掌握植物的水分利用特征及植物间的水源关系对实现荒漠草原地区可持续的植被恢复至关重要.本研究以荒漠草原灰钙土生境(胡杨、中间锦鸡儿和短花针茅)和风沙土生境(胡杨、北沙柳和赖草)中的5种优势植物为对象,测定植物木质部水、土壤水、地下水和降雨中稳定同位素(δ2H和δ18O),并结合不同深度的土壤含水量和根系数据,使用MixSIAR模型对植物的水分利用特征进行定量分析.结果表明:生长季内5种植物主要利用土壤水,且在不同生长阶段会利用不同层次的土壤水.灰钙土生境中,胡杨的水源在整个生长季变化最大,生长季初期(5-6月)主要利用60～100 cm 土壤水,生长旺盛期(7-8月)水源下移至100～200 cm 土壤水,而在生长季末期(9月)水源又上移至0～20 cm 土壤水;中间锦鸡儿在生长季初期主要利用60～100 cm 土壤水,但在生长旺盛期和末期上移至0～20 cm 土壤水;短花针茅在生长季初期和末期主要利用20～60 cm 土壤水,而在生长旺盛期上移至0～20cm 土壤水.在风沙土生境中,胡杨在生长季初期主要利用60～100 cm 土壤水,但在生长旺盛期和末期上移至0～20 cm 土壤水;北沙柳在生长季初期和生长旺盛期主要利用60～100 cm 土壤水,但在生长季末期下移至100～200 cm 土壤水;赖草整个生长季都主要利用20～60 cm 土壤水.土壤含水量、降雨的季节变化及植物的根系分布都会影响植物的水分利用特征.在整个生长季中,灰钙土生境中的乔木、灌木和草本3种优势植物间存在水文生态位分离,促进了其对水分的分配和利用;风沙土生境中对应的3种优势植物间存在水文生态位重叠,导致其对水分的激烈竞争(特别是乔木和灌木间).因此,在进行植被恢复时必须同时考虑物种特征和土壤特性,引入具有互补性水分利用特征的物种组合,才能实现荒漠草原地区的物种多样性和植被恢复的可持续性.

曼陀罗（datura stramonium L）泛指茄科曼陀罗属（datura sp）植物，草本或灌木，原产于中美洲，现遍布全球。曼陀罗含有多种莨菪类生物碱，如阿托品、东莨菪碱、莨菪碱等。这些生物碱均能与M胆碱受体可逆性结合，竞争性抑制乙酰胆碱，阻断节后胆碱能神经支配的M胆碱受体，导致中毒患者口干、瞳孔扩大、心率加快、体温升高、幻觉等一系列临床表现，统称为抗胆碱能综合征（anticholinergic syndrome）。每年全球各地都有曼陀罗中毒的报道，我国将其列为毒性中药管理品种。

本文研究了广西南丹锑矿生态破坏区植物群落乔木层、灌木层和草本层物种组成、重要值、生态位和种间联结特征,以期为锑矿生态破坏区的生态恢复提供植物选择依据.结果表明:锑矿生态破坏区有维管植物共23种,隶属13科22属,多为禾本科、莎草科、豆科和菊科.乔木层、灌木层和草本层重要值最大的植物分别是盐麸木(56.7％)、马桑(56.3％)和蜈蚣草(44.0％),而且具有较大的生态位宽度,分别为1.58、1.32和1.57.乔木层盐麸木与乌桕(0.68)、草本层粽叶芦与鬼针草(0.99)生态位重叠值最大,而灌木层物种生态位重叠值较低(0.30～0.42),表明灌木层物种生态位分化程度较大.乔木层和灌木层物种总体呈不显著负联结,主要物种间多数呈负相关(占比分别为83.3％和66.7％),植物群落不稳定;草本层物种总体呈显著正联结,种对间正相关物种对数占比为52.4％,物种竞争较弱.总体而言,锑矿生态破坏区植物群落不稳定,在生态恢复过程中,可以选择补充适宜该区生长且具有正联结的灌木和乔木,如马桑和苎麻、盐麸木和杉木等,促进植物群落正向演替,推动锑矿生态破坏区生态系统重建和可持续发展.

因生态位的高度重叠,森林更新早期草本植物同更新幼苗间存在着激烈的光能、养分及水分竞争,由此显著影响到森林更新过程.以山西省庞泉沟自然保护区蒙古栎更新幼苗为研究对象,设置4种草本竞争模式(无竞争、全竞争、地上竞争、地下竞争),2种土壤养分梯度(4 g/m2、32 g/m2),2种土壤养分分布模式(均质、异质),进行草本竞争盆栽试验.结果表明:1)草本竞争、土壤养分状况对幼苗更新均存在显著影响(P＜0.05).其中,幼苗各生长指标在无竞争、地下竞争处理间的差异,显著表明地下竞争效应的存在性,地上竞争效应同理.2)基于线性模型,对幼苗苗高、叶片总面积、叶片总生物量、三个细根亚径级根系表面积而言,草本竞争主效应的贡献率分别为80.66％、67.49％、49.39％、40.26％、59.09％、53.26％,同土壤养分浓度相比,草本竞争的森林更新效应更高;在土壤养分异质条件下,二者交互效应甚至显著大于土壤浓度主效应;草本竞争各组分分析结果表明地下竞争效应的贡献率始终处于主导地位.3)基于结构方程模型,揭示草本竞争森林更新效应及其内在组分的具体作用途径.在无竞争与全竞争处理下,幼苗更新潜力对光能吸收及养分吸收的标准化回归系数分别为0.61、0.46,表明草本竞争主要通过光能吸收影响幼苗的更新过程;草本竞争内在组分的群组分析中,地上竞争与地下竞争相应的标准化系数分别为0.31、0.74,表明后者是主要的作用途径.在定量评价草本竞争及其内在组分森林更新效应的基础上,深入探讨其作用机理,加深了人们对其在森林更新早期生态效应的认识,为森林更新实践提供理论指导.

本文对内蒙古锡林郭勒草原不同灌丛化阶段(轻度、中度、重度)下小叶锦鸡儿的种群特征及其土壤影响因子进行研究.结果表明:在草原轻度-中度-重度灌丛化的发展过程中,小叶锦鸡儿的密度和高度逐渐增加,两阶段密度和高度分别增长196.0％、34.5％和25.4％、17.6％.小叶锦鸡儿的冠幅、基径、每丛分蘖数和地上生产力均呈先减少后增加的趋势,地上生物量向叶片的分配比例减少.小叶锦鸡儿在中度灌丛化阶段与草本植物之间的竞争最为强烈,其通过减少横向生长如冠幅、基径和每丛分蘖数,增加密度和高度以获取竞争优势.在不同灌丛化阶段小叶锦鸡儿所受到的土壤限制因子明显不同.在轻度灌丛化阶段,土壤因子对小叶锦鸡儿生长的限制作用较小;在中度灌丛化阶段,深层(20～50 cm)土壤水分和土壤pH是限制小叶锦鸡儿密度的关键因素;在重度灌丛化阶段,深层土壤水分和pH限制小叶锦鸡儿纵向生长的主要因素,浅层(0～20 cm)土壤水分和养分是限制灌从横向扩张的主要因素.

细根作为植物重要的功能器官,是植物和土壤养分传输的重要通道.计划火烧是重要的营林方式.研究计划火烧对细根生物量的影响,将有助于深入了解植物群落组成和生态系统的地下竞争作用.本研究以鹤岗红松人工林为对象,设置对照和火烧两种样地,于2018年11月初开展计划火烧,利用内径7 cm的土壤钻进行细根和土壤的采集,样品分为0～10和10～20 cm上、下两层,测得细根生物量组成变化,分析计划火烧后土壤性质变化以及细根生物量的主要影响因子.结果表明:计划火烧后上、下层活细根生物量分别显著减少5.7％～16.3％和6.1％～12.4％,上、下层死细根生物量分别显著增加8.5％～17.4％和5.1％～14.1％.计划火烧后乔木上、下层细根生物量分别显著减少17％和10％,草本上、下层细根生物量分别显著增加14％和9％.此外,计划火烧显著增加上、下层吸收根生物量与运输根生物量的比例5.7％～12.9％和4.2％,提高吸收根在细根中所占的比例.计划火烧前后细根生物量对土壤因子做出不同的响应.根据RDA分析可知,计划火烧后的细根生物量主要受土壤温度、含水率和铵态氮含量影响.温度升高促进细根生物量的增加,乔木和草本吸收根生物量与土壤含水率呈显著正相关.乔木吸收根生物量与铵态氮含量呈显著正相关.综上所述,红松人工林细根生物量在植物生活型、细根功能类型组成和土壤影响因子上对计划火烧做出响应.本研究揭示了计划火烧对红松人工林细根生物量的影响,为合理开展计划火烧提供理论支持.

深圳双扇蕨(Dipteris shenzhenensis)是仅在深圳分布的极度濒危(CR)植物.对该种占优势群落进行植物群落学研究分析,结果表明:深圳双扇蕨群落共有维管植物49科73属85种,优势种有深圳双扇蕨大头茶(Gordonia axillaris)、谷木叶冬青(Ilex memecylifolia)、竹叶青冈(Cyclobalanopsis neglecta)、吊钟花(Enkianthus quinqueflorus)、豺皮樟(Litsea rotundifolia var.oblongifolia)、芒萁(Dicranopteris pedata);植株个体随着树木高度增加而减少,呈现"倒J"型分布,是亚热带地区明显特点;各生活型物种多样性及均匀度指数呈现"中间高两头低"的态势;对相同地区不同群落物种多样性指数进行T检验,证明不同群落之间多样性水平无显著差异,同属生态演替的稳定阶段;生态位分析揭示了深圳双扇蕨在群落中的生存状态,说明该种并非广布种,对环境要求苛刻且对资源竞争力差,在群落演替中存在灭绝风险;种间联结分析揭示了该物种与其他优势草本的种间关系,找到了可能的互补与竞争植物.

植物在生活史的不同阶段,影响其生长发育的主导环境因素也不同.植物幼年时期,林下微生境对其生长发育的影响更为显著.本研究以北京百花山国家级自然保护区内人工栽植的黄檗幼树为对象,测量了黄檗幼树个体周围的生物因素(同种和异种灌木和草本植物的邻体数量、成年木数量、成年木邻体指数)和非生物因素(叶面积指数、土壤养分、微地形指标),使用线性混合模型分析了环境因素对黄檗幼树生长发育的影响.结果表明:林下生物和非生物因素对黄檗幼树的生长均有一定的影响,但各环境因子对黄檗幼树生长的影响程度存在差异.成年木邻体效应对黄檗幼树生长的抑制作用最显著,贡献度占比为34.1％～47.7％;叶面积指数的影响次之,也呈负相关关系,贡献度占比为18.1％～25.3％;土壤全氮、有效钾和有机碳对黄檗幼树冠幅伸展起促进作用,贡献度占比为21.1％;微地形因子中,地形湿度指数对黄檗幼树生长有积极作用,解释占比为19.5％,坡度对黄檗幼树生长具有负面作用,但影响较弱,解释占比为11.5％.黄檗幼树周围的灌木、草本以及同种幼树对黄檗幼树生长没有明显的竞争作用.建议在黄檗迁地保护时,选择微地形平整、土壤湿润肥沃、富含氮钾元素并具有一定冠层遮蔽的落叶阔叶林区域.

为了探究贵州习水国家级自然保护区特有植物习水杜鹃(Rhododendron xishuiense)种群现状,揭示该种群动态及濒危原因,加强对该种群的保护,在该保护区设置了 13 条样线,调查习水杜鹃在保护区的分布情况.对现存习水杜鹃分布地开展样地调查,采用4个多样性指数和Raunkiear生活型系统分析习水杜鹃分布群落的结构,通过空间代替时间得到种群年龄结构,据此编制静态生命表,并绘制存活曲线及 4 个生存函数曲线分析习水杜鹃种群的动态特征.结果表明,共有维管植物27 科 42 属 65 种,其中种子植物 24 科 39 属 62 种,蕨类植物 3 科 3 属 3 种.以高位芽的物种数最多,有 56 种,占物种总数的 86.15%,其次是地上芽植物、地面芽植物、地下芽植物.群落的多样性指数均表现为乔木层>灌木层>草本层,乔木层占有绝对的优势地位.种群年龄结构呈"金字塔"型,种群幼苗个体相对于整个种群数量较多;种群存活曲线属于Deevey Ⅱ型,个体数量随着年龄的增加而不断减少;种群生存率持续下降,尤以中后期减少速度较快,种群衰退.习水杜鹃种群分布范围狭窄,分布群落物种多样性高,幼苗相对较多表现为增长型,但种群总量极少,且遭受较强的竞争,建议采取适当措施促进幼苗幼树生长,使中年个体得到有效补充,以保障种群持续增长.

为揭示入侵杂草与草本花卉之间的竞争关系,以入侵植物小蓬草为供体材料,常用的花卉波斯菊、观赏油菜为受体材料,研究了小蓬草根、叶水浸提液对受体植物种子萌发、幼苗生长、抗氧化酶活性(SOD、POD和CAT)以及丙二醛(MDA)含量的化感效应差异.结果表明,(1)小蓬草浸提液对受体植物的种子萌发均具有显著化感效应,基本表现为"低促高抑"的趋势,且波斯菊、观赏油菜的种子萌发率在根、叶浸提液浓度为25 g/L时最高,在浸提液浓度为100 g/L时最低.(2)小蓬草浸提液对受体植物幼苗上下胚轴生长具有"低促高抑"的浓度效应,且浓度越大抑制作用越显著.(3)在小蓬草根、叶浸提液处理下,观赏油菜的SOD和POD活性大多显著高于对照,波斯菊SOD和POD活性则大多显著低于对照;波斯菊、观赏油菜CAT活性整体呈先缓慢升高后降低的趋势.(4)波斯菊幼苗MDA含量随小蓬草根、叶浸提液浓度的增加均呈现逐渐升高的趋势,并大多高于对照水平,而观赏油菜幼苗MDA含量随着根浸提液浓度增加而逐渐升高,却随着叶浸提液浓度的增加而降低,但大多显著低于对照水平.研究发现,小蓬草浸提液对2种花卉种子萌发和幼苗生长均表现出"低促高抑"化感作用,且综合效应强弱表现为观赏油菜大于波斯菊,根浸提液处理大于叶浸提液.