摘要:森林群落内强烈生境异质性可能会驱动不同树种间形成空间隔离,从而塑造出与局域复杂生境相适应的群落树种空间结构。该文以广西喀斯特季节性雨林中具有不同生境异质性强烈程度的3个典型森林群落 1hm2 样地为研究对象,通过分析主要树种的种内空间分布格局和种间关联格局来量化群落树种空间结构,检测其对喀斯特局域生境隔离作用的响应规律。结果表明:(1)3个森林群落树种的空间分布格局整体上以中小尺度聚集分布为主,在较小尺度( 0~13m )上聚集分布比例为 85% ,在中尺度( 13~30m? 上逐步降低至 60% ,在较大尺度( >30m )上降低至 20% 以下;随着生境异质性强烈程度的增加,群落内中小尺度种内聚集分布的比例逐步增加,平均值分别为 63.1%.89.5%.94.4% 。(2)3个森林群落树种的种间关联格局整体上以空间隔离和部分重叠为主;在小尺度( O~3m )上二者共占 50% ,在中小尺度( 3~20m 上占70% ,在较大尺度( >20m )上逐步降低至 40% ;随着生境异质性强烈程度增加,群落中小尺度种间空间隔离和部分重叠的比例逐步增加,平均值分别为 60.4%.70.2%.83.7% 。综上结果表明,强烈的局域喀斯特生境异质性会增加群落树种的种内聚集分布强度,提高群落不同树种之间产生空间隔离的概率,说明局域复杂生境的隔离作用是塑造喀斯特森林群落树种空间结构的重要因素。该研究强调,在喀斯特石漠化区域进行植被生态恢复时,需充分评估不同地段生境条件,并参考相应原生境森林群落来配置树种及其空间组合。
摘要:为了解喀斯特地区土地利用类型和水热条件影响土壤无机磷和生物有效磷组分的特征,该研究分析比较了低水热地区重庆南川区、贵州独山县和绥阳县及高水热地区广西环江县、马山县/武鸣区和龙州县的喀斯特地区耕地、人工林和天然林土壤无机磷和生物有效磷组分的变化特征。采用单因素方差分析、双因素方差分析和相关性分析方法,探讨土地利用类型和水热条件影响下土壤无机磷组分和生物有效磷组分的差异特征及两者之间的关系,并采用冗余分析方法探究影响土壤生物有效磷组分的关键无机磷组分。结果表明:(1)土壤无机磷组分受土地利用类型显著影响,耕地土壤中磷酸二钙( Ca2?P )、磷酸八钙( Ca8?P )、铝结合态磷(Al-P)铁结合态磷(Fe-P)闭蓄态磷(O-P)和磷酸十钙( Ca10-P )的含量均高于人工林和天然林土壤。 Ca8 -P、Fe-P和O-P的含量表现为耕地 > 人工林>天然林, Ca2 -P和盐酸磷(HCl-P)的含量则表现为耕地 > 天然林 > 人工林。(2)在高水热地区,天然林土壤 Ca10-P 和O-P的含量显著高于低水热地区,人工林和天然林土壤的酶提取磷(Enzyme-P)含量高于低水热地区。(3)土壤无机磷组分 Ca2 -P、 Ca8 -P、Al-P、Fe-P和 Ca10 -P的含量与生物有效磷组分 CaCl2 -P 和HCl-P含量呈显著正相关;冗余分析表明, Ca2 -P 是影响生物有效磷组分的关键组分。综上认为,土地利用类型和水热条件是影响土壤无机磷组分及生物有效磷组分特征的关键因素,无机磷组分含量的提高对生物有效磷组分具有正向作用。因此,应考虑未来气候变化可能对土壤中磷的形态及其有效性产生的影响,以推进喀斯特生态系统恢复。
摘要:为探究喀斯特高原峡谷石漠化植被恢复对土壤微生物群落结构、土壤有机碳组分变化的影响以及有机碳与微生物的关系,该文以贵州喀斯特高原峡谷耕地(对照)和典型植被恢复(花椒林和天然次生林)的土壤( 0~20cm? )为研究对象,测定土壤有机碳及组分含量、微生物群落组成和多样性,研究了植被恢复后土壤有机碳及组分含量和微生物多样性及群落组成的变化特征,并分析有机碳组分与微生物类群的关系。结果表明:(1)植被恢复显著增加了土壤有机碳及组分含量,并且 0~10cm 土层相对 10~20cm 土层增加更显著( P<0.05 )。(2)植被恢复明显改变了土壤微生物 β 多样性和物种相对丰度,但 ∝ 多样性并未发生显著变化。(3)所有样品中土壤的主要优势细菌门为未分类细菌(unclassified_k__norank_d__Bacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteriota),主要优势真菌为子囊菌门(Ascomycota)、未分类真菌(unclassified_k_Fungi)、担子菌门(Basidiomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota)。(4)与土壤有机碳及组分密切相关的细菌主要为放线菌门中的浅野式菌属、norank_f_67-14、土壤红杆菌属、norank_f_Ilumatobacteraceae、链霉菌属及子囊菌门中的unclasified _Ascomycota、Setophaeosphaeria、unclasified_o_Helotialesunclassfied_o_Pleosporales、枝孢菌属、棘壳孢属unclassfied_o_Sordariales、绿僵菌属、耳孢菌属、外瓶霉属。该研究结果表明,喀斯特石漠化治理植被恢复可以促进土壤有机碳的积累,改变微生物群落,其中放线菌门和子囊菌门是影响有机碳及组分变化的关键物种。
摘要:东京桐(Deutzianthus tonkinensis)是国家二级重点保护野生植物,以其为建群种的群落是北热带喀斯特季节性雨林主要珍稀植被类型之一,蕴含丰富的生物多样性和特有种类,具有重要的生态价值和经济价值。然而,其群落物种多样性的动态特征及驱动机制目前仍不清楚。为探明东京桐群落时序动态及其驱动因素,该文基于广西弄岗1个 1hm2 东京桐群落长期固定监测样地3次周期性的复查数据,分析其群落物种多样性在2012—2022年间的时序动态变化,探讨地形因子对群落物种多样性动态的影响。结果表明:(1)优势种重要值保持稳定,胸高断面积增加,物种多度下降。(2)共有18个稀有种与偶见种退出群落;物种丰富度减少了 14% ,Shannon-Wiener指数显著下降( P<0.05) 。(3)对 β 多样性具有显著贡献的样方数减少了2% , 80% 的样方时间 β 多样性指数下降,样地的物种减少明显超过了物种增加。(4)海拔对样地内物种减少具有显著影响( P<0.05 )。综上表明,虽然东京桐群落结构在10年间总体保持稳定,但 ∝ 多样性与β多样性均变化明显,稀有种与偶见种丧失驱动了多样性变化,地形因子中的海拔对物种多样性的变化具有显著影响。该研究结果对深人认识喀斯特季节性雨林生物多样性动态及其驱动机制具有重要意义。
摘要:为解释喀斯特森林乔木根际土壤共生菌根真菌及其关联类群,探究不同菌根类型乔木根系的抗旱性,该文主要通过PacBio三代测序和测定压力-容积曲线的方法,对广西河池市木论国家级自然保护区内17个树种的根系及根际土壤真菌进行了研究。结果表明:(1)从85个土壤样品中共检测并聚类得到8028个真菌OTUs,真菌群落以子囊菌门(Ascomycota,相对丰度 70.76% )、担子菌门(Basidiomycota,相对丰度13.17% )和未分类真菌为主(unclassifiedfungi,相对丰度 10.41% )。(2)喀斯特植物根际土壤真菌群落的多样性主要受到丛枝菌根真菌(arbuscular mycorhizal fungi,AMF)、外生菌根真菌(ectomycorrhizal fungi,EMF)和病原菌(pathogen)相对丰度的影响,其中AMF相对丰度显著高于EMF( 1.691%>0.698% , P<0.01 ),并且共生菌根真菌与其他真菌类群相对丰度均无显著相关性。(3)选取AMF、EMF占比较高的典型树种进行比较分析,发现AM植物类群根系的饱和渗透势( ψsft )、膨压丧失点水势( ψtlp )和膨压丧失点相对含水量( RWCtlp )均显著低于EM植物类群( P<0.05 )。综上,喀斯特森林乔木根际土壤中的AMF优势程度高于EMF;根际土壤真菌群落中其他重要的组成菌群对共生菌根真菌没有造成直接影响;表明喀斯特森林中 AM植物根系的抗旱性比EM植物根系更强。该研究有助于后续菌根真菌的分离和鉴定,为石漠化治理的树种选择和菌根生物技术应用提供了科学依据。
摘要:为筛选出适合广西喀斯特地区种植的抗旱性强的桑树品种,该研究以环江地区‘桂桑5号’‘桂桑6号'‘桂桑优12’‘农桑14号’和‘育711号'5个桑树品种作为试验材料,通过测定叶绿素、渗透调节物质、花青素、丙二醛、抗氧化酶活性及导管直径、导管加固系数、叶片厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、气孔大小、气孔密度等24个叶功能性状指标,利用主成分分析、隶属函数分析和聚类分析,筛选出与抗旱性相关的叶功能性状指标及抗旱性较强的品种。结果表明:(1)主成分分析表明,与抗旱性相关的主要叶功能性状指标为叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、丙二醛、超氧化物歧化酶活性、气孔大小、气孔密度、导管加固系数和海绵组织厚度。(2)根据隶属函数分析,5个桑树品种的抗旱性排名为‘农桑14号 > ‘桂桑优 12′>′ 桂桑5号 > ‘桂桑6号'>‘育711号’;进一步的聚类分析结果表明,‘农桑14号’‘桂桑优12'和‘桂桑5号'成为一类,桂桑6号'和‘育711号'组成另一类;两种分析结果相一致。(3)‘农桑14号’‘桂桑优12’和‘桂桑5号'表现出更好的抗旱性,与它们具有更为高效的生理调节机制和优化的解剖结构有关。该研究结果为广西喀斯特地区桑树抗旱品种的筛选提供了科学依据和理论参考。
摘要:为提高岩溶森林石灰土磷素有效性,探究蔗渣生物质炭施加对土壤磷素活化的影响,该文采用室内培养试验,分析了4个蔗渣生物质炭浓度( (0.5,10,15t?hm-2) 施加对岩溶森林石灰土磷素有效性的影响。结果表明:(1)蔗渣生物质炭添加显著提高了土壤有效磷(Olsen-P)、盐酸提取磷(HCI-P)与柠檬酸提取磷(Citrate-P)的含量,并随蔗渣生物质炭添加浓度与时间的增加呈增加趋势。(2)生物质炭添加浓度为 5t ·hm-2 时,土壤微生物生物量磷含量(MBP)与碱性磷酸酶(ALP)活性最高。(3)Olsen-P与HCI-P、Citrate-P存在显著正相关关系( R2=0.68;R2=0.77) ,而与酶提取磷(Enzyme-P)相关性不显著( R2=0.14? ),说明蔗渣生物质炭施入石灰土中,提高的土壤Olsen-P主要来自弱酸活化的无机磷。(4)随机森林模型分析表明,HCl-P、Citrate-P、MBP、Enzyme-P与 ΔpH 是影响土壤磷素有效性的重要因子。综上认为,综合考虑与磷素有效性相关的指标,蔗渣生物质炭添加浓度为 5t?hm-2 是提高岩溶森林土壤磷素有效性的最合适浓度。
摘要:拟建西南岩溶国家公园(广西片区)具有原生性强的亚热带岩溶森林生态系统和岩溶洞穴生态系统,孕育了丰富多样的野生植物资源。为了探明拟建西南岩溶国家公园(广西片区)的植物多样性本底,为西南岩溶国家公园的创建提供重要的参考资料,该文通过多年野外调查、资料查阅整理及标本鉴定,最终确定了广西岩溶地区分布的4个广西新记录属和25个广西新记录植物。在这25种新记录植物中,包括了多数的岩溶特有植物,具有明显的岩溶适应性,这些适应性使得这些植物在水土保持、石漠化治理、生态系统修复等方面具有潜在利用价值。此外,这些新记录物种具有一定开发利用价值,如药用、园林绿化及培育新品种等。本次发现的新记录属和新记录种均位于拟建西南岩溶国家公园的广西片区内,它们的发现不仅是广西岩溶地区物种多样性的一个重要表现,而且还为西南岩溶国家公园的资源本底状况增添了新资料,同时对进一步开展植物保护研究和开发利用具有重要的参考价值,使广西岩溶地区的保护工作科学有效进行。此外,文中提供了各新记录物种的主要形态特征描述、标本引证、彩色照片及地理分布等。
摘要:硒(selenium,Se)是人类必不可少的微量元素,摄入富硒农产品是有效补充人体所需Se的最佳方式。为了促进富硒作物规模化生产和品质提升,该研究以张杂谷-10号为研究对象,在拔节期和灌浆期对叶面喷施不同浓度的商品化硒肥,测定谷子硒含量和产量,分析了植株元素间的相互作用关系。结果表明:(1)外源叶面喷施硒肥可以显著提高籽粒中的 Se含量和谷子产量。(2)在灌浆期按 30.75g?hm-2 (以Se计)对叶面喷施1次,与对照相比可使籽粒Se含量提高3.7倍,满足富硒农产品标准。(3)谷子穗重和出米率分别显著提高了 11.31% 和 17.34% 。(4)叶面施硒显著改变植株叶片、茎秆、叶鞘及籽粒中的元素含量和相互关系,元素间正相关作用比例显著增加。(5)钙离子和硫离子随硒肥浓度的增加呈现下降趋势,而铁离子、铜离子及锌离子呈现出低浓度促进、高浓度抑制的现象;叶片和籽粒中硫离子含量的降低可能与 Se 含量升高密切相关,二者在植物体内运输和代谢途径中存在竞争关系。综上认为,该研究所用硒肥可有效提高谷子Se含量和产量,生产过程中应适当增加土壤硫肥来补充籽粒中降低的硫元素,该研究结果为富硒肥料配比的完善和富硒谷子的生产及营养调控提供了实际支撑。
摘要:为了探究陕南地区土壤因子对金银花有效成分积累的影响,该研究测定了陕南不同产地27批次金银花样品中绿原酸、3.5-二-0-咖啡酰奎宁酸、4,5-二-0-咖啡酰奎宁酸、总酚酸类、木犀草苷的含量及12种无机元素的含量,同时对金银花种植土壤12种无机元素的含量及5个肥力指标进行了测定,分析了金银花对无机元素的富集特征,筛选了影响金银花有效成分的主导因子。结果表明:(1)金银花酚酸类有效成分与土壤中Se、有机质呈正相关,与土壤中Co、Fe、 Mn 呈负相关。(2)金银花对土壤中各元素富集系数的趋势为Cd>Cu>Zn>Se>Ni>Mn>Hg>Cr>Co>As>Pb>Fe ,金银花质量控制需加强对药材中Cd含量的监控。(3)安康富Se地区具有种植开发富Se金银花的潜力,需同时关注土壤和金银花中的Se与Cd的含量。综上认为,在金银花生产实践中可以通过增施有机肥、Se肥提高有效成分含量,该研究结果可为当地金银花药材规范化种植、富Se金银花开发提供指导。
摘要:池杉和落羽杉秋冬季转色期叶片逐渐变为橙(红)色,是常见的园林色叶树种。分析池杉和落羽杉转色期叶片生理特性,对于理解这2种杉木衰老变色的过程极为关键,可为后期园林色叶景观树种的应用提供指导。该研究通过对池杉和落羽杉转色期衰老叶片中色素含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量、丙二醛(MDA)含量和叶绿素荧光参数进行测定,结合显著性差异分析、相关性分析、线性拟合和隶属函数分析等统计方法,综合评价池杉和落羽杉转色期衰老叶片的生理状态,探究2种杉木叶片衰老的生理差异。结果表明:(1)池杉和落羽杉叶片色素 AC/CHLa+b 比值随衰老而迅速升高,最高分别为11.46和7.13,是叶片呈橙(红)色的直接原因。(2)衰老过程中池杉和落羽杉叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性和可溶性糖含量均下降,MDA含量先升高再降低,但过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性升高,表现为叶片对衰老的抵抗效应。(3)光化学转化效率和热耗散能力能够较好地表示生理生化指标的变化情况,反映衰老过程。(4)同一时间池杉综合得分均低于落羽杉,表明落羽杉生理状态更佳。综上认为,池杉和落羽杉叶片衰老过程具有相似的生理特性,但池杉更早进入衰老变色,在景观应用中可将池杉和落羽杉配合种植以延长整体色叶观赏期。
摘要:花青苷物质是影响红花機木(Loropetalum chinense var.rubrum)观赏价值形成的关键因素之一。为探究红花木花青苷合成的分子机制,该研究从红花木中克隆了1个花青苷合成相关的R2R3-MYB 基因,命名为LcMYB113(GenBank序列号:OR344758),并初步分析了其生物信息学、红花木和白花木叶片中LcMYB113的表达水平、转基因烟草株系的表型及花青苷合成结构基因的表达。结果表明:(1)LcMYB113基因开放阅读框全长为 789bp ,编码262个氨基酸,其N端含有R2R3DNA结合域和bHLH转录因子的结合基序[D/E] Lx2[R/K]x3Lx6Lx3R ,同时还具有花青苷正调控相关的2个特征基序ANDV和[K/R]P[Q/R]P[Q/R] 。系统进化树分析显示, LcMYB113 与牡丹的PsMYB58、葡萄的VvMYBA1等多种植物的花青苷特异调控R2R3-MYB转录因子的亲缘关系较近。(2)红花木叶片中的花青苷含量为白花繼木中的7.4倍, LcMYB113 基因在红花檐木叶片中的相对表达量为白花木的101倍,表明LcMYB113基因的表达与花青苷含量趋势相一致。(3)通过构建基因过表达载体并转化烟草,烟草中过表达LcMYB113基因能够诱导转基因株系叶片和花朵中花青苷物质的积累,同时NtANS、NtDFR、NtCHS 等多个花青苷生物合成结构基因在叶片中的相对表达量相比于野生型株系显著增加。该研究结果表明LcMYB113 能够调控花青苷物质的合成,为红花繼木的叶色育种提供理论支持。
摘要:为了探究豫南地区不同间作林木对茶园土壤真菌群落的影响,该研究以河南信阳地区间种板栗、茅栗和杉木的茶园土壤为试验对象,采用室内化学实验和高通量测序技术,分析了不同间作模式下茶园土壤化学性质和真菌群落结构及其与土壤养分的关系特点。结果表明:(1)间作茅栗和杉木的茶园土壤真菌物种丰度和多样性显著高于间作板栗的茶园,并且三者间真菌群落组成存在显著性差异。(2)在真菌群落结构上,间作茅栗和杉木的茶园具有较高的相似性。进一步分析发现,担子菌门和子囊菌门是3种间作茶园土壤的主要真菌门类。其中,间作板栗和杉木的茶园土壤担子菌门相对丰度较高,而间作茅栗的茶园则以子囊菌门为主。在属的分类水平上,间作板栗的茶园土壤中红菇属和被孢霉属的相对丰度明显高于其他两种间作类型。(3)茶园土壤化学性质与真菌群落结构之间存在显著的相关性。间作不同林木的茶园土壤硝态氮和速效磷含量存在显著性差异,这些差异进一步影响了真菌群落的分布和结构。(4)在真菌营养类型方面,间作板栗和杉木的茶园土壤真菌以外生菌根真菌为主,而间作茅栗的茶园则以未定义的腐生真菌为主。综上认为,豫南地区间作不同林木对茶园土壤真菌群落结构、多样性和功能产生了显著影响。这些发现为茶园间作树种的选择提供了科学依据,有助于优化茶园生态环境和提高茶叶品质。
摘要:为探究云南松(Pinus yunnanensis)幼苗生长及不同器官的碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征对遮阴和干旱处理的响应规律和适应机制,以1年生云南松幼苗为对象,采用盆栽控制试验,测定分析遮阴和干旱环境下云南松幼苗的生长状况,该试验设置 0% 遮阴和 70% 遮阴2个水平,设置正常水分(CK, 80%± 5% )、轻度干旱( LD,65%±5% )、中度干旱(MD 50%±5% )和重度干旱( SD,35%±5%)4 个水分梯度,测定遮阴和干旱处理下云南松幼苗的生长指标及叶、茎、粗根和细根的 C,N,P 含量,并计算其化学计量特征。结果表明:(1)在 0% 遮阴条件和 70% 遮阴条件下,轻度干旱的苗高、地径和生物量增量均最大;与不遮阴处理相比,遮阴处理下叶生物量增量在各干旱胁迫处理下显著增加。(2)与正常水分处理相比,随干旱胁迫程度增加,遮阴和干旱互作下,云南松幼苗各器官中的C含量变化不显著;叶N含量减少,茎和粗根中的N含量增加,细根N含量则先减少后增加;叶和粗根中的P含量减少,细根P含量增加。(3)各元素的变异性大小顺序为 C
摘要:我国苏铁类植物主要分布在热带和亚热带地区不同生境中,绝大部分处于濒危状态。研究苏铁植物叶片(羽片)水力学性状有助于了解其对水分环境的适应及对气候变化的响应机制。该研究以南宁植物园苏铁专类园中原产于我国的16种苏铁属植物为研究对象,测定叶片形态解剖特征、压力-容积曲线、导水率和抗栓塞能力等指标,同时收集同区域被子植物的叶片性状进行对比分析。结果表明:(1)16种苏铁属植物水力学性状的种间变异较小,并且分布于喀斯特和非喀斯特生境的2个类群的水力性状无显著性差异。(2)与被子植物相比,苏铁植物叶片最大导水率( Kleaf-max )较高、抗栓塞能力( P50leaf )较弱、气孔安全边界( HSMtlp )较小,趋于采取冒险的气孔调节策略。(3)与被子植物不同,苏铁属植物 Kleaf-max 和 P50leaf 之间无显著权衡关系,部分原因在于苏铁属植物的叶水力学性状受解剖结构影响较小。该研究揭示了苏铁植物的水力策略,认为苏铁属植物叶片的水力风险较高,亟须对其自然分布种群进行水分生理监测以提高保护管理能力。
摘要:土壤种子库既是过去植被的基因记忆又是未来植被的发展趋势,对探究受干扰森林恢复过程的机制和未来演替方向具有重要生态学意义。为揭示土壤种子库在森林恢复过程中的作用,该文以广东天井山林场皆伐(CC)和择伐(SC)32年后自然恢复的常绿阔叶林次生林为研究对象,以同地带未采伐(NC)常绿阔叶林为对照,研究不同方式采伐经32年恢复后对土壤种子库的影响。通过土壤种子萌发实验研究了不同方式采伐32年后林下土壤种子库的分布、密度、物种组成和多样性等特征,结合植被调查分析了土壤种子库和地上植被的关系。结果表明:(1)不同采伐方式林下土壤种子库中的种子均以草本为主,灌木次之,乔木最少;乔木和灌木的种子密度在不同采伐方式中依次为 NC>CC>SC ,其中NC 显著高于CC和 SC( P< 0.05),CC与SC间无显著性差异;草本种子密度在不同采伐方式间无显著性差异。(2)土壤种子库中共发现43个植物物种,主要为阳生性植物物种,其中乔木7种, NC=CC>SC ;灌木15种, NC>CC>SC ;草本21种,CC>NC>SC 。(3)乔木种子的Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和Pielou均匀度指数在不同采伐方式中依次为 NC>CC>SC ;灌木和草本种子的多样性指数和均匀度指数在不同采伐方式间大多无显著性差异。(4)不同采伐方式林下土壤种子库和地上植被的相似性都很低,种子库和地上植被的共有乔木4种,其中NC 3种、SC1种,共有灌木2种,SC和CC各有1种,共有草本1种,仅在NC中出现。综上认为,常绿阔叶林采伐后经32年自然恢复土壤种子库中的种子密度、种数和多样性指数仍小于未采伐森林;土壤种子库不能支持受干扰森林的快速自然恢复。该研究结果为亚热带次生林的经营管理和人工促进恢复技术开发提供了科学基础和理论指导。