工业化和快速城市化进程导致城市树木暴露于高浓度地表臭氧(O3)和氮(N)沉降的环境.以两种北京常见的城市园林绿化树种栾树(Koelreuteria paniculata)和白皮松(Pinus bungeana)为研究对象,采用臭氧开顶式气室(OTC)和15 N同位素示踪法,研究了 2022年5月-9月3种臭氧浓度NF(自然环境臭氧浓度)、NF40(NF+40 nmol/mol O3)和NF60(NF+60 nmol/mol O3)环境下两种树苗的生理生长特性,特别是生长季末期植物叶片氮吸收的响应机制.研究结果表明:(1)高浓度O3显著抑制栾树和白皮松叶片饱和光合速率、气孔导度、叶绿素含量、类胡萝卜素含量和生物量累积,但增加了叶片N含量.(2)生长季末期栾树与白皮松叶片N元素的吸收策略不同,栾树的新叶比老叶吸收更多的N,同时N可能从老叶转移到新叶;白皮松则将N更多地储存在老叶中以维持叶片常绿,而不是将N转移到新叶中.(3)在生长季结束前一周,不论施N与否O3浓度升高均会显著增加叶片的衰老比率,O3浓度越高栾树叶片衰老比率越高,而施N处理可降低由于O3升高导致叶片衰老的比率,越接近生长季结束O3增加栾树叶片衰老和施N缓解叶片衰老的变化规律越显著.由此可见,在研究城市树种应对O3浓度升高和N沉降的环境变化时,不仅要考虑不同功能型如落叶和常绿树种的差异,同时也应关注落叶植物的不同生长时期,特别是生长季末期的变化.

植物有效吸附和移除空气中的颗粒物的同时也遭受着由颗粒物带来的不利影响,探明植物与大气颗粒物的互作效应是深入理解生态平衡、微环境气候及改善环境质量的关键.目前系统阐述植物对大气颗粒物的吸附作用及响应机制的综述性文献较少.基于此,本文梳理和归纳了大气颗粒物的成因和组成,以及植物对大气颗粒物的吸附方式和影响因素,并阐述了植物响应大气颗粒物胁迫的表型特征、生理特性和分子机制.最后,针对现存问题展望了未来研究方向:1)选择适应能力强、滞尘量大的植物物种,综合考虑植物群落结构、街道形态、栽种空间等因素,提出普适性强的绿化滞尘方案;2)未来应该将研究范围从城市延伸到农牧区的多种复层植物群落结构,系统分析不同植物配置群落的综合滞尘能力;3)应将植物滞尘量与其自身抗性有效结合,探索植物响应大气颗粒物胁迫的生理、分子机制,建立完善的评价体系和评判标准;4)利用原位标记检测技术从细胞水平上灵敏地示踪、量化大气颗粒物在植物有机体内的动态过程.

[目的]北京外来入侵植物问题尤其突出,但其入侵和扩散的时空规律、影响因素尚不清楚,给制定相关管理措施带来挑战.本研究旨在厘清入侵植物在北京的动态规律及社会经济影响因素,为制定应对措施,有效防治外来入侵植物侵害提供信息和技术支撑.[方法]基于已有文献、专著和相关数据库信息,重新构建了北京外来入侵植物数据库,分析北京外来入侵植物的构成特征、入侵特点及危害,采用GIS、SPSS相关软件分析外来入侵植物的时间演变、空间分布特点,并与社会经济变量进行相关性分析.[结果](1)北京外来入侵植物共 101 种,菊科植物最多;以一年生草本植物为主;原产地主要是美洲;主要入侵途径是人类活动造成的有意和无意引入;传播扩散活动多数依赖结实量大的特点;均会挤占本地种生态位;超过 1/5属于国家重点关注防控的外来入侵植物;(2)不同时间阶段年均植物入侵数量具有极显著差异,经历了低、高和稳定 3 个阶段,入侵植物累计种数与历史事件累计次数、人口、货运量等社会经济因素呈极显著正相关;(3)空间分布格局中丰富度分布和密度分布的热点地区不同,入侵植物密度与常住人口密度、绿化覆盖率呈极显著相关.[结论]北京入侵植物的演变和分布特征除了受其自身入侵性的限制外,还受到社会经济发展及城市化等人类活动因素的影响,应预防、控制、消灭三管齐下,综合治理.

活立木茎干水分含量作为一种典型的生理水分参数,一直是活立木生命状态最为有效的表征参数之一,对维持整株树木水分平衡起着极其重要的作用,受到研究者、林木抚育者的高度重视.但活立木茎干水分含量的获取方法一直受到操作烦琐、成本昂贵、实时性不强、准确率不高及有损活立木生命等因素的影响,限制了对其深入的应用研究.该研究创新性地采用一种具有自主知识产权的茎干水分传感器,实时、无损地获取活立木茎干水分含量,并对茎干水分含量序列特征及其影响因素进行较为详细的研究.以常见的绿化树种五角枫(五角槭,Acer pictum subsp.mono)为研究对象,采用基于驻波率原理的植物茎干水分传感器实现对五角枫茎干水分含量原位且无损监测,同步监测相关气象因子,分析生长季不同时期茎干水分含量序列特征及其与各气象因子的关系.结果显示:(1)茎干水分含量在春季(4月)和秋季中后期(9-10月)呈"昼升夜降"的趋势,夏季至秋季中期(5-8月)呈"昼降夜升"的趋势;阴天会抑制茎干水分含量的日极差与极大值,雨天时,茎干水分含量会明显上升;干燥天气会使茎干水分含量呈下降趋势;(2)生长季萌芽期,对茎干水分含量变化起直接作用的气象因子主要是空气温度和饱和水汽压差,茎干水分含量与空气温度和土壤水分含量呈显著相关关系;生长期,影响茎干水分含量的主导因子为饱和水汽压差和土壤温度,茎干水分含量与饱和水汽压差和空气温度呈显著相关关系;落叶期,对茎干水分含量变化起直接作用的因子主要为空气温度和饱和水汽压差,且茎干水分含量与两因子的皮尔逊相关系数较高.采用逐步回归分析法构建3个时期茎干水分含量与各气象因子的回归方程模型,不同时期进入回归模型中的气象因子均有所不同.综上所述,该研究揭示了在不同气象因子协同作用下生长季茎干水分含量呈现出不同的序列特征及其影响因素,可为理解植物茎干内部水分运移规律及其环境适应机制提供一定的借鉴作用.

《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》明确提出要通过探究活动培养学生的实践能力.合适的实验材料是探究活动开展的基本前提之一.本文以常见绿化植物凤尾兰(Yucca gloriosa L.)为减数分裂实验材料,从材料获取和处理、实验操作、实验教学组织3个方面提出相关建议,以期从丰富实验材料的角度,提高减数分裂实验教学的可行性和探究性,促进学生在科学实践中发展科学探究素养.

油麻藤主要分布于热带亚热带地区,在我国广布于34.5°N以南的省区.较耐阴,喜光,喜暖湿气候,较耐干旱和贫瘠,喜肥沃深厚、排水良好的疏松石灰质土壤,其物候节律在华南地区与西南地区有所不同.目前以播种、扦插繁殖为主,非试管高效快繁技术也开始采用.啮齿动物松鼠是其有效授粉媒介,又是油麻藤的有效种子传播者,松鼠与油麻藤之间形成了"双重互惠"关系,近年来,油麻藤是研究传粉生物学、植物与动物协同进化的重要材料.油麻藤具有较高的园林观赏价值,在南方地区常用于垂直绿化,也有较高的药用保健价值,应加以推广应用,同时加强其资源的多元化利用和种质保存的研究力度.

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.

[目的]盐胁迫易导致月季生长发育不良、观赏品质下降,严重影响其在高盐环境或沿海地区室外绿化应用,探究施用外源褪黑素(MT)和接种丛枝菌根真菌(AMF)对其幼苗生长、叶绿素荧光参数以及激素代谢的调控作用,解析它们促进月季适应盐胁迫的生理生化机制,对于增强月季抗盐性,扩大月季应用范围具有重要意义.[方法]以月季品种'月月红'幼苗为试验材料,采用室内盆栽试验,设置对照(CK)、100 mol/L NaCl胁迫、根际施用MT、根际接种AMF幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)及其组合等8个处理,考察各处理对月季幼苗生长、叶绿素荧光参数、激素代谢及抗氧化系统的影响.[结果](1)施用MT可以促进AMF对月季幼苗根系的侵染,提高侵染率、丛枝着生率、泡囊数和侵入点数;(2)月季幼苗株高、茎粗以及生物量等在盐胁迫下显著下降,在MT或AMF处理下均不同程度增加,而AMF+MT处理下株高、茎粗无显著变化,地上部干重、地下部干重分别显著增加24.1％和37.0％;(3)月季幼苗叶绿素含量在盐胁迫下显著下降,叶绿素荧光参数也降低,MT或AMF处理能提高盐胁迫月季幼苗叶绿素含量以及叶绿素荧光参数,AMF+MT处理则使叶绿素总量、叶绿素a/b分别增加46.2％和67.2％,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/Fo)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、有效光化学量子效率(Fv'/Fm')、光化学淬灭系数(qP)分别增加4.9％、51.0％、175.0％、168.7％和92.5％,而NPQ下降42.7％;(4)在盐胁迫下,月季叶片中玉米素(ZT)、赤霉素(GA)、生长素(IAA)含量下降,而脱落酸(ABA)含量增加,MT或AMF处理有利于盐胁迫下ZT、GA、IAA含量的提高以及ABA含量的下降,AMF+MT处理后ZT、GA、IAA分别增加146.9％、116.9％、35.7％,ABA下降21.1％;(5)在盐胁迫下,抗氧化酶SOD、CAT活性增强,超氧阴离子(O2(·-))产生速率和H2O2累积大量增加,MT或AMF处理有助于增加抗氧化酶活性并减少O2(·-)产生速率和H2O2含量,而AMF+MT处理能够进一步激活SOD、CAT活性,降低O2(·-)产生速率和H2O2累积.[结论]接种AMF、添加MT或者AMF+MT处理均可以提高盐胁迫下月季幼苗叶绿素含量,保护叶绿素荧光系统,维持植物内源激素的平衡,激活SOD、CAT等抗氧化酶活性以及降低脂质过氧化和H2O2累积,以减轻盐胁迫对月季幼苗的伤害,促进月季生长,并以AMF+MT处理增强月季幼苗抗盐性的效果更佳.

为探究相较于其余5种榕属植物,朱红毛斑蛾Phauda flammans偏好小叶榕Ficus concinna及垂叶榕F.benjamina的原因.本文通过测量比较7种常用的园林绿化榕属植物营养物质、次生代谢物质以及物理性状,采用室内饲养观察与调查统计的方法评估朱红毛斑蛾在小叶榕和垂叶榕上的发育历期和种群生命表参数.结果发现,与黄葛树、无花果、对叶榕、高山榕和印度榕相比,小叶榕和垂叶榕叶片可溶性糖含量分别为98.47 μg/g与65.21 μg/g;可溶性蛋白含量分别为4.18 mg/g与0.95mg/g;含水量分别为0.84％与0.95％;叶片厚度分别为3.59 mm与2.65 mm;硬度分别为3.91 mN与3.49 mN;朱红毛斑蛾仅在小叶榕和垂叶榕上能完成生活史;与垂叶榕相比,取食小叶榕后的幼虫、蛹和成虫的生长发育历期更短,分别为50.25 d、11.48 d和4.28 d,种群存活率和繁殖率更高,且自然死亡排除控制指数为1.68,低于垂叶榕.说明小叶榕和垂叶榕叶片含有较高的营养物质、较低含量的次生代谢物质、较小的叶片硬度,导致朱红毛斑蛾偏好小叶榕和垂叶榕,并能完成生活史.因此在基于榕树植物的园林绿化造景过程中,应注意树种的搭配,降低朱红毛斑蛾对城市园林景观和生态效益的影响.

确定植物种的生态恢复适用性对绿化物种选择具有重要意义.本研究基于氢氧稳定同位素技术,以兰州市南山相似生境下狭叶锦鸡儿(Caragana stenophylla)和柠条锦鸡儿(C.forshinskii)为对象,采用直接对比法和贝叶斯混合模型(MixSIAR)对生长季两种锦鸡儿的水分来源差异进行定性和定量分析.结果表明:两种锦鸡儿有多个吸水层,是非单一水源植物,生长季狭叶锦鸡儿主要吸水层位具有月份差异性,而柠条锦鸡儿除了 9月,其他月份主要水源均来自中深层(70～130 cm),贡献率达80％以上;降水发生后,狭叶锦鸡儿会转为利用表层(0～30 cm)土壤水,柠条锦鸡儿对降水响应不敏感;柠条锦鸡儿的主要吸水层位较为稳定,面对干旱胁迫时狭叶锦鸡儿能转换主要吸水层,具更灵活的吸水方式,干旱适应性优于柠条锦鸡儿,作为干旱区的绿化物种优势更为突出.