气候变化背景下我国扁蓿豆潜在适生区预测

扁蓿豆（Medicago ruthenica）是我国北方地区重要的豆科饲草资源,在草地改良、人工草地建设及生态修复等方面起重要作用,研究气候变化背景下我国扁蓿豆潜在适生区分布对其种植区划及种质资源保护具有重要意义。本研究采用最大熵模型（MaxEnt）预测了气候变化背景下扁蓿豆的适宜性生境分布区域及影响其分布的主导气候因子。结果表明,当前气候背景下我国扁蓿豆的适生区主要集中在内蒙古、黑龙江、新疆、甘肃、四川、西藏、吉林、陕西、云南、河北、青海中东部、山西、辽宁、山东东部、河南西北部、宁夏等地区;影响当代扁蓿豆适生区分布的主导因子是最干旱月降水量（bio14）、最冷季度降水量（bio19）、最湿润月降水量（bio13）、最热季度平均温度（bio10）;间冰期我国扁蓿豆的适生区较大,分布范围较广,而最佳适生区较小,仅占4.79%,从末次冰期冰盛期开始到未来CCSM4-rps26-2070等5个气候情景下我国扁蓿豆的适生区总面积较间冰期变小,而最佳适生区面积增加,5个气候情景的适生区面积和范围变化较小,受气候变化影响相对较弱。     

气候变化对藏药独一味适生区分布格局的影响

本研究通过实地调查，运用最大熵（MaxEnt）模型和环境气候数据模拟未来气候变化对青藏高原地区藏药独一味（Lamiophlomis rotata（Benth.）Kudo）适生区空间分布格局的影响，探索其适生区变迁规律。通过ArcGIS和SPSS对模拟结果分析显示，当前气候条件下独一味最适宜生长地区主要分布于青藏高原地区的四川与西藏，甘肃与青海交界处，占青藏高原总面积的24.87%，其中西藏自治区适生区面积最大，其次是四川和青海，甘肃和云南占比最小；未来气候变化使适生区几何中心向西南方向迁移97.1 km，且海拔上升267 m；气候变化带来的适生区扩大面积约为退化面积的2倍，各省适生区面积均呈现增加，西藏增加最多，其次是四川，青海略有增加，云南和甘肃变化不大；如果气候变暖持续发生，人工引种驯化应选择海拔相对较高区域，而低海拔地区由于退化风险，应作为物种保护区域重点监测。本研究将为气候敏感地区野生濒危药用植物的引种驯化及资源保护提供参考依据。     

高寒牧区多年生牧草种间竞争的动态研究

在青藏高原地区，用替代试验（相同密度400粒，平方米下，5种播种比例，6次刈割）研究老芒麦（无芒雀麦）＋扁蓿豆混播草地种间竞争的动态变化，结果表明，老芒麦（无芒雀麦）在混播群落中其竞争力一直超过扁蓿豆，扁蓿豆处于竞争劣势地位。     

老芒麦衰老过程中叶片叶绿素和光合作用变化特征及对养分的响应

试验以青藏高原青海省高寒草地中广泛分布和退化草地补播改良中的常用牧草品种-青牧1号老芒麦为研究对象，分析老芒麦衰老过程中叶片叶绿素和光合作用变化特征及对养分的响应。在青藏高原东北部，青海湖湖东地区设置1~6龄老芒麦自然生长田，6龄老芒麦施肥田和老芒麦连续施肥田（6年）3个处理。从2015年开始，每年5月进行老芒麦种植，播量2.25 g·m^-2，行距30 cm，小区面积15 m² （3 m×5 m）。采用KONICA MINOLTA， INC公司的SPAD分析仪，每个处理随机选取10株健康植株，从旗叶开始从上往下依次测定3片叶子的叶绿素相对含量。采用LI-COR公司的LI-6400XT便携式光合作用测量系统，在老芒麦开花期（7月底-8月初），选择天气晴朗早上10：30-11：30，随机选取5株健康植株对其旗叶进行测量。结果表明：3龄时老芒麦叶片叶绿素相对含量出现降低趋势，6龄时老芒麦叶片出现了逆向衰老现象；随着老芒麦年龄增加，旗叶净光合速率持续降低，而胞间二氧化碳浓度呈上升趋势，气孔导度和蒸腾速率从3龄开始显著降低，且3~6龄间无显著差异；青牧1号老芒麦6龄田，氮肥和磷肥施入普遍提高老芒麦叶片叶绿素相对含量，且不同部位叶片叶绿素相对含量（33.30%~48.23%）均显著高于对照组（27.05%~30.72%），叶片逆向衰老现象在高氮处理下得到缓解，氮肥和磷肥施入普遍提高老芒麦叶片净光合速率，N（60 kg·hm^-2）处理下叶片净光合速率最高（10.77 μmol·m^-2·s^-1）；青牧1号老芒麦在连续施肥6年处理下，低氮（45 kg·hm^-2）施肥下叶片叶绿素相对含量较高，磷肥对保持老芒麦叶片叶绿素相对含量效果不显著；中度氮肥（60 kg·hm^-2），同时配合磷肥添加长期施入，可有效维持高龄老芒麦叶片的光合效率。     

中国北方地区蒙古韭潜在适生区分析

当前，气候变化正在威胁全球生物多样性。蒙古韭(Allium mongolicum)是干旱半干旱地区中重要的牧草以及群落稳定物种，目前其自然分布区域正逐渐缩减并面临濒危处境。为探究未来蒙古韭自然群体演化过程，本研究结合物种分布数据与22个环境变量数据，应用MaxEnt生态位模型对蒙古韭在近代以及未来3种气候情景下(SSP126可持续发展路径、SSP245中度发展路径、SSP585化石燃料常规发展路径)在我国北方地区的潜在分布格局进行了预测。结果表明：模型预测结果精度均大于0.8,模拟效果良好；影响蒙古韭分布的主导环境因子为年平均温度、最暖季平均温度、年均降水量和最暖季平均降水量；不同气候情景下未来蒙古韭潜在适生区面积均有所缩减，受降雨和温度影响，高适生区向蒙古高原地区收缩；未来蒙古韭核心适生区总体向东南方向迁移后再向西南方向迁移；蒙古韭未来潜在适生区缩减主要集中在黑龙江省、吉林省西北部和内蒙古东部。     

野生老芒麦苗期耐旱性品种筛选及鉴定

根据老芒麦(Elymus sibiricus)苗期对干旱胁迫的响应,筛选出适宜在半干旱地区生长的老芒麦,为青藏高原半干旱地区的栽培草地建植、草地补播改良和草原生态恢复提供依据。选取青海省互助县、门源县、大通县和刚察县地区不同生境的19份野生老芒麦为研究材料,同时以青牧1号老芒麦(Elymus sibiricus ‘Qingmu No.1’)和川草2号老芒麦(E. sibiricus ‘Chuancao No. 2’)作为参比材料,采用盆栽控水法(土壤相对含水量为田间持水量的45%～50%)模拟典型干旱胁迫环境,定株测定了老芒麦的表型和生理指标,并通过模糊数学隶属函数法对野生老芒麦和栽培种老芒麦苗期耐旱性进行了综合评定。结果表明,随着干旱胁迫天数的增加,老芒麦材料株高、相对生长速率、单叶面积增长减缓,相对存活率、叶绿素含量持续下降,根系干物质积累率、相对电导率值则不断上升。老芒麦株高、叶面积、根系干物质积累等形态的可塑性是苗期老芒麦适应干旱环境的重要方式。供试的21份老芒麦材料中,大通县的15-195老芒麦苗期耐旱性最强,属Ⅰ级强抗。     

野生老芒麦苗期耐旱性品种筛选及鉴定

根据老芒麦(Elymus sibiricus)苗期对干旱胁迫的响应,筛选出适宜在半干旱地区生长的老芒麦,为青藏高原半干旱地区的栽培草地建植、草地补播改良和草原生态恢复提供依据.选取青海省互助县、门源县、大通县和刚察县地区不同生境的19份野生老芒麦为研究材料,同时以青牧1号老芒麦(Elymus sibiricus'Q i n g m u N o.1')和川草2号老芒麦(E.sibiricus'C h u a n c a o N o.2')作为参比材料,采用盆栽控水法(土壤相对含水量为田间持水量的45％～50％)模拟典型干旱胁迫环境,定株测定了老芒麦的表型和生理指标,并通过模糊数学隶属函数法对野生老芒麦和栽培种老芒麦苗期耐旱性进行了综合评定.结果表明,随着干旱胁迫天数的增加,老芒麦材料株高、相对生长速率、单叶面积增长减缓,相对存活率、叶绿素含量持续下降,根系干物质积累率、相对电导率值则不断上升.老芒麦株高、叶面积、根系干物质积累等形态的可塑性是苗期老芒麦适应干旱环境的重要方式.供试的21份老芒麦材料中,大通县的15-195老芒麦苗期耐旱性最强,属Ⅰ级强抗.     

青藏高原老芒麦野生种群生态特性与形态变异研究

对青藏高原老芒麦野生种群生态分布特性和形态学变异研究表明:(1)老芒麦在青藏高原地区分布广泛,群落生境可初步划分为高山亚高山草甸型、河谷草地型和森林灌丛型;群落组成以高山红柳+老芒麦+发草、沙棘+老芒麦+蒿类、老芒麦+锦鸡儿+鹅观草、老芒麦+披碱草+多节雀麦4种类型最多。(2)野生老芒麦种群形态学性状具广泛变异,其中与牧草产量和种子产量相关的形态性状变异较大,与分类相关的指标变异程度较小。(3)聚类分析将不同形态的老芒麦聚为三大类群,聚类结果除与海拔有一定关系外,与其地理分布的一致性不明显。(4)主成分分析表明,内外颖长、内外颖芒长、旗叶宽、倒二叶片长、株高、内外稃长、外稃芒长、内外稃宽、穗中部节上每小穗的小花数、穗长、叶色、茎粗、灰度和穗中部节上的小穗数是引起老芒麦形态分化的主要指标。     

阿坝老芒麦等几种牧草的生产性能对比研究与评价

本试验在四川阿坝州壤塘县进行,以阿坝老芒麦、“川草1号”老芒麦和当地老芒麦为试验材料,对物候期、茎叶比、牧草鲜干重、种子产量进行了测定和比较。结果表明：阿坝老芒麦在适应性、牧草产量、种子产量等生产性能方面都优于“川草1号”老芒麦和当地老芒麦,但与“川草1号”老芒麦比较差异不显著,与当地老芒麦比较差异显著。本试验结果可为几种牧草的种子生产和牧草高产提供依据,从而更好地解决青藏高原地区主要的优势种老芒麦的种子供不应求的现状,更好地为青藏高原的天然草地植被恢复,畜牧业的可持续发展奠定良好基础。     

野生老芒麦种质资源鉴定与基部叶鞘绒毛变异分析

为更好地利用老芒麦(Elymus sibiricus L.)野生资源,本研究从我国青藏高原、西北、华北、东北地区以及国外部分地区共采集了1 723份野生披碱草属种质资源,通过表型特征观测和流式细胞仪检测,共鉴定出了990份野生老芒麦种质,246份垂穗披碱草种质,并测得老芒麦的DNA含量在5.86～7.30 Gb之间,平均DNA含量为6.66 Gb;垂穗披碱草材料的DNA含量在9.50～10.36 Gb之间,平均DNA含量为9.97 Gb。研究结果显示,在西北、华北以及东北地区的部分野生老芒麦材料在苗期基部叶鞘出现了绒毛,分析发现该表型出现的概率与经度和纬度呈极显著正相关关系(P<0.01),与海拔、年年均气温以及年平均降雨量呈极显著负相关关系(P<0.01)。表明老芒麦苗期基部叶鞘绒毛的有无与环境因子之间存在着必然的联系,可能是老芒麦种质应对不同环境类型的适应性机制之一。本研究为老芒麦的形态鉴定提供了新的依据,为老芒麦种质资源挖掘和育种应用提供了材料基础。     

野生老芒麦苗期耐旱性研究

为探索川西北高原乡土植物老芒麦的耐旱性，以野生老芒麦为研究对象，采用盆栽控水法模拟干旱胁迫环境，分析了苗期老芒麦在干旱胁迫下的形态和生理指标的变化特点，为其抗旱性育种提供了重要的理论基础，并对利用其有效防治川西北高原高寒草地退化、沙化等生态灾害具有重要的现实意义。结果表明，随着干旱胁迫天数的增加，野生老芒麦株高、叶面积和地上部分生物量积累增长减缓，根系干重和相对电导率不断上升，相对存活率、叶绿素含量持续下降。干旱胁迫已对苗期老芒麦产生了不同程度的伤害，抑制了生长，并降低了存活率。干旱条件下，为汲取更多水分，老芒麦将更多的生物量分配到根部，同时，降低生长高度和叶面积，以促进水分有效运输和防止水分过度蒸发。经耐旱隶属度分析，供试的8份野生老芒麦材料耐旱性强弱顺序为：14-001>14-165>14-235>14-065>14-251>14-115>14-189>14-021。     

若尔盖高寒沙化地中伴生草种对杯腺柳凋落叶初期分解的影响

凋落物分解是陆地生态系统中物质循环的关键环节。在青藏高原高寒沙化地生态恢复初期,分别以垂穗披碱草(Elymus nutans)、中华羊茅(Festuca sinensis)和老芒麦(Elymus sibiricus)为杯腺柳(Salix cupularis)的伴生草种,探究三种高原牧草在杯腺柳不同微位置(冠幅中心、冠幅半径中点和冠幅外缘)下对其凋落叶早期分解动态的影响。结果表明：垂穗披碱草伴生下,各微位置的杯腺柳凋落叶质量损失率均最高(P<0.05),且50%和95%分解时间均最短;垂穗披碱草伴生下,凋落叶纤维素和木质素含量变化更剧烈,且在分解第19个月时,木质素含量显著高于对照和其它两种草本伴生(P<0.05);微位置对凋落叶总氮、木质素含量、C/N和木质素/N影响显著(P<0.05)。综上所述,在以杯腺柳为先锋种的高寒沙化地中,垂穗披碱草种植在杯腺柳冠幅下可使杯腺柳凋落叶分解更快,更有利于区域沙化地的生态恢复。     

氮肥用量对披碱草属牧草种子产量和氮肥利用效率的影响

氮素是禾本科植物生长和发育所必需的大量元素之一,但过量施用氮肥不仅造成环境污染,而且增加生产成本、降低收益。基于青藏高原地区披碱草属牧草种子需求量大、产量较低的现状,本研究以同德短芒披碱草、青牧1号老芒麦2个披碱草属牧草品种为试验材料,设置0、45、90、135、180和225 kg N·hm^-2等6个氮肥施用水平,研究分析了施氮量对披碱草属牧草种子生产和氮肥利用效率的影响,以期为披碱草属牧草种子生产提供理论依据。结果表明,施氮可促进披碱草属牧草生长,能够显著提高其株高、分蘖数等牧草营养生产性状,同时可提高种子产量及单位面积生殖枝数、每穗小穗数、每穗种子数和种子千粒重等产量组分;且随着施氮量的增加,各生长性能指标呈现先增加后降低或趋于稳定的变化趋势。随着施氮量的增加,除青牧1号老芒麦氮肥利用效率先增加后降低外,2个品种氮肥农学利用率和偏生产力逐渐降低。本研究中,同德短芒披碱草和青牧1号老芒麦的种子产量分别为712～1661 kg·hm^-2和701～1626 kg·hm^-2。从节约成本角度考虑,在川西北高寒地区开展披碱草属...     

外源激素与磷素配施对老芒麦生长特性及营养品质的影响

以来自青藏高原高寒草地野生老芒麦（Elymus sibiricus L.）种子为试验材料,采用营养砂培法,研究了根部施用不同体积（0,3,5,7,10 mL）磷素（NaH₂PO₄,200 g·L^-1）溶液搭配叶面喷施不同体积（10,7,5,3,0 mL）外源激素6-苄氨基嘌呤（6-BA,20 mg·L^-1）和吲哚乙酸（IAA,30 mg·L^-1）对老芒麦生长特性及营养品质的影响,旨在为外源激素和磷素的互作效应以及老芒麦人工草地建植技术提供理论依据。试验结果表明：在7 mL NaH₂PO₄+3 mL 6-BA（PB7+3）和7 mL NaH₂PO₄+3 mL IAA（PI7+3）处理下,地上干重较对照分别增加33%和26%;粗蛋白含量在10 mL NaH₂PO₄+0 mL 6-BA（PB10+0）、10 mL NaH₂PO₄+0 mL IAA（PI10+0）处理下较对照各增加了24%;酸性洗涤纤维（ADF）含量在5 mL NaH₂PO₄+5 mL IAA（PI5+5）处理下较对照降低了4%,老芒麦磷含量在5 mL NaH₂PO₄+5 mL 6-BA（PB5+5）和3 mL NaH₂PO₄+7 mL IAA（PI3+7）处理下较对照分别增加了46%和50%。经灰色关联度对地上干重和营养品质综合分析表明,P素与6-BA和IAA配施可以提高老芒麦生长特性和营养品质,其中在5 mL NaH₂PO₄+5 mL 6-BA（PB5+5）处理下配施效果较佳,本试验结果可为外源激素和磷素的互作效应以及老芒麦人工草地建植技术提供理论依据。     

中国野生老芒麦形态多样性研究与种质利用潜力分析

为揭示野生老芒麦形态变异特征和遗传背景，对我国野生老芒麦主要分布区域不同生态类型的104个居群520份野生老芒麦种质进行了23个形态指标测定和遗传多样性分析。结果表明：不同生境老芒麦材料的形态特征存在显著差异，数量性状变异系数为9.49%～49.56%；聚类分析将104个居群分为具有各自明显特征和开发利用潜力的4类；形态特征与地理环境因子的相关性分析发现，野生老芒麦抽穗早晚及茎秆叶鞘基部小刺等特殊性状与其海拔呈显著相关；主成分分析发现，株高、抽穗、茎节数、单株干鲜重、旗叶长宽等指标代表了老芒麦67.79%形态多样性，是造成老芒麦形态特征变异的主要因素，可作为老芒麦形态分化的重要参考指标。     

8份披碱草属牧草苗期抗旱性综合评价

本试验对室内盆栽的8份披碱草属（Elymus L.）牧草进行干旱处理,通过分析干旱胁迫和复水下各种质资源叶片的相对电导率、相对含水量、丙二醛、叶绿素等8项生理指标的干旱胁迫指数,探究各种质资源间苗期抗旱性的差异。结果表明,在干旱及复水处理下,各种质表现出了不同程度的干旱适应性,其中E05的干旱适应性较强,表现为各项指标在干旱处理下变化较小,且在复水处理下恢复较明显。对各种质资源相对含水量、叶绿素含量、相对电导率和丙二醛四项生理指标进行隶属函数分析,得出其抗旱性从强到弱依次为：E05 > E08 > E06 > E01 > E03 > E07 > E02 > E04。综上所述,采集地年均降水量较少（319.25 mm）的垂穗披碱草（E. nutans,编号E05）在长期适应干旱少雨的过程中,表现出更强的抗旱能力。     

4种披碱草属植物光合作用光响应特性的比较

利用人工模拟光源研究了4种披碱草属植物的光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂(C_i)浓度及叶面饱和水压亏(V_pdl)随模拟光辐射(SPR)增强的变化规律及其相关性,并计算了各材料表观量子效率及其光饱和点与光补偿点等。结果表明,4种植物的P_n和T_r均随SPR的增强而增大,在相同的光照强度下,麦宾草的光合速率较高,披碱草次之,其他2种材料净光合速率近乎一致。麦宾草和肥披碱草的T_r明显高于老芒麦和披碱草;披碱草属不同材料的WUE随SPR的加强而呈递增规律,其中WUE的大小顺序为老芒麦＞披碱草＞麦宾草＞肥披碱草;4种植物气孔导度均随模拟光辐射强度的升高而增大,麦宾草和披碱草的G_s明显高于其他2种植物;4种植物胞间CO₂均随着SPR的增强和P_n的增大而减少。当SPR从0增至500 μmol/(m²·s)时,4种植物V_pdl 有一个小的下降过程,之后除披碱草缓慢下降外,其他材料随SPR增加而缓慢增加,麦宾草和肥披碱草的V_pdl明显高于其他2种材料。老芒麦和麦宾草光补偿点相对较低,说明两者利用弱光的能力相对较强,麦宾草和披碱草光饱和点较高,说明两者利用强光的能力较强。通过综合分析,利用光能的能力高低顺序为:麦宾草＞披碱草＞老芒麦＞肥披碱草,也就是无论在强光或弱光条件下,麦宾草和披碱草利用光能的能力较强。     

放牧和AM真菌对夏季青藏高原东缘老芒麦生长和白粉病的影响

自玛曲3个放牧强度放牧地取土样,并采集优势植物老芒麦(Elymus sibiricus)种子,在温室条件下研究了3个放牧强度下土壤丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza)真菌对老芒麦生长和白粉病的影响。放牧强度分别为轻度放牧、中度放牧和重度放牧,土壤处理分别为未作任何处理(自然土)、湿热灭菌土、湿热灭菌后还原除AM真菌外微生物土以及湿热灭菌后接种根内球囊霉(Rhizophagus intraradices)和幼套球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)混合菌剂土。结果表明,放牧和AM真菌均可影响老芒麦生长和白粉病发生。老芒麦白粉病的发病率因不同放牧强度和土壤处理而异,中度放牧和重度放牧土壤处理下,老芒麦白粉病发病率低于轻度放牧处理,老芒麦总生物量、总磷含量、光合速率均高于轻度放牧土壤处理。老芒麦在自然土处理下白粉病发病率最高,为59.83%,灭菌土处理下老芒麦白粉病发病率最低,为44.73%。与自然土处理相比,接种AM真菌处理老芒麦白粉病发病率降低13.15%,总生物量增加56.46%。放牧强度和土壤处理对老芒麦总磷含量、叶绿素含量、多酚氧化酶存在交互效应。     

聚乙二醇模拟干旱胁迫对老芒麦幼苗生长及次生代谢部分产物的影响

本研究采用不同浓度的聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG-6000）溶液对老芒麦（Elymus sibiricus L.）幼苗进行模拟干旱胁迫，研究干旱胁迫对老芒麦幼苗生长、次生代谢相关酶活性和相关产物含量的影响。结果表明：与对照相比，干旱胁迫抑制了老芒麦幼苗生长，叶片不同程度萎蔫，显著降低了叶片相对含水量（Relative water content，RWC）、株高、根长、叶和根鲜重，且中度干旱的降幅大于轻度干旱；干旱胁迫下，过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性在中度干旱胁迫中响应比轻度干旱更迅速；苯丙氨酸解氨酶（L-phenylalanine ammonia-lyase，PAL）活性在轻度干旱20 d和中度干旱15 d时最强；两种干旱处理第15 d时，老芒麦叶片的总酚、类黄酮和单宁含量显著高于对照（P<0.05），且中度干旱胁迫下的增幅较大。综上所述，干旱胁迫导致老芒麦幼苗生长减缓，幼苗叶片POD快速响应，表现较为敏感，POD和PAL相互协作，促进部分次生代谢产物积累，从而使老芒麦适应干旱胁迫。