三种药用甘草种子位置效应对幼苗建植特性的影响

通过对甘草属3种植物,光果甘草、胀果甘草、乌拉尔甘草植株不同部位种子的萌发特性、幼苗生长特性、叶绿素含量、叶绿素荧光参数的测定和比较,探讨了3种药用甘草植株不同部位种子的萌发策略、幼苗的生长适应性,为更清楚地认识甘草属植物种子萌发与幼苗建植策略提供科学依据。结果表明,1)光果甘草植株中、上部,胀果甘草和乌拉尔甘草植株中、下部种子具有较高的出苗率,是种子繁殖的主要保障,但存活率无差异。2)具有较高出苗率的种子萌发形成的幼苗具有较大的生物量、较长的根长,且根冠比也相对较高,其分配到地下部分生物量多于地上部分,发达的根系可增强幼苗的抗逆性和对环境的适应性;而地上部分叶片的叶绿素相对含量、可变荧光(Fv)、最大荧光产量(Fm)、PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在的光化学活性(Fv/F0)和光反应阶段电子传递的速率也相对较高,荧光动力学曲线也反映出其具有较强的荧光强度、电子捕获和光能利用率,进而增强了幼苗建植能力。3)具有较低出苗率的种子萌发形成的幼苗具有较高的株高,较多的叶片数,可以通过优先占领空间和光源来维持生长。综上所述,3种药用甘草不同位置的种子具有不同种子萌发和幼苗生长策略,这对野生甘草自然种群的幼苗建植和种群更新有着重要的生态学意义。

青藏高原东缘10种百合科物种幼苗建植过程

选择青藏高原东缘常见的10个百合科(Liliaceae)物种为研究对象,分析了不同光照强度下(全光照的4%、35%、67%、100%)幼苗的出苗率、存活率、建植率及其与种子大小的关系。结果显示:(1)光照强度对百合科植物出苗率与建植率的影响存在物种特异性,但对其幼苗的存活率均无显著影响;(2)在全光照条件下,小种子的死亡率相对较高;在非全光照条件(L4,L35和L67)下,大种子的建植率相对较高。种子大小与幼苗建植过程间的关系取决于光照强度。该结果对青藏高原东缘的百合科物种的引种和保护有一定的指导意义。

生物土壤结皮对种子萌发和幼苗建植的影响研究进展

生物土壤结皮(BSC)在陆地生态系统中具有重要的生态地位,尤其是旱地生态系统中,BSC占据了种子植物之间的广阔地面。因此,BSC的发展必然影响种子植物更新过程与植被空间格局;但其作用方式、影响程度等因相关研究涉及多气候要素、土壤类型、BSC组成物种和种子植物物种的差异及其不同组合,导致目前的研究结论存在广泛争议。研究综合论述了BSC改变地表微形态对种子传播过程的影响;BSC改变土壤特性(物理、化学、生物学)对种子萌发和幼苗存活与建植等关键环节的影响;并结合种子形态特征及种子萌发、幼苗建植的性状等,综合分析了BSC对种子传播、种子萌发与幼苗建植等更新过程的潜在影响机理;探讨了目前研究矛盾性结论产生的原因。总体来说,深入研究并全面揭示BSC对种子植物更新过程的影响,应加强学科交叉,将分子生物学、植物生理学、生物化学等微观研究,与遥感、野外生态因子过程监测、控制实验等宏观、中观研究结合,从机理到过程方面动态研究BSC对种子植物更新过程的影响,并引入水文模型、气候模型、种群动态模型等模型预测方法,研究气候变化、各类干扰频发的情景下,BSC对种子传播、萌发及幼苗建植过程的潜在影响,以期促进对BSC与种子植物间相互关系的研究,加深对干旱脆弱生态系统植被发展规律的认识。

五角枫种子萌发特性及幼苗建植研究

【目的】确定五角枫种子休眠类型,探索有效解除其休眠的方法,筛选种子的最适萌发温度并评价其抗旱能力,同时探究在不同水分条件下幼苗建植过程,以期为其有性扩繁体系提供理论指导。【方法】以五角枫种子为试验材料,研究种子的生物学特性、休眠萌发特性及幼苗生长特性,用不同清水浸种时间、不同浓度GA;溶液和不同层积天数进行打破休眠处理,设置不同的温度条件及水势条件,以发芽率和发芽指数作为评价指标,采用盆栽称重控水法分析不同田间持水量下幼苗存活和形态特征。【结果】五角枫种子的吸水率随浸种时间增加呈上升趋势,表明种皮透水性良好,不存在吸水障碍;分别采用清水浸种24 h、48 h和100 mg·L^(-1)、300 mg·L^(-1)的GA;溶液浸种均不能解除种子休眠;采用4℃层积40 d处理五角枫种子能促进生理后熟,具有效解除其休眠的作用;破除休眠后的五角枫种子萌发范围广泛,最适萌发温度为恒温20℃;五角枫种子在各水势条件下可正常萌发,对干旱胁迫有一定的忍耐力;五角枫幼苗的生长随着干旱胁迫程度的升高,均受到相应程度的抑制,其幼苗建植最适宜水分条件为达到田间持水量的80%。【结论】本研究提出的以五角枫种子萌发和幼苗培育为主题的有性扩繁技术体系,为进一步扩大其种苗规模化生产奠定了基础。

林下灌木对乔木幼苗建植过程影响研究

幼苗建植过程是植物生活史中最脆弱阶段,决定了整个生态系统的演替方向。林下灌木能够改变乔木幼苗的微生境,进而影响其建植过程,但是其中的作用机理尚不明晰。本研究以亚热带常绿阔叶林为研究对象,选择3种不同演替阶段的优势乔木幼苗,将其移栽到3种典型灌木物种的冠层下生长,监测灌木影响乔木幼苗建植过程的正负效应,并量化对比这种效应在不同的灌木-乔木幼苗组合间是否存在显著差异。实验结果表明,不同演替阶段的优势乔木幼苗成活率存在显著差异,先锋物种马尾松在当前栖息地所在的生境中已不能完成幼苗建植过程,过渡物种藜蒴和优势物种荷木均能顺利建植;林下层物种省藤能够显著降低3种乔木幼苗的成活率,九节和瓜馥木对幼苗的建植过程没有显著影响;灌木能够改变幼苗的微生境,但尚未达到显著水平。省藤对乔木幼苗的负效应主要由地下途径介导,可能是化感作用途径。研究结果证实不同灌木对不同演替阶段的乔木幼苗效应不一致,地下途径的效应可能要大于地上途径。

半干旱矿区采动地裂缝发育对幼苗库及其建植因子影响

半干旱矿区煤炭井工开采引起的地表塌陷,造成水土流失强度增加以及植被生境损害等一系列生态干扰,其中采动地裂缝发育对坡面幼苗库特征及建植的影响仍有待深入研究。本文首先探明了榆神府矿区距采动地裂缝不同距离(0~1 m、1~2 m和2~5 m)幼苗库密度、组成和多样性特征,再结合土壤因子、地上植被群落及枯落物特征揭示裂缝发育造成影响幼苗建植的环境因子在空间上的差异性,最后采用物种相似性模型探究了裂缝发育区幼苗库对地上植被自然更新的影响。结果表明:①在未有裂缝发育的对照区,幼苗库组成以多年生草本为主(占比57%),裂缝发育后距地裂缝0~1 m和1~2 m范围,多年生草本比例分别下降至30%和35%,但一年生草本占比较对照区分别增加了28%和25%;与对照区相比0~1 m和1~2 m幼苗密度分别显著增加了92%和68%,幼苗库Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数分别增加了42%和24%、62%和40%、33%和18%,但Pielou均匀度相较于对照区分别降低了55%和38%;而距裂缝2~5 m范围,幼苗库生活型组成、密度和多样性与对照区已无显著性差异,因此裂缝发育对幼苗库特征影响范围在2 m范围之内。②地表裂缝发育后,距地裂缝0~1 m和1~2 m范围影响裂缝幼苗建植的相同因子包括土壤含水量、土壤有机质含量和枯落物厚度,但0~1 m范围除上述影响因子外还包括枯落物盖度、土壤结皮盖度与厚度、地上植被盖度与生物量等因子;随着距裂缝距离增加,距裂缝2~5 m范围限制幼苗建植的关键因子减少且与对照区相似,主要包括土壤含水量、地上植被盖度和枯落物盖度。③距地裂缝0~1 m和1~2 m以一年生为主的幼苗库物种组成与以多年生为主的地上植被物种相似性较低仅为0.42和0.48,加之一年生植物对植物群落演替促进能力较弱,因此可以得出受裂缝干扰较大的0~2 m范围幼苗库对植被群落恢复贡献有限,故该范围生态恢复中应在自然恢复的基础上,适当考虑人工植被建设以促进矿区塌陷地植被恢复进程,提高该区植被群落多样性和稳定性。随水平距离的增大,距裂缝2~5 m范围和对照区幼苗库与地上植被物种组成相似性接近,分别为0.67和0.68,表明裂缝发育后2~5 m范围植物群落恢复潜力并未受到影响,通过自然更新即可保证该区植被恢复。

不同覆盖物对无芒隐子草建植的影响

覆盖物处理对无芒隐子草建植的影响因土壤干旱条件不同而异,在非干旱条件下(隔5 d灌溉),各处理对建植率的影响差异不显著。但在干旱条件下(隔15 d灌溉),沙覆盖的建植率(40.7%)显著高于其他处理;地膜覆盖(23.6%)与对照(22.2%)无显著差异,但显著高于稻草覆盖(15.9%)。2种灌溉条件下,沙覆盖处理的株高、叶片数、分蘖数、叶面积和地上生物量等都显著高于其他处理和对照。

花生种子大小、形状对幼苗生长发育的影响

在室内盆栽条件下,研究了不同花生品种饱满种子的大小、形状对出苗速率、幼苗建植的影响。结果表明,种子重量与出苗速率间呈极显著负相关关系,大粒花生种子出苗速率缓慢,种子重量、长度、长/宽比值与子叶鲜干重、地下部鲜干重间均呈显著或极显著的相关关系,形成的幼苗根系发达,而花生种子的厚度对幼苗建植无明显的影响。花生种子大小形状对3叶期前幼苗的生长发育影响不显著,但明显影响6叶期株高和茎高,且种子愈大、长度和宽度愈大,3叶期前幼苗的生长发育愈慢,植株矮小;但至6叶期,种子重量、长度愈大其幼苗株高和茎高愈大,幼苗发育较快、生长越健壮。

扰动与种子添加方式对亚高山草甸植物种子出苗的影响

[目的]揭示局域物种多样性的形成与位点状况之间的关系,即物种多样性如何特异性地依赖于位点条件以及现实多样性和物种组成如何影响新的建植。[方法]利用野外田间试验,在不同扰动、不同种子添加方式处理下对12种亚高山草甸植物出苗建植情况进行观察研究。[结果]不同程度的扰动使处于不同演替阶段的植被形成不同大小、数量和类型的空白位点,创建特定微生境条件,满足了不同物种繁殖体萌发及其幼苗建植的需求,即扰动处理会影响绝大多数物种的种子出苗及幼苗的建植。在演替后期的自然植被区,出苗的10个物种中有7个在中度扰动下出苗及建植成功率最高;而在演替早期的撂荒地有4个物种在无扰动条件下,4个在中度扰动条件下出苗及建植成功率最高。[结论]大多数物种在重度扰动即空白位点最多的处理下没有最高的出苗及建植成功率,种子添加方式也对大多数物种的出苗有显著影响。

影响青藏高原高寒草地植物向高海拔或高纬度迁移的关键因素研究进展

为应对快速的气候变暖,青藏高原高寒草地植物正加速向高海拔或高纬度地区迁移。然而,对物种迁移过程和机制研究的缺乏,严重地制约了我们对气候变暖条件下高寒植物响应与适应的全面认识。本文从种子扩散、种子萌发和幼苗定植以及成熟植株竞争等生活史不同阶段,系统综述了制约植物向高海拔或高纬度地迁移的相关研究,分析了影响高寒草地植物物种迁移的关键过程及影响因素。多数研究认为,高寒草地植物低的种子扩散能力有可能是限制高寒植物向高海拔迁移的主要因素,其次为种子萌发幼苗建植阶段,成熟植株的竞争阶段有可能影响较小。现有研究主要以模型模拟研究为主,今后应加强长期原位定位观测和野外模拟试验,明确影响高寒草地物种迁移的过程及其机制,为模型模拟研究、生物多样性和生态系统功能维持提供理论依据。

辽东栎不同大小种子幼苗子叶丢失的密度依赖性及幼苗生长响应

子叶是栎属植物种子萌发和幼苗建植期间的基本营养来源。本研究调查了六盘山区华北落叶松林中移栽的不同密度(0.25、0.75、1.50、2.25和4.00株·m-2)辽东栎大、小种子幼苗在动物取食压力下的子叶丢失动态及其对幼苗存活与生长的影响。结果表明:大、小种子幼苗子叶最终留存率和幼苗存活率均表现出低密度下较高、高密度下较低的变化趋势,即同种负密度依赖性,其中大种子幼苗的存活率在不同密度下均高于小种子幼苗。不论子叶丢失与否,大种子幼苗基径、主根长、叶片数、单株叶面积和总干重均显著大于小种子幼苗;子叶丢失小种子幼苗单株叶面积和总干重均显著小于子叶完整幼苗。大种子幼苗根冠比和比叶面积均大于小种子幼苗,但前者比根长和比枝长均小于后者;子叶丢失幼苗根冠比略有降低,但比叶面积、比根长和比枝长均不同程度增大。综上,辽东栎不同大小种子幼苗子叶留存率和幼苗存活率均表现出负密度依赖性;大种子幼苗具有比小种子幼苗更高的存活率和更强的生长优势,子叶丢失严重影响幼苗存活与生长;幼苗可通过形态学可塑性调节来适应不同大小种子的营养贮藏差异和补偿子叶丢失的负面效应。本研究结果可为六盘山区退化辽东栎次生林的实生更新和直播造林实践提供科学依据。

非生物因子对东方香蒲种群有性更新的影响

消落带的淹水时机、持续时间与频次对其生态条件、湿地植物更新与生物多样性等有着极大的影响。为解析三峡库区消落带东方香蒲(Typha orientalis)有性更新过程中的多种非生物因子的调节作用,本文基于三峡库区水文的时空变化特点,研究了淹水、温度、光和萌发基质等多种非生物因子对东方香蒲种子萌发和幼苗存活的影响。结果表明:东方香蒲种子是需光性的,且对萌发温度和基质有明显的偏好性;在湖水中,随着入水深度的增加,种子萌发率降低;当入水深度达2 m时,种子萌发率下降至4.5%;模拟淹水试验中,东方香蒲幼苗在全淹56 d后仅有21%的存活率,当淹水时间超过60 d后则存活率为零,而在非淹水和半淹水条件下幼苗却生长良好;据此认为,严重的淹水胁迫是东方香蒲种子难以萌发及幼苗死亡的直接原因;当光、温度和萌发基质等都适宜时,种子才能顺利萌发。综合而言,东方香蒲种群的有性更新受阻是三峡库区消落带水位变化主导下的多种非生物因子共同驱动的。