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生态学报 2016年第10期杂志 文档列表

生态学报杂志菌根生态学专题

同位素示踪技术在丛枝菌根真菌生态学研究中的应用2787-2797

摘要：丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌是生态系统中重要的土壤微生物之一。AM真菌菌丝体网络是由AM真菌菌丝体在土壤生态系统中连接两株或两株以上植物根系所形成的菌丝体网络。随着菌根学研究的深入,如何直观的揭示AM真菌的生态学功能已经成为相关领域关注的热点问题。研究发现,利用同位素示踪技术可以开展AM真菌与宿主植物对土壤矿质营养的吸收、转运等方面的研究,以及菌丝体网络对不同宿主植物之间营养物质的分配研究和AM真菌在生态系统生态学中的功能研究。基于此,为了阐明同位素示踪技术在AM真菌研究中的价值,围绕菌根学最新研究进展,系统回顾了利用同位素示踪技术探究AM共生体对不同元素吸收和转运的机制、同位素示踪技术在AM真菌菌丝体网络研究中的价值和利用同位素示踪技术研究AM真菌在生态系统中的功能,为AM真菌生态学功能的研究提供理论基础,并对本领域未来的研究方向和应用前景进行展望。

不同水肥因子与AM真菌对黄芩生长和营养成分的交互效应2798-2806

摘要：利用盆栽接种试验,探讨不同水肥条件下AM真菌双网无梗囊霉Acaulospora bireticulata对黄芩生长、养分含量和次生代谢产物的影响,为黄芩水肥合理施用提供理论依据。结果表明,不同水肥条件下,AM真菌能与黄芩根系形成良好共生关系,接种AM真菌能显著提高黄芩根系菌根侵染率和生物量,水分和施肥处理对菌根侵染率和黄芩生长具有显著交互作用。不同水肥条件下,接种AM真菌提高了植株保护酶活性和叶片渗透调节物质含量,降低了脯氨酸和丙二醛含量;显著增加了黄芩苷和N、P、K、Ca、Mg、Fe和Zn含量,降低了Mn和Cu含量。N和P含量随施肥量增加而提高,其余矿质元素在施肥量N 0.383 g、P 0.564 g、K 0.251 g时含量最高,说明AM真菌能够促进宿主植物根系对水分和矿质元素的吸收和利用,提高水分和肥料利用率,具有明显的节水节肥作用,其中50%相对含水量,施肥量N 0.383 g、P 0.564 g、K 0.251 g时,接种AM真菌的促生效应最佳。

西藏高原草地生态系统丛枝菌根真菌的地理分布2807-2818

摘要：西藏高原是地球上极具特色的地理单元,对生物物种的形成与演化具有重要影响。基于孢子形态学鉴定,对从藏东南到藏西北（海拔高差〉3500 m,年均温、年均降水量差异分别〉20℃、〉800 mm）高原热带、亚热带、温带、亚寒带和寒带环境下发育而成的热性草丛、暖性草丛、温性草原、温性荒漠、高寒草甸草原、高寒草原、高寒荒漠和高寒荒漠草原中的AM真菌群落进行研究,结果表明,不同类型草地间AM真菌的群落相似度普遍较低,环境对AM真菌群落具有重要影响。从藏东南到藏西北,不同类型草地间AM真菌的群落相似度呈下降趋势（Jaccard相似性系数从0.52降至0.20）,AM真菌群落组成及结构变化渐趋加大,不同草地中的同种植物（包括广谱种、青藏高原特有种）AM真菌群落相似度亦不同。沿藏东南到藏西北环境梯度,随草地寒旱程度的逐步加剧,AM真菌种的丰度,特别是种数、Shannon-Weiner指数在总体上趋于显著（P〈0.05）下降,孢子密度则在总体上趋于显著提高,优势种比例、Shannon-Weiner指数亦表现出增加的趋势,表明AM真菌物种多样性虽趋于下降,但生存及对环境的适应能力趋于提高。海拔、土壤p H、有效磷和有机碳含量对AM真菌群落组成均具显著影响,但海拔对水热环境的影响决定着土壤环境的变化。因此,海拔和寒旱程度不断上升所导致的p H显著提高、土壤有机碳和有效磷含量显著下降的综合作用影响并决定着AM真菌的群落组成。研究结果对进一步理解西藏高原生物多样性的产生和维持机制等具有重要的参考价值。

锰对外生菌根真菌生长、养分吸收、有机酸分泌和菌丝体中锰分布的影响2819-2825

摘要：外生菌根真菌对于酸性和锰污染土壤的植树造林和生态恢复有重要作用。采用液体培养方法,以大白菇Rd Fr（Russula delica Fr.）、彩色豆马勃Pt 715（Pisolithus tinctorius 715）、土生空团菌Cg Fr（Cenococcum geophilum Fr.）和厚环粘盖牛肝菌Sg Kl S（Suillus grevillei（Kl.）Sing）为供试对象,研究了Mn^2＋对外生菌根真菌生长、养分吸收、有机酸和氢离子分泌的影响,以及锰在菌丝细胞内外的分布情况。结果表明：在0—800 mg Mn^2＋/L的培养液中,Mn^2＋对Rd Fr生长无显著影响;低浓度的Mn^2＋刺激Sg Kl S生长,中、高浓度无抑制作用;但大幅度降低Pt 715和Cg Fr的生物量,说明Rd Fr和Sg Kl S抗（耐）锰的能力较强。在Mn^2＋胁迫下,供试菌株的氮、钾含量和吸收量显著降低;含磷量和吸收量,以及草酸和柠檬酸的分泌速率因菌株不同而表现出多样性,说明在减轻Mn^2＋毒的过程中,磷酸盐（或聚磷酸盐）对Mn^2＋固定作用和有机酸的络合作用因菌株不同而异。但是,Mn^2＋显著降低Rd Fr和Sg Kl S的氢离子分泌速率,菌丝和原生质中的含Mn量显著低于敏感性菌株,说明降低Mn^2＋的活性和减少吸收可能是外生菌根真菌抗（耐）Mn^2＋的重要机制。此外,菌丝吸收的Mn^2＋绝大部份存在于质外体,少量进入细胞,前者是后者的5.23—9.21倍,说明原生质膜是外生菌根真菌防御Mn^2＋进入细胞的重要屏障。

AM真菌物种多样性：生态功能、影响因素及维持机制2826-2832

摘要：AM真菌物种多样性是土壤生态系统生物多样性的重要组分之一。尽管对AM真菌多样性已有多年研究,但是,已有研究绝大多数仅停留在对AM真菌群落种属解析层面上,对AM真菌物种多样性生态功能及维持机制方面的认识较浅。从生态功能、影响因素及维持机制3个方面系统地综述了近年来AM真菌多样性领域的研究进展。认为AM真菌多样性对植物群落生产力的调控机制及结合理论与实践解析AM真菌多样性维持机制是该领域未来的重点研究方向。

林火对植物根围丛枝菌根真菌多样性的影响2833-2841

摘要：林火是森林生态系统的一种主要干扰因子,以青岛市三标山林火迹地为研究对象,采集荆条（Vitex negundo）、胡枝子（Lespedeza bicolor）、花木蓝（Indigofera kirilowii）、青花椒（Zanthoxylum schinifolium）和野青茅（Deyeuxia arundinacea）5种优势植物根围土壤,研究不同林火强度对丛枝菌根（AM）真菌多样性的影响。结果表明,AM真菌侵染率和孢子密度随火灾强度的加强而降低;非过火区植物根围土壤中,分离鉴定出AM真菌3属11种,轻度过火区分离鉴定出AM真菌3属10种,中度过火区分离鉴定出AM真菌3属9种,重度过火区分离鉴定出AM真菌3属8种。过火区AM真菌种丰度低于非过火区。过火区和非过火区AM真菌的重要值和优势种不同,非过火区植物根围的优势种是地球囊霉（Glomus geosporum）、台湾球囊霉（G.taiwanensis）、分支巨孢囊霉（Gigaspora ramisporophora）、极大巨孢囊霉（Gi.gigantean）、福摩萨球囊霉（G.formosanum）、悬钩子球囊霉（G.rubiforme）、柯氏无梗囊霉（Acaulospora koskei）和松蜜无梗囊霉（A.thomii）;轻度过火区植物根围的优势种是地球囊霉和台湾球囊霉;中度过火区的是台湾球囊霉和地球囊霉（野青茅除外）;重度过火区植物根围的优势种是地球囊霉。不同强度的过火区对AM真菌群落组成有不同程度的影响。认为林火降低植物根围土壤中AM真菌多样性。

不同生境外生菌根真菌对铝胁迫的响应2842-2850

摘要：以南北方不同生境下的10株外生菌根真菌为研究对象,采用液体培养的方法,研究了铝对不同菌根真菌的生物量、有机酸分泌及养分含量的影响,以期筛选出抗铝性强的优良菌株,并探讨其抗铝机理。结果表明：外生菌根真菌Sl 08抗铝性最强;Pt 715、Ld 03、Bo 11、Sl 01、Bo 15也具有不同程度的耐铝性;Sl 14、Gc 99、Cg 04抗铝性较差;Sg 11抗铝性最差。来自南方酸性森林土壤的菌株总体抗铝性强于来自北方石灰性土壤的菌株,这表明外生菌根真菌的铝耐受能力与其原始生境有着密切的联系。外生菌根真菌能分泌多种有机酸,且不同菌株分泌的有机酸种类不同。其中,受铝胁迫分泌量增加最多的是草酸。研究中,铝胁迫能增加大多数铝抗性菌株的草酸分泌量,其中铝抗性最强的Sl 08表现最为明显。但铝胁迫并没有促进具备一定铝抗性的Bo 11和Sl 01草酸的分泌量,同时在铝敏感的菌株中均观察到了草酸分泌量的增加。这表明分泌草酸可能并不是外生菌根真菌抵抗铝毒的唯一途径。对各菌株铝胁迫下对氮,磷及钾的吸收研究表明,除铝敏感菌株Sl 14外,铝胁迫均能促进各供试菌株对氮,磷或钾的吸收。综上,在一定铝浓度下,一些外生菌根真菌可通过增加草酸分泌来抵御铝毒。此外,铝胁迫下外生菌根真菌还可通过调控氮、磷、钾等营养元素的吸收来抵抗铝毒,即通过增加对营养元素的吸收来增强其在铝胁迫下的生存能力,这可能是其抵御铝胁迫的应激反应之一。

青藏高原特有种黄绿卷毛菇的地理分布与生态环境的相关性2851-2857

摘要：2008—2012年选择了中国青海、西藏、四川等22个地区,首次对青藏高原的特有真菌黄绿卷毛菇（Floccularia luteovirens）进行了全面、系统地调研,包括其地理分布、发生地的气候特征及其发生特征。研究结果表明：黄绿卷毛菇在我国的地理分布范围为纬度范围N 28°93＇—37°69＇、经度范围E 90°4＇—102°1＇,主要是青藏高原地区;黄绿卷毛菇主要发生在夏秋（6—9月份）,发生地的平均气温为6.2—15.9℃,平均相对湿度为41%—74%,年降水量为344—574 mm,年平均蒸发量为1393.8—2441.4mm,湿润系数为0.42—0.78。

生态学报杂志研究论文

煤粉尘沉降对鄂尔多斯高原优势植物羊柴幼苗生长的影响2858-2865

摘要：随着鄂尔多斯煤矿开采的日益加剧,开采和运输过程中产生的煤粉尘沉降已成为影响当地植物生长的一个重要影响因子。通过近自然生境条件下的控制实验,以鄂尔多斯高原优势植物羊柴（Hedysarum laeve）为研究对象,探究不同梯度煤粉尘沉降量（0—3.5 mg/cm2）对其幼苗的光合生理特性和生长的影响。研究结果表明,随着煤粉尘沉降量的增加,羊柴叶片的气孔导度（Gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、叶片水分饱和水汽压亏缺（Vpdl）等因子发生了不同程度的改变,导致净光合速率（Pn）和蒸腾速率（Tr）降低,使得幼苗的植株高度、叶片数、地上和地下生物量降低。因而,积累到一定程度的煤粉尘颗粒通过影响叶片气孔的水汽交换过程和降低叶片表面的光照强度,影响了叶片的光合生理过程,从而抑制了羊柴幼苗的生长。

树轮宽度记录的额尔齐斯河上游地区过去291年的降水变化2866-2875

摘要：利用采自额尔齐斯河上游6个采点的西伯利亚云杉（Picea obovata Ledeb）树轮样本建立了区域树轮宽度年表。与气候要素的相关分析表明,该地区树木径向生长主要受降水制约,区域树轮宽度年表与富蕴气象站上年7月至当年6月的降水总量相关显著。在此基础上建立了转换方程,重建了额尔齐斯河上游地区1722—2012年上年7月至当年6月的降水总量,方差解释量高达55.1%（调整自由度后为54.2%）。重建结果显示,该地区过去291年间存在9个降水偏多的时期和8个降水偏少的时期。降水重建序列还存在2.1a和3.2a的显著周期及2.3、21.6、24.3a的较显著周期,并且在1876—1877年及1983年前后发生了降水突变。空间相关分析表明,重建的上年7月至当年6月降水量对额尔齐斯河上游阿勒泰地区的降水量具有很好的空间代表性。此外,重建结果还与周边地区其他基于树轮资料重建的降水序列的干湿变化有较好的一致性。

中国森林和草地凋落物现存量的空间分布格局及其控制因素2876-2884

摘要：凋落物是陆地生态系统的重要组成部分,它对生态系统的养分循环非常重要。凋落物现存量是凋落物输入量与分解量的净累积量,理论上影响凋落物输入过程和分解过程的因素都会对凋落物现存量产生重要影响。目前,我国科学家对部分区域典型陆地生态系统凋落物现存量及其影响因素进行了探讨,但迄今为止,全国尺度下的关于凋落物现存量评估的结果还未见报道。因此,如何准确地评估凋落物现存量对揭示生态系统应对全球变化具有重要意义。收集了2000—2014年公开发表文献中的森林和草地凋落物现存量数据（共1864个样点）,并结合气候、土壤和地上生产力探讨了中国森林和草地凋落物现存量的空间格局及其主要控制因素,此外,还利用森林和草地凋落物的碳氮含量,结合凋落物现存量估算了不同区域和全国尺度的凋落物的碳氮贮量。分析结果表明：中国森林和草地的凋落物现存量存在较弱的经度和纬度格局,然而按照不同经度和纬度间隔整理数据后凋落物现存量表现出显著的空间分布格局。森林的凋落物现存量表现为随着经度和纬度的增加而逐渐增加,主要控制因素为温度。草地的凋落物现存量表现为随着经度的增加而逐渐升高,其主要影响因素为降水。森林和草地凋落物现存量在局部（或区域内）存在非常大的变异,这是造成其大尺度格局较弱的重要原因。结合1∶100万中国植被图的森林和草地面积数据,估算出中国森林的凋落物现存量约为1135.56 Tg,其碳氮贮量约为517.93 Tg C和15.33 Tg N;此外,中国草地的凋落物现存量约为119.63 Tg,其碳氮贮量分别为47.11 Tg C和1.59 Tg N。首次尝试对全国尺度森林和草地凋落物现存量及其碳氮贮量进行估算,其研究结论有助于揭示凋落物在碳氮循环中的重要作用,并可为准确评估中国陆地生态系统碳氮贮量提供重要参�

林地面积比例梯度下景观组成和构型对生物多样性的影响2896-2904

摘要：以黄河中下游郑州地区为研究区域,根据林地面积比例高低,把确定的260块景观区域划分为林地面积比例高（〉50%）、中等（50%—30%）、低（30%—10%）和非常低（〈10%）共4个不同类型;采用概率连接度指数（PC）表征林地栖息地可用性程度。利用R软件里的广义线性模型（GLM）,分析了10、50、100、250、500、1000、2000 m和3000 m物种不同扩散能力下,反映林地景观组成和构型特征的林地面积比例（PA）,以及林地面积比例（PA）与林地斑块数量（NP）、林地平均斑块大小（PS）、林地斑块隔离度（PI）组合作用对栖息地可用性的影响。结果表明：在林地面积比例高的区域,林地面积比例是决定栖息地可用性程度的重要影响因素;在林地面积比例中等的区域,除林地面积比例外,林地斑块隔离度和平均斑块大小是主要影响因素;在林地面积比例低和较低时,依据物种扩散能力的不同,需要考虑平均斑块大小和林地斑块数量的影响。景观中不同林地面积比例情况下,生物保护措施和管理要依据林地面积比例、林地斑块数量、林地平均斑块大小、以及林地斑块隔离度。

垫状植物囊种草对群落物种多样性的影响2905-2913

摘要：在甘肃盐池湾部级自然保护区内海拔4137 m处,选择典型的囊种草垫状植被设置研究样地,研究了垫状植物囊种草对群落物种组成和群落物种多样性的影响,并且定量的研究了囊种草对群落物种丰富度的影响能力和维持潜力。研究结果表明：囊种草为群落中增加了新的植物种类,并且提高了部分生境一般种的多度;囊种草的出现提高了群落物种密度和物种丰富度,进而提高了群落物种多样性;囊种草斑块的增加将会引起景观水平物种丰富度的增加,表明囊种草具有为群落中引入新的植物种类进而提高群落物种丰富度的能力;在景观水平,囊种草所创造的生境多样性则成为一种保障,可以维持景观中物种丰富度从而降低物种损失的风险,表明囊种草具有较高的群落物种丰富度维持潜力。

黄土高原先锋种猪毛蒿叶片形态解剖与生理特征对立地的适应性2914-2925

摘要：为了揭示黄土丘陵沟壑区撂荒地植被演替前期优势种猪毛蒿（Artemisia scoparia）对该区立地环境的适应性,探讨猪毛蒿演替生态位的变化,研究了陕北黄土丘陵沟壑区3种立地环境下（阳峁坡、峁顶、阴峁坡）猪毛蒿叶片形态解剖和生理特征的变化,以及这些变化与生态因子之间的相互关系。结果表明：（1）猪毛蒿叶片具有适应该区半干旱环境的形态及解剖结构：叶片针形化、具表皮毛、环栅型叶肉组织、海绵组织特化为贮水组织、维管束退化、具裂生分泌腔,C3植物呈现类似CAM植物的叶片特性;（2）在土壤、空气湿度相对干燥和强光生境的阳峁坡与峁顶,猪毛蒿具有较小的叶面积、发达的栅栏组织、致密的表皮毛和紧密的细胞间隙,而在生境条件较好的阴峁坡则呈相反趋势;（3）阳峁坡猪毛蒿叶片相对含水量和叶绿素含量较小,超氧阴离子自由基增加,但植物体内超氧化物歧化酶和抗坏血酸含量增加以清除植物体内产生的活性氧;（4）冗余及相关性分析表明,猪毛蒿叶片形态、解剖和生理指标的可塑性对立地光照强度、土壤水分和有机质含量较为敏感,同时其形态解剖与生理可塑性可共同调节来适应生境。综合分析,猪毛蒿对陕北黄土丘陵沟壑区撂荒初期光照强度大、土壤贫瘠但土层干化现象尚未出现的立地环境有较好的适应性,使其成为黄土高原植被自然演替过程中的先锋物种。

淹水环境下河竹鞭根养分吸收与积累的适应性调节2926-2933

摘要：为揭示河竹的耐水湿机制,为河竹在水湿地和江河湖库消落带植被恢复中应用提供理论依据,以河竹盆栽苗为试材,测定了淹水和人工喷灌供水处理3、6、12个月的河竹一年生竹鞭的根系生物量和主要养分元素含量,分析了河竹鞭根养分含量、化学计量比和养分积累量在淹水环境下的动态变化规律。结果表明：淹水3个月使河竹鞭根N、P、K含量显著降低,但对C、Ca、Fe、Mg等养分含量和C/P、N/P、N/K影响不明显,随着淹水时间的进一步延长,河竹鞭根养分含量、化学计量比和积累量发生明显变化,C、N、P、Ca含量和C/K、N/K、P/K降低,K、Fe、Mg含量和C/N、C/P、N/P升高;淹水6个月前对河竹鞭根养分积累总体上有明显抑制作用,但淹水12个月会使鞭根养分积累量显著升高,这主要源于根系生物量显著提高的贡献。研究表明,淹水3个月时,维持较高的养分内稳性是河竹应对胁迫环境的响应策略,随后通过土中根和水中根的大量生长来维持较高的养分吸收和积累能力,并进行养分化学计量比的适应性调节来适应胁迫环境。分析认为,河竹在长期淹水环境中能够维持生存,可以用于水湿地和江河湖库消落带植被恢复,也是净化富营养水体研究与应用的竹子材料。

全国栽培太子参生态适宜性区划分析2934-2944

摘要：采用Arc GIS地理信息系统软件的空间分析方法和SPSS统计软件的统计分析方法,分析了全国太子参潜在适宜种植地理分布、适宜生境及化学成分与环境因子的相关性。结果显示：采用聚类分析从46个样地中筛选出34个多糖含量较高的样地。所建模型经ROC曲线验证,预测效果非常好（AUC〉0.9）。最干月降水量（贡献率68.4%）、土壤类型（9.7%）、最暖季平均温（6.0%）、等温性（4.0%）是影响太子参种植分布最重要的环境因子,其最适宜生境范围为：最干月降水量20—60mm;最暖季平均温21.5—30.5℃;等温性18%—35%;土壤类型为不饱和薄层土、饱和粘磬土中的黄棕壤、黄壤、黄红壤。相关性分析显示,多糖和生境适宜度均与最湿季降水量、最暖季降水量、最暖季平均温、最干月降水量及年平均气温无显著相关性。太子参最适宜区主要分布在长江中下游区域,主要有贵州中部,重庆与湖南、湖北接壤处,河南南部,安徽西部,江苏中部,福建东北部以及浙江北部和东南部区域。因此,明确全国太子参潜在的适宜种植区可为太子参种植基地的选取和合理布局提供参考。

基于热扩散技术的三倍体毛白杨单木及林分蒸腾耗水研究2945-2953

摘要：定量分析单木及林分的蒸腾耗水特征,是林木水分管理的关键环节。采用热扩散式边材液流检测技术,结合自动气象站,对三倍体毛白杨树干边材液流及环境因子进行了连续2年的动态观测。结果表明：（1）单株尺度上,三倍体毛白杨边材液流速率日变化在晴天表现为＂单峰型＂,关键影响因子为水汽压亏缺（VPD）和太阳辐射（Qs）,日平均液流速率在4—10月分别为0.65×10^-3、2.12×10^-3、2.09×10^-3、1.78×10^-3、1.84×10^-3、1.76×10^-3、1.04×10^-3cm/s;（2）林分尺度上,三倍体毛白杨在2008、2009年（栽植第4年和第5年）的蒸腾耗水量分别为339.52和410.62 mm,主要影响因素为气孔导度（Gc）、相对湿度（RH）,以及VPD;（3）多元线性回归模型可以较好的模拟三倍体毛白杨边材液流速率对环境因子的响应特征（P〈0.01,2008年）,模型预测值较实测值偏大6.39%（2009年）,二者极显著线性相关（R^2=0.910,Sig.=0.00054,n=1008）。

自然干旱梯度下的酸枣表型变异2954-2961

摘要：表型变异是植物应对环境变化的一种策略。酸枣植物从中国东部沿海到内陆腹地均有分布,其表型性状的变异可能解释其对自然干旱梯度的适应机制。为验证这一假说,以烟台、石家庄、银川、吐鲁番4个自然干旱梯度生境中生长的酸枣三年生植株的12个表型性状为调查研究对象,采用变异系数和巢式方差分析对酸枣的表型变异进行分析。结果表明：（1）从烟台到银川,叶面积、叶长、叶周长和叶柄长总体呈减小的趋势,而比叶面积呈增大的趋势;（2）随着干旱程度的增强,二次枝的长度、二次枝的基部粗、二次枝的枣吊数、茎比密度和茎水分含量均呈减小趋势,并且种子重和种子短轴长也均呈减小的趋势;（3）对沿干旱梯度分布的4个酸枣种群而言,叶性状的平均变异系数（33.70%）〉枝性状的平均变异系数（32.41%）〉种子性状的平均变异系数（9.07%）,并且酸枣性状间存在很强的协变。结果表明酸枣的地上部分形态性状沿干旱梯度表现出很强的变异,推测在未来的气候变化下,酸枣将通过这种表型变异的有效组合来适应环境变化。