高寒草甸矮生嵩草种群根系周转率沿土壤水分梯度的变化

根系周转率可以衡量植物根系的更新能力,对土壤含水率变化的响应敏感。在藏东南东达山高寒草甸选择5个土壤水分梯度设置样地,第Ⅰ、Ⅱ土壤水分梯度为湿润生境(土壤含水率>25%),第Ⅲ~Ⅴ土壤水分梯度为干旱生境(土壤含水率<25%)。分别于2017年与2021年取样,分析矮生嵩草(Kobresia humilis)种群根系周转率在生境干旱化过程中的动态。结果表明:1)随土壤含水率的降低,种群盖度显著下降(P<0.05),地下芽库密度在各土壤水分梯度间差异显著(P<0.05),但与土壤含水率之间的相关性不显著(P>0.05);湿润生境中,两个年度根系生物量的季节动态变化一致,而干旱生境的季节动态变化无规律。2)两个年度根系净增长量、周转率均与土壤含水率极显著正相关(P<0.01),干旱生境中根系周转率年际差异显著(P<0.05)。3)根系主要由细根(直径≤1 mm)组成,在各土壤水分梯度的占比均大于80%,所占比例与土壤含水率显著正相关(P<0.05),细根周转率显著大于粗根(直径>1 mm)(P<0.05)。4)根系周转率与种群盖度显著正相关,根系周转率年际差异与盖度年际差异、地下芽库密度显著负相关(P<0.05)。生境干旱化过程中,矮生嵩草根系更新能力减弱,且根系生物量季节动态、周转率在年际间的差异增大,这种波动不利于种群的生长与更新,干旱胁迫使植物种群稳定性存在下降的风险。

青海省东南部黄河二级支流流域矮嵩草种群分布特征

以青海省东南部黄南州河南县黄河二级支流流域高寒草甸中的优势种矮嵩草为对象,研究其分布特征对小流域生境的响应。结果表明:流域内不同生境的土壤理化性质中土壤紧实度、湿度、全氮、全磷、速效氮、速效磷、有机质含量在一级阶地、二级阶地较高,其次为山顶、滩地,阳坡最低,而土壤温度、全钾和速效钾含量呈相反趋势,在阳坡、山顶、滩地较高,二级阶地、一级阶地较低。土壤pH在各生境间差异不显著。由于地形和土壤理化性质的异质性,矮嵩草除了在一级阶地无分布外,其他生境均有分布,且在阳坡地为优势种,在山顶、滩地为亚优势种。二级阶地的阶地湿地最少,仅呈零星分布。矮嵩草的盖度、重要值、生物量和生物量比重、生态位宽度均在阳坡、滩地最高,山顶次之,其特征值隶属函数值顺序为阳坡、山顶、滩地、二级阶地。矮嵩草植物特征值(盖度、地上生物量、生物量比重、重要值)与土壤湿度、全氮和有机质含量、紧实度呈极显著或显著负相关,与土壤温度、全钾和速效钾含量呈极显著正相关。综上,在青海省东南部黄河二级支流流域矮嵩草生态幅较广,且对较干旱的阳坡生境适应良好。

中国嵩草属新分类群

１粉绿嵩草新种图１ＫｏｂｒｅｓｉａｇｌａｕｃｉｆｏｌｉａＷａｎｇｅｔＴａｎｇ，ｉｎｈｅｒｂ．，ｓｐ．ｎｏｖ．（Ｓｅｃｔ．Ｅｌｙｎａ）．Ｆｉｇ．１ＡｆｉｎｉｓＫ．ｃｕｎｅａｔａｅＫüｋｅｎｔｈ．，ｑｕａｅｉｎｆｌｏｒｅｓｃｅｎｔｉｓａｄ９～１２ｍｍｃｒ...

海北高寒灌丛草甸(2003-2020年)与高寒矮生嵩草草甸(2002-2020年)生物量监测数据集

青藏高原是全球气候变化的热点区域和敏感区域,高寒灌丛和高寒矮生嵩草(Kobresia humilis)草甸是高寒草甸主要类型,对青藏高原乃至全球的高寒草甸生态系统的可持续发展有着重要的作用。生物量作为反映草地生态系统生产功能的直接指标,是研究其生态系统功能及其他因素之间关系的有效途径。高寒灌丛与高寒矮生嵩草草甸生物量的准确测定和评估是科学认知青藏高原高寒草甸生态功能的关键之一。位于青海省海北州的高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站(简称海北站),自2003年和2002年分别开展高寒金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛与高寒矮生嵩草生态系统生物量的科学监测,已分别连续积累了17年、18年的原始数据。为准确掌握青藏高原乃至全球高寒灌丛和高寒矮生嵩草草甸生态系统的碳汇潜力及准确预测其生态系统对气候变化的长期响应等相关研究,现公开发表海北通量监测站区2003–2020年高寒灌丛、2002–2020年高寒矮生嵩草草甸相关生物量数据。本数据集包含金露梅灌丛草甸、高寒矮生嵩草草甸地上生物量和地下生物量,可为高寒草甸生态系统生物量时空动态的科学认知、遥感反演、模型验证提供地面观测数据,有助于高寒草甸健康可持续发展。

西藏嵩草根系抗拉特性试验研究

为研究黄河源区曲流河岸优势植物种在单调荷载和循环荷载拉伸下的受力特性,以滨河优势植物种西藏嵩草(Kobresia tibetica)为研究对象,开展不同拉伸标距和不同拉伸速率的轴向单调荷载拉伸试验及不同循环次数条件下的疲劳拉伸试验。结果表明:西藏嵩草根系单根抗拉强度随着拉伸标距和拉伸速率的增大均呈减小的趋势,其减小幅度最大达到31.67%,在5 mm/min拉伸速率下能充分发挥西藏嵩草的抗拉作用。对西藏嵩草根系分别进行50次和100次循环荷载后,单根抗疲劳拉伸强度与根径呈指数函数负相关关系,较单调荷载其单根平均抗拉强度增大幅度为7.21%和17.13%;随着循环次数的增加,西藏嵩草根系拉伸应力—应变曲线滞回环间距越来越密集,最后滞回环几乎在同一个滞回环上不断重复直至断裂或达到循环次数。西藏嵩草根系具有较强的抗疲劳拉伸特性,对减缓河岸崩塌速率有一定作用。

物理、化学处理方法对矮生嵩草和线叶嵩草种子萌发的影响

采用物理和化学方法处理矮生嵩草和线叶嵩草种子,测定其发芽率。结果表明,NaOH处理对矮生嵩草种子发芽率提高显著(P<0.05),4%NaOH浸泡3h后种子发芽率最高,为86.7%;线叶嵩草经NaOH处理后,4%NaOH浸泡3h、5%NaOH浸泡3、4h后,发芽率均显著提高(P<0.05),5%NaOH浸泡3h后发芽率最高,为18.0%。不同浓度赤霉素(GA)处理对矮生嵩草和线叶嵩草种子的发芽率促进不显著(P>0.05)。低温(4℃)层积30d显著促进矮生嵩草种子萌发(P<0.05),低温层积60d、20℃温水浸泡(10,15和30h)、磨破种皮对2种种子发芽率均无显著促进作用。4%和5%NaOH溶液处理3～5h、低温层积、磨破种皮均提高了矮生嵩草种子发芽指数;4%和5%NaOH溶液处理3～5h提高了线叶嵩草种子发芽指数。

两种沼泽化嵩草草甸建群种的遗传结构

应用随机扩增多态DNA方法研究了青藏高原甘肃嵩草和西藏嵩草的遗传结构.结果表明:在居群水平上,两种嵩草都存在比较丰富的遗传多样性.多态位点百分率为63.27%,71.13%;Nei's基因多样度h为0.226 6,0.252 1;Shannon's信息指数I为0.3369,0.3772.AMOVA数据表明:甘肃嵩草和西藏嵩草的遗传变异主要分布在居群内,居群内遗传变异分别占总变异的85.71%和80.00%,居群间变异占总变异的14.29%和20%.遗传分化系数也显示了相似的结果(分别为0.143 8和0.1884).这一结果符合风媒异交的繁育系统.在两种嵩草中,其遗传分化和基因流均存在一定差异,西藏嵩草居群间的遗传分化高于甘肃嵩草的,而基因流小于甘肃嵩草的,此差异应与两种嵩草的花序特征和生长的地理环境有关.针对两种嵩草的遗传结构及其差异,对今后的保护利用提出了建议.

不同退化程度下矮嵩草和高山嵩草无性系的种子生产力与分株植物量

对不同退化程度下的矮嵩草和高山嵩草无性系繁殖特性与分株植物量进行了初步研究,结果表明,不同退化程度下两种嵩草有性繁殖能力较弱,种子生产能力低,其中中度退化草地上高山嵩草每有效穗最高只产生2粒种子,重度退化草地矮嵩草每有效穗最高只产生3 6粒种子。矮嵩草无性系分株生物量中根茎>叶>根,高山嵩草根茎>根>叶,地下生物量>地上生物量。

模拟增温效应对矮嵩草生长特征的影响

基于国际冻原计划(ITEX)模拟增温效应对植物影响的研究方法,将温棚按从小到大的顺序设为A、B、C、D、E 5个梯度水平,研究了矮嵩草(Kobresia humilis)植株的分蘖数、叶片数、高度、生物量以及重要值对温度升高的响应。结果表明:温度(地表温度和地温)随温棚的减小而升高,最高的A温棚内地表温度和地温分别比对照提高2.35℃和2.13℃;分蘖数在E温棚中增加最多,且分别与B、A温棚间差异分别达到显著水平和极显著水平,A^E温棚间分蘖数的变化与棚内温度呈负相关,且与地温呈显著相关;叶片数的变化趋势与分蘖数一致,A^E温棚间叶片数与温度呈极显著负相关;叶片高度随温度的增加而升高,A温棚极显著高于E温棚和对照,处理间叶片高度变化与温度呈极显著正相关;生物量、重要值与温度呈显著负相关。

矮嵩草光合作用与环境因素关系的比较研究

以青海高原不同海拔地区生长的矮嵩草（Ｋｏｂｒｅｓｉａｈｕｍｉｌｉｓ）为材料，研究高山植物光合作用随海拔梯度的变化特征及对生长环境和低温胁迫的反应。随海拔升高矮篙草叶绿素含量有降低的趋势，而叶绿素ａ／ｂ值和类胡萝卜素含量则随海拔升高而增高。生长地区海拔越高矮嵩草光合速率、光补偿点、光饱和点越高；而光合表现量子产额则随海拔升高而降低。光呼吸强度有随海拔升高而降低的趋势。矮嵩草光合作用特性受生长环境因素的影响。低温胁迫导致矮嵩草光合速率、表观量子产额降低，低温下的光照加剧了光合作用抑制的程度。

青藏高原不同海拔矮嵩草抗氧化系统的比较

对生长在青藏高原不同海拔自然生境下的多年生典型抗寒植物—矮嵩草 Kobresiahumilis 的抗氧化系统进行了比较研究.结果表明,矮嵩草的叶组织中,非酶抗氧化系统物质脯氨酸 Pro 和抗坏血酸 AsA ,随着海拔升高具有明显的增加趋势.在抗氧化酶系统中,过氧化物酶 POD 和过氧化氢酶 CAT 活性均随海拔的升高,而明显增强.但叶中的超氧化物歧化酶 SOD ,随着海拔的升高,其活性有下降趋势,三者变化趋势并不一致.高海拔矮嵩草的植株与低海拔的植株相比,叶细胞内的膜脂过氧化加剧,丙二醛 MDA 含量明显增加.细胞可溶性蛋白也随海拔升高显著增加.根中的抗氧化系统变化与叶中的有所不同.根中AsA含量随海拔而显著升高,且较叶中的增加明显,但Pro含量则有所减少.根中的CAT和POD活性变化与叶中的变化趋势基本一致,且随海拔高度的增加,根中的CAT活性较叶中的变化更为明显.而根中的SOD活性变化不如叶中明显,MDA含量随海拔增高,其变化趋势比叶中的小.可见,青藏高原典型抗寒植物矮嵩草体内的两类抗氧化系统,在不同海拔条件下可能存在互补协同的调节作用,这可能是矮嵩草适应或抵抗高原极端高寒低温和强UV-B辐射等环境胁迫的重要生理机制之一.

青藏高原不同海拔矮嵩草抗逆性的比较研究

主要对生长在海拔４０００ｍ（大坂山），３２００ｍ（海北站）和２２００ｍ（西宁）地区同种矮嵩草的生理生态适应特性进行了比较研究。结果表明：生长在３个不同海拔地区的矮嵩草其生长发育和干物质积累具有明显差异，随着海拔高度的增加，植株高度明显变低，叶面积、叶绿素含量和干物质积累减少；类胡萝卜素和类黄酮含量增加；光合速率、光饱和点和光补偿点提高；光呼吸强度减弱。在花果前期，海拔４０００ｍ处植株地上组织的蔗糖、果糖、葡萄糖和可溶性总糖含量分别比３２００ｍ处的高６５．４％，１１０．２％，１２１．６％和８４．６％；地下组织的分别高５．６％，１７．８％，８８．６％和４３．８％。在枯黄前期，两地地下组织的蔗糖、果糖、葡萄糖和可溶性总糖含量则高于地上组织的含量。同时，大坂山和海北站地区的植株叶过氧化物酶活性平均比西宁的分别高８８．２％和３８．８％。提示青藏高原地区高海拔矮嵩草其所以具有很强的抗逆能力，这与它结构功能的特异性，抗寒物质和过氧化物酶活性的明显增加密切相关。

青藏高原不同海拔矮嵩草蛋白质、脂肪和淀粉含量的变异

生长在青藏高原４个不同海拔地区的矮嵩草（Ｋｏｂｒｅｓｉａｈｕｍｉｌｉｓ），其蛋白质、脂肪和碳水化合物的含量有明显差异。其中海拔最高的大坂山（４，０００ｍ）植株中蛋白质含量平均比海拔依次较低的金羊岭（３，８００ｍ），海北站（３，２００ｍ）和西宁地区（２，２００ｍ）的分别高出９．９％，１７．３％和３９．４％；脂肪含量平均分别高出７．１％，７７．８％和１０６．０％；淀粉含量也平均分别高出２．４％，２１．６％和３２．７％。同时表明，海拔高度对上述若干生化成分含量的季节性动态变化均有明显的影响。从而显示，高海拔地区的植物所以具有较强的抗寒性和适应逆境胁迫的能力，是与体内蛋白质、脂肪和碳水化合物（淀粉）的大量积累增加密切相关。

青藏高原东部矮生嵩草遗传多样性的RAPD研究

基于随机扩增多态DNA(RAPD)方法分析了青藏高原东部矮生嵩草(Kobresiahumilis)8个居群的遗传多样性及分化程度。14条随机引物共扩增出194个位点数,其中多态性片段168个。研究表明,矮生嵩草无论是在物种水平(多态条带比率PPB(%)为86·60%,Nei’s基因多样性(h)为0·2622,Shannon’s信息指数(I)为0·3983),还是在居群水平(PPB=62·65%,h=0·2126,I=0·3185),都具有较高的遗传多样性,居群的遗传多样性大小与生境有相关性。而且,用SPSS分析得出,8个居群的遗传多样性大小与海拔没有明显相关性。用AMOVA数据表明矮生嵩草的遗传变异主要分布在居群内(83·04%),居群间变异较小(16·96%)。遗传分化指数Gst也显示了相似的结果(0·1891)。从矮生嵩草8个居群的遗传距离和聚类分析发现,以及用NTSYS对矮生嵩草8个居群的的遗传距离矩阵与地理距离矩阵间的关系进行Mantel检测,其结果表明各居群间的遗传距离与地理距离之间没有明显相关性(r=0·37779,p=0·9718>0·05)。

不同处理对北方嵩草种子萌发的影响

用3种不同质量浓度的化学试剂（NaOH、GA和CaCl2）分别处理北方嵩草Kobresia bellardii种子，将其置于5、10、15、20和25℃恒温条件下进行光照培养。结果表明，温度和3种化学试荆及化学试剂的不同质量浓度显著影响种子的萌发率、萌发指数及幼苗高度（P〈0．001）。且温度对种子的萌发影响更大。北方嵩草种子在10～25℃奈件下萌发，适当质量浓度的3种化学试剂对种子的萌发均有一定的促进作用。在低温下，较高质量浓度的化学试剂处理的种子其萌发率和萌发指数较高；而在较高温度下，较低质量浓度的化学试剂处理的种子其萌发率和萌发指数较高。在20和25℃，对照组及用3种化学试剂处理的种子其萌发率和萌发指数较高，幼苗生长较快。其中在25℃，用5g／L CaCI2处理种子其萌发率最高，可达84％；在20℃，用20g／LNaOH处理种子其萌发速率最快，萌发指数最高，为5．26。

青藏高原矮嵩草草甸种子库的初步研究

青藏高原矮嵩草草甸种子库的初步研究邓自发周兴民王启基（中国科学院西北高原生物研究所，西宁８１０００１）ＴｈｅＳｔｕｄｉｅｓｏｆＳｅｅｄＢａｎｋｏｆＫｏｂｒｅｓｉａｈｕｉｌｉｓＭｅａｄｏｗｉｎＱｉｎｇ＿ＺａｎｇＰｌａｔｅａｕ．ＤｅｎｇＺｉｆａ，Ｚｈｏｕ...

江河源头不同程度退化小嵩草高寒草甸草场的封育效果

通过对位于江河源头达日县的不同退化程度小嵩草Kobrecia parva高寒草甸3年的封育研究,结果表明:围栏封育对不同退化程度小嵩草高寒苹甸草场的总盖度及不同经济类群植物的益度、总地上生物量、不同经济类群植物的地上生物量及其组成、退化群落对未退化群落(原生植被)的相似性系数均有显著的影响。经过3年的封育后,草地植被总盖度、总地上生物量、禾本科和莎草科植物的盖度和地上生物量、群落的相似性系数均有不同程度的增加。轻度退化草地封育2-3午后,草地的优良牧草及可食杂类草不论是盖度还是地上生物量均高且占绝对优势,草地即可得到恢复;中度退化草地要靠封育恢复需要的时间可能会更长一些;重度和极度(黑土滩)退化草地,必须通过建植人工草地、结合补播、施肥、毒杂草防除等其它措施改良,以治本的工程措施为主。

矮生嵩草内生细菌溶磷、抑菌和产IAA能力的测定及鉴定

以东祁连山高寒草地矮生嵩草（Kobresia humilis）内生细菌263AG5为研究对象,采用平板对峙法和Salkowski比色法测定其抑菌和分泌植物生长素（IAA）的能力,并利用形态学和分子生物学方法对其进行鉴定.结果表明：263AG5对马铃薯坏疽病菌（Phomafoveata）和炭疽病菌（Colletotrichum coccodes）均有较好的抑制作用,且具有固氮和产IAA的能力,溶磷量为60.52mg·L-1.263AG5菌体杆状,大小为（0.71～1.78）×（0.27～0.48）μm,呈革兰氏阳性,结合16S rDNA基因序列相似性分析鉴定263AG5为莫海威芽孢杆菌（Bacillus mojavensis）,该菌具有开发为微生物农药的潜力.

嵩草属植物研究进展

嵩草属(KobresiaWilld.)植物是多年生草本植物,主要分布于中国青藏高原,多数是高寒草甸的建群种,具有草质柔软、营养丰富等特点,为各类家畜所喜食,是青藏高原主要的优良牧草和生态草种,其良好生长对维持青藏高原的生态平衡有重要作用.介绍了近年来对嵩草属植物的系统位置、地理分布、生长土壤、繁殖对策以及生理生态等的研究概况,对研究前景作了展望.

高寒矮嵩草草甸植物温度叶扩散导度、蒸腾作用与水势

高寒草甸是分布在高寒地区的一种独特的植被类型,由于长期处于较低的气温、低气压和强日辐射等自然环境条件下,植物经过长期的自然选择和适应,在生理生化及形态结构等方面具有明显的适应特征。自1986年至今,在2000—4000m不同海拔地区调查取样,对高寒植物生理生态及生化等方面进行了较为系统的研究,本文将对高寒矮嵩草草甸植物温度叶扩散导度、蒸腾作用与水势研究报道如下。