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Distribution pattern of Caragana species under the influence of climate gradient in the Inner Mongolia region, China

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Journal of Arid Land 2014年第3期6卷 311-323页

作者： LiNa XIE chengcang ma HongYu GUO QingFang LI YuBao GAO Tianjin Key Laboratory of Animal and Plant Resistance College of Life Sciences Tianjin Normal University College of Life Sciences Nankai University

There is a strong climate gradient in the Inner Mongolia region, China, with solar radiation and air temperature increasing but precipitation decreasing gradually from the northeast to the southwest. Sixteen Cara- gana species exist in the Inner Mongolia region. These Caragana species exhibit a distribution pattern across moisture zones and form a geographical replacement series. In order to examine the mechanisms responsible for Caragana species distribution pattern, we selected 12 Caragana species that exhibit a distinct distribution pattern across multiple moisture zones in the Inner Mongolia region, and determined the relationships between the leaf ecological and physiological traits of these Caragana species and the aridity index and solar radiation. Along with the climatic drought gradient and the solar radiation intensification from the northeast to the southwest, leaf eco- logical characteristics of Caragana species changed drastically, i.e. the leaf shape gradually turned from flat into tegular or tubbish; the leaf hair became denser, longer and lighter in color; the leaf area, leaf biomass and specific leaf area （SLA） decreased significantly; the leaf thickness and the ratio of leaf thickness to leaf area increased sig- nificantly; and the leaf chlorophyll content decreased significantly. As the climatic drought stress increased, osmotic potentials of the main osmotic adjustment substances and the cytoplasmic ion concentration of Caragana species increased significantly. Meanwhile, the total and free water contents and water potential of leaves decreased sig- nificantly; the ratio of bound to free water increased significantly; the stomatal conductance and transpiration rate reduced significantly; and the water use efficiency （WUE） increased significantly. In addition, with the intensification of climatic drought stress, peroxidase （POD） and superoxide dismutase （SOD） activities in leaves increased significantly. As a result, the malondialdehyde （MDA） cont

关键词： adaptation climatic gradient morphological trait osmotic potential water state water metabolism antioxidative enzyme

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Effects of grazing intensity on seed production of Caragana stenophylla along a climatic aridity gradient in the Inner Mongolia Steppe,China

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Journal of Arid Land 2016年第6期8卷 890-898页

作者： XIE Lina CHEN Weizhong Christopher A GABLER HAN Lei GUO Hongyu CHEN Qing ma chengcang GU Song College of Life Sciences Nankai University Tianjin Key Laboratory of Animal and Plant Resistance College of Life SciencesTianjin Normal University Department of Biology and Biochemistry University of Houston

As the increases of climatic aridity and grazing intensity, shrubs play an increasingly important role in grassland ecosystem in arid and semi-arid regions, and its abundance also generally increases. However, the effects of climatic aridity and grazing intensity on sexual reproduction of shrubs in grassland remain largely unclear. In order to understand the effects of grazing intensity and climatic drought stress, and their interaction on seed production of shrub species, we examined the seed number, seed weight and seed yield of Caragana stenophylla under three grazing intensities （fenced, mild grazing and severe grazing） across a climatic aridity gradient （semi-arid, arid, very arid and intensively arid zones） in the Inner Mongolia Steppe, northern China during 2012-2013. The seed number, seed weight and seed yield gradually increased from the semi-arid to the very arid zones, but decreased from the very arid to the intensively arid zones in fenced plots. The seed number and seed yield decreased from the semi-arid to the intensively arid zones in mild and severe grazing treatment plots, therefore, grazing enhanced the suppression effect of climatic aridity on seed production of C. stenophylla. The seed number and seed yield gradually decreased as grazing intensity increased. The seed weight was highest in severe grazing plots, followed by the mild grazing plots and then the fenced plots. Precipitation varied interannually during the study period. We observed that the seed number seed weight and seed yield were lower in the low precipitation year （2013） than in the high precipitation year （2012）. As climatic drought stress increased, the negative effects of grazing on seed production of C. stenophylla also gradually increased. Our results indicated that climatic drought stress may contribute to the encroachment of C. stenophylla shrub in arid zones by promoting its seed production. However, grazing had negative effects on sexual reproduction of C. stenophylla, and

关键词： grazing seed number seed weight seed yield arid and semi-arid zones Caragana stenophylla

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外来植物成功入侵的生物学特征

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应用生态学报 2006年第4期17卷 727-732页

作者：史刚荣马成仓淮北煤炭师范学院生物科学系淮北235000

外来植物的入侵能力与其性状之间的关系是入侵生态学中的基本问题之一.成功的入侵种常常能占据多样化的生境,具有较强的适应性、繁殖力和散布力.表型可塑性和遗传分化是外来入侵植物对生境异质性的两种适应策略;散布体多态型和散布途径... 详细信息

外来植物的入侵能力与其性状之间的关系是入侵生态学中的基本问题之一.成功的入侵种常常能占据多样化的生境,具有较强的适应性、繁殖力和散布力.表型可塑性和遗传分化是外来入侵植物对生境异质性的两种适应策略;散布体多态型和散布途径多种化,使外来入侵植物迅速占领入侵生境,并进行远距离扩散;无性生殖和有性生殖并存,并根据生境和入侵阶段权衡的繁育对策不仅使入侵种群大面积暴发成为可能,而且直接影响散布机制并对种群遗传结构具有调节作用.高效的资源利用性竞争,加之以化感作用为基础的干扰性竞争使植物更具入侵性.

关键词：外来入侵植物入侵能力表型可塑性遗传变异繁育特性散布机制竞争能力化感作用

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扁担木叶片和次生木质部解剖和水分生理特征的可塑性

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应用生态学报 2006年第10期17卷 1801-1806页

作者：史刚荣程雪莲刘蕾马成仓淮北煤炭师范学院生物科学系淮北235000

基于叶片和次生木质部解剖特征及水分生理指标观测,研究了淮北相山不同群落中扁担木的表型可塑性.结果表明,扁担木叶片结构表现出中生特点:叶为异面叶,较薄,角质层不甚发达,气孔密度较小.次生木质部表现出旱生特点:导管频率和复孔率较高... 详细信息

基于叶片和次生木质部解剖特征及水分生理指标观测,研究了淮北相山不同群落中扁担木的表型可塑性.结果表明,扁担木叶片结构表现出中生特点:叶为异面叶,较薄,角质层不甚发达,气孔密度较小.次生木质部表现出旱生特点:导管频率和复孔率较高,导管分子短而窄,纤维很短,射线很低.扁担木叶片、次生木质部的解剖和水分生理特征均表现出一定的可塑性,其可塑性指数高低顺序为次生木质部解剖特征(0.24)>水分生理特征(0.19)>叶片解剖特征(0.18).与侧柏林和混交林相比,灌丛中扁担木个体对干旱生境有一定的适应能力,表现在次生木质部导管分子短,导管频率高,单孔率低,木纤维短,射线矮小,具有较大的相对输导率和较小的脆性指数;叶片水势、组织含水量、自由水含量较低,叶面积、比叶面积较小,而束缚水含量、束缚水自由水比值较高.扁担木的解剖和生理可塑性,使之能忍受群落演替早期的干旱生境,更好地适应演替后期的中生环境,从而成为广布种和混交林中的优势种.

关键词：扁担木次生木质部解剖特征水分生理表型可塑性

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内蒙古高原荒漠区四种锦鸡儿属植物灌丛沙包形态和固沙能力比较

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生态学报 2012年第11期32卷 3343-3351页

作者：张媛媛马成仓韩磊高玉葆天津师范大学生命科学学院天津市细胞遗传与分子调控重点实验室天津300387 南开大学生命科学学院天津300071

测定了内蒙古高原荒漠区4种锦鸡儿属优势植物(柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、荒漠锦鸡儿和垫状锦鸡儿)不同大小灌丛的灌丛形态参数、沙包形态参数和沙包体积,目的是掌握这些锦鸡儿属植物灌丛的沙包形态特征、沙包发育特征和固沙能力随着灌丛... 详细信息

测定了内蒙古高原荒漠区4种锦鸡儿属优势植物(柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、荒漠锦鸡儿和垫状锦鸡儿)不同大小灌丛的灌丛形态参数、沙包形态参数和沙包体积,目的是掌握这些锦鸡儿属植物灌丛的沙包形态特征、沙包发育特征和固沙能力随着灌丛发育的变化,比较4种锦鸡儿属植物灌丛沙包的形态、发育特征和固沙能力的差异。研究发现:柠条锦鸡儿沙包形态呈球冠状,狭叶锦鸡儿沙包呈圆锥状,荒漠锦鸡儿沙包呈圆台状,垫状锦鸡儿沙包呈半球状。同种锦鸡儿属灌丛沙包的底面直径与地上枝条鲜重呈极显著正相关关系(P0.05),沙包高度与植物株高呈显著正相关关系(P柠条锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>垫状锦鸡儿。这些研究结果表明,灌丛地上生物量的不同决定了种内沙包的体积、形态和植物固沙能力的差异;灌丛形态和发育特征的不同决定了种间沙包形态、沙包发育和植物固沙能力的差异。

关键词：锦鸡儿灌丛沙包形态特征生物量沙包发育固沙能力

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内蒙古高原荒漠区几种锦鸡儿属优势植物叶绿素荧光参数的比较研究

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天津师范大学学报（自然科学版） 2009年第4期29卷 61-66页

作者：齐书香马成仓魏亚冉天津师范大学化学与生命科学学院天津300387

比较了内蒙古高原荒漠区4种锦鸡儿属优势植物——柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿叶绿素荧光参数的日进程.对光合有效辐射(PAR)、最小荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ光能捕获效... 详细信息

比较了内蒙古高原荒漠区4种锦鸡儿属优势植物——柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿叶绿素荧光参数的日进程.对光合有效辐射(PAR)、最小荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光能转换效率(Fv/Fm)、PSⅡ光能捕获效率(Fv′/Fm′)、PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、电子传递速率(ETR)和叶片光合功能的相对限制L(PFD)的分析表明:高的PAR会导致4种锦鸡儿光合作用的光抑制,但并不造成PSⅡ反应中心的不可逆破坏.光抑制程度荒漠锦鸡儿大于垫状锦鸡儿;狭叶锦鸡儿和柠条锦鸡儿光抑制程度差异不大,光抑制程度最小.随着PAR的升高,4种锦鸡儿对光能捕获、转化和利用能力降低,种间表现为柠条锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>垫状锦鸡儿.淬灭分析表明:随着PAR的升高,4种锦鸡儿用于光化学反应的光能减少,耗散的热能增多;其中,柠条锦鸡儿用于光化学反应的光能最多,荒漠锦鸡儿用于耗散的热能最多.对PSⅡ天线色素吸收光能中既没有被光合电子传递所利用,也没有作为热能耗散的部分(Excess)比较研究表明:4种锦鸡儿的Excess都较高,种间差异不明显.

关键词：锦鸡儿属荒漠区植物叶绿素荧光参数

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南方根结线虫在寄主和非寄主植物中的发育比较研究

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中国植保导刊 2013年第10期33卷 10-16页

作者：孙洋张伟朴马海鲲马成仓阮维斌天津师范大学生命科学学院/天津市动植物抗性重点实验室天津300387 南开大学生命科学学院天津300071

在盆栽试验条件下,研究了南方根结线虫在寄主和非寄主植物根部的发育进度,并比较其各个龄期间的差别。试验结果表明,在黑麦草植株根部的南方根结线虫幼虫只能发育到3龄幼虫(J3),侵染24 d后黑麦草植株根部未观察到4龄幼虫(J4);侵染高丹... 详细信息

在盆栽试验条件下,研究了南方根结线虫在寄主和非寄主植物根部的发育进度,并比较其各个龄期间的差别。试验结果表明,在黑麦草植株根部的南方根结线虫幼虫只能发育到3龄幼虫(J3),侵染24 d后黑麦草植株根部未观察到4龄幼虫(J4);侵染高丹草和蓖麻植株根部的南方根结线虫2龄幼虫(J2)数量很少,但侵染蓖麻的2龄幼虫(J2)侵染24 d后,可发育成4龄幼虫(J4),但数量极低。比较南方根结线虫发育进度可以看出,高丹草、蓖麻、黑麦草3种植物对南方根结线虫2龄幼虫(J2)的侵染具有一定的抑制作用。

关键词：南方根结线虫黄瓜黑麦草高丹草蓖麻发育进度

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干旱荒漠区狭叶锦鸡儿灌丛扩展对策

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生态学报 2011年第8期31卷 2132-2138页

作者：张建华马成仓刘志宏高玉葆天津师范大学生命科学学院天津300387 南开大学生命科学学院天津300071

通过对内蒙古干旱荒漠区狭叶锦鸡儿集群的灌丛结构、分株特征、繁殖倾向和分枝特征的调查,探讨荒漠区狭叶锦鸡儿的繁殖特点和灌丛扩展对策。研究表明:在荒漠区,狭叶锦鸡儿的营养繁殖占主导地位,主要是由根萌蘖产生无性系分株,其克隆生... 详细信息

通过对内蒙古干旱荒漠区狭叶锦鸡儿集群的灌丛结构、分株特征、繁殖倾向和分枝特征的调查,探讨荒漠区狭叶锦鸡儿的繁殖特点和灌丛扩展对策。研究表明:在荒漠区,狭叶锦鸡儿的营养繁殖占主导地位,主要是由根萌蘖产生无性系分株,其克隆生长构型为密集型。根系萌蘖、枝条的不定根繁殖、地上枝条不断分枝和新老个体形成复合灌丛是荒漠区狭叶锦鸡儿冠幅增大的主要原因。狭叶锦鸡儿通过克隆繁殖、灌丛扩大化和发达的根系适应荒漠区的干旱贫瘠环境,使其成为荒漠区的优势种。

关键词：狭叶锦鸡儿无性繁殖灌丛扩展干旱荒漠区

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内蒙古高原西部荒漠区锦鸡儿属植物水力结构的变化

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生态学报 2015年第6期35卷 1672-1678页

作者：解李娜魏亚冉马成仓李清芳高玉葆天津师范大学生命科学学院天津市动植物抗性重点实验室天津300387

采用改良的冲洗法,比较了内蒙古高原西部荒漠区锦鸡儿属(Caragana)4种优势植物——柠条锦鸡儿(***)、狭叶锦鸡儿(***)、垫状锦鸡儿(***)和荒漠锦鸡儿(***)的水力结构日变化和季节变化,目的是了解4种锦鸡儿属植物对荒漠区环境的适应性及... 详细信息

采用改良的冲洗法,比较了内蒙古高原西部荒漠区锦鸡儿属(Caragana)4种优势植物——柠条锦鸡儿(***)、狭叶锦鸡儿(***)、垫状锦鸡儿(***)和荒漠锦鸡儿(***)的水力结构日变化和季节变化,目的是了解4种锦鸡儿属植物对荒漠区环境的适应性及其差异。研究发现:4种锦鸡儿属植物的比导率、叶比导率均为早晚高、中午低的单谷日变化曲线;3个季节相比较,夏季的比导率、叶比导率最大;胡伯尔值春季>夏季>秋季。3个季节比导水率日平均值、夏季和秋季的叶比导率、3个季节的胡伯尔值都表现为:柠条锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>狭叶锦鸡儿>垫状锦鸡儿;3个季节比导水率日变幅和春季叶比导率表现为:柠条锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>垫状锦鸡儿>狭叶锦鸡儿。4个种比导水率日平均值的季节变幅相似。这些结果表明:(1)荒漠区锦鸡儿属植物的水力结构限制了水分运输,使其避免了中午的高蒸腾。(2)荒漠区锦鸡儿属植物通过较高的水分运输效率及较好的叶供水效率适应夏季的高温和强辐射,维持水分平衡;锦鸡儿属植物胡伯尔值的季节变化保证了其在春、夏季快速生长期有较好的水分供应。(3)较高的比导率、叶比导率和胡伯尔值导致了柠条锦鸡儿良好的水分供应和高蒸腾速率,进而导致了柠条锦鸡儿较快的生长速度,这说明柠条锦鸡儿对荒漠环境的适应性好于其它3个种;柠条锦鸡儿的输水效率高,但易发生严重的空穴和栓塞。

关键词：锦鸡儿属荒漠区水力结构季节变化日变化

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天津地区盐分与氮素对芦苇生长初期的影响

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天津师范大学学报（自然科学版） 2018年第2期38卷 51-56页

作者：杨丽萍陈清马成仓王中良天津师范大学天津市水资源与水环境重点实验室天津300387 天津师范大学生命科学学院天津300387

为了解天津湿地芦苇对地表水体咸化和氮负荷的响应机制,探究盐与氮对芦苇生长初期的影响,在室内土培条件下,模拟天津地表水中盐和氮的含量定期对芦苇进行灌溉,设计3个盐处理(NaCl质量分数分别为0.00%、0.16%和0.66%)和3个氮素处理(NH4NO... 详细信息

为了解天津湿地芦苇对地表水体咸化和氮负荷的响应机制,探究盐与氮对芦苇生长初期的影响,在室内土培条件下,模拟天津地表水中盐和氮的含量定期对芦苇进行灌溉,设计3个盐处理(NaCl质量分数分别为0.00%、0.16%和0.66%)和3个氮素处理(NH4NO3浓度分别为0、0.23和0.46 mmol/L),测量不同盐与氮作用下芦苇地上及地下生物量、根冠比、高度、分蘖数和根长等生长指标.结果表明:(1)随着盐度增加,芦苇的高度、地上部生物量、分蘖数显著降低,然而地下生物量和根长没有显著变化,根冠比随着盐度的增加而明显增加;(2)与对照组相比,不同氮浓度灌溉水没有对芦苇的高度、地上、地下生物量、根长及根冠比产生显著影响;(3)盐和氮的交互作用对芦苇地上和地下部分的生长均无显著影响.这些结果说明天津地表水中的盐分是抑制芦苇生长的主要因素,氮素水平相对较低,不会对该地区芦苇的生长产生明显影响.

关键词：芦苇氮盐度地上及地下生物量根长根冠比

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