海三棱藨草及其近缘种的DNA条形码研究

海三棱藨草[×Bolboschoenoplectus mariqueter(Tang&F.T.Wang)Tatanov]的分类学地位至今尚无定论。为明确海三棱藨草的分类学地位并探讨其与近缘种的关系,该研究分别利用1个核基因(ITS)和5个叶绿体基因(mat K、ndh F、rbc L、trn L和trn L-trn F)的DNA条形码序列对海三棱藨草及其近缘种的4种21批样品进行扩增和测序,通过采用相似性搜索算法对单一序列和序列组合的物种鉴定效率进行评价,并基于贝叶斯推断方法构建系统发育树进行鉴定分析。结果表明:(1)ITS+mat K序列组合的物种鉴定效率最高,为71.4%,可实现海三棱藨草及其近缘种的种间区分、鉴定。(2)基于ITS+mat K序列组合构建海三棱藨草及其近缘种的系统发育树,发现同一物种的样品聚集度较好,海三棱藨草与三棱草属[Bolboschoenus(Asch.)Palla]的物种聚为一支,明显与水葱属[Schoenoplectus(Rchb.)Palla]物种分开,并且海三棱藨草与海滨三棱草[Bolboschoenus maritimus(Linnaeus)Palla]形成单系。综上所述,ITS+mat K序列组合可作为海三棱藨草及其近缘种物种鉴定的最佳条形码序列,研究结果不支持海三棱藨草为天然杂交种的观点,而应将其归入三棱草属中,海三棱藨草应为海滨三棱草的异名。该研究结果为海三棱藨草及其近缘种的分类学研究提供了分子依据。

水利生态修复项目关于海三棱藨草球茎苗的种植方法技术研究

该文主要探讨水利生态修复项目中,海三棱藨草球茎苗的种植方法技术,该方法能有效解决在低滩涂种植海三棱藨草因受海水潮汐影响发生漂浮被水冲走的问题,提高海三棱藨草球茎苗的一次种植存活率,可为类似工程提供一定的借鉴参考。

海三棱藨草及其近缘种基因组大小的测定

基因组大小是物种基因组的重要特征,通常用DNA C值来衡量,能够用于快速判断基因组倍性,并为分类学与进化生物学提供重要依据。海三棱藨草(Scirpus mariqueter)是长江口和杭州湾具有重要生态意义的标志性物种,被认为是扁秆藨草(S.planiculmis)和藨草(S.triqueter)的杂交种,因染色体小而难以准确确定倍性。近年来,部分研究者指出该物种的分类和命名存在疑点。该研究通过基因组Survey分析检测海三棱藨草样本CJ1的基因组特征,测序深度约为120×,并以绿豆(Vigna radiata)为参考标准,利用流式细胞术测定了海三棱藨草及其同域近缘种扁秆藨草和藨草以及海三棱藨草和扁秆藨草的杂交F1共13个样本的DNA C值和相对倍性。结果表明:(1)基因组Survey分析测得CJ1的基因组大小为244.12 Mbp,杂合率为0.68%,重复序列比例为42.38%,GC含量为37.25%。(2)流式细胞术测得来自不同区域的海三棱藨草各样本的基因组倍性相同,1C值在234.87~242.5 Mbp之间,其中CJ1的基因组大小与基因组Survey检测结果高度一致。(3)扁秆藨草的1C值在251.77~264.13 Mbp之间,藨草1C值为537.33 Mbp。根据上述基因组大小,认为海三棱藨草不可能是这两者的杂交种。该研究补充了海三棱藨草及其近缘种的基因组特征,为后续全基因组测序奠定基础,同时也否定了海三棱藨草起源于扁杆藨草和藨草杂交的假说。

“还海三棱藨草一个家”综合实践活动中教育装备的应用与思考

作为培养学生核心素养的重要载体,综合实践活动课程在教育教学中的重要作用不言而喻。当传统的教学手段不再能满足现代教育开放、灵活的特性需求时,教育技术装备的科学使用成为实现综合实践活动课程的有效方法。以“还海三棱藨草一个家”活动为例,分析教育技术装备在综合实践活动中的应用策略与具体方法,为教育技术装备在综合实践活动课程中的应用提供科学思路。目前相关研究多集中于区域装备的配置差异、装备发展的变化,具体课例应用分析为数不多,文中案例可以为开展综合实践活动课程提供一些借鉴。

崇明东滩海三棱藨草生长期沉积物有机碳含量变化

对长江口崇明东滩（CM-S）海三棱藨草（Scirpus mariqueter）生长期（4—12月）柱样沉积物有机碳古量及变化分析，发现柱样沉积物有机碳含量与温度、海三棱藨草地上生物量呈显著负相关（p〈0．05）．在陆源沉降、温度和海三棱藨草生长、死亡等因素的共同作用下，崇明东滩沉积物有机碳库随时间推移呈明显的“盈”“亏”变化．夏季是潮滩沉积物有机碳库的“碳亏”期，秋季9月起，海三棱藤草死亡分解使得有机碳在沉积物中累积，沉积物碳库进入“碳盈”期．可见死亡倒伏的海三棱藨草是潮滩盐沼带沉积物有机碳库的主要碳源，海三棱藨草在生长期中通过光合作用所固定的大气碳素在生长末期输送补偿入沉积物有机碳库中．

九段沙上沙海三棱藨草湿地植物与土壤间营养元素含量的灰色关联分析

利用灰色关联分析方法对九段沙上沙海三棱藨草中营养元素含量与不同深度土壤相应元素含量的关联度进行分析，旨在了解海三棱藨草生长过程对不同深度土壤营养元素的吸收程度.结果显示，海三棱藨草生长过程中与深层土壤中N，P，K元素含量关联最密切，关联度顺序是40～60 cm＞15～40 cm＞0～15 cm.与土壤营养元素含量的关联序为N＞K＞P，生长过程吸收的N元素最多，其次是K元素，吸收的P元素最少.不同生长阶段对营养元素的需求程度不同，生长初期与N元素含量关联最密切，旺盛生长期与N，P，K元素含量关联均密切，生长末期与N元素含量的关联程度减小，与P，K元素含量的关联程度增加.

长江口海三棱藨草带生长季大型底栖动物群落变化特征

2006年4—11月对长江口崇明东滩海三棱藨草(Scirpus mariqueter)带大型底栖动物群落进行了定位调查研究。每月1次采用样方法对大型底栖动物和植被进行同步取样;在鉴定、计数和生物量(干重)测定分析的基础上,进行了多样性测度以及聚类、排序等统计分析。研究结果表明,生长季内海三棱藨草带大型底栖动物的多度和生物量整体呈上升趋势,但是月间存在一定波动变化,9月份多度最高,平均为1536ind/m2,10月份生物量(干重)最高,平均为21.60g/m2;不同月份优势类群组成、多度及生物量特征存在明显差异,瓣鳃类仅在部分时段表现出优势特征。物种数整体呈V字型变化特征,在8月份达到最低值。由于种间个体数量分布的变化滞后于整体物种数的变化,Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数的峰谷变化滞后于物种数变化,即物种数在5月份达到最低,而多样性及均匀度指数在6月份达到最小值。海三棱藨草带大型底栖动物群落的月间变化特征,在很大程度上是水文(包括水动力条件)以及植被等因素综合作用的结果,但在不同时期主导因子或者不同因子协同作用不同。它们的直接影响是导致底栖动物种类组成、多度变化,进而改变整体生物量和多样性特征。

长江口湿地氮施加对海三棱藨草生长及生理特性的影响

氮过剩引起的水体富营养化已成为长江口面临的主要环境问题之一。本研究通过氮添加试验,模拟长江口不同浓度氮素含量对中国特有植物海三棱藨草(Scirpus mariqueter)生长及生理特征指标的影响。结果表明,随施氮水平的增加,海三棱藨草的生长总体上呈低浓度促进、高浓度抑制的规律。其中,100~200mg·kg^(-1)的氮素施加显著提高了海三棱藨草的各项生长指标和叶片叶绿素含量,与对照组(无施氮处理)相比植株高度提高约35%,植株密度提高约50%,总生物量提高约40%,叶片总叶绿素浓度提升约37%,且海三棱藨草植株的氮储量也在施氮200mg·kg^(-1)处理时达到最大值5.9g·m^(-2),当超过该水平后,海三棱藨草的氮储量则显著降低。目前长江口潮滩湿地的土壤全氮含量尚未达到抑制海三棱藨草生长的水平,因此氮过剩的环境有利于其生长发育,并更好地发挥氮素吸收和净化功能。

海三棱藨草(Scirpus mariqueter)根系低分子量有机酸对根际沉积物重金属生物有效性的影响

应用等离子光谱仪(ICP)与高效液相色谱仪(HPLC)分别对海三棱藨草根际沉积物中重金属(Cu、Pb、Zn和Cd)不同化学形态含量和植物根系分泌物中常见低分子量有机酸进行了季节跟踪测定,分析了有机酸(柠檬酸、草酸、酒石酸、苹果酸、甲酸和乳酸)含量与重金属化学形态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态)的季节相关性。结果表明,柠檬酸、草酸和苹果酸含量与Cu和Pb的除残渣态外的其它4种形态含量呈正相关性,表明其能提高Cu和Pb生物有效性,与Zn的所有形态含量呈负相关性,降低了生物有效性;酒石酸、甲酸和乳酸含量与Cu和Pb的可交换态含量呈负相关性,而与其它形态含量相关性不明显,降低了生物有效性。与Zn的除残渣态外的其它4种形态含量呈正相关性,提高其生物有效性。而上述所有有机酸与Cd的各种化学形态相关性不明显。表明其对Cd的生物有效性影响不大。

长江口东滩湿地芦苇和海三棱藨草生境下的鱼类种类组成和数量的月变化

根据2015年5月~2016年4月在长江口东滩湿地东北水域的芦苇(Phragmites australis)和海三棱藨草(Scirpus mariqueter)生境下采集的鱼类样本数据,分析了该两种盐沼植被生境下鱼的种类分布等差异。结果表明:共采集到鱼类15种(类),隶属5科;其中,芦苇生境发现8种(类)鱼类,海三棱藨草生境发现11种(类)。虎鱼科鱼类最多,占种(类)数的73%;鲤科、胎鳉科、鲻科和鮨科各仅发现1种。本次调查未采集到鱼卵,仔鱼数量比例占35.1%,稚鱼比例为56.4%,幼鱼比例为6.4%,成鱼比例仅为2.1%。芦苇生境中,仔鱼和稚鱼占总尾数比例为38.1%和33.3%,幼鱼比例也较高,为19.0%;海三棱藨草生境中,仔鱼和稚鱼比例分别为32.9%和65.7%,但幼鱼比例较芦苇生境下降较多,仅为1.4%。总体来说,密度较高的鱼种有大鳍弹涂鱼(Periophthalmus magnuspinnatus)、虎鱼科1种(Gobiidae sp1.)、大弹涂鱼(Boleophthalmus pectinirostris)、吻虎鱼属1种(Rhinogobius sp.)、食蚊鱼(Gambusia affinis)等,密度较低的鱼种有鮻(Liza haematocheila)、纹缟虎鱼(Tridentiger trigonocephalus)、刺虎鱼属1种(Acanthogobius sp.)和飘鱼属1种(Pseudolaubuca sp.)。从体长来看,所有鱼类的标准体长均小于35 mm,表明芦苇和海三棱藨草生境是鱼类特别是虎鱼类早期发育生活史的重要栖息场所之一。从密度来看,芦苇生境内鱼类的密度仅是海三棱藨草的25%,其中6~7月前者的鱼类密度比后者低92%,因芦苇生境的水深很浅造成鱼类难以进入芦苇水域。海三棱藨草因高程较芦苇低约0.9 m,同时更靠近光滩,更有利于潮下带鱼类进入植被区栖息,本研究结果显示,海三棱藨草对鱼类的生境价值较芦苇而言更为重要。

中国特有盐沼植物——海三棱藨草的现状及保护利用

海三棱藨草Scirpus mariqueter是中国特有盐沼植物,也是长江口淤涨型潮滩的典型盐沼先锋植物。在自然状况下,盐沼植被依照盐渍藻类—海三棱藨草—芦苇进行演替。近10年来,由于受长江口的高强度围垦、外来入侵种互花米草的大面积引种和长江中上游来沙量的锐减及全球气候变暖引起的海平面上升的迭加效应影响,海三棱藨草的面积呈加速缩减态势,如若不及时采取相应的保护措施,海三棱藨草将面临灭种的威胁,并由此带来长江河口滩涂湿地生态系统结构和功能的改变。为此,需对长江口滩涂围垦、互花米草种植促淤的人为措施进行深入研究,以保护好中国特有的盐沼植物海三棱藨草,维持长江河口湿地生态系统结构和功能的完整性,更好地发挥其湿地生态系统的服务功能。

海三棱藨草对崇明东滩沉积物磷素分布的影响

以海三棱藨草为例,运用实验模拟的方法,通过根际、近根和远根沉积物的对比分析,运用根际微生物作用理论,研究了大型植物对潮滩沉积物磷分布及迁移转化的影响.实验结果表明,海三棱藨草通过根系对磷的吸收和自身有机质降解,在沉积物里形成了水平的和垂直的浓度梯度,干扰了磷的正常累积和迁移.通过吸收,海三棱藨草对崇明东滩沉积物中磷的净化速率为16.7～46.1 mg·cm -2·d -1.

崇明东滩海三棱藨草资源现状及保护对策

简述了海三棱藨草在崇明东滩的分布现状、生态价值,分析了其主要的威胁因素,探讨了崇明东滩海三棱藨草的保护对策。

基于胁迫梯度假说和互惠理论的海三棱藨草种群恢复技术

滨海湿地生态修复已成为阻止海岸带生态系统退化、保护生物多样性以及提供生态服务的关键措施.以长江口原生盐沼植物海三棱藨草(Scirpus mariqueter)为研究对象,选取崇明东滩新生滩涂湿地为研究区域,通过沿潮滩高程梯度的海三棱藨草植株斑块的移植实验,探究胁迫梯度假说和互惠理论(即种内的正相互作用)对长江口海三棱藨草种群恢复的指导意义.研究结果显示:(1)在一定的胁迫梯度范围内(潮滩高程2.0m以上),增大种植斑块可以促进海三棱藨草的种内正相互作用,显著提高种植斑块的存活率和植株密度(P<0.05);(2)潮滩水文动力沉积条件与潮滩高程梯度密切相关(P<0.05),水文动力沉积作用对海三棱藨草定居和生长的胁迫随高程梯度下降而增强.潮滩高程2.0m以下处强烈的水文动力条件干扰限制了生物.物理因素的正反馈作用.滨海湿地盐沼植被修复工作的成功率可以通过改进种植方式,增强种内的正相互作用得到极大的提高.研究可为开展大规模滨海湿地盐沼植被修复工程和提高生态修复效率提供科学依据和技术支持.

崇明东滩海三棱藨草生物硅分布及季节变化

利用Na2CO3连续提取法，分析了崇明东滩海三棱藨草（Scirpus mariqueter）体内生物硅（BSi）含量与分布特征.结果表明，BSi在海三棱藨草体内的分布存在明显的季节变化差异，在生物体中连续积累是BSi的一个主要特征.地上部分BSi含量变化范围为0.26%-0.93%，地下部分为0.31%-0.92%，果实中则为0.24%-0.43%.地上部分含量明显高于其他部分，说明BSi主要沉积在蒸发强烈的叶片中，植株个体生长阶段是决定地上部分BSi含量的主要因素.统计分析显示，根际沉积物BSi和植物各器官BSi相关性均显著，说明海三棱藨草依从主动吸硅机制，从根际沉积物获取所需的Si.地上、地下部分BSi含量与有机氮（ON）、C/N、土壤温度、植株高度也存在明显的相关性.

盐沼植被缓流能力观测研究--以崇明东滩海三棱藨草盐沼区为例

海岸带盐沼植被可以减缓流速,具有重要的缓流固滩功能.本文以长江口崇明东滩盐沼区植被海三棱藨草(Scirpus Mariqueter)为研究对象,设置“光滩—植被带边缘—植被带”的观测样带,研究生长中期、生长后期和枯萎期不同物候期海三棱藨草缓流能力的差异.结果表明:海三棱藨草植被带具有显著的缓流能力,平均流速小于相邻光滩,缓流能力强于相邻光滩,单位距离流速衰减率是光滩的1.47~3.48倍;不同物候期缓流能力存在差异,呈现生长中期>生长后期>枯萎期的规律,生长中期、生长后期和枯萎期的单位距离流速衰减率分别为1.15%,1.06%和0.50%m^(-1).海三棱藨草植被带的单位距离流速衰减率与植被带边缘流速呈正相关,3个物候期的相关性系数(R)均大于0.80;除枯萎期为正相关外,生长中期、生长后期植被单位距离流速衰减率与边缘水深为负相关,R的绝对值均超过0.90.

长江口九段沙湿地海三棱藨草生物量分配特征及其影响因子

海三棱藨草(Scirpus mariqueter)为长江河口盐沼湿地先锋植物。以长江口九段沙湿地为主要研究区域,在江亚南沙、上沙、中下沙等不同区域设置固定站点,进行植被和环境因子的取样调研,分析研究了海三棱藨草的生物量分配特征及其主要影响因子,以期为海三棱藨草的培育与恢复、盐沼湿地生态系统的保护与利用提供科学依据。结果表明:(1)不同站点海三棱藨草的茎基高度、球茎生物量占比、根茎与球茎之比均不存在显著差异(P>0.05),而植株密度、植株高度、根茎生物量占比、果实生物量占比、茎叶生物量占比、须根生物量占比、果实与根茎之比、果实与球茎之比在不同站点间存在显著差异(P<0.05);(2)不同站点的沉积物电导率、盐度、容积密度(5—10、25—30 cm土层)、总碳含量(10—15、20—25、25—30 cm土层)、总氮含量(5—10 cm土层)存在显著差异(P<0.05);(3)海三棱藨草的果实与根茎的生物量之比和沉积物5—10、25—30 cm总碳含量,0—5、5—10 cm总氮含量,0—5 cm容积密度,茎基高度6种因子的组合存在极显著相关(P<0.01);而其他生物量分配指标与本文涉及到的环境因子、植物表形参数均不存在显著相关性(P>0.05)。海三棱藨草生物量分配特征是其自身生长特征与环境因子综合作用的结果。在今后的研究中需拓展生境因子涵盖范围,深入分析多因子综合作用对海三棱藨草生物量分配特征的影响。

海三棱藨草及其近缘种果实形状和果皮微形态特征研究

利用光学显微镜和扫描电镜对海三棱藨草(× Bolboschoenoplectus mariqueter (Tang & F. T. Wang))及其5个近缘种的果实形状、果皮微形态特征进行观察和分析。结果显示,海三棱藨草果实形状为双凸状,表面为波形网状纹饰,外果皮为中果皮厚度的2倍,与扁秆荆三棱( Bolboschoenus planiculmis (F. Schmidt) T. V. Egorova)明显不同,而与海滨三棱草( Bolboschoenus maritimus (L.) Palla)相似。研究结果支持将海三棱藨草归入三棱草属,不支持将海三棱藨草作为扁秆荆三棱的异名,推测其可能为海滨三棱草水滨亚种( Bolboschoenus maritimus subsp. paludosus (A. Nelson) T. Koyama)的异名。

盐分对不同生境海三棱藨草种子萌发的影响

海三棱藨草是我国特有的盐沼植物,也是沿海滩涂的先锋物种,具有重要的生态学价值。以海三棱藨草种子为材料,分析盐胁迫对两个不同生境(A:低潮位,海三棱藨草种群;B:中潮位,原海三棱藨草和互花米草混合群落)下海三棱藨草种群种子的种皮开裂率及发芽的影响。结果表明,盐分是限制海三棱藨草种子发芽的主要因素,生境B种子的发芽率在同等盐浓度下要高于生境A。另外,两种生境下海三棱藨草不同颜色种皮的种子比例及种皮颜色对种皮开裂率和种子发芽率具有显著影响,生境A中黄色种子所占比例最高,生境B中棕色种子所占比例最高,且生境B中的黑色种子所占比例高于生境A。此外,黑色种子的发芽率也显著高于黄色和棕色种子,但3种颜色种子的种皮开裂率差异并不显著(p>0.05)。研究表明,生境A和生境B下的海三棱藨草种子在相同盐胁迫处理下发芽率有所差异,且生境B的海三棱藨草黑色种子的占比提高,推测这是海三棱藨草对盐分升高环境的繁殖适应策略。

木霉菌和复合微生物制剂在海三棱藨草湿地修复中的应用研究

为探究微生物制剂促进海三棱藨草湿地修复的可行性,本研究通过南汇东滩海三棱藨草四种浓度的木霉菌、复合微生物制剂对比添加实验,分析比较了添加不同浓度的微生物制剂后海三棱藨草数量和株高增长率、根际土壤理化性状及酶活性等指标的差异,实验的A、B两种典型土壤来自南汇东滩。结果显示,两种微生物制剂在一定程度上促进了海三棱藨草的生长,在A、B两种不同土壤中,其最佳添加浓度分别为木霉菌44.78,29.85 kg/ha,复合微生物制剂7.46,14.93 L/ha,对应的植株增长率分别为669%,200%,846%,288%,株高增长率达186%,180%,136%,280%。微生物制剂通过影响土壤中的铵态氮、硝态氮、总磷含量以及土壤脲酶、碱性磷酸酶活性,促进植株的生长。研究结果表明,添加适宜的微生物制剂,可以促进海三棱藨草植株数量和株高的增长,为海三棱藨草湿地的人工修复提供了快速有效的可行性方案。