不同土壤水分和养分条件下筇竹竹秆解剖特征及其适应可塑性

目的为探究筇竹秆对不同土壤水分和养分条件的适应策略，本论文研究了不同土层厚度生境中的天然筇竹林竹秆解剖结构变化规律，旨在为筇竹工艺材用林培育提供理论指导。方法采用冗余分析与蒙特卡洛检验方法，分析了3种土层深度0 ~ 40 cm、0 ~ 80 cm和0 ~ 120 cm筇竹林竹秆解剖结构特征与土壤养分、水分的关系。结果（1）随着土壤水分和养分含量的递增，筇竹竹秆基本组织比量、维管束密度呈现显著递减的趋势（P < 0.05）；而输导组织比量，纤维组织比量，维管束长、宽表现出明显递增的趋势（P < 0.05）。即与中土层及厚土层生境相比较，薄土层竹秆维管束产生了形状小、密度大的重要适应特征。（2）3种土层厚度生境中，薄土层生境筇竹竹秆组织比量和维管束大小的变异系数及可塑性指数均为最大。即与中土层及厚土层生境相比较，薄土层生境中竹秆维管束以更强的调节能力来适应低水分、养分的环境。（3）土壤水分和养分因子对筇竹秆解剖结构有着显著影响（P < 0.05），单一土壤因子对筇竹竹秆解剖结构影响的重要性大小排序为全K > 水解N > 速效K > 有效P > 全P > 全N > 含水量 > 有机碳 > 酸碱度。结论土壤水分和养分含量的不同是影响筇竹竹秆的解剖结构可塑性的根本原因，解剖结构可塑性使得筇竹在不同土层厚度生境中形成适应性差异，竹秆维管束的大小和密度呈现的明显可塑性，是筇竹对土壤因子产生的重要适应特征。竹秆解剖特征及其适应可塑性对筇竹适应土层厚度异质性具有重要生态作用。      

粤东地区苋科入侵植物种群的构件生物量结构

采用全挖法,对粤东地区的皱果苋、刺苋、空心莲子草等3种苋科入侵植物在两种不同生境下的种群构件生物量结构特征进行测量和比较,且以本地苋科植物尾穗苋为对照,旨在分析粤东地区苋科入侵植物的不同功能构件生物量特征的一般规律及生物学适应性。结果表明:4种苋科植物在构件生物量分配比率方面表现出基本一致的规律,即茎叶根花,其中空心莲子草的茎生物量占全株生物量的百分比达到75%左右;与本地植物尾穗苋相比,在异质性生境中,3种苋科入侵植物构件生物量的分配具有明显的表型可塑性,其中空心莲子草的可塑性最强,在干旱、贫瘠的生境中,根冠比显著提高;通过多种数学模型拟合4种苋科植物的地上部分生物量(Y)与地下部分生物量(X),Cubic方程(Y=b0+b1X+b2X2+b3X3)表现最优,其中尾穗苋的拟合度最高。     

不同林下生境闽楠生长影响及表型可塑性

为合理配置林下闽楠更新层,在福建明溪对不同林下生境下10年生闽楠的生长表现及表型可塑性进行研究。结果表明：（1）林下生境对10年生闽楠的生长有着显著性影响,在促进闽楠生长方面林冠林隙＞林冠下。林下生境的选择与配置是林下闽楠人工林培育关键措施。（2）林下生境对闽楠植株形态有着显著性影响,表现出强烈的表型可塑性。林冠林隙生境闽楠的冠长及树冠率显著性大于林冠下的。（3）林下生境未显著改良闽楠的树干生物量分配、树根生物量分配比及冠根比;林冠林隙生境的枝、叶生物量分配比显著高于林冠下生境,有着强烈的表型可塑性。表明在适合闽楠生长的林冠林隙生境下,闽楠通过增加枝、叶生物量分配比,采取快速的资源获取而促进生长的策略;在不适宜生境时则通过减少枝、叶生物量分配比,采取保守生存策略,进行缓慢的资源获取和消耗策略。     

石灰岩山地优势种淡竹的表型可塑性研究

为探寻石灰岩山地优势种淡竹(Phyllostachys glauca)的表型可塑性变化,对赣西北连续土、半连续土和零星土3种石灰岩土被生境设置样地进行调查,分析了不同生境淡竹的分株种群特征、分株与构件生物量及其分配、分株构件形态特征,结果表明:(1)随着裸岩率增加,淡竹的分株密度降低,平均分株生物量增加,种群生物量以半连续土生境最高,零星土和连续土生境大致相当;(2)在分株水平方面,3类生境的根冠比没有显著差异(P0.05);与连续土生境相比,半连续土和零星土生境的淡竹叶生物量分配显著减少,秆生物量分配显著增加(P0.05);(3)表征淡竹分株大小的指标(株高、基径、枝下高、节数等)随着裸岩率升高而增大;半连续土和零星土生境淡竹的分枝数、地下茎分枝角度和比叶面积显著增高,使淡竹叶片分布更分散,提高了光能利用效率。研究认为,淡竹在分株水平和分株构件水平均产生了对石灰岩高异质生境的表型可塑性调整。在水分亏缺的高裸岩率生境,淡竹减少叶生物量分配和增加秆生物量分配可能是降低水分消耗和提高水分贮存的表型调节行为;叶片散布及光能利用效率提高则是对叶生物量分配减少的补偿。     

紫楠幼苗生长、叶性状和生物量分配对林窗不同生境的响应

通过对林窗中央、林窗边缘和林下3种生境紫楠幼苗生长、叶性状和生物量分配的研究,来探明不同生境下紫楠表型可塑性的变化。结果表明:林窗中央紫楠幼苗保存率最低,林窗边缘和林下生境保存率较高。苗高和地径在3种生境下没有显著差异,枝干、叶和单株总生物量均以林窗边缘最大。紫楠叶长(LL)、叶面积(AL)和叶周长(PL)在林窗中央和林窗边缘显著低于林下生境,但林窗中央和林窗边缘这3个参数差异不显著。叶片碳、氮、钾质量分数以及比叶面积(S_(LA))、w(C)/w(N)和w(N)/w(K)在3种生境下没有显著差异。紫楠幼苗在林窗中央和林窗边缘生境中将相对多的生物量分配给地上部分生长,其中,林窗边缘分配给地上部分生物量的比例(86%)大于林窗中央(80%);而林下生境将生物量相对多地分配给叶片和根系。总体上紫楠幼苗叶性状的表型可塑性较低,生物量分配的表型可塑性指数较高,说明其主要通过生物量分配比例的改变来适应不同生境的变化。     

植物表型可塑性对环境因子的响应研究进展

植物的表型可塑性是同一基因型受不同环境的影响而产生的不同表型特征,是性状对异质环境的权衡,是植物对环境的一种适应与表达。通过系统梳理了植物表型可塑性研究发展的基本脉络,聚焦了气候、地理以及生物环境对可塑性的影响及其响应机制;总结了在全球气候变化的背景下,今后植物表型可塑性研究的几个重要方向。认为国内表型可塑性的研究还需要进一步深入,尤其是多因子对植物可塑性影响的过程与机制需要加强。     

华北地区古树主要形态特征变异分析

【目的】通过对古树形态特征变异分析研究,了解古树表型性状的生态地理变异,以期为华北地区古树名木的资源保护和健康维护提供参考。【方法】以6个区域5种不同类型的古树为研究对象,选取7个不同的形态特征指标,采用ANOVA方差分析和LSD最小显著差异法,对测定的性状特征数据进行数学统计分析。【结果】5种古树7个性状指标间存在一定程度的变异,树洞在不同树种中的变异程度最大,而树高、胸径和树叶稀疏情况的变异程度最小,性状最为稳定;古树的形态差异与生境异质性关系密切,具有相似生境的古树通常具有相似的表型特征;树高、树叶稀疏状况和枯枝比等表型性状特征值与土壤营养元素多呈负相关关系。【结论】华北地区古树的形态特征具有多型性,且受生境异质性影响较大,具有较好的生态适应性。     

干旱胁迫对不同种源油蒿幼苗的生长和形态可塑性的影响

选取3个种源毛乌素沙地、库布齐沙漠、草原荒漠过渡带的油蒿为试验材料,进行不同水分处理,研究不同种源油蒿对干旱胁迫的形态可塑性响应模式,以及比较不同种源油蒿的形态可塑性指数。结果表明:3个种源地油蒿的相对生长率、根冠比和比叶面积对干旱胁迫的形态可塑性响应模式相似,表现为随着干旱程度加剧,油蒿的相对生长率和比叶面积呈减小的趋势,根冠比呈增大的趋势;而3个种源地油蒿表型可塑性指数无显著差异,而平均形态可塑性指数大小存在一定的差异,如库布齐沙漠油蒿的平均形态可塑性指数大于毛乌素沙地油蒿。综上所述,不同种源地油蒿的形态特征在干旱环境条件下,表现出相似的可塑性响应模式。     

不同生境紫茎泽兰抗冻性比较

将同一批种子播种在不同温度条件下生长,测定不同温度生境下经过低温处理后电解质渗出率及扦插成活率,通过对比后发现低温生境下紫茎泽兰抗冻能力得到了增强低温半致死温度在-3～-6℃,比温暖生境高3～6℃,抗冻性、可塑性强。基于此,通过测定同一批种子播种在不同温度条件下生长的紫茎泽兰植株经过不同梯度低温胁迫后电解质渗出率及恢复生长成活率,对比分析看紫茎泽兰在低温条件下抗冻性是否发生了增强性变异,对研究紫茎泽兰的入侵性提重要供理论依据。     

三种植物气体交换参数的日变化特征

以三工河流域3种植物胡杨(Populus euphratica)、芦苇(Phragmites communis)和柽柳(Tamarix chinensis)为研究对象,利用LI-6400便携式光合作用测定系统测定了3种植物的光合速率、蒸腾速率、气孔导度等气体交换参数,分析3种植物对不同土壤条件的响应以及植物水分利用效率和光能利用效率的日变化特征。结果表明,1芦苇对不同的土壤环境适应能力最强,胡杨主要受水分影响,柽柳受到水盐及其他环境要素的共同影响,适合于水盐不要过高的地方;2芦苇和胡杨的水分利用效率在水分充足时低于水分较低时,而柽柳的水分利用效率变化随土壤水分变化不大;33种植物的光能利用效率均随水盐含量减少而增加。芦苇在不同生境中均表现极强的生态适应性,胡杨的生理特性和分布范围主要受水分影响,柽柳在水盐生境中也表现为极强的适应性,其主要受干旱胁迫作用,在胁迫生境中3种植物主要通过提高自身的光能利用效率来抵御胁迫危害。     

入侵植物喜旱莲子草对光、氮及其互作的表型可塑性反应

为给入侵植物喜旱莲子草的管理与防控提供一定的理论参考,对其在光照和氮沉降及光氮互作的表型可塑性反应进行了研究。结果表明:喜旱莲子草通过增加株高、节长,降低根重比,提高叶重比、叶片叶绿素含量来适应较低的光照环境,其株高、节长、总生物量对光照的表型可塑性指数较大;随着土壤氮素的增加,喜旱莲子草植株的株高、节长、茎粗、叶长、叶宽、总生物量和叶绿素都显著增加,其对氮沉降的可塑性指数在株高、生物量和叶绿素上较大;氮沉降有利于喜旱莲子草对光照反应可塑性的增加,从而补偿低光环境导致的生长不利。因此,若在持续高氮沉降的情况下,喜旱莲子草种群有向贫瘠土壤和弱光环境拓展的风险。     

克隆植物表型可塑性研究若干进展

表型可塑性是克隆植物的重要特征,也是克隆植物生长发育和适应外界环境的重要机制。本文总结了克隆植物表型可塑性的意义,克隆植物对不同光照、水分和养分条件的响应特征,以及目前采用的研究方法,认为克隆植物表型可塑性已有研究多关注形态生长特征,而从生理角度研究较少。     

中国土地生态安全评价研究进展与展望

土地生态安全评价是土地生态安全研究的一个重要方向。诠释了土地生态安全及相关概念,综述了当前土地生态安全评价研究的重点内容及研究进展,指出存在的主要问题,包括:土地生态安全定义的差异对土地生态安全评价的内容影响明显;很多有价值的研究对象评价工作目前还未展开;相同区域多尺度的评价研究进行的很少;从针对性和普适性看,评价指标体系的构建仍值得深入探讨;评价方法很多,并且有新的方法不断引入,但提高研究方法的适用性、合理性和针对性依然值得深入探讨;预测评价与预警评价工作还有待拓展。整体上,土地生态安全评价在研究的对象、尺度及尺度推绎、方法、指标体系以及基础理论体系等方面均有待不断完善和深入探讨。     

玉米自交系苞叶表型可塑性差异分析

为确定玉米5大杂优群苞叶表型可塑性在异地引种的稳定性和敏感性,收集了我国玉米5大杂优群50份自交系,2014年在海南省三亚市、2015年在北京市和2017年在辽宁省铁岭市3种环境下测定各杂优群的自交系在不同环境的苞叶性状,计算苞叶性状的变异系数,分析杂优群间苞叶长度可塑性(phenotypic plasticity of husk length, PHL)、宽度可塑性(phenotypic plasticity of husk width, PHW)和层数可塑性(phenotypic plasticity of husk layer number, PHN)的差异和杂优群内的相关性,比较不同环境和生长时期各气象因子的变化。结果显示:苞叶性状受环境影响显著;在全部测定群体、旅大红骨和唐四平头群中PHL与PHW呈显著正相关,在瑞德群中PHL与PHN呈极显著负相关;不同血缘玉米种质的苞叶表型可塑性存在明显差异,PHL与PHW表现出协同调控的特点;旅大红骨群的苞叶长度和PB群的苞叶长度、宽度对环境不敏感,这2个性状异地引种时会保持稳定;兰卡斯特群PHL较大,且符合苞叶性状南长北短的要求,这类育种材料适合南北方异地引种;气象因子中平均温度和湿度在玉米生长前期差异较大,日照时间在玉米生长的前、中和后期都有一个差异较大的时段。因此,高温区适时早播,低温区适时晚播,有利于减少环境间的苞叶差异。     

品种稳定性的意义及其测定方法(综述)

本文介绍了品种稳定性的两个基本概念:一个稳定的基因型在不同的环境条件下必须具有最小的方差(“生物学概念”);以生态效价来度量,一个稳定的基因型必须与环境具有最小的互作(“农艺学概念”)。根据稳定性的两种概念,本文分类介绍了作物育种中常用的几种品种稳定性分析方法、并且对各种稳定性分析方法及其遗传机制进行了讨论。     

干旱胁迫对2种辣椒植株形态可塑性与持水力的影响

为探查辣椒形态可塑性和持水力与其耐旱性之间的关系,以弄口早椒和正椒13号为材料,研究干旱胁迫对2 种辣椒品种植株形态可塑性与器官持水力的影响.结果表明:干旱处理抑制了2 种辣椒的生长,但对弄口早椒的抑制作用更大;干旱促进了同化产物向根系的优先分配,也促进了叶厚和根长的增加,但减少了辣椒叶面积和叶脉间距,这可能是辣椒植株形态对干旱胁迫所产生的适应性反应;干旱胁迫对正椒13号的影响大于弄口早椒,由此计算得出正椒13号形态可塑性明显高于弄口早椒;对叶片和茎持水力的测定表明干旱处理后正椒13号叶片和茎的持水力明显高于弄口早椒.由此推测正椒13号具有较高的形态可塑性和持水力可能是其较弄口早椒更耐旱的原因.     

Adaptive phenotypic plasticity in response to climate change in a wild bird population

Rapid climate change has been implicated as a cause of evolution in poorly adapted populations. However, phenotypic plasticity provides the potential for organisms to respond rapidly and effectively to environmental change. Using a 47-year population study of the great tit (Parus major) in the United Kingdom, we show that individual adjustment of behavior in response to the environment has enabled the population to track a rapidly changing environment very closely. Individuals were markedly invariant in their response to environmental variation, suggesting that the current response may be fixed in this population. Phenotypic plasticity can thus play a central role in tracking environmental change; understanding the limits of plasticity is an important goal for future research.     

植物寒冷馴化的能量代谢与调节

本文评述了寒冷驯化期间植物的能量转换器——叶绿体和线粒体两者结构功能的适应性变化,分析了能量的消长情况,对能量的代谢调节也作了初步探讨。此外,还讨论了今后尚待研究的若干问题。     

施氮处理下入侵植物黄顶菊表观遗传变异与表型可塑性响应特征

为明确不同氮素水平对黄顶菊入侵性的影响,本文模拟4种农田施氮梯度,采用甲基化敏感扩增多态性(MethylationSensitive Amplification Polymorphism,MSAP)技术研究不同处理下黄顶菊叶片DNA甲基化的变化特征,以及黄顶菊生物量、生长和光合生理指标的表型可塑性响应特征。结果表明:18对引物共扩增出690条MSAP条带,引物多态性百分比为86.38%,T2(275 kg·hm~(-2))和T3(375 kg·hm~(-2))施氮处理下半甲基化和总甲基化水平变化差异显著,各施氮处理的全甲基化水平与CK处理比较变化差异显著;施氮量的升高显著增加了黄顶菊的生物量和根生物量分配,而降低了支持结构生物量分配,同时促进了植物的营养和生殖生长及其光合作用;施氮处理下黄顶菊花蕾数、叶面积指数和根生物量的表型可塑性指数最高,分别为0.824 7、0.666 0和0.531 1,而生物量分配和光合生理指标的表型可塑性指数相对较低,表明黄顶菊主要通过调节自身的营养和生殖生长及根生物量等指标来适应环境氮素水平的变化;表型可塑性与表观遗传变异相关性分析的结果表明,黄顶菊半甲基化、全甲基化和总甲基化水平分别与花蕾数、根生物量、株高、叶面积指数、根生物量呈显著负相关,而与叶生物量比呈显著正相关。     

兰州市区主要阔叶绿化树种叶表型可塑性特征

以兰州市17种主要阔叶绿化树种叶片为研究对象,计算13组叶性状的可塑性指数,绘制出叶性状可塑性指数季节动态箱式图,筛选对环境响应敏感的功能性状,并揭示叶片功能性状随季节变化的响应特征。结果表明,兰州市主要阔叶绿化树种叶表型可塑性指数为0.016~0.960,平均为0.359;叶柄干重(PDW)可塑性指数最大,为0.558,叶含水率(LWC)可塑性指数最小,为0.184,叶长(LL)、叶厚(LT)、叶片密度(LD)、比叶面积(SLA)、叶含水率(LWC)、叶柄长(PL)和叶柄径(PD)等可塑性变化显著;叶面积(LA)、叶片干重(LDW)、叶柄干重(PDW)、比叶面积(SLA)、叶片密度(LD)、叶形指数(LSI)和叶含水率(LWC)等的可塑性指数季节动态均呈现出微弱的“波浪形”变化,其中叶柄干重(PDW)可塑性的季节波动最大,叶含水率(LWC)可塑性的季节波动最小。不同生活型树种可塑性,乔木中紫荆最大,山楂最小,灌木(藤本)中紫藤最大,冬青卫矛最小,总体而言乔木可塑性变化不及灌木明显。总之,同一生境下不同植物为适应环境改变而引起可塑性变化,叶片的多个性状间均存在显著的可塑性差异,同一性状在不同季节的可塑性变化显著,乔灌树种间可塑性变化波动差异明显。