准噶尔荒漠蔷薇猪毛菜的种子异型性与萌发特性

【目的】研究准噶尔荒漠蔷薇猪毛菜的种子异型性与萌发特性,为种子异型性在荒漠条件下的生态适应机制及进化提供理论依据。【方法】蔷薇猪毛菜(Salsola rosacea)为研究对象,依据种子的形状、大小、颜色和着生方式对种子分类并研究不同类型种子的萌发特性,根据植株干重对植株进行等级划分后计算其繁殖分配与种子输出。【结果】蔷薇猪毛菜可产生3种类型种子,A型为绿色具翅种子且萌发率高,B、C型为黄色短翅/无翅种子且存在休眠;A、B型繁殖体繁殖分配比例随植株等级增加而增加,表现出对植株个体大小的依赖,C型则不表现依赖;A型种子输出比例随植株等级的增加而减少,B型种子随等级增加而增加,对植株个体大小表现依赖性,C型种子输出无明显波动。【结论】蔷薇猪毛菜能够产生3种具有不同散布方式和萌发行为的种子,其繁殖分配与种子输出对植株大小产生依赖。

紫花地丁花形态的季节转化对繁育系统及结实的影响

紫花地丁是一种观赏性状优良的园林草本种质资源。本研究以紫花地丁为研究对象,观测并分析不同花形态对花期物候、花部特征和繁育系统的影响。结果表明:1)紫花地丁具有两种不同形态的花,春季花为开放花,有彩色花冠且花瓣5枚,花萼5枚;花期在4月中到下旬,花期较短,表现为集中开花模式。生于夏秋季的花无花瓣,花萼包裹雌雄蕊,为闭锁花;花期在5月初到9月初,表现为持续开花模式。2)开放花每单花平均有花粉粒7053个,P/O值为173.32~204.49。闭锁花每单花平均花粉粒179.2个,P/O值为4.46~5.95。结合杂交指数表明开放花的繁育系统为异交,部分亲和,需传粉者,而闭锁花为严格的闭花受精。3)开放花花柱具膝曲结构,下方2枚雄蕊背基部有明显的蜜腺体并伸入花瓣形成的距。蜂类传粉者通过碰撞花柱挤压柱头,推动雄蕊距状下臂做杠杆运动进行传粉,从而促进药隔附属物裂开。闭锁花属于严格的闭花受精,不需要传粉媒介。4)闭锁花的单株结实率及结籽率显著高于开放花。

紫花地丁花结构变化对种子萌发特性的影响

紫花地丁(Viola philippica)具有独特的繁育系统,早春可形成开花受精的开放花(chasmogamous flower,简称CH花),夏秋季可形成闭花受精的闭锁花(cleistogamous flower,简称CL花)。在对紫花地丁花形态变化观测的基础上,比较CH种子和CL种子的形态和萌发特性。结果表明:1)CH种子的长度、宽度和千粒重显著大于CL种子(P<0.05);2)两种类型种子在室温下均吸水48 h之后开始萌发;随着温度的降低,初始萌发时间延长。在温周期10℃/20℃时,CL种子发芽率达到50%所需要的时间比CH种子短。3)两种类型种子的最适萌发温度均在20℃/30℃,发芽率在95%以上;在温周期10℃/20℃时,CL种子的发芽率及活力指数显著大于CH种子(P<0.05)。4)在低浓度(0.05~0.10 mol·L^–1)NaCl溶液中,CH种子的发芽率低于对照组(蒸馏水),而CL种子的发芽率高于对照组。复水后两种类型种子的恢复发芽率较低。5)在低浓度(0.05 mol·L^–1)NaCl溶液中,CL种子的活力指数显著高于CH种子(P<0.05)。紫花地丁繁育系统通过季节性转换,产生具有差异的CH种子和CL种子,在维持种群繁衍更新上具有重要意义。

紫花地丁果实不同发育时期种子形态与萌发行为初探

紫花地丁(Viola philippica)具有开放花(CH)和闭锁花(CL)形成的两种类型果实,且具有“持续结果”和“持续散布种子”的特性,在同一时间均能观察到不同成熟度的果实。在对紫花地丁果实与种子形态观测的基础上,比较两种类型果实发育进程以及不同发育阶段种子的形态和萌发特性。结果表明,1) CH果实发育进程时间(24~29 d)长于CL果实发育进程时间(16 d)。2) CH和CL果实的阶段发育特征和开裂散布特性相同,根据果实和果柄的夹角及果实的形态特征将果实(种子)按照成熟度分为8个等级。随发育时间的延长,CH和CL果实和种子的长宽呈上升趋势且在各时期CH果实和种子的长宽都大于CL果实和种子,种子在不同发育阶段千粒重和含水量呈相反趋势变化,即千粒重上升,含水量下降。3)当果实与果柄夹角大于90°后(Ⅳ期后) CH和CL种子的千粒重和含水量基本稳定(1.00~1.15 g,5%~13%);在不同发育阶段两种种子的萌发特性存在差异。在成熟度较低情况下(Ⅳ期以前),两种种子的萌发率、萌发指数和活力指数都显著增高(P <0.05),Ⅳ期后各时期种子萌发指标达最高值后有下降趋势但差异均不显著(P>0.05),且此后种子的萌发率超过了80%,活力指数也一直保持较高水平(400.00~550.00)。综上,果实与果柄夹角大于90°可作为果实采收的标准,表现为CH和CL种子饱满,含水量较低,萌发率高且种子活力强。

模拟降雨对新疆天山北坡山地草地碳水通量的影响

为探究降雨对山地草地生态系统碳水通量的影响,以新疆天山北坡山地草地为研究对象,通过模拟0(对照)、5、18和38mm 4个降雨梯度,利用CO_(2)/H_(2)O非色散红外气体分析仪(LI-840A,LI-COR,USA)对模拟降雨后的净生态系统碳交换(Net ecosystem exchange,NEE)、生态系统呼吸(Ecosystem respiration,ER)和蒸散量(Evapotranspiration,ET)进行观测,研究不同降雨量及环境因子对山地草地碳水通量的影响,结果表明,NEE和ER在18mm降雨量处理下均显著高于对照(P<0.05);NEE在38mm降雨量处理下显著高于对照(P<0.05);5mm降雨量处理下NEE、ER和ET与对照均无显著差异。相关分析结果表明,碳水通量在昼夜均与大气温度、大气湿度和土壤温度存在极显著相关性(P<0.01);在昼间时段,土壤湿度对碳水通量有显著的影响(P<0.05);土壤湿度在夜间时段与碳水通量无显著的相关关系,温度是影响山地草地生态系统碳水通量的主要环境因子。以上结果加深了不同降雨量对山地草地生态系统影响的认识,为气候变化预测研究提供了数据支撑。

干旱砾漠区防护绿地植物群落配置模式研究

以乌鲁木齐南部冲积扇砾漠区防护绿地的27个植物群落配置模式为研究对象,结合层次分析法与模糊综合评价,对不同植物群落配置模式的生态效果进行综合评价并排序。结果表明:樟子松-白滨藜-粉苞菊+伊犁绢蒿、白榆-中亚沙棘-粉苞菊+准噶尔铁线莲、裂叶榆-中亚沙棘-粉苞菊+顶羽菊、沙枣-白滨藜-粉苞菊的配置模式生态效果表现良好;基于植物群落生态效果相似性和景观功能需求,对优化配置模式进行多样化扩展分析,提出了三维绿量大、盖度高、适应性强的乔灌木和自然草本组成的植物群落优化配置模式,为干旱砾漠区防护绿地建设提供理论依据和技术支撑。