[目的]河岸带物种多样性与土壤因子的关系对维持河岸带生态系统的稳定性十分重要,为揭示黄河中下游河岸带物种多样性与土壤因子的关系,进一步为黄河中下游过渡区河岸生态恢复、保护和高质量发展提供一定的参考与理论指导.[方法]采用样方调查法、试验分析法、CCA排序法等方法,以河南黄河中下游过渡区对植物分布和物种多样性与土壤因子的关系进行研究.[结果](1)黄河中下游过渡区河岸有机质、速效钾及有效磷均属于中等变异程度,土壤含水量、全氮变异系数为强变异性,土壤养分空间分布总体呈现中度不均匀的特征.(2)黄河中下游过渡区河岸植物优势度指数(D)与土壤全氮具有显著负相关关系(P＜0.05);土壤pH值、速效钾和有效磷对物种丰富度指数(S)的影响不明显;均匀度指数(E)、香农-威纳指数(H)与6个土壤因子之间均没有达到显著水平.(3)红蓼、头状穗莎草、长芒稗、糠稷、醴肠群落的分布受土壤含水量的影响较大;青蒿、酸枣、毛白杨等的分布主要受全氮的影响较大,在全氮含量较高的区域分布较多;葎草和反枝苋受速效钾影响较大;而狗牙根、苍耳、芦苇、狗尾草、春蓼、绿豆等群落受土壤因子的影响较小.[结论]黄河中下游过渡区河岸带土壤含水量、速效钾及全氮是影响植物分布的主要因子,不同植物对土壤条件的需求存在差异,能够直观反映出植被与土壤环境之间的关系.

滨海河口河岸带植物易受到水淹和盐复合胁迫的影响.前期研究表明水翁(Syzygium nervosum A.Cunn.ex DC.)和乌墨(Syzygium cumini(L.)Skeels)具有较强的耐水淹能力,然而两种植物对水淹-盐复合胁迫的耐受性尚不清楚.本研究设置水淹、盐(350 mmol/L)及水淹-盐(175 mmol/L)复合胁迫3种胁迫处理,比较两物种对不同胁迫的生长、生理生化和盐胁迫相关离子积累的响应.结果显示,经过24 d处理,3种胁迫处理均低了两物种的生物量,提高了还原型谷胱甘肽(GSH)含量、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性.水淹胁迫下两物种的超氧阴离子(O2·-)和过氧化氢(H2O2)含量下降,根系K+含量上升,K+/Na+下降;盐胁迫下乌墨幼苗O2·-含量下降,水翁幼苗O2·-含量上升,两物种幼苗的脯氨酸含量、H2O2含量、Na+、Cl-含量上升,K+/Na+下降;水淹-盐复合胁迫下两物种的O2·-、Na+、Cl-含量上升,K+/Na+下降.此外,与水淹相比,水淹-盐复合胁迫降低了两物种的生物量,提升了两物种的O2·-、Na+、Cl-含量.与水翁相比,乌墨幼苗在盐、水淹-盐复合胁迫下有较高的生物量、脯氨酸含量、GR活性和K+/Na+,以及较低的H2O2、Na+和Cl-含量,具有更强的盐、水淹-盐复合胁迫耐受能力.

随着全球气候变化,植物的生长和生存模式均受到影响.预测气候变化下物种潜在的地理分布范围变化,是判断该物种如何响应气候变化的重要手段,有助于制定科学的物种保护策略.巨柏(Cupressus gigantea)是雅鲁藏布江中游末段及主要支流尼洋河近江河段河岸带的特有物种,也是国家一级重点保护植物,其分布范围主要在朗县至米林市丹娘乡的雅鲁藏布江两岸及尼洋河河谷的巨柏公园,生存受到区域自然资源开发和气候变化的明显影响.该研究基于巨柏当前地理分布数据、地形因子、当前及未来气候条件下的环境因子数据,利用最大熵(MaxEnt)模型、广义线性模型(GLM)和广义相加模型(GAM)与ArcGIS空间分析分别对西藏当前及未来2081-2100年2种气候变化情景(高排放模式SSP5-8.5和低排放模式SSP1-2.6)下的巨柏生境适宜性进行模拟分析.研究结果表明:(1)巨柏的潜在地理分布范围较狭窄,适生区集中分布在加查县至米林市的雅鲁藏布江两岸和米林市至工布江达县的尼洋河两岸,在隆子县、贡嘎县、错那县等地呈零星分布;(2)对巨柏潜在地理分布影响较大的环境因子有最冷季平均气温、温度季节性、昼夜温差月均值和海拔,适宜范围分别为-1.62-2.14 ℃、565.29-603.78、11.66-12.97 ℃和2 898-3 550 m;(3)三种模型模拟结果均表明与潜在地理分布面积相比,未来气候变化情景下巨柏的总适生区面积呈现扩大的趋势,且SSP5-8.5情景下巨柏适生区面积的扩增程度明显高于SSP1-2.6气候情景;(4)与当前适生区质心相比,未来情景下的巨柏适生区质心整体呈向西南偏移的趋势,巨柏的分布区也呈向藏西南雅鲁藏布江中游方向较高海拔迁移的趋势.该研究探究了巨柏生长的关键影响因子及巨柏对气候的响应状况,对巨柏保护具有十分重要的科学意义和实践指导价值.

新疆阿勒泰地区额尔齐斯河流域河谷林是中国杨柳科树种的种质资源库,具有重要的遗传多样性价值.在当前气候变化背景下,以及水电工程和放牧等人类活动干扰下,研究其植物种类及植被类型的分布现状对于珍贵资源保护利用具有重要意义.该研究在额尔齐斯河流域布尔津河、哈巴河和别列则克河平原河谷林区,每隔4-8 km设置典型样地,调查了20个样地80个样方,分析了群落建群种组成、数量特征和径级结构,并对群落类型进行统计和划分.结果表明:(1)额尔齐斯河流域主要支流平原河谷林区共调查植物34科92属121种,多年生草本植物数量较多.(2)垂枝桦(Betula pendula)与苦杨(Populus laurifolia)在布尔津河、哈巴河为群落建群种,银白杨(P.alba)则是别列则克河群落建群种,黑杨(P.nigra)、额河杨(Populus × berolinensis var.jrtyschensis)、银灰杨(P.canescens)为伴生种,而白柳(Salix alba)主要见于河岸边缘,较少与其他杨属树种混生.(3)垂枝桦个体数量均在3条支流中等海拔达到最大值,而苦杨个体数量在中等海拔较小.(4)乔木层树种的径级结构受夏季打草放牧的影响较大,以大径级个体居多,幼树和幼苗数量较少.(5)河谷林群落可划分为6个群系34个群丛.

[目的]酒石酸不仅影响葡萄果实的味道,还决定葡萄酒的色泽、口感、微生物稳定性和陈酿潜力.探讨调控酒石酸生物合成的转录因子及其机制,通过生物技术调控葡萄内源酒石酸的积累或定向培育高酒石酸积累型优良酿酒葡萄品种具有重要价值.[方法]研究以酿酒葡萄'琼瑶浆'、'马瑟兰'为试验材料,用PCR方法从中克隆到与酒石酸含量相关的VvbHLH79转录因子,对其进行生物信息学和亚细胞定位分析;用HPLC和qRT-PCR技术测定葡萄果实在不同发育时期的酒石酸含量和VvbHLH79的表达量;并构建植物表达载体,用农杆菌介导的果梗侵染法瞬时转化葡萄幼果果实之后检测VvbHLH79的表达量和酒石酸含量.[结果](1)通过RNA-seq测序筛选获得1个葡萄VvbHLH79基因,该基因CDS序列全长831 bp,编码277个氨基酸,分子质量为66.22 kD,理论等电点为5.15,属于无信号肽和跨膜结构的不稳定亲水性蛋白;氨基酸序列第147-232位含有bHLH-SF保守结构域,属于bHLH转录因子家族;亚细胞定位在细胞核.(2)葡萄VvbHLH79编码蛋白与河岸葡萄中的bHLH89编码蛋白(登录号:XP_034699340.1)序列一致性最高,达到99.64％.(3)VvbHLH79相对表达量随着'琼瑶浆'果实发育降低,从坐果期到成熟期降低了67.25％;酒石酸积累主要在葡萄果实转色之前,转色之后酒石酸含量就快速下降.(4)VvbHLH79在低酒石酸葡萄果实中瞬时过表达后使酒石酸含量显著升高,而将VvbHLH79在高酒石酸葡萄果实中沉默后酒石酸含量显著下降,证实VvbHLH79基因正向调控酒石酸含量.[结论]VvbHLH79转录因子可能在葡萄酒石酸生物合成通路中发挥作用.

目的:调查及分析南京外秦淮河河岸带草本植物多样性及其与环境因子的关系,为秦淮河生态恢复及河流生态廊道的构建提供科学依据.方法:通过实地调查、查阅文献与资料,记录草本植物种类,并对其区系、多样性及与环境因子的关系进行分析.结果:外秦淮河河岸带调查的51个样点中,共有44科134属182种草本植物,不同样点间物种多样性存在变异较大.物种多样性指数与均匀度指数变化趋势较为一致,群落间无明显优势种.冗余分析表明坡度是外秦淮河河岸带植物多样性的重要影响因子.结论:基于外秦淮河河岸带草本植物的多样性特点,建议适当控制外秦淮河流域的垂钓、割草等人为活动的干扰,及时清理河岸带生活垃圾,开展合理的生态恢复工作.

河口河岸带及海岸带植物易受到水淹和盐复合胁迫的影响.本研究设置水淹、盐(350 mmol/L)、水淹-盐复合胁迫(175 mmol/L)3种胁迫处理,比较水翁(Cleistocalyx operculatus(Roxb.)Merr.et Perry)和乌墨(Syzygium cumini(L.)Skeels)两种耐水淹能力较强的植物幼苗对不同胁迫的生理生态响应差异.结果显示,3种胁迫方式处理24 d后,均降低了两物种的株高增长量、叶面积、总生物量、根系活力、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)等指标,而相对电导率、过氧化物酶(POD)活性上升.水淹胁迫下,两物种胞间二氧化碳浓度(Ci)随时间的延长持续下降.盐、水淹-盐复合胁迫下,两物种Ci随时间的延长先降后升.此外,与水淹相比,水淹-盐复合胁迫显著降低了两物种的叶面积、总生物量、Pn、Tr、Gs,而根冠比、相对电导率、POD活性显著上升.与乌墨相比,水翁幼苗在水淹胁迫下能够形成不定根,具有较高的根系活力、光合作用效率、POD活性以及更小的膜损伤,耐水淹能力较强;而乌墨幼苗在盐、水淹-盐复合胁迫下相比水翁具有较高的叶面积、生物量、根系活力、Pn、Tr、Gs、超氧化物歧化酶、POD活性以及更低的丙二醛含量,耐盐能力较强.

凋落物分解对于维持源头溪流生态系统碳和养分平衡有重要意义.以亚热带典型源头溪流金佛山溪流为代表,选取3种河岸带常见凋落叶为分解对象,设计3个单种和4个混合物种的凋落物组合,在原位放置3种孔径的分解袋(0.05mm、0.25mm和2mm),探讨混合凋落物的性状与底栖分解类群对叶片质量损失和混合效应的影响.结果表明:(1)微生物在凋落物分解过程中相对贡献均大于50％,小型和大型底栖动物进一步加速了凋落物的分解过程.(2)单种凋落物分解速率存在显著差异:八角枫(Alangium chinense,质量损失率为 53.05％)＞缺萼枫香(Liquidambar acalycina,30.00％)＞薄叶润楠(Machiilus leptophylla,12.63％).(3)混合凋落物中仅微生物参与的处理均表现为负的非加和效应,其中八角枫+缺萼枫香、八角枫+薄叶润楠、八角枫+缺萼枫香+薄叶润楠三个处理的效应显著;小型底栖动物加入后均表现为正的非加和效应,但不显著;在微生物、小型和大型底栖动物的共同作用下,缺萼枫香+薄叶润楠和八角枫+缺萼枫香+薄叶润楠的两个处理的正的非加和效应显著.亚热带源头溪流中凋落物分解功能与河岸植物和分解者类群的复杂性密切相关.

种-面积关系是群落生态学的基本问题之一,是了解植物群落结构的重要途径.为摸清北京山区河流河岸带植物群落调查最小样方面积,在北京市怀柔区怀九河河岸带沿线,采用基于河岸带立地条件逐步扩大样地面积的方法布设50个80m长样地,调查计算并拟合不同类型河岸带所需的最小样地面积.研究结果表明:北京市怀柔区怀九河河岸带植物种数255种,隶属于70科185属.通过聚类分析将怀九河河岸带分为自然河岸带、近自然河岸带、人工岸坡乔灌草河岸带、人工岸坡观赏性乔灌草河岸带、人工岸坡疏乔灌草干砌石河岸带和人工岸坡浆砌石河岸带6种类型.根据赤池信息量准则AIC可知自然河岸带、近自然河岸带、人工岸坡乔灌草河岸带和人工岸坡疏乔灌草干砌石河岸带优先选取S=c-ae-bA,人工岸坡观赏性乔灌草河岸带优先选取S=aA/(1+bA),人工岸坡浆砌石河岸带优先选取S=c/(1+ae-bd).满足相同比例植物种调查,不同类型河岸带所需最小样地面积存在明显差异,当满足河岸带植物调查80％植物种时,人工岸坡浆砌石河岸带(84m2)和自然河岸带(217m2)所需样地面积较小,其次是人工岸坡疏乔灌草干砌石河岸带(362m2),近自然河岸带(450m2)和人工岸坡乔灌草河岸带(460m2)所需样地面积相似,而人工岸坡观赏性乔灌草河岸带所需样地面积最大为571m2.所得出的河岸带植物调查最小样地面积对于河岸带生物多样性保护和指导河岸带生态修复具有重要意义.

水分是制约很多陆地生态系统植物生长和繁殖的重要因素,在干旱地区尤为明显.利用稳定同位素技术探究塔里木河下游不同林龄胡杨(Populus euphratica)的水分来源情况,了解生态输水背景下荒漠河岸林的水分利用循环与利用策略,可为生态输水提供科学依据,同时也可对同类地区的生态恢复提供借鉴.本研究通过测定塔里木河下游胡杨茎干水和各潜在水源(土壤水、地下水)的稳定氢氧同位素值(δD、δ18O),应用多源线性混合模型(IsoSource)分析了各潜在水源对不同林龄胡杨的贡献比例,并结合3种林龄胡杨不同土壤深度含水量的变化,分析了胡杨的主要吸水层位.结果表明:(1)不同林龄胡杨样地的不同深度区间上的土壤水δ18O值存在显著差异(P＜0.05):胡杨幼龄木、成熟木、过熟木木质部δ18O分别为-7.83±0.07‰、-8.53±0.11‰、-9.36±0.21‰;而δD值不存在显著差异(P＞0.05).可据此来推断胡杨的主要吸水层位.(2)总体上,三种林龄胡杨土壤水δ18O值随土壤深度增加而减小,并趋于接近地下水的δ18O值.其中,0-60 cm土壤水受蒸发影响比较大,其同位素组成经历了强烈的蒸发分馏过程,土壤含水量极少,土壤水δ18O值偏正.(3)不同林龄胡杨所利用的水分来源不同:胡杨幼龄木对于地表80 cm以下的土壤水以及地下水均有一定程度的利用,对80-140 cm、140-220 cm和220-340 cm的土壤水平均利用比率依次为16.2％、21.4％和24.6％,对地下水平均利用比率为24.5％;成熟木主要利用220-340 cm的土壤水及地下水,平均利用比率分别为36.9％和42.3％;过熟木主要利用140-340 cm的土壤水及地下水,平均利用比率分别为32.8％和49.3％.