植物生理化（精选3篇）
植物生理化 篇1
DAPI技术即4',6-二脒基-2-苯基吲哚，是一种可以和DNA强力结合的荧光染料，常用与荧光显微镜观测。因为DAPI可以透过完整的细胞膜，可以运用于活细胞和固定细胞的染色。在国外DAPI已经广泛运用于生物学，但是在国内却还处于刚刚起步阶段。因此本文将总结最近几年DAPI技术运用于植物生理化一系列的研究成果。
1 对水稻质体发育DNA的动态础究
1.1 DAPI的简单介绍
DAPI是一种荧光染料，可以穿透细胞膜与细胞核中的双链DNA结合进而发挥重要的作用，产生比DAPI本身强几十倍的荧光，与EB比较，双链DNA的染色灵敏度要高很多倍。显微镜下可以看到显蓝色荧光的细胞，荧光显微镜观察细胞标记的效率可以达到百分百之的高度，而且对活细胞没有任何副作用。DAPI染色经常被用作细胞凋亡检测，染色后用荧光显微镜观察或者是流式细胞仪进行检测。DAPI同样可以运用于普通的细胞核染色和一些特殊定情况下的双链DNA染色。细胞经热激处理后用DAPI染色几分钟，荧光显微镜下能够清楚的看到到细胞核的形态变化。研究表明在荧光显微镜，DAPI染剂是利用紫外光波长的光线进行激发。
1.2 对水稻质体发育DNA的动态础究
按着常规操作方法，分别提取不同萌发时期的水稻种子质体，把这些质体放在4摄氏度的气温之下，分别放于含有Zoug/ml DAPI和6m m ol/l醋酸镁的液体中3个小时，用25001/l蔗糖s om ol/J醋酸镁的液体清洗水稻质体以消掉质体的荧光。把这些质体放在1ympus BH荧光显微镜下，100w汞灯的激发光波长和发射波长分别为360nm和435nm。结果显示：水稻种子前质体中DNA再中心位置，结构呈密状;而在培养的幼苗基叶中DNA逐渐变为高度有序的环形结构状。如果以水稻种子的前质体为参考标准，那么DNA的含量大约增添了八倍，它的体积只增添了四倍多。同时也发现，当100w汞灯光照的增添，水稻质体的DNA从结构规则变为不规则，中心呈倾向性移动。
2 对水稻质体DNA含量的研究
对于禾本科植物的育种而言，其中一个最大的障碍就是花药在培育其间会生成许多的额花粉白苗，因此在DNA原理的基础上研究白苗成因的有机理论具有重要意义。选取水稻花粉白苗和绿的愈伤组织，运用分部离心的办法对这些质体进行提纯，负染法电镜观察对它的纯度进行检测。用DNase和RNase处理，每组的质体都是二十个。尤其值得注意的是，要选取大小相近的质体。而且测定一个质体后要换取新的视野。根据一定的原理，当范围一定时，DNA浓度与DNA一DAPI荧光基本上是一条直线，最后取平均值进行总结。实验结果表明：实验中的白苗质体的DNA只有绿苗的三分之一，二者的差距极大。这表明白苗质体基因组极有可能缺少百分之六十到七十，第一代白体有很大的差距性，但到第二代就会很好。研究结果对探索水稻花粉白苗成因的分子基础有重要的帮助。
3 原生质体和触合子的核DNA研究
目前对原生质体的融合技术的研究十分盛行，但是应该如何选取融合子，对此领域来说很困。因此开展DAPI标记植物原生质体的研究，以此达到选取高效快速的选择亲本和融合子。按着一般的酶解法分离水稻花药离体培养生成的原生质体，把它们放在ZOug/m1DAPI的75 m ol/l甘露醇里，10m m o1l1的液体中，放进去大约6分钟即可。实验结果发现：所有原生质体的核和细胞器类核中的DNA全部形成了复合体。经过pEG方法常规的融合原生体，找到具二核的融合子。这样二核的DNA-DAPI焚光清晰可见。但是如果在这个过程中没有加入ca+，那么DAPI就几乎没有原生体制，因此可以推测出ca+推进了于DAPI透过膜渗进胞质和核内。这种方法有助于高等植物原生质体的遗传操作的检测。
4 花粉萌发过程中的核行为探讨
荧光显微术通常被用作是探究花粉及其管中的细胞核状态和行为的重要途径之一，DAPI是最适合的DNA荧光染料。有关人员运用这一技术结合冬青油透明术对茶树花粉萌发的过程的核行为作了详细的考察。实验的程序为：1)把成熟的花粉捣碎。2)三比一的Carnoy液体固定。3)0.2mol/l的柠檬酸一磷酸氢二钠进行清洗和离心。4)把含有0.3oug/m l DAPI的液体浸泡花粉。5)进行清洗。6)把乙醇脱水，然后对以脱水的乙醇和冬青油济宁过滤。7)对冬青油的过液透明为止，时间大概为十六个小时。最后在荧光显微镜下进行检查。花粉管的制作是先人工对其进行正确的培养使其正常的萌发，再按着上面所说的步骤对其染色和透明，此时染色的时间为半个小时。这样就能够在荧光显微镜下十分清楚的看到细胞核DNA的变化规律。实验结果表明：茶树花粉管有雄性生殖(maleg份munit)，并且首次发现雄性生殖单位的核间存在已经命名的DNA。这次取的研究成果为雄性生殖单位的进一步研究指明了方向，同时也提出了新有待去解决的问题。
5 结语
目前荧光显微术已经是细胞生物学研究的重要手段之一，从以上内容的介绍我们可以得出，DNA荧光染料DAPI在植物细胞核、细胞器类核和花粉(管)细胞核(营养核、生殖核及椅核)的DNA等方面十分清楚的表明：灵敏度高、专一性强、方面快捷，还可以测定DNA的相对量。
因此，我们可以推测DNA-DAPI荧光显微术是研究植物生长发育其间DNA变化的正确的方法。它必定也可以适用于其它生物的研究，比如微生物，动物等。我们不可否认DAPI技术存在着一定的缺陷，当然这还需要做更深入的研究，我们相信这染色技术能够在更大的范围发挥重要作用。
参考文献
[1]葛晨霞,王龙涛,李向军,贾博寅,姜怀志.DAPI检测黄体期绵羊生殖器官中细胞凋亡的比较研究[J].中国畜牧杂志,2011.
[2]位芳,张改生.利用荧光原位杂交技术分析新合成异源四倍体[J].拟南芥作物学报,2010.
[3]张艳芬,许重洁,杨保胜,刘小学.小鼠骨髓组织细胞微核DAPI染色法[J].中国组织工程研究与临床康复,2008.
[4]王芳.荧光原位杂交技术检测土壤中博德特氏菌探针的设计与应用[J].土壤学报,2010.
[5]许晓雾,李宏实.DAPI荧光技术在动物生产中的应用[J].东北农学院学报,201-204.
园林植物病虫害的合理化防治 篇2
1 园林植物病虫害的性质
1.1 园林植物病虫害的多样性
病虫害的种类繁多, 仅1984年就全国43个城市的调查, 园林病害就有5500多种, 园林植物害虫就有8260种。随着现在科学技术的不断发展, 病虫害的种类还在不断发现, 不断增加, 而且由于调查的局限性, 这些种类的病虫害还只是园林植物病虫害的一部分, 还有很多病虫害没有被发现或无法鉴定出种名。
目前, 在城市中栽植的乔木主要有白蜡、国槐、法桐、毛白杨、柳树、苦楝、丝棉木以及椿树等, 灌木主要有碧桃、紫叶李、紫薇、金银木、海棠、黄杨、女贞等。主要危害的病虫害种类包括食叶类 (如美国白蛾、国槐尺蛾等) 、刺吸类 (如螨类、蚜虫、介壳虫类等) 、钻蛀类 (如小线角木蠹蛾、国槐小卷蛾、沟眶象、天牛等) 、土壤害虫 (如蛴螬、金针虫、地老虎、蝼蛄等) , 病害 (如白粉病、黑斑病、腐烂病等) 等。
1.2 园林植物病虫害的不专一性
防治园林植物病虫害要分清主次要病虫害, 因为同一种植物往往会感染多种病虫害。在防治的过程中要考虑如何同时防治多种病虫害, 达到同种药剂防治多种病虫害的效果。如对于受到多种食叶害虫危害时, 可视不同时期喷洒同种药剂进行防治等。对于不能使用同种药剂的病虫害, 视危害程度及后果的严重性判断哪种虫害优先治理, 以期把危害减少至最小。
1.3 园林植物病虫害的时间性
园林植物病虫害的防治最主要的一个方面就是抓住防治的关键时期, “以防为主, 以治为辅”, 所以, 把握好特定的病虫害预防时期是治理病虫害的关键。每一种虫害的发生时期都不尽相同, 所以, 对每一种病虫害的发生时期都要做好相应的记录。
1.4 园林植物病虫害的流动性
随着城市发展和人们物质文化生活的提高, 城市绿化越来越受到各地的重视, 很多道路及小区都进行园林植物的补植补种, 这使得园林植物产品交流日渐频繁, 这也为一些危险性的病虫害远距离的传播和扩散提供了更多机会。
2 病虫害防治的几种方法
2.1 做好植物检疫工作
在引进苗木的过程中, 实行严格的苗木检疫, 发现有病虫害应及时治理, 严重者应及时销毁, 不能抱有侥幸心理, 切勿种植带有病虫害的苗木植株, 防止新的病虫害引入, 以免给园林绿化带来更大的损失。
2.2 物理防治
2.2.1 人工捕杀。
即利用人力与简单工具防治害虫, 包括捕杀幼虫、成虫、人工挖蛹、人工剪除卵块、人工清理越冬虫体等。人工捕杀的优势在于不污染环境, 不伤害天敌, 安全可靠, 但是其工效低, 可作为防治病虫害的辅助方法。
2.2.2 诱杀。
即利用害虫对某种物质或条件的强烈趋性, 将其诱集后灭杀。包括灯光诱杀、食物诱杀、潜所诱杀、色板诱杀等, 诱杀可用于集中消灭虫体。
2.2.3 阻杀。
即人为设置各种障碍, 切断病虫害侵害途径的方法。包括涂胶环、挖障碍沟、设障碍物、土壤覆盖薄膜等, 如防治草履蚧即可采用涂胶环的方法阻止其上树, 减少危害。
2.3 生物防治
2.3.1 以虫治虫。
即利用各种天敌昆虫来防治害虫, 常见的几种虫害及其天敌:美国白蛾——周氏啮小蜂、广大腿小蜂;蚜虫——食蚜蝇、草蛉、捕食性瓢虫;天牛类——管氏肿腿蜂;黄刺蛾——上海青蜂;松突圆蚧——花角蚜小蜂。充分利用天敌对病虫害的控制有一定的作用, 尤其是在大城市中, 重点道路人流量较大, 对园林植物发生病虫害的治理工作造成一定的影响, 更能突出利用天敌治理病虫害的作用。
2.3.2 以激素和信息素治虫。
即昆虫的内激素和外激素, 内激素是昆虫分泌在体内的一种激素, 用来调节昆虫的蜕皮和变态等生理过程。外激素即信息素是由生物体分泌到体外的挥发性物质, 是昆虫对同伴发出的信号, 有利于寻找异性和食物等。利用昆虫的这2种性质, 用一些药剂或携带信息的载体来捕捉虫害。如可利用喷洒灭幼脲干扰昆虫蜕皮生理过程, 使昆虫缓慢死亡, 或悬挂携带各种诱芯的诱捕器来诱集成虫。目前, 此2种方法使用效果较好, 使用范围较广。
许多种化学农药严重污染水体、大气和土壤, 并通过食物链进入人体, 危害人群健康。利用生物防治病虫害, 就能有效地避免上述缺点, 因而具有广阔的发展前途。
2.4 化学防治
2.4.1 在化学防治的过程中尽量选用生物药剂。
生物农药在病虫害的防治过程中能有效地保护天敌, 消灭害虫, 对人畜危害小, 对环境污染小, 相对于化学农药来说对病虫害的控制作用更具有持久性。例如, 防治美国白蛾, 使用敌敌畏等化学农药, 有效期仅为1天, 且刺激气味重, 有毒性, 不仅对人体造成危害, 还会污染环境, 而使用烟参碱 (即苦·烟乳油) , 有效期为可达7~10天, 且无刺激性气味, 不会对人体和环境造成危害。目前, 使用的生物药剂主要有烟参碱、灭幼脲、花保、吡虫啉、三锉酮、甲基托布津等。
2.4.2 合理使用化学药剂。
化学药剂的特点是高效、速效, 喷洒药剂后立刻会有虫害死亡, 使用方便、经济效益高等优点。但持续时间短, 使用不当还可对植物产生药害, 对人体和环境均会造成危害, 而且极易使虫害产生抗药性。所以, 化学药剂只在必须应急时使用, 并且使用时尽量选用具有选择性、低毒、对环境污染小的药剂, 适当变换药品, 防止病虫害产生抗药性。
2.5 加强养护管理, 提高植物的抗性
有些病虫害的发生是因为其抗病能力的减弱, 在很大程度上与其生长势相关。所以, 在日常的养护管理中, 要按常规进行栽植、施肥、浇水等, 并结合修剪去除病虫枝, 增强树势, 提高植物的抗病能力, 以减少其病虫害的发生。
3 园林植物病虫害的合理化控制
3.1 利用植物的相生相克原理
指一种植物 (供体植物) 通过对其环境释放的化感作用物质对另一种植物或其自身产生直接或间接、有利或有害的效应。在园林植物的配置方面除了考虑美观效果以外, 还要注重植物间的相生相克关系, 科学安排植物配置。如松树和云杉不能间种, 因为会造成松树的萎蔫;松树、杨树和接骨木不能共处, 因为接骨木根系的分泌物会抑制松树;杨树的生长以及果树旁不宜种植花卉等。因此, 科学的利用植物间相生相克原理就可以避免许多植物的死亡, 以及病虫害的发生。
3.2 避免转主寄生植物临近种植
自然界中, 有些植物混栽会造成病虫害的转移危害或造成某种植物的病虫害发生程度加剧, 如苹果、梨、海棠如果和桧柏混栽会诱发苹 (梨) 桧锈病;松树和芍药混栽容易诱发松芍锈病;在杨树、苹果树周围栽植桑树、栎树等树种会加重桑天牛的危害。因此, 在植物的种植规划中要避免这类植物的临近种植, 以免造成病虫害的大范围发生。
综上所述, 园林植物的病虫害是园林工作的一个重点, 认清病虫害的发生特点及发生条件, 就可以很好地控制病虫害的发生, 使之不会影响到园林植物的正常生长发育。在此基础上, 应该合理的利用各种治理病虫害的方法, 防大于治。在治理过程中尽量使用生物低毒农药, 把病虫害控制在有效范围内, 使之既可以在生态系统中存在而又不会对园林植物造成影响, 这将是我们在治理园林植物病虫害方面的主要方向。
参考文献
[1]崔迎, 石俊英, 柳妮莎.水上公园改造后园林植物病虫害调查及防治策略[M].天津市市容和园林管理委员会、天津市园林学会, 2010
植物生理化 篇3
1 材料与方法
1.1 研究区概况
云南轿子山国家级自然保护区地处大凉山南延支脉,滇东高原北部金沙江及其一级支流普渡河和小江之间的拱王山中上部,坐落于昆明市北部禄劝彝族苗族自治县以及禄劝县和东川区交界处,距省会昆明市约160 km。保护区由原来的轿子山省级自然保护区(26°00'25″~26°11'53″N,102°48'21″~102°58'43″E)和普渡河攀枝花苏铁省级自然保护区(25°56'30″~25°57'59″N,102°42'43″~102°44'10″E)组成,保护区总面积16 456.0 hm2。保护区主体是被称为“滇中第一山”的轿子山,山势险峻,地形崎岖,地貌类型及其空间结构复杂多样。受亚热带纬度、高原与高山峡谷地形和季风环流的综合影响,保护区低纬高原季风气候、山地气候和干热河谷气候十分显著。保护区最低点是普渡河河谷海拔1 200 m,最高点是最高峰雪岭,海拔4 344.1 m,相对高差3 144.1 m。巨大的高差使得保护区发育了滇东高原最为完整的气候、土壤、植被和自然带的垂直带谱是滇东高原植被的典型缩影,也是滇中地区原生植被保存最为完好的区域。植被类型以杜鹃灌丛(Form.Group Rhododendron spp.)、高山柏灌丛(From.Sabina squamata)、矮高山栎灌丛(From.Quercus monimotricha)、急尖长苞冷杉林(Form.Abies georgei var.smithii)、野八角矮林(Illicium simonsii)、杜鹃矮林(Form.Rhododendron spp.)、杂类草草甸(Form.Group Polygonum spp.+Potentilla spp.)等为主。土壤类型从普渡河河谷到主峰雪岭,依次分布有燥红土带(1 400 m以下)、红壤带(1400~2 300 m)、黄棕壤带(2 300~2 700 m)、棕壤带(2 700~3 300 m)、暗棕壤带(3 300~3 700 m)、棕色针叶林土带(3 700~4 000 m)和亚高山草甸土带(3 300~4 344.1 m),涵盖10个土类11个亚类。研究区主要环境因子见表1。
1.2 研究方法
1.2.1 样地设置及土样采集
2015年10月,在轿子山自然保护区选取飞来瀑(海拔3 718 m)、一线天(海拔3 987 m)、天台峰(海拔4 216 m)3个主要景点,将3景点之间的连线区域视为人为干扰的主要区域,人为干扰强度根据距离主干线路的远近和植被破坏程度划分。依次划分为:高度干扰区HD(距离主干线路0~20 m,人为活动痕迹明显,土壤和植被遭到踩踏,地表裸露,水土流失严重);中度干扰区MD(距离主干线路20~50m,人为活动较少,有少量灌木和杂草,地表部分裸露);轻度干扰区LD(距离主干线路50~100 m,距离主干线路远,人为活动、游憩活动几乎没有,地表植被长势良好);对比区CK(距主干线路距离>100m,无任何人为干扰,植被和土壤均处于自然状态下生长和发育)共4个区域。土壤样品的采集分别在不同人为干扰类型和对比区设置5个采样点,每个采样点“W”混合取样法采集0~20 cm表层土壤1 kg。每个采样点取土样2份,共计40份混合土样。
1.2.2 土壤理化及酶活性的测定
土壤理化性质及酶活的测定于2016年1月进行。土壤含水量(SM)采用烘干法进行;土壤容重和孔隙度采用环刀法测定。另外,将每个采样点的其中一份土样自然风干(30 d)去除杂质和根系后过0.5 mm筛,用于测定土壤有机质含量及理化性质。土壤p H采用p H计测定;电导率(EC)采用电导率测定仪测定(水土比为5∶1);土壤有机碳(SOC)含量采用重络酸钾外加热法测定;全氮(TN)采用半微量凯氏测定法;全磷(TP)采用Na OH熔融-钼锑抗比色法测定;全钾(TK)采用Na OH熔融-火焰分光光度法测定;脲酶采用奈氏比色法测定,过氧化氢酶采用KMn O4滴定法测定,磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法测定[7,8]。
1.2.3 植被调查和生物量计算
基于样地设置的三个海拔高度上分布的三种典型植被类型为主,分别是高山柏灌丛-杜鹃冷杉杂交林-杂类草草甸,涵盖了乔木、灌木和草本的植被类型。采用样地和样方相结合的方法,每个海拔高度设置1个20 m×30 m的样地,并将每个样地划分为10个6 m×10 m的乔木样方,每个乔木样方再设置1个5 m×5 m的灌木样方,每个灌木样方再设置1个1 m×1 m的草本样方。共计3个样地90个样方。记录每个样方内的植物名称、乔灌木数量、胸径、树高、冠度、盖度和郁闭度,草本植物调查其植物名称、高度、多度和盖度等。并结合样地设置时采集的GPS坐标数据、海拔、地形地貌、气象水文等特征和人为干扰方式进行综合分析[9,10]。
针对生物量调查和计算方法,草本层地上部分和地下部分生物量在草本样方里采用手捡法实测,样本带回实验室恒温烘干,秤干重计算其生物量。乔木层和灌木层地上部分生物量采用样本计算,公式为
(1)W乔木=a(D2胸径H)b。
(2)W灌木=a(D2地径H)b。
式中,W为林木生物量;D为胸径或地径;H为树高,a、b为参数(a、b值参照相应的植被类型地上生物量与材积相关系数表)[11]。
另外还运用Patrick丰富度指数(R)、Simpson优势度指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J)对调查样地进行植物群落的多样性分析,具体计算方法如下。
(1)Patrick丰富度指数:R=S。
(2)Simpson优势度指数:
(3)Shannon-Wiener多样性指数:
(4)Pielou均匀度指数:
式中,S为样方内物种数目;Pi为样方内物种的相对重要值,Pi=(盖度+高度+多度)/3[12]。
1.3 数据处理
利用Excel2007和SPSS18.0对数据进行统计和分析,运用单因素方差分析(One-way ANOVA)和最小显著法(LSD)对指标进行显著性分析,Pearson相关性系数检验土壤养分指标的相关性,土壤质量采用模糊综合评价法,作图使用Origin8.6。
2 结果与分析
2.1 人为干扰对土壤理化性质的影响
由表2可知,人为干扰对不同海拔高度的土壤理化性质具有较大影响,轿子山飞来瀑、一线天和天台峰三个不同海拔高度的土样之间存在显著差异;飞来瀑、一线天和天台峰的土壤理化性质随着人为干扰强度的变化表现出一致性的规律。土壤p H的变化范围值在6.1~7.2之间,土壤含水量的变化范围值在7.6%~12.2%之间,土壤容重的变化范围值在0.968~1.492 g/cm3之间,土壤孔隙度的变化范围值在28.22%~36.11%之间,土壤电导率在79.1~92.1μs/cm2之间;随着距主干线路距离的增加,土壤含水量和电导率显著升高,CK和HD的电导率存在显著差异(p<0.05),LD、MD和CK的电导率差异不显著(p>0.05)。距离主干线路的距离越远土壤容重呈下降趋势,但LD的土壤容重与CK差异不显著(p>0.05)。在距离主干线路最近的三个高度干扰区均表现出受人为干扰程度较重,土壤容重均处于四个区域中的最高值,分别为1.492 g/cm3、1.313 g/cm3和1.347 g/cm3。与此同时该区的土壤含水量也处于四个区域中的最小值,分别为28.22%、29.43%和30.33%,主要原因是由于大量的人为足迹踩踏,使土壤压实板结,通透度和吸水性下降,从而导致土壤含水量降低。伴随着人为干扰强度之间的差异,HD、MD、LD和CK的p H并没有体现出显著差异(p>0.05),说明人为干扰并没影响土壤的p H。
2.2 人为干扰对土壤养分和酶活性的影响
土壤有机质是维持生态系统健康与否和土壤肥力的重要指标之一,土壤有机元素含量下降直接导致土壤肥力下降[13]。由表3可知,土壤有机碳的变化范围值在10.01~20.71 g/kg,土壤全氮的变化范围值在0.89~1.67 g/kg,土壤全磷的变化范围值在0.856~1.134 g/kg,土壤全钾的变化范围值在11.56~16.91 g/kg。天台峰区域中土壤SOC、TN和TP含量的大小顺序为CK>LD>MD>HD,其中CK和HD差异显著(p<0.05),LD和MD差异不显著(p>0.05)。天台峰和飞来瀑各海拔的的TK含量差异显著(p<0.05),天台峰和一线天各海拔的TK含量差异不显著(p>0.05)。在天台峰、一线天和飞来瀑各自区域中HD>MD>LD>CK。在一线天区域中土壤的SOC、TN、TP含量的大小顺序为CK>LD>MD>HD,其中CK、LD和MD差异不显著(p>0.05),CK、LD、MD三者与HD差异显著(p<0.05)。在天台峰、一线天和飞来瀑中SOC和TN含量最低的区域均在HD区域内,且与CK差异显著(p<0.05),表明了人为干扰降低了土壤碳素和氮素的含量。整体过程中TK中的钾素浮动较大,对人为干扰表现的最为敏感。TP中的磷素没有明显差异(p>0.05),且不同干扰强度之间也未达到显著差异水平,可表明人为干扰对土壤磷素变化影响较小。
土壤酶活是土壤中具有生物活性的蛋白质,并对土壤的养分循环具有重要影响[14]。由表3可知,CK的脲酶活性、过氧化氢酶活性、磷酸酶活性均大于LD、MD、HD的样酶活性。三种酶活性变幅的大小顺序依次是:脲酶活性>过氧化氢酶活性>磷酸酶活性。随着人为干扰程度的加大,土壤酶活性也显著降低,其中重度干扰区的土壤酶活性最低。不同干扰强度之间酶活性也显现出不同的差异水平,HD与CK的酶活性显著差异(p<0.05),CK脲酶活性与LD差异不显著(p>0.05),LD脲酶活性与MD显著差异(p<0.05)。
2.3 人为干扰对典型植物群落的影响
群落生物量是土地的表征水平之一[15],人为干扰会影响植物群落的物种多样性,研究表明,人为干扰会降低物种多样性,随着干扰强度的增加,植物群落的种类组成趋于简单[16]。在距离主干线路最近的HD区,践踏等长期的人为干扰等因素使得耐践踏的生物种类逐渐增多,植物高度也明显受到影响,使得HD区的生物逐渐呈现出向低矮植物演替的趋势。根据表4调查结果显示,草本层盖度受人为干扰影响不大,主要是轿子山自然保护区内铺设的游步道一定程度上保护了草本植物,直接践踏不至于导致草本层盖度明显下降。加之游步道的铺设离地面有10~20 cm的距离,遮放了草本层上部的光照等环境条件,更有利于草本植物的生长。乔木、灌木、草本受人为干扰强度的影响生物量呈现CK>LD>MD>HD的趋势。在天台峰区域是草本层占优势的群落,散生的灌木和乔木,平均高度为0.67 m,一线天区域为乔木层占优势的群落,平均高度为3.87 m,飞来瀑区域为灌木占优势的群落,平均高度为1.97 m。W乔木的生物量范围为(2.32~69.97)/106t,W灌木的生物量范围为(1.98~32.43)/106t,W草本的生物量范围为(4.22~10.56)/106t。在受人为干扰最为严重的HD区域,飞来瀑的灌木层生物量占该阶段总生物量的67.83%,一线天的乔木层生物量占该阶段总生物量的70.79%,天台峰的草本层生物量占该阶段总生物量的67.52%。
如图1所示,Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均在降低,计算不同海拔高度对比区和人为干扰区的多样性指数发现,对比区CK与干扰区LD、MD、HD植被丰富度指数差异显著,说明干扰强度强弱直接影响植被群落的物种多样性、均匀度和丰富度影响植物的生长和演替。从图中看出,四种指数均没有回升趋势,表明海拔高度也是影响植被群落的重要因素。综合其他自然因素比较,影响轿子山植物群落变化的主要因素是人为干扰,其次是海拔、地形、气候等自然条件[17]。
2.4 植物群落与土壤因子相关分析
由表5可知,人为干扰区域的有机碳与TN、TK和生物量呈极显著正相关,与TP没有显著相关,这主要是由于磷素作为一种沉淀性元素,取决于土壤的母质类型和成土条件,在土壤中较稳定,不易流失[18],因此人为干扰没有影响到土壤的TP含量。TN与生物量呈极显著正相关,TN与TK呈显著相关,表明土壤中的氮素直接影响生物多样性和生态系统的平衡,提高氮素可以大大提高生物量。TP与TK呈显著相关。人为干扰区(HD、MD、LD)与对比区(CK)(表6)植被和土壤因子指标相关分析性基本一致。
注:**相关性在0.01水平上显著;*相关性在0.05水平上显著。(双尾检验)
注:**相关性在0.01水平上显著;*相关性在0.05水平上显著。(双尾检验)
3 结论与讨论
结论:(1)随着人为干扰强度的增大,各海拔高度的土壤含水量、土壤孔隙度和土壤电导率降低,土壤p H未表现出明显差异。不同海拔高度和不同植物群落下的土壤理化性质存在差异,土壤养分含量的大小顺序为CK>LD>MD>HD,这与管东升[19]、陆林等人[20]的研究结果一致;(2)相关的研究也表明,人为干扰已经成为我国植被生态系统退化的主要驱动力,直接导致群落的丰富度和多样性的下降从而影响生物量的下降[21]。轿子山乔木、灌木、草本受人为干扰强度的影响,群落生物量呈现CK>LD>MD>HD的趋势。Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数也表现出高度的一致性;(3)植物群落与土壤因子的分析中,干扰区的有机碳与TN、TK和生物量呈极显著正相关,与TP没有显著相关,表明氮素和钾素的高低直接影响了土壤生物量的多少。土壤理化性质与群落生物量呈正相关,理化性质的变劣也会直接影响群落生物量和植被品质。