北方砂石山2种常见灌木对刺槐、赤松纯林生长胁迫性

为研究北方砂石山构树(Broussonetia papyrifera)、黄荆(Vitex negundo)与刺槐(Robinia pseudoacacia)、赤松(Pinus densiflora)纯林共生期间的种间制约关系,探索对刺槐过熟林更新、赤松林复壮的最佳方法,选取了曲阜市国有石门寺林场有代表性的刺槐、赤松纯林为研究对象。研究结果表明,49年树龄刺槐、赤松林截至2020年,活立木保有量分别为28株/667m^(2)、40株/667m^(2),死亡率为2000年活立木保有量的74.5%、38.5%,同比增长36%、7.7%,通过样本相关系数的计算公式得出,构树、黄荆与刺槐、赤松纯林树高、冠幅生长量成显著负相关关系。2000年林分出现“天窗”后,通过天然下种林下植物群落逐渐形成,由于构树、黄荆极强的适应性对刺槐、赤松生长形成了很强的胁迫性,加剧了乔灌种间土壤水分恶性竞争,进一步加快了刺槐、赤松死亡速度。

一株耐酸曲霉的优化培养及其对Cu^(2+)的去除作用

生物修复是处理重金属污染的重要手段之一,真菌在生物修复中具有良好的应用前景。文章从安徽省马鞍山市某矿山废水中分离出一株丝状真菌并研究其对Cu^(2+)的去除作用。经形态学及18SrDNA序列分析鉴定为曲霉,命名Aspergillus sp.MF1。研究表明:在pH值为3.5条件下,碳源为葡萄糖、氮源为酵母、碳氮比为10.0时有最大生物量。菌体对Cu^(2+)最大耐受质量比为770.18 mg/g,并能有效地去除Cu^(2+)。ρ0(Cu^(2+))为50、100 mg/L时,Aspergillus sp.MF1对Cu^(2+)的去除率分别可以达到78.49%和64.63%,且w max(Cu^(2+))=123.99 mg/g。在Aspergillus sp.MF1抗Cu^(2+)胁迫的生理响应过程中,蛋白质的作用随着ρ(Cu^(2+))增大而增加,随时间的增长而减小。菌株Aspergillus sp.MF1具有在强酸性环境下去除Cu^(2+)的能力,该研究可为真菌在极端环境下治理Cu^(2+)污染提供一定的参考。

镉胁迫对玉米生理特性的影响

采用砂培试验,用不同浓度Cd2+对玉米幼苗进行处理,对处理后玉米的生理特性进行了研究。结果表明:镉对玉米的毒害受到时间和浓度双重因子的控制,在低浓度镉处理下,玉米的叶绿素含量和过氧化物酶活性首先稍升高,可以认为这是植物的一种自我保护性机制在起抗胁迫作用;但随着Cd2+处理浓度的增大,叶绿素含量和根系活力降低,脯氨酸含量增加,这表明玉米对低浓度Cd2+有一定的抵抗能力,但在高浓度处理下则受到损害;玉米不适合作为镉污染的环境监测植物,但游离脯氨酸变化明显,因此脯氨酸可以作为植物对镉污染的监测指标。

不同植物生长调节剂对甘薯分枝结薯期淹水的缓解效果

为明确分枝结薯期淹水胁迫对甘薯生长及生理代谢的影响及喷施6-苄基腺嘌呤(6-BA)、γ-氨基丁酸(GABA)的缓解效果,筛选出适宜的植物生长调节剂及适宜浓度,以苏薯16、苏薯29为试验材料进行盆栽试验,待甘薯移栽后生长到分枝结薯期(栽后25 d)进行不同处理,分别为正常水分管理5 d后喷施清水(CK)、连续淹水5 d后喷施清水(T1)、连续淹水5 d喷施50 mg/L 6-BA(T2)、连续淹水5 d喷施100 mg/L 6-BA(T3)、连续淹水5 d喷施515 mg/L GABA(T4)、连续淹水5 d喷施1030 mg/L GABA(T5),于喷施结束后5 d进行取样测定相关指标。结果表明:(1)与CK相比,T1处理导致甘薯主茎长、茎粗、分枝数、叶片数、叶干质量、茎干质量、根系干质量和单株干质量显著降低,其次T1处理引起甘薯叶片SPAD值和过氧化氢酶(CAT)活性显著下降,叶片丙二醛(MDA)含量、过氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著增加;(2)与T1处理相比,T2~T5处理均能增加甘薯主茎长、茎粗、叶片数、干质量和叶片SPAD值,提高叶片SOD、POD、CAT活性,降低叶片MDA含量,其中T2处理缓解效果最佳;(3)苏薯16在淹水胁迫下主茎长、叶片数、单株干质量、叶片SPAD值、CAT活性的下降幅度以及叶片MDA含量的增加幅度均大于苏薯29,且T2处理在苏薯16上表现出更好的缓解效果。结果表明,喷施50 mg/L 6-BA能有效缓解淹水胁迫对分枝结薯期甘薯所造成的伤害。

肥密逆境对玉米果穗高维几何大小的影响及其与产量的关系

为认识玉米果穗体积等高维几何大小特征的动力学特性,明确肥密逆境对玉米果穗大小特征的影响及其与产量的关系,借助图像处理采集穗长(L)、穗粗(D)、穗正纵截面面积(简称穗面积,S)和穗体积(V),对2个玉米品种在无肥高密条件下以及除叶的效果进行典型变量分析、方差分析及曲线拟合。结果显示,吐丝时玉米果穗体积占其终值的7%、穗面积20%、穗粗36%、穗长58%,吐丝后2周内大小变化剧烈,21d后基本稳定。纵观果穗生长全程,逆境使果穗体积平均降低了24%,穗面积18%、穗粗8%、穗长11%。成熟期穗大小特征与产量的相关系数分别为果穗体积0.96、穗面积0.95、穗粗0.78,穗长0.75。高维与低维大小之间的数量关系为S=0.778*L*D和V=0.515*L*D^2。试验实证和生物物理学分析均表明:玉米果穗体积和穗面积等高维特征对肥密逆境更敏感,而且它们与产量的关系更密切,果穗体积的应用价值更大。

Na_2CO_3胁迫对牧草苗期生长的影响

测定了Na2CO3胁迫下五种禾本科牧草苗期的植株存活率、生物量、生长胁迫指数等生长指标与其耐盐性的关系。结果表明:五种牧草的存活率(浓度>0.5%)、鲜重与干重均随着Na2CO3胁迫浓度的升高而降低,草种间耐盐性差异显著,其耐盐性强弱顺序是野大麦>披碱草>肥披碱草>老芒麦>无芒雀麦。

气候变化对城市植被的影响研究综述

城市植被的生长发育受到气候变化的显著影响,从而限制了其生态系统服务的稳定供给。深入了解气候变化对城市植被的影响对于提高城市植被应对气候变化的生态适应性、维持生态系统稳定性及保障景观可持续性十分重要。对国内外学术论文进行全面梳理和系统归纳后,对气候变化影响城市植被的相关研究进展进行了综合阐述,旨在增进风景园林及相关行业人士对此方向的了解与关注。当前研究表明:全球气候变化对城市植被的生长状况、树种构成、物候特征、植物景观及生态功能等多方面产生了显著的直接或间接影响。既包括延长植物生长期等积极影响,也包括以下负面影响:气候变暖加速植物衰老;极端气候现象对植物生长构成胁迫;城市气候适宜生境(climatically-suitable habitats)减少导致树种多样性下降和生物入侵风险增大;气候变化带来的物候变化导致群落种间关系及植物季相景观改变;物候期的年际波动增加了游赏活动时间安排及物候相关疾病发生期预测的不确定性等。整体上负面影响更为突出,表明气候变化为城市植被带来的挑战远大于机遇。而目前,此领域在中国开展的研究尚显不足,未来值得更多关注。

外源NO对连作条件下平邑甜茶幼苗生理特性的影响

【目的】研究外源NO对连作条件下平邑甜茶幼苗生长、根系构型、土壤环境、叶片保护酶活性和氧化损伤的影响,探讨NO减轻连作障碍的机理,为生产上采取减轻苹果连作障碍措施提供理论依据。【方法】将0—1 000μmol.L-1不同浓度的硝普钠溶液,浇至栽植平邑甜茶幼苗的营养钵中,定期取样测定植株株高、叶面积、根系体积、根尖数、土壤主要微生物数量、酚类物质含量、SOD、POD、CAT、APX酶活性、MDA含量和释放速率等生理指标。【结果】试验范围内以200μmol.L-1 SNP处理减轻连作障碍的效果最好,该浓度显著提高了平邑甜茶幼苗株高、鲜重、叶绿素含量和叶面积,与对照一相比,分别增加了59.69%、74.25%、45.70%和116.58%;该浓度显著增加了根系平均直径、总体积和根尖数等根系构型指标;提高了SOD、POD、CAT、APX等4种保护酶活性;降低了MDA含量、释放速率,对根际土壤主要微生物(细菌、真菌和放线菌)数量和酚类物质含量影响不大。【结论】外源NO可减轻平邑甜茶幼苗连作障碍现象。外源NO对连作土中主要微生物数量和酚类物质含量有一定影响,但二者不是NO缓解平邑甜茶幼苗生长胁迫的主要原因,SOD、POD、CAT等酶活性提高与MDA含量、释放速率的显著下降是NO缓解平邑甜茶幼苗生长胁迫的重要原因。

植被-地温指数(NDVI-LST)在新疆干旱监测中的适用性

采用MODIS归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)和地表温度(Land Surface Temperature,LST)产品数据分析新疆2000—2015年生长季3阶段NDVI与LST的时空变化特征及相关关系;利用多元线性回归方法分析不同时期影响NDVI-LST相关关系的气象因子;并按不同土地覆盖与土地利用(Land-Use and Land-Cover Change,LUCC)类型分析NDVILST相关关系时空变化特征。结果表明:(1)生长季3时期LST与NDVI均存在显著相关关系,可利用两者的特殊关系进行干旱评估。(2)不同时期气象因子对NDVI-LST相关关系影响程度不一;并且不同LUCC类型的NDVI-LST相关关系也存在明显差异。(3)在生长季中期利用植被健康指数(Vegetation Health Index,VHI)对新疆大部分地区的植被健康和干旱进行监测是可行有效的,而初期与末期的干旱评估需要利用其他干旱指数进行补充研究。

植物泛素基因研究进展

笔者通过已有研究总结了泛素蛋白酶体系统的组成成分,单泛素、多聚泛素、类泛素基因结构及泛素系统在植物生长发育中的作用,并对E3连接酶在应对生物及非生物胁迫应激反应方面的功能取得的进展进行综述。针对现有的相关研究,提出了靶蛋白研究较少、E3连接酶的HECT家族报道不多及E3调控网络、泛素化的时间位点仍不清楚等问题。对加强克隆相关基因及基因之间互作的研究、加强靶蛋白信息研究及E3分子机制等未来泛素研究做出展望,以期为植物泛素系统、泛素基因结构及功能方面的研究提供参考。

三峡库区水位调度对消落带生态修复中物种筛选实践的影响

三峡库区消落带形成后面临多个生态学问题,对消落带进行生态修复的实践是解决这些问题的关键。筛选物种是生态修复的关键,但多年的群落学观察结果与采用模拟淹水试验、短期定位观测等方法所获结果不一致。产生这种差异的主要原因是许多模拟淹水试验方案在淹水季节性、水淹周期和水淹深度等方面的设计与三峡库区实际调水节律不一致。对重庆忠县4年的水位变化记录进行整理分析发现,实际调水节律与理论调水方案之间差异巨大;海拔146、152、158、164、170和176m处,非生长季淹水时间分别为294、266、223、167、101和0天,生长季淹水时间分别为68、20、11、1、0、0天。海拔164 m以下,出现生长季频繁淹水胁迫。目前许多模拟淹水试验方案只考虑生长季短期浅淹胁迫,而未考虑非生长季长期深淹胁迫。研究表明生长季淹水和非生长季淹水、深淹和浅淹胁迫对植物适应性的影响有明显差异。模拟淹水试验仅考虑一次淹水过程,不足以反映种的长期适应性。并且,模拟淹水试验仅考虑了种的水淹耐受性,而未考虑现实生境中的种间关系和群落组配过程。因此,模拟淹水试验对物种筛选实践的指导意义有限。在未来进行物种筛选时,需重视:1)非生长季淹水胁迫下物种适应机制;2)植物出露后的恢复生长、扩展和拓殖能力;3)消落带形成多年后,植物群落调查、实地种植植物的长期观察。根据消落带不同区域受水淹胁迫的程度,筛选反映植物生活史对策的关键功能性状,并进行植物功能型组划分,以研究消落带不同区域物种分布、种群和群落动态、景观格局规律,这对于消落带生态修复实践具有重要的指导意义,是今后三峡库区消落带生态系统研究的一个发展方向。