随着乡村振兴战略的持续推进,美丽乡村建设已成为解决"三农"问题的关键步骤.而在美丽乡村的建设过程中,具有地域特色的乡土植物资源成为了景观设计的核心要素.乡土植物的开发与利用,不仅提升了乡村的观赏性及宜居性,也通过特色景观传承并发扬了乡村文化.与此同时,可借助生态理念模拟或还原自然植物景观所构成的乡村景观,有别于千篇一律的城市景观,这对于构建特色乡村景观、维护乡村生态平衡具有重要意义.

设计"植物的生殖方式"教学时,结合当地的乡土资源,以福建泉州永春芦柑为例,通过构建"帮助芦柑种植户解决问题"的真实情境,引导学生在解决问题的过程中逐步建构"有性生殖"与"无性生殖"的概念,理解植物的生殖方式,并促进学生核心素养的发展.

乌兰布和沙漠东北段的防护林是保护东部河套平原农业生产的重要生态屏障,由于对人工造林研究缺乏重视,许多防护林体系中的林分有一定的衰退趋势.研究乡土树种人工栽培后的生态适应性,是指导人工防护林建设和可持续经营的重要举措.为了深入探究乌兰布和沙漠乡土树种人工栽培后的生态适应性,本文以 3种乡 土树种沙冬青(Ammopiptathus mongolicus)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon)和蒙古扁桃(Prunus mongoli-ca)为研究对象,通过测定功能性叶片表皮形态、解剖结构、生理指标,结合当地气象数据,阐释3种植物对沙漠环境的适应机制.结果表明:3种植物分别以不同方式适应沙漠环境.沙冬青通过增大叶面积来增加受光面积、提高光合效率,利用密集的表皮毛和发达的角质层强化叶片机械防御能力,降低强光灼伤及水分蒸腾,维持细胞水分平衡,从而降低细胞膜脂过氧化.蒙古扁桃叶片簇生,通过增加叶片数量增加受光面积、提高光合效率,通过卷曲叶片躲避强光灼伤,通过特化气孔位置(将气孔全部分布于叶片下表面),利用发达的维管束、丰富的黏液细胞和晶体结构来降低水分蒸腾,维持细胞水分平衡,从而降低细胞膜脂过氧化.霸王叶片呈圆柱状条形结构,通过降低风阻,降低叶片遭受风沙流危害的概率,通过生理代谢调节提高叶片抗氧化物酶活性和渗透调节物质含量,维持细胞水分和活性氧代谢平衡.这些发现揭示了 3种植物在应对荒漠环境时所采取的不同的适应策略,为乌兰布和沙漠东北部乡土树种的引种驯化提供了新思路.

目的:为丰富呼伦贝尔地区园林植物多样性,筛选出观赏价值高、具有地域特色的乡土花卉种类.方法:采用 AHP法对呼伦贝尔草原230 种野生花卉进行综合评价.选取花果观赏价值、茎叶观赏价值和开发价值 3 个方面共13 个评价指标,建立呼伦贝尔草原野生花卉综合评价模型,利用层次分析软件在构建判断矩阵的基础上,计算各评价指标总权重,并通过野外观测结果对评价指标进行赋分,最后计算每种植物的综合得分,并进行分级.结果:① 各约束层对目标层的权重大小排序为花果观赏价值>开发价值>茎叶观赏价值.② 13 个标准层评价因素中,花果色、花径、抗逆性、花果量和株型对野生花卉的观赏性影响最大.结论:根据评价结果,呼伦贝尔草原野生花卉被评为Ⅰ级的花卉如苦马豆、掌叶白头翁、大花剪秋萝、多叶棘豆、斑花杓兰、细叶百合、尖萼耧斗菜、大花杓兰等具有很高的观赏价值,可以大面积驯化栽培供园林观赏.被评为 Ⅱ 级的野生花卉如野鸢尾、短瓣金莲花、大花银莲花、柳兰、高山紫菀、野火球、达乌里黄芪、返顾马先蒿、紫斑风铃草、紫花野菊、美花风毛菊、红轮狗舌草和山萝花等具有较高观赏价值,可以适度地栽培利用.

城市自生草本植物的物种多样性和功能多样性直接影响城市生态系统的功能和稳定性,但目前相关研究依然很缺乏.以深圳市为例,基于建成区600个1hm2样地的现场调查数据,分析自生草本植物的群落结构、物种多样性、群落功能特征及功能多样性.结果显示:①调查共记录自生草本植物61科178属273种,其中多年生草本占54.6％,乡土植物占65.6％.②占明显优势的功能特征有中小型叶(91.85％)、草质叶(42.59％)、纸质叶(32.96％)、叶片无毛或近无毛(56.67％)、中等密度绒毛(40.37％)、叶面较粗糙(52.59％)、花期4-6个月(50.78％)、果期4-6个月(49.22％)、干果(86.03％).③群落类型间功能丰富度FDp、功能离散度Rao二次熵差异极显著(P＜0.01)、功能均匀度FEve差异显著(P＜0.05).④公园绿地的物种多样性指数明显高于其他三类绿地;不同绿地类型间的功能丰富度和功能离散度在滞尘、降噪、降温增湿及生物多样性保护方面都有极显著差异(P＜0.01),功能均匀度只在滞尘及生物多样性保护方面差异极显著(P＜0.01).⑤各功能多样性指数均与Margalef指数、Simpson指数及Shannon-Wiener指数呈极显著正相关关系(P＜0.01).研究结论和方法为维护城市生态系统稳定性、建设生态宜居城市、促进城市可持续发展提供理论依据.

为比较干旱荒漠区城市绿化灌木和荒漠乡土灌木在夏季热浪期的受损差异和其对高温和热浪冲击响应机理的不同,在新疆北疆 2022 年夏季热浪期末期,测定了 9 种荒漠乡土灌木和 8 种城市绿化灌木的 4 种水分相关功能性状(水力、叶片、光合和碳经济性状),同时调查植株受损程度.调查结果表明,荒漠乡土灌木接近 74%的个体在夏季热浪中未受损伤,但有 56%的城市绿化灌木个体受损;水力和叶片性状方面,荒漠灌木的枝叶水势、干物质含量和导管直径的平均值低于城市绿化植物,而枝比导率、准稳态导水率、胡伯尔值、比叶面积、导管密度呈相反态势.在碳经济和光合性状方面,荒漠乡土灌木的可溶性碳含量和水分利用效率高于城市绿化灌木(P＜0.05),但气孔导度成相反模式(P＜0.05),而淀粉和结构性碳含量、蒸腾速率无显著差异(P＞0.05);荒漠乡土灌木的性状整合度(G=0.39)高于城市绿化植物(G=0.20),且前者的关键节点个数,以及其与其他性状显著关联的个数均高于后者.结果表明,2022 年夏季热浪引起荒漠乡土灌木的受损程度低于城市绿化灌木;荒漠植物在水力性状和性状整合方面存在优势,其水分吸收、运输和减少蒸腾失水的能力要强于城市绿化灌木,热浪影响下更易存活;相对城市绿化灌木,荒漠灌木可以协调功能性状间的关系,采取更多样化的适应机理将降低夏季热浪的负面影响.本研究可为干旱地区城市绿化灌木筛选以及区域生态保护政策制定提供科学参考.

桉树-乡土树种混交林在提高林分生产力和生态系统功能等方面具有较大潜力.该研究以南亚热带4种桉树-乡土树种混交林(桉树与乡土树种混交比例分别为5∶5、6∶4、7∶3、8∶2)和桉树纯林为研究对象,研究了3种优势乡土树种华润楠(Machilus chinensis)、阴香(Cinnamomum burmannii)、灰木莲(Manglietia glauca)和速生树种尾叶桉(Eucalyptus urophylla)的叶片生理、结构和化学性状在不同比例混交林中的差异.结果表明,4 优势造林树种的叶片性状存在明显的种间差异,其中灰木莲的比叶面积(SLA)、光合磷利用效率(PPUE)、单位质量叶片最大光合速率(Amass)和蒸腾速率(Tmass)以及叶片养分含量最高,说明灰木莲采取资源获取型的生态策略;尾叶桉的SLA、Amass、Tmass及叶片养分含量最低,但具有最高的PPUE,说明尾叶桉兼顾了资源获取型和保守型的物种特征.灰木莲与尾叶桉在SLA、Amass、Tmass、PPUE、叶片氮含量和氮磷比等叶片性状上几乎没有任何重叠,说明灰木莲与尾叶桉之间的叶片资源利用高度互补,可能是与尾叶桉混交的理想树种.物种水平上,灰木莲叶片氮含量、华润楠叶片磷含量以及干季时阴香叶片Amass和PPUE随乡土树种混交比例增加有增加的趋势,但总体上树种混交比例对于 4 造林树种的叶片结构、化学和生理性状的影响不大;林分水平上,桉树-乡土树种混交林的比叶面积、光合能力以及叶片氮磷比显著高于尾叶桉纯林,说明桉树与乡土树种混交能够提高林分整体的光捕获和光合能力,但同时也加剧了植物生长的磷限制.因此,建议在未来南亚热带桉树人工林的构建与改造中,应优先挑选与桉树资源利用互补并能够优化混交林磷素循环利用的乡土树种.

为了解桉树人工林土壤种子库特征,对不同林龄尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)人工林种子库的储量、垂直分布特征及与林下植被的相似度进行了分析.结果表明,土壤活力种子储量最高的为1～2 a生桉林,显著高于其他林型;其次为3～4 a生桉林和马尾松(Pinus massoniana)林;最低的为杉木(Cunninghamia lanceolata)林,显著低于其他林型.随林龄增加,尾巨桉林土壤种子库储量快速下降.土壤种子库中植物种类最为丰富的是杂木林和马尾松林,显著大于其他林型.随林龄增加,尾巨桉林土壤种子库植物种类先增后降.所有林型中,0～5 cm土壤种子库的密度均显著高于5～10 cm土层.杂木林种子库和林下植被共存植物种类最多,其次是马尾松林,杉木林最少.尾巨桉人工林随林龄的增加,共存植物种数呈先升高后下降趋势,土壤种子库Jaccard(CJ)和Sorensens(CS)相似系数也呈先升后降的趋势.因此,在速生桉人工林经营中适当间种(保留)乡土树种,可增加森林生态系统的生物多样性和生态功能的稳定性.

目前,室内通过人工控制方式开展红树林对环境胁迫的响应研究,忽视了不同红树植物物种的生长习性,且以单一胁迫为主.通过野外生长与人工控制相结合方式,研究 5 个时期(2018.6-2020.8)盐和铜胁迫对 3 种红树植物(秋茄、拉关木和木榄)11 种功能性状的影响,使用单因素和双因素方差分析研究不同时期不同树种下盐和铜胁迫对叶片功能性状的影响,回答红树植物功能性状对盐和铜单一及复合胁迫响应的科学问题.结果表明,不同时期下,三种红树植物功能性状具有明显差异.随着时间增长,三种植物的碳含量和冠层高度均呈升高趋势,其他功能性状因物种不同而表现出不同趋势;与乡土红树植物(秋茄和木榄)相比,外来入侵物种(拉关木)具有更快的生长速度.不同时期下,拉关木比秋茄和木榄具有更好耐盐性,三个物种的植物生长发育对铜胁迫的响应均不敏感.大部分时期下,单一盐胁迫对拉关木的植物功能性状无显著影响(P＜0.05),对秋茄和木榄的碳含量、冠层高度和比叶面积有显著影响(P＜0.05);单一铜胁迫对三个物种的绝大多数功能性状无显著影响.另外,盐-铜复合胁迫对秋茄叶片碳、磷、氮磷比及冠层高度有显著影响(P＜0.05),对拉关木叶片碳、铜含量、冠层高度、比叶面积有显著影响(P＜0.05),仅对木榄SPAD值有显著影响(P＜0.05).在红树林保护修复工作中,研究成果可为红树林退化原因和机理阐释、红树林生长监测评估、生境治理以及树种选择提供一定的理论依据.

探索山地乔灌木斑块的空间分布格局及其多样性与海拔的关系,对于揭示区域植物的环境适应性、实施区域生物多样性保护和生态系统修复具有重要意义.基于第三次林业普查数据,借助地理信息系统的分析方法,分析了横断山脉北段一二级阶梯过渡带乔灌木斑块的空间分布格局及其多样性沿海拔梯度的变化规律.结果表明:①过渡带的乔灌木总计37科72属103种,乔木(56种)略多于灌木(47种),乡土物种占比99.03％,中国特有物种占比22.33％.过渡带中的优势树种为:冷杉、云杉、高山松、高山栎、矮桦和落叶松;优势灌木为:高山杜鹃、灌状高山栎、杯腺柳、杜鹃、忍冬和野蔷薇.②水平格局显示,灌木斑块总面积约为乔木斑块的1.24倍,优势地位明显,但破碎化程度高于乔木.灌木斑块集中连片分布于过渡带的北部、中部和西部.乔木斑块则沿金沙江、雅砻江和大渡河等流域呈现带状分布.海拔梯度显示,在过渡带的低海拔、高海拔和极高海拔区域,灌木斑块所占面积均高于乔木斑块,但在中海拔区域乔木斑块所占面积约为灌木斑块面积的1.80倍.③多样性分析显示,过渡带的乔灌木多样性较好,且乔木的多样性优于灌木.其东部区域的乔灌木多样性最好,其中,泸定和九龙县的乔木多样性最优,泸定和丹巴灌木多样性最优.随海拔梯度的增加,乔灌木的丰富度(PR,Patch Richness)值呈单峰趋势,乔灌木的Shannon's多样性指数(SHDI,Shannon's Diversity Index)和 Shannon's 均匀度指数(SHEI,Shannon's Evenness Index)值虽呈双峰模式,但三者在中海拔区域的值均为最大,多样性变化趋势符合"中间高度膨胀"类型.仅有灌木的SHEI值及乔灌木总的SHEI值与海拔的增长存在显著负线性相关.