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.

苍术(Atractylodes lancea)是我国东北地区的道地药材,市场需求日益增加,人们种植意愿浓厚.然而,当前苍术人工栽培种源杂乱、存活率低、产量及品质参差不齐,原因在于对苍术的适宜生存环境缺乏科学判断.针对东北地区苍术的自然分布数据和环境变量数据,应用最大熵模型(Maxent)和地理信息系统(GIS)对其生境适宜性进行评估和区划.结果表明:苍术在我国东北地区主要分布于辽西山地、小兴安岭、长白山及其余脉,生境适宜区(P＞0.5)面积为10.96万km2,占东北地区总面积的8.84％;影响苍术分布的6个主要环境因子(贡献率)依次为年均降水量(26.5％)、最暖季平均温度(18.6％)、降水量季节性变异系数(16.6％)、海拔(12.2％)、年平均气温(11％)、最冷季降水量(5.2％),累计贡献率超过90％,水分因子(年均降水量+降水量季节性变异系数)比温度因子(最暖季平均温度+年平均气温)对苍术的分布影响更大;根据对苍术主要生境适宜区的分析,苍术在东北地区可能存在两种气候生态型,即辽西的耐旱型、长白山的耐寒型.综上所述,在发展苍术种植产业的过程中,除了应关注苍术的适宜分布区以外,还应充分考虑不同区域种源的生态需求,以避免由于盲目引种而导致的种植损失.

目的 预测分析气候变化下广西特色药用植物两面针在我国的潜在适生区,为两面针的生态保育和人工栽培提供参考.方法 结合49条两面针在我国的地理分布信息、19个环境因子和最大熵(MaxEnt)模型,构建物种分布模型,预测分析当前和未来气候变化下两面针在我国的潜在适生区.结果 当前气候情景下,两面针在我国的潜在适生区主要取决于4个环境因子:最冷季度降水量(Bio19)、最暖季度降水量(Bio18)、最干季度降水量(Bio17)、年平均气温(Bio1);未来气候情景下,两面针高适生区质心主要向东北和西北方向迁移,迁移距离范围为13.63～153.95 km;两面针在未来气候情景下稳定不变的高适生区与当前相比将减少至21.68%左右,且主要分布在广西西南地区,这些稳定不变区域可作为两面针半人工种植的首选地区.结论 本研究结果有助于为制定两面针合理的生态保育和人工栽培策略提供科学依据,以减少未来气候变化对两面针种群传播的影响.

研究杉木间伐后补栽闽楠、刨花楠进行近自然改造后对杉木人工林土壤化学性质及水解酶活性变化.在江西省新余市山下林场为研究近自然改造对杉木林的影响而设置3种林分,分别是杉木纯林(CLP)、杉木-闽楠改造林(MPC)、杉木-刨花楠改造林(MMC).测定0-20、20-40、40-60 cm 土壤化学性质和水解酶活性,分析土壤化学性质与水解酶间的关系.不同林分土壤有机质、有效磷和速效钾均随土层深度增加而降低.0-20 cm 土层,改造林pH、有机质和有效磷显著增加,其中有机质分别提高22.52％与21.04％,有效磷分别提高5.9％与9.57％.20-40 cm 土层,改造林有机质显著增加,有效磷、速效钾含量无显著差异.不同林分对养分全量的影响不一.40-60 cm 土层,改造林与杉木纯林在有机质、全氮、全钾、速效钾含量有显著差异.不同林分土壤N∶P均低于我国亚热带区域土壤N∶P,土壤有效磷元素缺乏;改造林土壤C∶N、C∶P均高于杉木纯林.杉木-闽楠改造林土壤纤维二糖水解酶(CBH)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)酶活性相比杉木纯林显著降低;土壤β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(ACP),杉木-刨花楠改造林较杉木纯林显著增加.相关性分析表明,不同林分土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、土壤酶活性之间存在显著关系.[结论]杉木纯林间伐后近自然改造有助于土壤养分积累,改善杉木人工林土壤质量,提高杉木胸径、材积,减缓单一树种种植带来的土壤肥力下降等问题.

以产业兴旺、生态宜居等各方面协同推进为总要求的乡村振兴战略的实施,对于生态环境脆弱且发展落后问题突出的西南喀斯特广大乡村地区具有重要意义.合理的景观格局是乡村振兴的基础.以贵州典型喀斯特石漠化乡村为研究区,从类型和景观两个尺度选取 11 个景观格局指数,对研究区的景观类型分布、景观破碎度空间分布、景观多样性空间分布等展开研究,探明了研究区景观格局特征.在此基础上结合生态学理论和乡村振兴总体要求,提出研究区乡村景观优化思路.结果表明:(1)研究区景观类型可分为水田、坡耕地、有林地、疏林地、经果林、石漠化灌丛等10 类,其中坡耕地和石漠化灌丛是主要景观类型,石漠化灌丛是优势景观类型,道路、水系和居民点景观面积占比较小.(2)研究区西北部和西南部以人工景观的分布为主,景观破碎化程度高;北部石漠化景观集中连片分布,景观多样性和异质性指数较低.(3)从景观格局优化、产业结构调整两个角度对研究区乡村景观进行了优化,优化后形成了较为完善的生态网络格局,生态系统稳定性提升;种植结构的调整提升了景观结构复杂程度和土地利用价值,也优化了研究区的生态环境,为乡村旅游业的发展创造了条件.结果可为喀斯特地区乡村振兴规划及实施提供理论参考.

[目的]四翅滨藜是荒漠化防治区广泛引种的优质旱生灌木,平茬是其主要抚育管理措施,揭示其平茬后恢复过程中的适应性和补偿生长机制,可为四翅滨藜发展成荒漠区优质饲料提供理论支撑.[方法]以人工种植的5年生四翅滨藜植株为研究对象,在平茬处理(留茬高度10 cm)后,测定四翅滨藜恢复过程中的株高、冠幅、光合反应、叶片水势、叶片导水率和水分利用效率,并探讨功能性状间的关系.[结果](1)四翅滨藜平茬后的株高、冠幅和地上生物量经过1个生长季后能恢复至平茬前状态;(2)平茬植株的叶水势、叶导水率、水分利用效率、光合参数均高于对照植株;(3)线性拟合分析显示,平茬植株的正午叶水势和气孔导度与生长速率呈显著正相关.[结论]四翅滨藜平茬后具有良好的补偿生长能力;平茬植株在恢复生长前期表现出较高的补偿生长能力和典型的获取性策略,后期随着水力状况降低又转向保守性策略;平茬植株会将更多的生物量和资源分配到枝、叶等地上组织的生长,后期的资源分配又转向促进地下部分生长.

目的:摸清山东省平原县野生及栽培类中药资源分布与种植情况,为该地区中药资源保护与可持续利用提供本底资料.方法:按照第四次全国中药资源普查技术规范的要求,采用野外实地调查、走访栽培基地以及数据汇总和分析等方式,对平原县药用植物资源进行物种类群、构成特点、生活型特征和重点药材蕴藏量等信息的整理分析.结果:共完成36 个样地、1 080 个样方的调查工作,山东省平原县有药用价值的植物124 种,隶属于45 科、103 属;重点野生药材芦根、地骨皮、白茅根等蕴藏量较大,人工栽培类药材以丹参、甘菊、蒲公英、板蓝根和金银花等为主.结论:加强野生中药资源保护和开展中药材生态种植是平原县药用植物资源开发与可持续利用的重要措施.

目的:研究不同人工生态种植模式对土壤理化性质、肥力、多花黄精产量和品质的影响.方法:以野生混交林的土壤和野生多花黄精为对照,测定黄桃、杉木林及竹林在人工生态套种多花黄精下,土壤理化性质、土壤肥力、多花黄精块茎生长量和黄精药材指标性成分含量.结果:3 种人工生态种植模式能显著提升土壤物理性状及肥力,并提高多花黄精块茎生长量及药材品质,影响大小顺序为:黄桃套种>杉木林套种>竹林套种>CK.黄桃套种模式下,土壤含水量、pH值、孔隙度分别为 20.42%、6.23 和 56.24%,容重仅为 0.71 g/cm3;土壤有机质、有效磷、速效钾、碱解氮含量分别为 112.33、506.47、722.14 和 483.60 mg/kg;多花黄精种植 3 年块茎重量、块茎生长量和相对生长速率分别为378.97 g、354.22 g和1 433.78%;多花黄精块茎醇溶性浸出物和总多糖含量分别为 86.14%和 15.53%.结论:人工生态种植能改善土壤的物理性状,提升土壤肥力,提高多花黄精产量和药材品质,其中以黄桃套种多花黄精的人工生态种植模式效果最佳,本研究为多花黄精人工生态种植技术的大面积推广提供参考依据.

大气颗粒物是大气中固态或液态微粒物质的总称.大气颗粒物的增多会对气候、空气能见度、公共卫生等造成重大影响.种植合适的植物成为减轻大气颗粒损害的良好措施,但大气颗粒物覆盖在植物叶片表面及进入植物体内都会对植物造成不同程度的影响.本文围绕大气颗粒物的成因及组成,大气颗粒物对植物生长发育、生理生化、抗病虫性、植物生产力和产量的影响方式及机理与减轻途径等进行了系统综合与评述,并展望了未来的研究趋势.综合发现,大气颗粒物对植物的影响广泛且复杂多样,并受到环境条件、颗粒物浓度及组成、植物种类及研究尺度的影响.通过提前预知大气颗粒物浓度变化、提供充足的营养和水分、及时冲洗叶片、人工补光及合理选择并种植植物等方式可避免或者减轻大气颗粒物所带来的负面效应.未来可增加大气颗粒物影响下景观和造林植物的研究、大尺度植被生理生态、各种化合物和微生物颗粒物对植物影响的研究,研究内容可关注植物生理生态、植物叶片氮分配、叶肉细胞导度及植物遗传育种学等.

为揭示科尔沁沙地樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)人工林土壤真菌间相互作用,以不同林龄(中龄、近熟和成熟)、不同土层(0-10和10-20 cm)樟子松人工林土壤为研究对象,以未造林地为对照样地,采用分子生态网络分析法,基于随机矩阵理比较分析樟子松人工林土壤真菌网络特征及其影响因素.研究结果表明:(1)中龄林到近熟林阶段,科尔沁沙地樟子松人工林土壤真菌网络平均连通度增大,平均路径长减小,网络愈加复杂,而近熟林到成熟林阶段则相反,网络愈加简单;不同土层间,10-20 cm 土层土壤真菌平均路径长度小于0-10 cm 土层,平均连通度和聚类系数大于0-10 cm 土层,10-20 cm较0-10 cm 土壤真菌间相互联系更为密切;与樟子松人工林相比,未造林地土壤真菌网络中的平均连通度略低于近熟林,平均路径长低于樟子松人工林,未造林地土壤真菌群落更不稳定.(2)中龄、近熟和成熟樟子松人工林土壤真菌关键菌种分别为Guehomyces sp.、Oidiodendron sp.和Pseudeurotium sp.,未造林地关键菌种为Alphamyces sp..在0-10 cm 土层樟子松人工林和未造林地土壤关键菌种为红菇属真菌(Russula sp.),在10-20 cm 土层土壤关键菌种为Guehomyces sp..(3)樟子松人工林土壤真菌网络组成与土壤含水量显著相关,土壤全氮与土壤真菌网络呈显著负相关(P＜0.05),土壤pH值和速效磷与土壤真菌网络呈显著正相关(P＜0.05).在樟子松人工林中,近熟林土壤真菌群落更复杂;随土壤深度增加,土壤真菌群落联系愈加紧密;种植樟子松后土壤真菌群落更复杂.土壤真菌关键菌种组成在不同林龄和土层间均存在差异,土壤真菌网络组成受土壤含水量影响,中介中心性前50的操作分类单元(OTU)主要受土壤全氮、pH和速效磷等理化性质影响.研究结果有助于深入理解科尔沁沙地樟子松人工林土壤真菌群落结构,并为科尔沁沙地樟子松人工林可持续经营提供理论依据和科技支撑.