源没有明显的相关性。

三裂叶豚草入侵对植物生物多样性的影响

【目的】了解三裂叶豚草的生长群落,分析三裂叶豚草入侵对生物多样性的影响。【方法】于2008-05-28-06-28,利用样方法,调查沈阳东陵公园附近公园(5个样点)、农田(3个样点)、高速公路附近(4个样点)、桑园(4个样点)和路边(4个样点)5个生境中,三裂叶豚草分布样点杂草的种类和分布情况。【结果】所调查生境分布样点中,共有杂草28科71种,其中以菊科、藜科、蓼科居多。从发生频率>10%的34种杂草在前2个主成分上的负荷量可以看出,影响三裂叶豚草的主成分因素是人为干扰程度和土壤水分条件,可知三裂叶豚草是喜干扰且适宜生活在土壤水分含量较大的生境内,据此将分布样点分为3个聚类群。随着人为干扰程度的增强,三裂叶豚草的重要值升高,同时样方中物种的丰富度随三裂叶豚草重要值的增大而下降,说明在不同生境中,三裂叶豚草的大量滋生降低了生物多样性。【结论】三裂叶豚草对入侵地生物多样性具有破坏作用,故在防除三裂叶豚草时,首先应严把植物检疫关,同时应加强生态安全宣传和生态学教育,以建立生态安全的人类生存环境。

菊芋对三裂叶豚草叶片光合特性的竞争机理

采用取代试验设计,研究了不同密度比条件下,菊芋对三裂叶豚草光合特性的竞争机理。结果表明:竞争条件下,菊芋具有光竞争优势,对豚草造成弱光胁迫,使豚草叶片叶绿素的含量下降,光合速率降低,蒸腾作用和水分利用效率受到抑制,气孔导度减小,但胞间CO2浓度无明显差异,非气孔限制是竞争条件下豚草光合速率下降的主要因素。可见,菊芋竞争对三裂叶豚草的光合作用具有一定抑制作用,且抑制作用随着混种种群中菊芋密度的增加有增强的趋势。

野生大豆种皮形态结构和萌发特性的研究

通过种皮的透水性,种皮结构的电镜扫描和酸蚀种子萌发,对野生大豆种皮构造与种子休眠关系进行研究。结果表明:野生大豆种子属于典型硬实,栅栏层是引起种皮不透水的主要原因,种脐是水分进入种子的主要通道,酸蚀20～30min能有效打破种皮的不透水性障碍。

中国东北野生大豆SSR遗传多样性及亲缘关系分析

利用60对SSR引物对东北52份野生大豆资源进行遗传多样性分析。结果表明:①其中40对SSR引物扩增出408个等位变异,平均每个位点等位变异10.2个,Shannon-Weaver指数变化范围为1.2203～2.6392,平均为2.0560,东北野生大豆具有较丰富的遗传变异;②41～43°N×124～126°E区的野生大豆资源分布广、遗传多样性丰富,推测处于该经纬区间的辽河平原为东北野生大豆的初生遗传多样性中心;39～41°N×120～122°E区的野生大豆遗传多样性指数较高,但搜集的资源仅有4份,推测处于该经纬区间的辽东丘陵区可能为东北野生大豆的次生多样性中心。证明东北野生大豆形成了不均衡的2个多样性中心;③基于SSR数据,把52份野生大豆材料共聚为6大类,聚类结果与野生大豆材料地理分布具有一定的相关性。

不同生境三裂叶豚草生长及生态位特征

于2008年6月选取5个不同的三裂叶豚草生长生境,测定每个样方出现的所有杂草的种类及数目并对不同生境下三裂叶豚草的生态位特征进行研究,再将样方内所有三裂叶豚草带回实验室进行指标测定。结果表明,不同生境下的三裂叶豚草存在一定程度的形态差异;干扰程度越强,三裂叶豚草的平均株高越高,三裂叶豚草的生长越好。光照和水肥条件以及三裂叶豚草的入侵程度对其本身的生长同样有重要影响。在同一生境下,与生长环境中其他杂草相比,三裂叶豚草生态位宽度最大,说明它对环境资源的利用能力强,更倾向于本研究区域的泛化种,它这种通过扩大生态位宽度来维持足够的种群竞争力方式可能是三裂叶豚草对资源水平适应进化的表现。

不同菊芋种植比例对三裂叶豚草地上部分生长量的控制效果

采用取代系列试验设计,研究三裂叶豚草和菊芋的密度比为1.00:0.00,0.75:0.25,0.5:0.5,0.25:0.75,0.00:1.00条件下,菊芋对三裂叶豚草地上部分生长量的控制效果,结合相对产量,分析菊芋替代三裂叶豚草的地上部分竞争效应。结果表明:混种条件下,三裂叶豚草株高和地上部分生物量显著低于对照,三裂叶豚草的叶面积在其和菊芋的密度比为0.5:0.5和0.25:0.75时也显著低于单种处理,即菊芋有效地控制了三裂叶豚草地上部分生长量的增加。菊芋的光竞争优势可能是其有效控制三裂叶豚草地上部分生长量的主要原因,菊芋对三裂叶豚草存在竞争抑制作用,而菊芋种内竞争影响大于种间竞争。

不同种植方式春玉米田杂草的生态经济阈值研究

在不同种植方式下,通过对玉米田杂草不同密度对玉米产量构成因素的影响,及防治中生态经济阈值模型的初步研究,建立了杂草密度和玉米产量损失率之间的函数关系。研究结果表明,清种玉米田中杂草治理的生态经济阈值为7.41～8.00株/m2,间种苜蓿田中杂草治理的生态经济阈值为8.43～9.47株/m2。当田间杂草密度低于其生态经济阈值时,不需要防除。

不同供氮水平下野慈菇生物量分配及形态可塑性的研究

通过对盆栽,并以不同氮素水平处理的稻田杂草野慈菇(Sagittatia trifolia L.)的取样测定,研究野慈菇在不同生育期各构件的生物量分配特点以及形态特征。结果表明:不同处理下,野慈菇的叶柄长和叶片长具有较大的可塑性,而处理间的变异度较小;从开花前期到结实期,野慈菇各器官生物量及总生物量呈增加趋势,根茎生物量分配比例上升,叶生物量分配比例下降,生殖器官分配比例上升;在盛花期,生物量分配格局表现为:叶>根茎>生殖附属器官(花葶)>花,随着供氮量的增加,根茎生物量分配呈增大趋势,叶生物量分配呈减小趋势;在结实期分配格局则为:根茎>叶>果>生殖附属器官(花葶),优先将生物量分配给营养贮藏器官——根茎,随着供氮量的增加,根茎生物量分配呈下降趋势,叶生物量分配呈上升趋势。同时,在低供氮量下(CK和N1),氮素成为限制因素,野慈菇以营养生长和无性繁殖为主;在高供氮量下(N2和N3),野慈菇则以生殖生长和有性繁殖为主。供氮量影响野慈菇营养繁殖器官和有性繁殖器官生物量分配策略,使其生长和繁殖策略都出现权衡。