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关键词： 中国   多样性   入侵植物   入侵风险评估   陆生外来草本植物  

摘要： 构建一个地区的包含基本生物学、生态学信息的外来物种数据库不仅对理解生物入侵格局至关重要,同时也是制定外来种的管理策略和解释生物入侵过程的重要一步。建立一个地区的外来种风险评估系统,预先识别有潜在入侵风险的外来种,是外来种管理与控制的重要手段。目前,我国在国家范围内对外来陆生草本植物的区系组成研究较少,并且尚未在国家尺度上构建外来陆生草本植物风险评估系统。 本文在前人研究的基础上构建了中国外来陆生草本植物数据库,收集到中国外来陆生草本植物800种,分属37目,72科；约有60%的外来陆生草本植物集中在菊科(Asteraceae)、豆科(Leguminosae)、仙人掌科(Cactaceae)、禾本科(Poaceae)十字花科(Brassicaceae)等10个优势科；中国外来陆生草本植物主要来源于美洲(407种,占总数的47%),并且主要分布在我国的南亚热带-热带区(46%,密度为4种／万平方千米),其次为温带湿润区(26%,密度约2种／万平方千米)、亚热带区(23%,密度约2种／万平方千米),旱-寒区(5%,密度小于1种／万平方千米)分布较少。我国的外来陆生草本植物,从生活型上看,以多年生草本植物(293种,40%)和一年生草本植物(272种,37%)为主；而从生境类型来看,约有一半(46%)分布于“高养分高干扰”类型的生境。总体上,约有80%的物种属有意引入,因此有意引入是陆生外来草本植物进入我国的主要途径。近200年来,外来陆生草本植物进入中国的速度快速增加,约90%的物种在这个时期被引入；而近半个世纪以来,外来陆生草本植物进入中国的速度爆发性增长,约60%的物种在这个时期涌入中国。中国外来陆生草本植物以产生种子的有性繁殖(524种,约71%)为主,已知入侵种比外来待评估种有更高的比例兼具无性繁殖和有性繁殖。外来陆生草本植物开花时间主要为夏季到秋季,入侵种的花期要落后于外来待评估种,且持续开花的时间要长。从用途看,65%的外来陆生草本植物只有一种用途,相对地已知入侵种比外来待评估的用途广泛,平均每种入侵种有1.8种用途而待评估种有1.5种用途。中国外来陆生草本植物主要用于观赏(约64%),药用(约34%)是外来植物经济作用的另一个重要的方面。本文所提供的中国外来陆生草本植物的生物学、生态学特征,可以成为管理层制定外来种相关管理和控制策略的参考因素。 在研究中国外来入侵植物的特性和参考中外评估系统的基础上,运用多指标评估体系构建了中国外来陆生草本植物风险评估系统,选取了分类地位、来源、在中国的分布区、繁殖方式、生活型、生境共6个指标,并对每个指标进行赋值,根据建立的数据库来确定等级划分的分数,以20和17为划分标准将外来种划分为“高风险”、“中风险”、“低风险”三类,评估系统对已知入侵种的预测准确率为68.9%,对外来待评估种的判别准确率为75.3%,总的判别准确率为76.8%,可靠性为7.3。评估系统认为51种(约占总数的9%)外来陆生草本植物是“高风险”的物种,需对这一部分物种进行仔细研究。

关键词： 喜旱莲子草   群落   营养繁殖   化感作用   耐性  

摘要： 外来有害植物的入侵已经受到越来越多的学者重视，人们逐渐关注其对工、农业生产以及居民生活带来的各种影响。原产于南美洲的喜旱莲子草，早在2003年就被列为我国“第一批外来入侵生物名单”。 喜旱莲子草的成功入侵，主要在于其特有的生殖方式和对环境的适应能力。本文通过野外样方调查、室内生物测定（营养繁殖能力和化感作用）等方法，分析了其种群分布对于当地植物群落的影响，探讨了其入侵能力和对于胁迫环境的适应能力，以期据此探讨其入侵的机制，从而为管理该入侵植物和恢复入侵地的生态功能提供一定的理论指导，也为后期开展该入侵植物的综合利用和防除策略研究奠定基础。通过研究得到以下结论： 1.通过样方法对喜旱莲子草的不同生境内植物群落进行了调查，测定了其伴生植物的种类、数量和盖度，检测了喜旱莲子草的植株茎长、分枝数、叶长、叶宽、节间距等形态指标，分析了该入侵植物在不同生境中的重要值，各生境植物群落的多样性，发现在湿生环境中，喜旱莲子草的生长状态较好，植株的茎长、叶面积和节间距等均与其它生境中的植株呈显著性差异。在人为干扰较强生境中（农田、路边）的植株叶面积和节间距明显较其它生境中的相应指标减小或者缩短。当喜旱莲子草的重要值超过一定值（60.96%）时，群落内植物的多样性指数呈下降趋势，表明喜旱莲子草的入侵影响了群落内植物种类的丰富度。 2.以喜旱莲子草的地下根状茎为实验材料进行该植物营养繁殖能力研究，表明喜旱莲子草的营养繁殖与其地下根状茎存在密切的关系。首先，节的有无直接影响喜旱莲子草的营养繁殖；其次，地下根状茎的粗细程度对其营养繁殖状况也有一定的影响；最后，喜旱莲子草地下茎的节数影响其新生枝条的高度以及地上茎的节数。 3.运用室内培养皿生物测定方法，表明喜旱莲子草水浸提液对黑麦草(Lolium perenne L.)种子的萌发具有抑制作用，并明显降低了其终萌发率；明显抑制了黑麦草幼苗根和茎的生长；在浸提液的影响下，黑麦草幼苗的电导率增加，但叶绿素含量明显降低。通过比较不同部位的浸提液，发现喜旱莲子草地下部分浸提液对黑麦草的化感作用要比地上部分的明显。该实验表明其成功入侵可能与该植物释放化学物质从而抑制其他植物种子萌发和幼苗生长等生长过程有关。 4.通过喜旱莲子草在重金属（Cu、Zn和Pb）不同浓度处理条件下植株高度、根长、节数和新萌蘖芽数等形态学表现，表明重金属在较高浓度的处理时对该植物的生长具有抑制作用；同时也发现该植物对Pb的耐性较强。该实验表明入侵植物喜旱莲子草能够在一定浓度的重金属污染环境中生存，对环境胁迫具有较强的耐受性，可以作为一种重金属富集植物。

关键词： 水松   保护生物学   种群数量特征   遗传多样性   扦插繁殖  

摘要： 水松为稀有的松柏纲乔木,是我国特有的单种属植物,国家一级保护树种。作为古老的活化石植物,水松起源于中生代,经第四纪冰期后残存,现已成为罕见孑遗树种,仅零星分布于我国南方部分地区,在研究杉科植物的系统发育、古植物学和第四纪冰期气候等方面都有重要科学价值。由于历史气候变迁、人为干扰、生境被占、演替压力等因素,目前水松分布范围不断缩小且呈片断化,天然种群数量剧烈下降,大部分水松分布地仅剩几株孤立木,这一古老孑遗植物面临灭绝危险,如何保护水松稀有珍贵基因与珍稀种质资源,扩大水松种群规模已成为当务之急,开展必要的保护生物学和濒危机制及种群恢复研究刻不容缓。 本研究综合运用种群生态学、保护遗传学、繁殖生态学等理论与方法,较全面、系统地开展水松自然地理分布、种群数量特征、遗传多样性、扦插繁殖技术等方面研究。通过种群生态学特性和数量特征研究,分析种群结构和动态规律及演化趋势;通过种群遗传多样性与遗传变异研究,分析水松物种水平和种群水平遗传多样性,比较现有水松人工种群与天然种群在遗传多样性和遗传结构方面的异同,探讨人工种群遗传结构是否得到恢复;从繁殖过程中播种苗生长过程探讨水松幼苗生长规律,通过试验不同因素对水松扦插繁殖生根率及生根性状的影响,建立良好的水松扦插繁殖体系;揭示水松濒危机制并提出科学保护对策。主要研究结果如下: （1）运用植被与气候关系指标探讨水松地理分布与气候因子相互关系,揭示水松主要种群的 地理分布规律。结果表明,水松分布范围为中亚热带北纬13°21'～37°36',东经102°40'～121°29',主要分布在珠江三角洲、长江中下游及闽江流域,垂直分布范围为25～2000 m,不同分布区垂直分布差异很大。水松地理分布对气候因子要求是温暖湿润,光照充足,适宜分布区气候指标范围为:年平均温度12.10℃～22.60℃,年降水量1199.60 mm～2231.00 mm,年平均相对湿度62.00%～82.00%,年平均日照时数1589.20 h～2781.60 h。气候水热指标对水松地理分布影响很大,按影响力大小排序依次为低温因子>相对湿度>高温因子>年日照时数>年平均降水量。 （2）运用种群生态学原理和方法,分析水松种群结构和动态规律及其演化趋势。 天然种群方面:①运用直径分布模型拟合方法,探讨水松天然林种群直径分布规律。主要树种胸径和地径分布用正态分布函数拟合效果最好,β分布次之,Weibull分布、Γ分布和对数正态分布拟合效果不理想。水松中老龄径材较多,伴生树种以中小径阶林木为主,正态分布参数与林分直径呈显著线性关系,用林分特征因子预估正态分布参数值十分理想。②运用“空间代时间”方法,以胸径结构代替年龄结构分析水松种群结构特征,结果表明年龄结构为倒金字塔型,呈现大树过熟、幼龄木数量极少,种群天然更新差的现象,说明该种群属于衰退型,稳定性差严重影响种群发展,年龄结构与水松生物学特性及其生境条件有关。③以种群生命表及生存分析理论为基础,运用“横向代纵向”方法编制水松种群静态生命表,分析各龄级个体死亡数量、存活率及后代生长趋势,绘制种群存活曲线、死亡率曲线、死亡密度曲线、危险率函数曲线。水松种群存活曲线属于Deevey-Ⅲ型,反映了水松种群数量动态变化趋势。死亡密度函数与危险率动态变化规律基本一致,累计死亡率单调递增,生存率单调递减,累计死亡率和生存率上升或下降幅度均表现出前高后低,死亡密度函数表现出死亡个体数随着龄级曲线起伏,呈现两端高、中间低趋势。④应用谱分析方法揭示水松种群更新动态过程及其稳定性特征,结果表明水松种群天然更新过程通过不同龄级的株数分布波动表现,呈现出大周期内有小周期的多谐波迭加特征。基波A1 = 1.752最大,反映了水松种群最基本的周期波动,小周期波动性与高生长特性基本一致。⑤运用聚集度指标法、Iwao方程评价水松种群空间格局及其动态变化规律,结果表明水松种群空间格局呈聚集分布,形成机制与样地所处的地理环境关系密切。不同取样尺度下的分布格局变化研究表明,不同取样单元上,水松种群均表现为集群分布,且在25 m2取样单元上聚集度最高。⑥运用有限空间种群增长的逻辑斯谛模型探讨水松种群基面积增长规律,通过改进单纯型法进行最优拟合。研究结果表明,洪-Logistic新模型比其它种群增长模型更符合水松种群实际增长趋势。该模型残差平方和Q为1.7831,内禀增长率为0.7604,特征返回时间Tr为1.3116径级年,最大增长速率出现在第8径级,即胸径为48～54 cm时期,平衡位置在环境容量为58.1991 m2/hm2处。可见水松种群增长较慢,平衡性脆弱,受破坏后恢复时间较长。⑦采用Lotka-Volterra竞争模型研究种间竞争关系,水松及其伴生树种优势度分别为63396 cm

关键词： 外来植物   少花蒺藜草   科尔沁沙地   分布   多样性   萌发  

摘要： 经过考证,分布于科尔沁沙地禾本科蒺藜草属的植物应为少花蒺藜草(Cenchrus pauciflorus Benth.),是具有一定饲用价值的入侵性较强的一年生草本植物,由于其成熟刺苞的机械伤害,对当地畜牧业和林业、农业造成较大影响。 少花蒺藜草主要分布在通辽,以及与通辽接壤的赤峰、兴安盟和巴彦淖尔市。 主要通过牲畜放牧和牲畜的流转以及车辆携带沿公路铁路沿线扩散。在内蒙古少花蒺藜草可能侵入的地区有乌兰布和沙地、毛乌素沙地、库布其沙漠、锡林浩特境内的浑善达克沙地、呼伦贝尔沙地、退化的沙质草场。 侵入科尔沁沙地的少花蒺藜草的侵入阶段处于入侵的扩散期。在固定和半固定沙地植物群落中,将会形成以少花蒺藜草为优势种的较为稳定的植物群落。 随着少花蒺藜草在群落中的重要值增加,增加了群落间的相似系数,降低了物种替代率,降低了群落的多样性,群落结构变得简单,使得群落的结构趋于一致。 在固定沙地中,少花蒺藜草种子分布在埋深较浅处(0～3cm),集中分布在0～1cm;在半流动沙地中,少花蒺藜草种子分布较为分散,在1～15cm埋深中处均有分布,在埋深1～3cm和7～8cm处,分布的种子数量较多,1～3cm处集中优势较突出。固定和半流动沙地中少花蒺藜草种子随着埋深增加出苗率也随之增加,可达到100%。 负二项式法和方差/均值比率(分布系数)法一致的验证了少花蒺藜草苗和土壤种子库的种子种群分布格局为集群分布。少花蒺藜草种子的自然散布距离很短,种子散布在植株附近,是造成其种群集聚分布格局的原因。 少花蒺藜草的花器结构属于少有的雄花两性花型,通过两性花在旗叶鞘包被下开放实现严格的自花授粉方式。刺苞内有1～3枚或更多小穗,每小穗由二朵小花构成,第一小花是两性花,第二小花是雄花或中性,两性花的花药极显著地小于雄性花的,但花粉活力一致,平均达90.86%。开花顺序是沿着穗的顶部依次向下开放。 含小穗数不同的刺苞在整个穗部的分布规律是具有2个小穗的刺苞占的比例最高,有1个小穗的次之。 刺苞在吸水12h后达到稳定含水量,种子在2h后达到。去除刺苞的种子和带刺苞的最适宜发芽温度均是25℃。去掉坚硬的刺苞,可以促进种子的萌发,缩短种子的发芽时间。 通过小花的去留处理研究种子的形状、质量和萌发特性的变化,发现对去除刺苞中成熟较晚的小穗,可提高成熟较早的小穗中种子的发芽率,而去除刺苞中成熟较早的小穗不会影响成熟较晚的种子的发芽率,但种子变成狭长形。 少花蒺藜草种子的粒位不同其种子形态和萌发特性不同。较大的种子先发芽,较小的种子后发芽。

关键词： 升麻族   黄三七   类叶升麻   铁破锣   繁育系统   传粉生物学  

摘要： 本文对毛茛科升麻族三种代表不同花瓣变异类型的植物黄三七(Souliea vaginata)、类叶升麻(Actaea asiatica)和铁破锣(Beesia calthifolia),从花部综合特征与开花动态、繁育系统、传粉生物学等方面进行了研究,旨在探讨三种植物不同花部特征与各自传粉者的适应特性,传粉者在花部形态的演化过程中的驱动作用,以及各自对所处环境的适应对策。主要结果如下： (1)花部综合特征与开花动态：黄三七和类叶升麻为总状花序,铁破锣为以聚伞花序为单位构成的总状花序,三者均为雌蕊先熟。黄三七花色鲜艳醒目,花瓣能分泌蜜汁,属于典型的虫媒花。5月初开始开花,种群花期历时30d左右,单花花期5～7d。类叶升麻花部特征表现出向自交的进化：花序密集(10.14±2.80朵花/cm),花序和单花小,花粉胚珠比值(P/O)低、花瓣不明显,无花蜜分泌,柱头面截平且相对宽大,利于接收花粉。类叶升麻独特的萼片脱落方式促进自交的顺利进行：开花早期萼片基部即与花部断开,但整个花萼并不脱落,覆盖柱头面及全部或部分雄蕊,直到后期萼片萎蔫、彻底脱落,萼片脱落后,柱头上即可见自花花粉。铁破锣花序上单花排列稀疏,花序内部单花开放的时间间隔较大；无花瓣,亦无花蜜分泌,萼片花瓣状,起吸引传粉者的作用；种群花期6月至8月,单花花期3～4d。 (2)繁育系统类型：黄三七和铁破锣的P/O比分别为1665.40±309和1673.58±689.75,杂交指数均为4,根据Cruden (1977)和Dafni (1992)的标准,两者均为兼性异交的交配系统；黄三七的隔离实验结果表明：存在自发自交现象,自花授粉、异花授粉均可育,不存在无融合生殖和风媒传粉。类叶升麻P/O比为771.46±213.98；杂交指数为3,结合人工授粉、套袋及野外访花昆虫的观察结果表明,该种在自然状态下以自花授粉为主,异花授粉也是可育的,交配方式属兼性自交。这种繁殖方式在类叶升麻属普遍存在,与类叶升麻密集的花序、萼片独特的脱落方式、种群所处环境中低传粉者丰度及低的植株密度密切相关；该种不存在无融合生殖及风媒传粉。 (3)传粉生物学特性：黄三七主要的传粉者分属于同翅目(蚜科)、膜翅目(茧蜂科)、双翅目(眼蕈蚊科)和鞘翅目(叶甲科和毛蕈甲科),分别是取食花蜜的桃蚜、荻草谷网蚜、眼蕈蚊科1种,取食花粉的茧蜂科1种以及取食花蜜和花粉的两种甲虫。扫描电镜观察发现,桃蚜、荻草谷网蚜、茧蜂科昆虫的身体携带花粉数量多,眼蕈蚊科昆虫和甲虫类携粉能力差。花各部器官对传粉者吸引力的检测结果为雄蕊>萼片>花瓣。黄三七的花与其传粉者之间形成了很强的适应性,表现在：1)甲虫类传粉与雌蕊先熟表现出明显的相关性；2)它的花为取食花蜜的体型小的昆虫提供了很好的栖居场所；3)开花时期与蚜虫出现频率最高的时期相匹配。类叶升麻单花小,花瓣小且无花蜜分泌,实验过程未发现固定有效的访花者为其传粉。铁破锣花瓣状的白色萼片在野外较醒目,无花瓣,提供给昆虫的主要报酬物只有花粉。访花昆虫仅限于两种双翅目取食花粉的蝇类：食蚜蝇科1种和眼蝇科1种。这两种访花昆虫携带花粉能力低,但访花频率均较高,分别可达到10.67次/小时和13.00次/小时,可以保证异花授粉的顺利进行；花各部器官对传粉者吸引力的检测结果为雄蕊>萼片。 三种植物通过不同方式适应各自所处的环境：有花瓣有蜜腺的黄三七,吸引多种传粉者为其服务,并演化出混合的交配方式以应对传粉者传粉效率不高的问题。有花瓣无蜜腺的类叶升麻,通过萼片的独特脱落方式促进自交的顺利进行,以适应传粉环境的多变性。无花瓣无蜜腺的铁破锣则通过花瓣状的白色萼片及大量白色雄蕊,吸引大量偏好白色的蝇类为其传粉,保证异交的顺利进行。

关键词： 植物生物学   中国细胞生物学学会   中国植物生理学会   研讨会   南宁   广西  

摘要： 为促进我国从事植物遗传学、分子生物学、细胞生物学、功能基因组学、分子育种等领域的科研人员之间的交流,研讨相关领域的最新成果和进展,中国遗传学会植物遗传和基因组学专业委员会、中国植物生理学会细胞与发育生物学专业委员会和分子生物学专业委员会、中国植物学会植物生理及分子生物学专业委员会与中国细胞生物学学会植物

ISBN: (纸本)9787040311990

关键词： 胡椒属   ITS序列鉴定   HPLC   含量测定   指纹图谱  

摘要： 胡椒属(Piper L.)为胡椒科(Piperaceae)中最大的一个属,具有重要的商业、医学价值,民间主要用于活血、消肿、止痛。除中国外,本属植物在印度阿育吠陀体系中也有很重要的医学价值,并且在拉丁美洲、亚洲作为民间药物广为使用。近年来,通过对胡椒属植物药理作用和有效成分的研究,发现部分该属植物具有抗抑郁及镇痛活性,因此在抑郁症高发的当下,胡椒属药用植物的开发具有很高的价值。然而,由于胡椒属植物都是小型花,且有雌雄同株或异株或杂性以及两性花的现象,种间外形又极为相似,所以形态学鉴定存在较大难度,对胡椒属药用植物的开发利用造成了一定的困难。因此,本课题选择了DNA序列分析及HPLC指纹图谱技术对胡椒属药用植物的进一步开发提供鉴定方法,并对胡椒属药用植物的化学成分进行分析。 本文通过聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)扩增ITS序列,比较研究了中国胡椒属药用植物核糖体DNA ITS序列的差异和规律。结果显示ITS序列与外类群ITS序列间比对同源性均小于66%,属间序列间两两比对同源性均大于81%,大于97%可作为种间鉴定指标。因而ITS序列作为中国胡椒属药用植物鉴定性状具有一定的适用性与可靠性。 本课题组在胡椒属药材中提取分离得到了一系列抗抑郁活性较强及有潜在抗抑郁活性的化合物,本文通过优化色谱条件,建立了HPLC法同时测定十三种胡椒属药材的10种活性成分的含量测定方法,并进行了方法学考察,方法可行,可以准确定量；首次在石南藤、华南胡椒、山蒟、毛蒟中发现具有明显抗抑郁活性的大叶药素(laetispicine)的存在；同时对胡椒属药用植物的HPLC指纹图谱进行了分析,总结了该属指纹图谱的共同特征,并分析了8个主要品种的药用植物的HPLC指纹图谱的鉴别特征,进一步为胡椒属药材的准确鉴定提供了依据。 本文通过运用DNA序列分析及HPLC指纹图谱技术,对胡椒属药用植物的ITS序列进行扩增、测序及比较,对其化学成分进行分析、测定,进而探讨了其基源准确鉴定的可行性,有助于进一步扩大有效成分的活性资源,并且为规范中药材市场,保证用药安全提供了一定的依据。

关键词： Metaconceptual Teaching Activities   Seed Plants   Flowering Plants  

摘要： The term metaconceptual refers to metacognitive knowledge and processes that are acting on and related to one's conceptual system. In this study, metaconceptual teaching activities were implemented to facilitate pre-service teachers' engagement in metaconceptual processes. It was the purpose of this research to investigate the changes in pre-service teachers' alternative ideas regarding flowering plants after being exposed to metaconceptual teaching activities. The participants consisted of 32 pre-service teachers who were enrolled in a college level second-year laboratory class about flowering plants. A 13 item open-ended question set was administered a week before and a week after the instructional interventions. In order to facilitate students' engagement in metaconceptual processes, they were exposed to several instructional activities including poster drawing, journal writing, concept mapping, and class and group discussions. Alternative conceptions that pre-service teachers had prior to and following the instructional interventions were identified and the ones that changed, did not change and developed after the instruction were examined. The results of this study show that metaconceptual teaching activities were effective at changing pre-service teachers' alternative conceptions regarding flowering plants.

ISBN: (纸本)9787565503016