达乌里胡枝子抗氧化防御系统对增强UV-B辐射的动态响应

为探究增强UV-B辐射对达乌里胡枝子(Lespedeza davrica)抗氧化能力的影响,采用盆栽试验研究其在不同UV-B辐射强度(CK=0,T₁=1.944 kJ·m^-2·d^-1,T₂=3.002 kJ·m^-2·d^-1)下的抗氧化保护系统相关指标的动态响应,UV-B辐射处理持续15 d,每3 d取样一次至结束后第3 d再取样一次。结果表明:随着处理时间的延长,增强UV-B辐射使超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低,抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)活性升高,且SOD,POD和CAT的活性随着辐射强度的增加而降低,APX活性在开始处理9 d内随着辐射强度的增加而增加,此后随着辐射强度的增加而降低;增强UV-B辐射使抗坏血酸(AsA)含量增加,类胡萝卜素(Car)含量降低,且二者的含量均随着辐射强度的增加而降低;增强UV-B辐射使超氧阴离子(O₂^·-)、丙二醛(MDA)含量升高,O₂^·-含量和MDA含量均随着辐射强度的增加而增加。UV-B处理结束后,除SOD活性、POD活性、AsA含量呈下降趋势外,其他指标都呈上升趋势。通过隶属函数法综合评价得出:增强UV-B辐射降低了达乌里胡枝子的抗氧化能力,随着UV-B辐射强度的增加,抗氧化能力降低。     

达乌里胡枝子抗氧化防御系统对干旱及增强UV-B辐射的动态响应

以达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)为研究对象,通过对照、中度干旱以及干旱与增强UV-B辐射复合处理,对其超氧阴离子(O2-)、丙二醛(MDA)和抗氧化剂含量及抗氧化酶活性的动态变化进行研究,探讨其抗氧化能力及膜脂过氧化的动态响应.结果表明:与单因子干旱胁迫相比,复合胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低,抗坏血酸过氧化物酶(APX)及过氧化物酶(POD)活性升高,其中低强度UV-B辐射与干旱复合胁迫使SOD活性极显著低于单因子干旱胁迫下的(P＜0.01),POD活性随UV-B辐射强度增加而降低,APX和CAT活性随UV-B辐射强度增加而增加.与单因子干旱胁迫相比,复合胁迫使抗坏血酸(AsA)含量增加,且随UV-B辐射强度的增加先增加后降低;使叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)含量降低,随UV-B辐射强度增加而降低.低强度UV-B辐射与干旱复合胁迫前6d花青素含量极显著高于对照(P＜0.01).复合胁迫前期,MDA和O2-含量均比单因子干旱胁迫的低,后期则不同.隶属函数综合评价得出,中度干旱以及复合胁迫均能提高达乌里胡枝子的抗氧化能力,且与干旱胁迫相比,低强度UV B辐射与干旱复合胁迫下其抗氧化能力较高,而高强度UV-B辐射与干旱复合胁迫下则较低.     

UV-B辐射增强和温度变化对麻花艽光响应的影响

为了确定UV-B辐射增强和温度变化对高寒草甸植物生理过程的影响,以LI-6400便携式光合测定系统控制温度和紫外灯UV-B辐射增强方法,测定分析了UV-B辐射增强和温度变化对麻花艽(Gentiana straminea Maxim.)叶片光合作用及相关生理参数的影响。结果显示:麻花艽叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(E)和水分利用效率(WUE)在对照下较高,UV-B辐射为20W和40W处理下较低;8月,P_n在25℃下比15℃下显著高;9月,对照处理下P_n在25℃下比15℃下高。同时,E在25℃比15℃下高;G_s、WUE和C_i在25℃下比15℃下低。另外,麻花艽叶片P_n在光合有效辐射强度为0~800μmol·m^-2·s^-1时随光合有效辐射强度增加而增加幅度较大,800~2200μmol·m^-2·s^-1时增幅较小;G_s和E随光合有效辐射强度增加而增加;C_i在光合有效辐射强度0~800μmol·m^-2·s^-1时随光合有效辐射强度增加而呈现下降趋势,800~3000μmol·m^-2·s^-1变化不大;WUE在光合有效辐射强度0~800μmol·m^-2·s^-1时随光合有效辐射强度增加而呈现增加趋势,800~3000μmol·m^-2·s^-1时呈现下降趋势。说明UV-B辐射增强将对高寒草甸植物-麻花艽叶片光合作用及相关参数将产生极大影响,影响与温度变化有一定的关系。     

典型高寒植物有性繁殖对长期增温的响应

近年来,全球气候变化影响植物群落已经成为研究热点,植物有性繁殖对环境条件微小变化的响应十分敏感。为探究高寒植物采取何种生长繁殖策略以适应全球气候变暖,从而预测高寒植被群落变化趋势,本研究利用开顶式生长室（Open-Top Chambers,OTCs）装置模拟增温,探究增温对高寒植物中常见的矮生嵩草（Kobresia humilis）、青藏苔草（Carex moorcroftii）,和垂穗披碱草（Elymus nutans）有性繁殖特征的影响。结果表明：1）增温下矮嵩草繁殖枝数量、有性繁殖效力极显著降低（P<0.01）,青藏苔草小穗长度显著增加（P<0.05）,垂穗披碱草小穗长度在增温下极显著增加（P<0.01）;2）增温导致矮嵩草和垂穗披碱草种子生产能力显著降低（P<0.05）,青藏苔草种子产量变化不明显（P<0.05）;3）3种植物发芽势在增温下呈现显著降低的趋势（P<0.05）,但发芽率无显著变化（P<0.05）;4）经热图（heatmap）分析,高寒植物有性繁殖对增温响应不一致,且增温严重抑制矮嵩草有性繁殖。综上,在气候变暖下,不同植物可能表现出不同的适应策略,矮嵩草有性繁殖受到增温的抑制,且最为敏感。     

增强UV-B辐射对念珠藻生长的影响

研究表明,由于氯、氟、烃等的大量使用,导致了平流层臭氧层的减薄,使到达地球表面的UV-B辐射增强。我国上空的臭氧层也有所减薄,青藏高原上空还观测到臭氧低值中心[1],紫外辐射增强被公认为重大的全球环境问题,对人类及全球生态系统产生深远的效应[2]。许多试验结果表明,在增强的UV-B辐射下,植物的生长发育和生物量都有明显的降低,光合作用和呼吸作用受到抑制[3],以致影响到植物的生长发育和作物的产量[4]。环境对植物的生长发育等生命活动产生重要影响,植物体在生命活动的各个时期都受到周围环境中各种信号因素的影响,如光、温度、干旱…     

海北高寒草甸矮嵩草色素及抗氧化物质动态分析

对海北高寒草甸优势种矮嵩草色素以及多种抗氧化物质的含量分析研究,结果表明,矮嵩草（Kobresiahumilis）对其生存的环境有极其强的适应能力,对矮嵩草草甸的生产力的维持具有积极作用。矮嵩草的叶绿素a、b和总叶绿素含量6,7月份达到最大;Chlb／（a＋b）有微弱的下降趋势,Car／Chl（a＋b）有明显的下降趋势;O2-含量的变化呈现下降趋势,与抗坏血酸含量的变化是负相关;叶黄素循环组分玉米黄质于505nm波长处最大吸收峰在6月和7月达到最大,与叶绿素及光强的变化趋势相吻合;SOD的含量却呈现非规律变化。     

遮光及增加UV-B辐射对高寒草甸矮嵩草光合色素以及光合作用的影响

以矮嵩草草甸上天然太阳辐射为背景,建立人工增强太阳UV-B辐射和遮光装置,分别模拟平流层臭氧损耗5%时近地面的太阳UV-B辐射和滤去40%-60%的太阳辐射强度。结果表明,经过40多天的增强UV-B辐射处理降低了矮嵩草光合色素的含量以及Chla/b的比值,而使Chlb/(a b)比值上升。增强UV-B辐射还使矮嵩草的光合速率、呼吸速率以及表观量子效率(AQY)下降。遮光处理使得矮嵩草光合色素含量上升,Chla/b和Chlb/(a b)比值基本不变。遮光处理还提高了矮嵩草的光合速率、呼吸速率以及表观量子效率(AQY)。     

高寒草甸植物叶片生态化学计量特征对长期氮肥添加的响应

氮(N)是植物生长发育所需的基本元素,人为N添加已成为陆地生态系统N输入的主要形式。施N作为改善土壤养分条件的重要途径,可改变土壤理化性质,也会对植物叶片生态化学计量特征产生影响。本研究在2012年5月设置0(CK)、10(N₁₀)、20(N₂₀)、30(N₃₀)g·m^-2·a^-1的N添加试验,并于2018年8月采集禾本科、莎草科、豆科和杂类草叶片,测定其碳(C)、N、磷(P)含量,分析不同水平N添加下植物叶片生态化学计量特征的差异,探索长期N添加下植物叶片生态化学计量特征变化的影响因素。结果表明:1)N添加显著提高了禾本科叶片碳(LC)含量而显著降低了豆科LC含量(P<0.05),莎草科和杂类草LC含量变化不显著(P>0.05)。随施N量增加,4种功能群叶片氮(LN)含量均显著增加(P<0.05),而叶片磷(LP)含量变化趋势不一致。2)N添加下4种功能群植物叶片碳氮比(LC/N)整体呈下降趋势,叶片氮磷比(LN/P)和叶片碳磷比(LC/P)呈上升趋势。3)...     

高寒草甸植物水分利用效率研究进展

回顾了光照、温度、土壤水分和CO2浓度对高寒草甸植物水分利用效率的影响等方面的研究进展.由于高寒地区太阳辐射强,高寒草甸植物光合作用时间长,光饱和点高,植物光合作用明显表现出对低温的适应性;而适度地提高温度,植物水分利用效率增大;水分胁迫对光合作用的影响可以分为气孔限制和非气孔限制,同时水分胁迫对不同植物水分利用效率的影响不同;高寒草甸植物比低海拔地区植物利用CO2更有效,提高CO2浓度,植物水分利用效率增大.高寒草甸植物水分利用效率研究对于合理构建和恢复高寒草甸生态系统具有重要意义.     

青藏高原高寒草甸组分种花期物候对施肥响应

青藏高原东部高寒草甸封育和施肥生境中18个植物物种物候对施肥的响应结果表明,施肥导致双子叶植物(不含豆科)的始花期、开花峰值期和终花期轻度提前或者轻度推迟,花期持续时间轻度延长或者缩短;豆科植物的始花期轻度推迟,开花峰值期和终花期与对照无差异,花期持续时间轻度缩短;施肥未能够显著改变双子叶组分种的花期物候。施肥导致禾本科物种的始花期、开花峰值期、终花期显著推迟,花期持续时间轻度延长或者缩短。对照(封育)群落组分种种间开花峰值期为集中分布,科内开花峰值期为随机分布;施肥处理下群落组分种间开花峰值期为集中分布,双子叶组分种科内开花峰值期为随机分布,禾本科组分种科内开花峰值期为集中分布;施肥改变了施肥生境中禾本科组分种的花期分布模式。高寒草甸群落组分种花期物候对施肥响应存在差异。     

高寒草甸矮嵩草对氮肥的生理响应

通过叶面喷施尿素处理,研究了自然生长状态下矮嵩草生长季节生理特性的变化动态,以深入了解高寒植物对氮肥的生理响应。结果表明,施肥处理显著提高了生长初期和生长后期矮嵩草叶内超氧化物歧化酶(SOD)活性(P＜0.05);谷胱甘肽(GSH)含量变化没有表现出明显的规律性;处理和对照样地可溶性糖含量都呈“U”字形变化,在6和9月含量高,多数时间处理样地叶内可溶性糖含量显著高于对照;可溶性蛋白的含量在7和8月显著高于对照样地,在6和9月显著低于对照样地;处理样地叶绿素a、b和总叶绿素含量高于对照样地(除8月外);超氧阴离子(O₂^·-)产生速率除7月外,其他月份都低于对照样地。处理总体上提高了矮嵩草叶抗氧化能力和渗透调节能力,促进了矮嵩草的生长。     

甘肃省高寒草原牧草孢囊线虫的鉴定

2013年8月下旬,对甘肃天祝高寒草甸草原孢囊线虫发生情况进行调查,从嵩草和矮嵩草根部和根际土样中分离得到孢囊线虫。通过对孢囊和孢囊阴门锥的形态观察,初步鉴定为禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)。其特征为孢囊浅褐色,阔柠檬形,阴门锥双膜孔,未见阴门下桥,泡状突明显。利用通用引物AB28和TW81对其群体rDNA-ITS区进行PCR扩增和序列测定,得到ITS区序列长度为1045 bp。将所测得序列在Genbank和Blast上比对,结果显示,此禾谷孢囊线虫群体与H. avenae群体相似度达99%~100%。进一步证实寄生于甘肃天祝高寒草甸草原嵩草和矮嵩草的孢囊线虫均为H. avenae,这是首次报道莎草科嵩草和矮嵩草也是禾谷孢囊线虫的寄主。     

矮嵩草抗氧化物质含量的季节变化及与太阳辐射的关系

对移植西宁地区矮嵩草几种抗氧化物质含量的季节变化测定发现 ,矮嵩草叶片内紫外线吸收色素、抗坏血酸含量以及超氧化物歧化酶的活性在 5到 8月间呈“拱型”变化 ,6、 7月份最高。超氧阴离子自由基的相对含量呈现略微下降趋势。抗氧化物质含量和活性的变化动态与太阳辐射强度呈现一定的正相关关系     

高寒矮嵩草草甸不同退化演替阶段植物群落地上生物量分析

通过对高寒矮嵩草草甸不同退化演替阶段植物群落的研究显示,随着退化程度的加重,群落的组成和优势种等发生了很大的变化,植物群落从以禾本科为主,向以杂类草为主的群落演替.中度和重度退化样地与原生植被样地的禾草类、莎草类以及群落总生物量差异极显著(P<0.01).随退化程度的加深,禾草类、莎草类等优质牧草比例下降,取而代之的是杂类草,其比例明显升高,在群落中占据优势地位.     

不同季节放牧对矮嵩草草甸植物叶面积指数的影响

采用样方法对青藏高原高寒矮嵩草草甸冬春季放牧、夏秋季放牧和不放牧样地各类植物叶面积指数、相对生长速率、地上活植物量以及叶茎比进行了调查分析,以研究不同季节放牧对矮嵩草草甸的影响。结果表明,7~8月,地上活植物量都是先增加后降低,7月24日达到峰值,其中夏季放牧地上活植物量最大,322.7 g/m2。不放牧对其叶面积指数的影响不大,夏季放牧其叶面积指数不断增大,8月8日达到最大值3.9;冬季放牧其叶面积指数先降低后增加,7月24日降到最小值2.9;地上活生物量与叶面积指数之间呈正相关。3种处理下矮嵩草草甸植物1个月内相对生长速率变化不同,7月9日~7月24日,群落地上植物量的净积累为正增长过程(RGR0),7月24日~8月9日呈负增长(RGR0),植物量下降。冬春季放牧下矮嵩草草甸各类植物的叶茎比不断增加,8月8日达最大值6;夏秋季放牧先增加后降低,7月24日达最大值6.9;不放牧先降低后增加,7月24日降到最小值4.3,8月8日达到最大值6.6。     

模拟降水对高寒矮嵩草草甸群落影响的初步研究

通过野外控制实验,研究了高寒矮篙草草甸不同植物类群、群落对模拟增减降水条件下的响应。结果表明,不同植物类群(禾草类、莎草类)增加降水20％,地上生物量分别比对照提高103．63、77．12g／m^2。在植物生长期(6月),增加降水20％及40％,植物群落物种多样性指数(H)分别比对照提高0．188和0．735;而均匀度指数(J)在增加降水40％时,提高了0．086。生长期(7月)增加降水20％,物种多样性指数(H)和均匀度指数(J)分别提高0．409和0．07。当降水增加20％时,植物群落中禾草类的重要值较对照提高了0．92。     

5年模拟增温后矮蒿草草甸群落结构及生产量的变化

5年模拟增温后观察表明,植物生长期4～9月暖室内10 cm、20 cm地下土壤平均增温1.86℃,10 cm、20 cm地上空气平均增温1.15 ℃,地表0 cm平均增温1.87 ℃,且增温在植物生长初期大于生长末期及枯黄期.在模拟增温初期年生物量比对照高,增温5年后生物量反而有所下降.增温使禾草类植物种增加,杂草减少.从表面来看,增温可使植物生长期延长,利于增大生物量,实际受热效应作用,植物发育生长速率加快,植物成熟过程提早,生长期反而缩短,加之玻璃纤维的存在使暖室内外温度交换减缓,减少了温度日变化,限制干物质积累,终久导致生物量减少.这说明小气候的作用,环境条件诱发土壤结构变化,植被的种群结构也随之改变,甚至出现演替的过程,全球变暖不仅对植物的生物生产力影响较大,而且对植被类型的演替有着不可忽视的作用.     

5年模拟增温后矮嵩草草甸群落结构及生产量的变化

5年模拟增温后观察表明,植物生长期4～9月暖室内10cm、20cm地下土壤平均增温1.86℃,10cm、20cm地上空气平均增温1.15℃,地表0cm平均增温1.87℃,且增温在植物生长初期大于生长末期及枯黄期。在模拟增温初期年生物量比对照高,增温5年后生物量反而有所下降。增温使禾草类植物种增加,杂草减少。从表面来看,增温可使植物生长期延长,利于增大生物量,实际受热效应作用,植物发育生长速率加快,植物成熟过程提早,生长期反而缩短,加之玻璃纤维的存在使暖室内外温度交换减缓,减少了温度日变化,限制干物质积累,终久导致生物量减少。这说明小气候的作用,环境条件诱发土壤结构变化,植被的种群结构也随之改变,甚至出现演替的过程,全球变暖不仅对植物的生物生产力影响较大,而且对植被类型的演替有着不可忽视的作用。