全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 33 卷 第 2 期摇 摇 2013 年 1 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
岩溶山区水分时空异质性及植物适应机理研究进展 陈洪松,聂云鹏,王克林 (317)……………………………
红树林植被对大型底栖动物群落的影响 陈光程,余摇 丹,叶摇 勇,等 (327)……………………………………
淡水湖泊生态系统中砷的赋存与转化行为研究进展 张摇 楠,韦朝阳,杨林生 (337)……………………………
纳米二次离子质谱技术(NanoSIMS)在微生物生态学研究中的应用 胡行伟,张丽梅,贺纪正 (348)…………
城市系统碳循环:特征、机理与理论框架 赵荣钦,黄贤金 (358)…………………………………………………
城市温室气体排放清单编制研究进展 李摇 晴,唐立娜,石龙宇 (367)……………………………………………
个体与基础生态
科尔沁沙地家榆林的种子散布及幼苗更新 杨允菲,白云鹏,李建东 (374)………………………………………
环境因子对木棉种子萌发的影响 郑艳玲,马焕成,Scheller Robert,等 (382)……………………………………
互花米草与短叶茳芏枯落物分解过程中碳氮磷化学计量学特征 欧阳林梅,王摇 纯,王维奇,等 (389)………
性别、季节和体型大小对吐鲁番沙虎巢域的影响 李文蓉,宋玉成,时摇 磊 (395)………………………………
遮蔽行为对海刺猬摄食、生长和性腺性状的影响 罗世滨,常亚青,赵摇 冲,等 (402)……………………………
水稻和玉米苗上饲养的稻纵卷叶螟对温度的反应 廖怀建,黄建荣,方源松,等 (409)…………………………
种群、群落和生态系统
亚热带不同林分土壤表层有机碳组成及其稳定性 商素云,姜培坤,宋照亮,等 (416)…………………………
禁牧条件下不同类型草地群落结构特征 张鹏莉摇 陈摇 俊摇 崔树娟,等 (425)…………………………………
高寒退化草地狼毒与赖草种群空间格局及竞争关系 任摇 珩,赵成章 (435)……………………………………
小兴安岭 4 种典型阔叶红松林土壤有机碳分解特性 宋摇 媛,赵溪竹,毛子军,等 (443)………………………
新疆富蕴地震断裂带植被恢复对土壤古菌群落的影响 林摇 青,曾摇 军,张摇 涛,等 (454)……………………
长期施肥对紫色土农田土壤动物群落的影响 朱新玉,董志新,况福虹,等 (464)………………………………
潮虫消耗木本植物凋落物的可选择性试验 刘摇 燕,廖允成 (475)………………………………………………
象山港网箱养殖对近海沉积物细菌群落的影响 裘琼芬,张德民,叶仙森,等 (483)……………………………
2005 年夏季东太平洋中国多金属结核区小型底栖生物研究 王小谷,周亚东,张东声,等 (492)………………
川西亚高山典型森林生态系统截留水文效应 孙向阳,王根绪,吴摇 勇,等 (501)………………………………
景观、区域和全球生态
中国水稻生产对历史气候变化的敏感性和脆弱性 熊摇 伟,杨摇 婕,吴文斌,等 (509)…………………………
1961—2005 年东北地区气温和降水变化趋势 贺摇 伟,布仁仓,熊在平,等 (519)………………………………
地表太阳辐射减弱和臭氧浓度增加对冬小麦生长和产量的影响 郑有飞,胡会芳,吴荣军,等 (532)…………
资源与产业生态
基于环境卫星数据的黄河湿地植被生物量反演研究 高明亮,赵文吉,宫兆宁,等 (542)………………………
黄土高原南麓县域耕地土壤速效养分时空变异 陈摇 涛,常庆瑞,刘摇 京,等 (554)……………………………
不同水稻栽培模式下小麦秸秆腐解特征及对土壤生物学特性和养分状况的影响
武摇 际,郭熙盛, 鲁剑巍,等 (565)
………………………………
……………………………………………………………………………
施氮时期对高产夏玉米光合特性的影响 吕摇 鹏,张吉旺,刘摇 伟,等 (576)……………………………………
城乡与社会生态
城市景观组分影响水质退化的阈值研究 刘珍环,李正国,杨摇 鹏,等 (586)……………………………………
长株潭地区生态可持续性 戴亚南,贺新光 (595)…………………………………………………………………
外源 NO对镉胁迫下水稻幼苗抗氧化系统和微量元素积累的影响 朱涵毅,陈益军,劳佳丽,等 (603)………
达里诺尔湖沉积物中无机碳的形态组成 孙园园,何摇 江,吕昌伟,等 (610)……………………………………
绿洲土 Cd、Pb、Zn、Ni复合污染下重金属的形态特征和生物有效性 武文飞,南忠仁,王胜利,等 (619)………
柠檬酸和 EDTA对铜污染土壤环境中吊兰生长的影响 汪楠楠,胡摇 珊,吴摇 丹,等 (631)……………………
研究简报
海州湾生态系统服务价值评估 张秀英,钟太洋,黄贤金,等 (640)………………………………………………
内蒙古羊草群落、功能群、物种变化及其与气候的关系 谭丽萍,周广胜 (650)…………………………………
氮磷供给比例对长白落叶松苗木磷素吸收和利用效率的影响 魏红旭,徐程扬,马履一,等 (659)……………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*352*zh*P* ￥ 90郾 00*1510*38*
室室室室室室室室室室室室室室
2013鄄01
封面图说: 科尔沁沙地榆树———榆树疏林草原属温带典型草原地带,适应半干旱半湿润气候的隐域性沙地顶级植物群落,具有
极强的适应性、稳定性,生物产量较高。 在我国仅见于科尔沁沙地和浑善达克沙地。 是防风固沙、保护沙区生态环
境和周边土地资源的一种重要的植物群落类型,是耐旱沙生植物的重要物种基因库和荒漠野生动物的重要避难所
和栖息地。 这些年来,由于人类毁林开荒、过度放牧、甚至片面地建立人工林群落等的干扰 ,不同程度地破坏了榆
树疏林的生态环境,影响了其特有的生态作用。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 33 卷第 2 期
2013 年 1 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 2
Jan. ,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家林业公益性行业科研专项(201104034);国家自然科学基金(31260175);国家林业科学技术推广项目([2011]35 号);云南省高校
科技创新团队建设项目
收稿日期:2011鄄11鄄28; 摇 摇 修订日期:2012鄄05鄄17
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: mahuancheng@ yahoo. com. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201111281813
郑艳玲,马焕成,Scheller Robert,高柱,郑元.环境因子对木棉种子萌发的影响.生态学报,2013,33(2):0382鄄0388.
Zheng Y L, Ma H C, Scheller Robert, Gao Z, Zheng Y. Influence of environmental factors on seed germination of Bombax malabaricum DC. . Acta
Ecologica Sinica,2013,33(2):0382鄄0388.
环境因子对木棉种子萌发的影响
郑艳玲1,马焕成1,*,Scheller Robert 2,高摇 柱1,郑摇 元1
(1. 西南林业大学国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室,昆明摇 650204;
2. Department of Environmental Science and Management, Portland State University, Portland, Oregon, 97207, USA)
摘要:木棉(Bombax malabaricum DC. )是一种可以生长在干热河谷的落叶大乔木。 河谷内,木棉成年树木生长良好,有大量结
实,而其周围却很少有种苗出现。 通过室内条件研究木棉种子的物理特性和萌发的生物学特性,可以了解该物种种子萌发对环
境因子的需求,为探讨木棉在干热河谷内自然种群更新难和萌发阶段对这一特殊生境的适应性提供理论依据。 经测定,木棉种
子千粒重为 39. 08 g,比同科的其它物种要轻。 四唑(TTC,1. 0% )染色测定种子生活力的结果表明有生活力种子占 64. 0% 。 种
皮对吸胀无障碍,种子在 25 益吸胀 2 d时就开始萌发。 检测了环境因子对种子萌发和幼苗生长的影响,结果表明,种子萌发对
光照不敏感而且对温度有较广的适应性,15—35 益都可以萌发,25—35 益萌发率无显著差异,但随温度升高,萌发速率加快,幼
苗长势增加;萌发过程对渗透胁迫敏感,聚乙二醇(PEG)浓度为 0. 10 g / mL 时萌发率较对照显著下降,0. 15 g / mL 时种子就不
能萌发;室温吸胀 24 h的种子对热激敏感,42 益热激 2 h后萌发率就已经显著下降;室温下水杨酸(SA,1, 10, 100 mg / L)浸种
24 h,没有提高种子在萌发期间对干旱和热激的抗性。 可见,高温和干旱是限制木棉种子成功萌发的关键因子,然而发现,温度
较高时水分过大也会造成萌发后幼苗的死亡。
关键词:木棉;种子萌发;温度;干旱胁迫;热激
Influence of environmental factors on seed germination of Bombax
malabaricum DC.
ZHENG Yanling1, MA Huancheng1,*, Scheller Robert2, GAO Zhu1, ZHENG Yuan1
1 Key Laboratory of Biodiversity Conservation in Southwest China, State Forestry Administration, Southwest Forestry University, Kunming, 650204, China
2 Department of Environmental Science and Management, Portland State University, Portland, Oregon, 97207, USA
Abstract: Bombax malabaricum DC. is a deciduous tree that can grow in the dry-hot valley biome of southwestern China.
In the dry-hot valley, the adult trees of B. malabaricum produce many seeds, however, few seedlings are found around the
mature trees. This discrepancy has important consequences for conservation and reforestation efforts. Therefore, we
measured the physical and biological characteristics of seed germination to determine the required environmental factors for
natural seed germination. The average weight of 1000 seeds was 39. 08 g; the percentage of viable seeds tested via 2,3,5-
triphenyl tetrazolium chloride ( TTC, 1. 0% ) was 64. 0% , similar to the percentage of germination under controlled
conditions (25 to 35 益). The seeds of B. malabaricum had good water-absorption capacity; they began to germinate after
soaking in distilled water for 2 days at 25 益 . Seed germination was not sensitive to light and seeds germinated at a broad
range of temperatures (15 to 35 益). Temperatures ranging from 25 益 to 35 益 had no significant effect on seed
germination percentage. However, germination rate and seedling growth increased with temperature. Germination was
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sensitive to osmotic stress and decreased significantly in 0. 10 g / mL Polyethylene glycol (PEG) solution, compared to the
control in distilled water, and no germination occurred at 0. 15 g / mL PEG. Seeds soaked in distilled water for 24 h at room
temperature were sensitive to heat shock and germination percentage decreased significantly after heat shock for 2 h at 42
益 . Pre-treatment by soaking with salicylic acid (SA, 1, 10, 100 mg / L) for 24 h with room temperature did not improve
drought and heat tolerance of seeds during germination. In conclusion, drought and heat are two key factors that limit seed
germination of B. malabaricum. However, an excess of water could also lead to seedling death after germination at relatively
high temperatures.
Key Words: Bombax malabaricum; seed germination; temperature; drought stress; heat shock
木棉(Bombax malabaricum DC. ; B. ceiba L. ; Gossampinus malabarica Merr. )是木棉科(Bombacaceae)木
棉属(Bombax Linn. )的一种落叶大乔木。 该种分布于我国的江西、广东、广西、福建、台湾、四川、贵州、云南等
多省;同时印度、斯里兰卡、印度尼西亚、菲律宾、澳大利亚均有分布。 木棉全身是宝,其花、根、皮、木材和种子
等都可以被利用,具有很高的经济、药用和观赏价值[1]。
干热河谷是我国西南地区的特殊生态系统类型,气候表现为热量充足,水分缺乏,干湿分明,气温全年较
高,太阳辐射较强等特点[2]。 由于生境条件的限制,干热河谷地区植被覆盖率低,水土流失严重,再加上人为
的干扰破坏,干热河谷的生态环境不断恶化,因此,这一地区的生态环境恢复和建设势在必行[2]。 在以干、热
为显著特点的干热河谷,木棉是当地群落的优势种或常见种[3鄄4],反映其对当地气候具有很好的适应性。 但
是,河谷内,木棉成年树木生长良好,有大量结实,而其周围却很少有种苗出现。 特殊生境的植物能较好地适
应当地生境条件,其种子萌发行为在种群持续、种群动态和群落结构中起着关键作用[5],我们推测,一些环境
因素影响木棉种子萌发。
对木棉的研究,国内外集中于木棉的传粉生物学、遗传多样性、组织培养、化学成分分析、纤维理化性质等
方面[6鄄10]。 但是木棉种子萌发方面的研究尚未见报道。 因此,木棉种子萌发和幼苗生长的一些关键问题有待
解决:种子萌发和幼苗生长的最适温度是多少? 它们对光照、热激和干旱的敏感性如何? 此外,大量研究表
明,水杨酸(SA)可以诱导植物对多种胁迫产生一定抗性[11],那么 SA处理对木棉种子萌发的抗旱性及抗热性
又有何影响? 本文通过对以上问题的研究,为实现木棉野外种群的建立和室内幼苗的高效生产提供科学依
据,为应用该物种于干热河谷地区的生态恢复提供基础。
1摇 材料与方法
1. 1摇 材料采集
木棉果实于 2011 年 5 月采集于云南省保山市隆阳区,将果实带回实验室自然风干,而后去除果皮和棉絮
收集种子。
1. 2摇 种子千粒重及含水量测定
随机抽取 50 粒种子称重,计算千粒重,设 10 个重复;种子含水量的测定采用烘干法,随机取 25 粒种子,
在 105 益烘箱中烘 10 h后称重,计算种子水分含量,设 5 个重复。
1. 3摇 种子吸胀实验
随机抽取 25 粒种子,称其干重,浸泡于 25 益恒温水中,在前 12 h 内每隔 2 h 取出 1 次,用滤纸吸干表面
水分后称重,而后每隔 12 h取出 1 次,计算各自的吸水率,吸水率=(种子总重量-干种子重量) /干种子重量,
设 3 个重复。
1. 4摇 种子生活力测定
按照 ISTA种子检验规程[12],采用四唑(TTC,1. 0% )染色法测定木棉种子活力。 将 50 粒种子置于 35 益
温水中浸泡 2 d后去皮,然后在 35 益条件下用四唑溶液染色 12 h,染完色后根据种胚的着色程度和部位,按
383摇 2 期 摇 摇 摇 郑艳玲摇 等:环境因子对木棉种子萌发的影响 摇
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照国际种子检验规程上的标准鉴定种子的生活力。 实验共设置 4 个重复。
1. 5摇 环境因子对种子萌发和幼苗生长的影响
每个处理各选 50 粒种子均匀置于铺有两层滤纸、直径为 10 cm 的培养皿中于人工智能培养箱中进行萌
发实验,每天补充一定量蒸馏水,以保持滤纸湿润。 培养条件为光照时间 12 h / d,光照强度 2000 lx,除了检测
温度和光照对种子萌发的影响外,其余实验都在 35 益下进行。 不同环境因子的每个处理水平均设 4 个重复。
种子萌发以胚根突破种皮 2 mm 为标准,逐日统计发芽数,并于实验的第 10 天称量幼苗鲜重,计算萌发
率、萌发指数和活力指数。 其中萌发指数 GI=移(Gt / Dt) (Gt为第 t日的萌发数,Dt为相应的萌发日数);活力
指数 VI=GI伊S (S为萌发第 10 日的幼苗鲜重)。
1. 5. 1摇 温度
培养温度分别恒定在 10、15、20、25、30、35、40 和 45 益8 个水平。
1. 5. 2摇 光照
25 益和 35 益恒温条件下,在持续黑暗(在培养皿外包裹两层锡箔纸)和正常光照(12 h / d,2000 lx)下将
种子进行萌发。
1. 5. 3摇 干旱处理
聚乙二醇(PEG)是一种高分子渗透剂,被广泛用来模拟干旱试验。 采用 PEG(6000)进行干旱胁迫处理,
并检测水杨酸(SA)处理对抗旱性的影响。
种子在 PEG中萌发:PEG(6000)水分胁迫溶液,质量浓度分别设 0(蒸馏水)、0. 05、0. 10、0. 15、0. 20 g /
mL 5 个水平,与之相对应的溶液水势梯度大约为 0、-0. 10、-0. 20、-0. 40、-0. 6[13]。
SA处理后再干旱胁迫:室温下分别将种子在 0、1、10、100 mg / L 的 SA 溶液中浸泡 24 h,然后在 0. 10 g /
mL PEG中进行萌发。
1. 5. 4摇 热激处理
热激:种子在室温吸胀 24 h后,分别于 35、42、47 和 51 益热激 2 h。
SA 处理后再热激:室温下分别将种子在 0、1、10、100 mg / L的 SA溶液中浸泡 24 h,然后在 47 益热激 2 h。
1. 6摇 数据处理与分析
数据统计分析在 Microsoft Excel 2003 中进行,萌发率、萌发指数和活力指数在不同处理间的差异性分析
采用单因子方差分析(One鄄Way ANOVA)。
2摇 结果与分析
图 1摇 木棉种子的吸水
Fig. 1摇 Water absorbing capacity of Bombax malabaricum seeds
2. 1摇 种子千粒重、含水量和种子吸胀
实验表明,木棉种子的千粒重约为 39. 08 g,自然风
干的种子含水量为 10. 62% 。 由图 1 可以看出,种子在
25 益温水中浸泡 24 h 后含水量达到 47. 57% ,而且观
察发现,48 h后胚根就陆续突破种皮。 可见,木棉种皮
透水性良好,不影响种子对水分的有效吸收。
2. 2摇 种子生活力
四唑染色结果显示,木棉有生活力的种子占
64郾 0% ,糜烂粒占 14. 0% ,其余 22. 0%未染色部分都是
饱满种子,但失活原因还有待研究。
2. 3摇 环境因子对种子萌发和幼苗生长的影响
2. 3. 1摇 温度对木棉种子萌发和幼苗生长的影响
表 1 为不同温度下木棉种子的萌发和幼苗生长情况。 在 15—35 益之间,随着温度升高,种子萌发速度加
快(图 2),萌发率依次提高,萌发指数和活力指数也依次显著增加(表 1)。 截止到萌发第 10 天,15 益和 35 益
483 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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时的萌发率分别达到 7. 00%和 61. 50% 。 40 益条件下少数种子虽然从第 2 天开始萌发,但在第 4 天时根尖开
始变褐、变软,萌发的全部种子逐渐失活。 在 10 益和 45 益条件下,没有种子萌发。 观察发现,在萌发期间随
着萌发温度升高,水分越多越不利,如 35 益条件下,水分过多时已经萌发的种子会从根尖慢慢死亡,本实验中
以保持滤纸湿润为宜。 由此可见,高温会影响种子萌发和幼苗生长,而且高温高湿的影响作用更大。
表 1摇 温度对木棉种子萌发率、萌发指数和活力指数的影响
Table 1摇 Effect of temperature on germination percentage, germination index and vigor index of Bombax malabaricum
项目 Item
温度 Temperature / 益
10 15 20 25 30 35 40 45
萌发率 / %
Germination
percentage
0. 00依0. 00e 7. 00依1. 15d 57. 50依4. 12b 58. 00依2. 83ab 60. 50依1. 00ab 61. 50依1. 00a 15. 00依5. 29c 0. 00依0. 00e
萌发指数
Germination index 0. 00依0. 00f 0. 37依0. 05f 5. 14依0. 37d 7. 82依0. 93c 12. 27依0. 16b 15. 02依0. 44a 2. 83依1. 14e 0. 00依0. 00f
活力指数
Vigor index 0. 00依0. 00e 0. 03依0. 01e 0. 65依0. 06d 1. 40依0. 19c 3. 35依0. 19b 4. 08依0. 07a 0. 00依0. 00e
摇 摇 结果表示为平均值依标准差,同一行内字母不同代表在 0. 05 水平上差异显著; 表示为统计日期苗已经死亡,缺值
图 2摇 不同温度条件下木棉种子萌发进程
摇 Fig. 2 摇 Seed germination percentage of Bombax malabaricum in
different temperatures
2. 3. 2摇 光照对木棉种子萌发和幼苗生长的影响
表 2 显示, 25 益萌发时,光照对萌发率和活力指数
无显著影响;35 益时,光照对萌发率、萌发指数和活力
指数都无显著影响。 经观察,两种温度下完全黑暗时产
生的幼苗均为黄化苗。
2. 3. 3摇 干旱胁迫对种子萌发和幼苗生长的影响
(1)PEG胁迫对木棉种子萌发和幼苗生长的影响
如表 3 所示,PEG浓度为 0. 05 g / mL 时,种子萌发
率虽与对照无显著差异,但萌发指数和活力指数都显著
低于对照。 随着胁迫程度的提高,种子的萌发率、萌发
指数和活力指数都显著降低,PEG 浓度为 0. 15 g / mL
时,种子就不能萌发。 表明木棉在种子萌发阶段对干旱比较敏感。
表 2摇 光照对木棉种子萌发率、萌发指数和活力指数的影响
Table 2摇 Effect of light on germination percentage, germination index and vigor index of Bombax malabaricum
萌发条件
温度 / 益
Temperature
光照时间 / h
Light time
检测指标
萌发率 / %
Germination percentage
萌发指数
Germination index
活力指数
Vigor index
25 12 58. 00依2. 83bc 7. 82依0. 93b 1. 40依0. 19b
25 0 54. 50依3. 42c 6. 26依1. 05c 1. 13依0. 24b
35 12 61. 50依1. 00ab 15. 02依0. 44a 4. 08依0. 07a
35 0 64. 00依3. 65a 14. 00依0. 59a 3. 75依0. 44a
摇 摇 结果表示为平均值依标准差,同一行内字母不同代表在 0. 05 水平上差异显著
表 3摇 不同浓度聚乙二醇(PEG)对木棉种子萌发率、萌发指数和活力指数的影响
Table 3摇 Effect of Polyethylene glycol (PEG) on germination percentage, germination index and vigor index of Bombax malabaricum
项目 Item
聚乙二醇 PEG / (g / mL)
0 0. 05 0. 1 0. 15
萌发率 Germination percentage / % 61. 50依9. 00a 59. 00依6. 63a 18. 50依5. 74b 0. 00依0. 00c
萌发指数 Germination index 15. 02依2. 74a 10. 68依1. 05b 2. 27依0. 80c 0. 00依0. 00c
活力指数 Vigor index 4. 06依0. 60a 2. 12依0. 21b 0. 13依0. 05c 0. 00依0. 00c
摇 摇 结果表示为平均值依标准差,同一行内字母不同代表在 0. 05 水平上差异显著
583摇 2 期 摇 摇 摇 郑艳玲摇 等:环境因子对木棉种子萌发的影响 摇
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摇 摇 (2)SA处理对种子萌发抗旱性的影响
由表 4 可以看出,1—100 mg / L SA处理后的萌发率、萌发指数和活力指数中,除 10 mg / L SA处理后萌发
指数显著高于对照外,其余指标均未比对照有所提高,甚至还显著低于对照。 表明,SA 处理并不能显著提高
木棉种子萌发时的抗旱性,甚至对抗旱性有负面影响。
表 4摇 水杨酸(SA)对木棉在 0. 1 g / mL PEG中萌发率、萌发指数和活力指数的影响
Table 4摇 Effect of salicylic acid (SA) on germination percentage, germination index and vigor index of Bombax malabaricum in 0. 1 g / mL PEG
项目 Item
水杨酸 SA / (mg / L)
0 1 10 100
萌发率 Germination percentage / % 22. 50依3. 42a 9. 50依1. 00c 24. 00依2. 83a 15. 50依2. 52b
萌发指数 Germination index 4. 35依0. 93b 1. 82依0. 46c 5. 43依0. 60a 3. 54依0. 64b
活力指数 Vigor index 0. 51依0. 11a 0. 16依0. 04b 0. 62依0. 07a 0. 51依0. 09a
摇 摇 结果表示为平均值依标准差,同一行内字母不同代表在 0. 05 水平上差异显著
图 3摇 不同温度下热激 2 h对木棉种子萌发率的影响
摇 Fig. 3 摇 Effect of heat shock for 2 h at different temperature on
germination percentage of Bombax malabaricum
图中直线代表依标准差
2. 3. 4摇 热激对种子萌发的影响
(1)不同热激温度对种子萌发的影响
将室温下吸胀 24 h 的种子分别在 35、42、47、51 益
热激 2 h后进行萌发,结果显示,随着温度升高,萌发率
依次显著降低(图 3)。
(2)SA处理对种子萌发抗热性的影响
表 5 表明,不同浓度的 SA 处理后,种子的萌发率、
萌发指数和活力指数较对照都显著下降。 因此,SA 处
理不利于提高种子萌发阶段的抗热性。
3摇 结论与讨论
种子重量是与植物的适应能力有关的一个很重要
的性状[14鄄16],它被认为是在大量小种子和少量大种子
之间的进化折中。 在一定的能量限度内,种子重量和数
量具有一种反向关系[17]。 尤其在逆境或有高度竞争压力的环境中,大种子将会有更高的幼苗建植机会,因为
它们能为幼苗的早期生长提供更多的储藏物质[18鄄19]。 然而,在相同条件下,小种子有更大的传播、散布和拓
殖优势,因此能够占据更多的生态位[20]。 经测定,木棉种子比同属的长果木棉(Bombax insigne)及吉贝属的
吉贝(Ceiba pentandra)种子都小,可以推测,木棉是通过种子数量和较高的种子散布能力在种间获得竞争优
势的。 除种间种子大小表型的进化外,由于物种内产生小种子同样有利于占据更多生态位,大种子有利于在
竞争中占据优势,因此物种内也趋向于产生大小不等的种子[21]。 据观察,不同居群间木棉种子的重量也存在
一定差异,具体的遗传变异程度有待进一步研究。
表 5摇 SA处理对木棉种子在 47 益热激 2 h后萌发的影响
Table 5摇 Effect of SA on germination percentage, germination index and vigor index of Bombax malabaricum after heat shock for 2 h at 47 益
项目 Item
水杨酸 SA / (mg / L)
0 1 10 100
萌发率 Germination percentage / % 23. 50依3. 42a 13. 50依1. 00b 4. 00依0. 00c 11. 00依2. 00b
萌发指数 Germination index 7. 21依1. 04a 4. 50依0. 41b 1. 29依0. 57d 2. 77依0. 75c
活力指数 Vigor index 1. 64依0. 32a 1. 05依0. 13b 0. 24依0. 09d 0. 64依0. 16c
摇 摇 结果表示为平均值依标准差,同一行内字母不同代表在 0. 05 水平上差异显著
干热河谷在热带大陆季风和西南暖湿气流双重影响下,季节性干旱的特征尤为突出。 其冬半年为旱季,
此期间各干热河谷的降水量一般在 50—150 mm,占全年总降水量的 8%—18% ,且持续时间长达半年以上
683 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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(11 月—翌年 5 月);而雨季降水量占全年总降水量的 82%—92% ,降水集中,但持续时间较短 (6—10
月) [22]。 由于蒸发量很高,不少地区不仅旱季干旱,雨季也出现严重的水分亏缺现象[23]。 此外,干热河谷的
年均气温一般较高,极端最高气温普遍达 40 益以上。 干热河谷气温高,地温则更高,尤其是在旱季后期,极端
最高地面温度一般在 70 益以上[24]。 因此,“干冶、“热冶是干热河谷地区气候的显著特点。 木棉能够生长在干
热河谷这样严酷的环境中,能够正常开花结实,而在野外却发现大树周围很少有幼苗出现。 在种子植物的生
活史中,种子萌发阶段是植物对环境胁迫抵抗力最弱的时期,任何不利于种子萌发的因素存在都会直接影响
到植物种群新个体的产生与补充,影响到种群的稳定性[25鄄26]。 活力检测结果表明 64%的木棉种子是有活力
的,因此,幼苗的缺失必定是萌发的失败或萌发后幼苗的死亡所导致的,而这与环境因子密切相关。 本文研究
了木棉种子的基本物理特性,并且针对干热河谷干和热的特点,重点研究了种子萌发和幼苗生长对干旱和热
激的响应。
研究结果表明,木棉种子吸水无障碍且光照对其种子萌发无影响,然而,种子萌发对高温和干旱却较敏感
而且高温高湿对萌发后的种子也有致死效应。 结合木棉种子成熟物候期和环境条件来看,木棉种子于 5 月左
右开始成熟散落,而 6—10 月便是干热河谷的雨季和高温季节,此时,足够的水分及木棉种子快速吸水的特性
保证了种子的充分吸胀。 然而,研究结果显示种子在 40 益时萌发率会显著下降,萌发后的种子也不能成活,
因此,高温(包括地温和气温)是限制木棉种子在雨季萌发及萌发后幼苗存活的关键因子。 此外,种子活力会
因受到雨季高温高湿的影响而丧失或下降,从而导致种子在随后适宜环境下萌发的失败或幼苗活力的下降,
而且到了旱季,干旱又成了限制种子萌发和幼苗生长的关键因子。 这也就解释了为什么野外木棉树木结实正
常而幼苗少的原因。
SA是一种酚类化合物,作为一种信号分子,在植物体内参与多种代谢调控,可以诱导植物对高温、低温、
干旱、重金属、盐害等产生一定抗性[11]。 作者对三棱栎(Trigonobalanus doichangensis)的研究中也发现,SA 处
理可以提高其种子萌发时的抗热性[27];然而本研究表明,不同浓度的 SA处理并不能提高木棉种子萌发时的
抗旱和抗热性,甚至对其有一定抑制作用,具体作用机理有待研究。 有报道:外源 SA 的效应取决于多种因
素,如植物物种和发育时期,施用方式和浓度以及植物内源 SA水平[11]。
以上结果表明木棉种子能在较宽的温度范围内(15—35 益)萌发,而且温度越高,萌发越快,幼苗长势也
越好。 干热河谷地区,干旱和高温是限制木棉种子萌发的关键因子,而且 SA 处理并不能提高种子萌发时的
抗旱和抗热性。
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883 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 33,No. 2 January,2013(Semimonthly)
CONTENTS
Frontiers and Comprehensive Review
Spatio鄄temporal heterogeneity of water and plant adaptation mechanisms in karst regions: a review
CHEN Hongsong, NIE Yunpeng, WANG Kelin (317)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Impacts of mangrove vegetation on macro鄄benthic faunal communities CHEN Guangcheng, YU Dan, YE Yong, et al (327)…………
Advance in research on the occurrence and transformation of arsenic in the freshwater lake ecosystem
ZHANG Nan, WEI Chaoyang, YANG Linsheng (337)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Application of nano鄄scale secondary ion mass spectrometry to microbial ecology study
HU Hangwei, ZHANG Limei, HE Jizheng (348)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Carbon cycle of urban system: characteristics, mechanism and theoretical framework ZHAO Rongqin, HUANG Xianjin (358)………
Research and compilation of urban greenhouse gas emission inventory LI Qing, TANG Lina, SHI Longyu (367)……………………
Autecology & Fundamentals
Seed dispersal and seedling recruitment of Ulmus pumila woodland in the Keerqin Sandy Land, China
YANG Yunfei, BAI Yunpeng, LI Jiandong (374)
………………………………
…………………………………………………………………………………
Influence of environmental factors on seed germination of Bombax malabaricum DC.
ZHENG Yanling, MA Huancheng, Scheller Robert, et al (382)
……………………………………………………
……………………………………………………………………
Carbon, nitrogen and phosphorus stoichiometric characteristics during the decomposition of Spartina alterniflora and Cyperus
malaccensis var. brevifolius litters OUYANG Linmei, WANG Chun, WANG Weiqi, et al (389)…………………………………
Home range of Teratoscincus roborowskii (Gekkonidae): influence of sex, season, and body size
LI Wenrong, SONG Yucheng, SHI Lei (395)
……………………………………
………………………………………………………………………………………
Effects of the covering behavior on food consumption, growth and gonad traits of the sea urchin Glyptocidaris crenularis
LUO Shibin, CHANG Yaqing, ZHAO Chong, et al (402)
……………
…………………………………………………………………………
Biological response of the rice leaffolder Cnaphalocrocis medinalis (G俟en佴e) reared on rice and maize seedling to temperature
LIAO Huaijian, HUANG Jianrong, FANG Yuansong, et al (409)
………
…………………………………………………………………
Population, Community and Ecosystem
Composition and stability of organic carbon in the top soil under different forest types in subtropical China
SHANG Suyun, JIANG Peikun,SONG Zhaoliang,et al (416)
……………………………
………………………………………………………………………
The community characteristics of different types of grassland under grazing prohibition condition
ZHANG Pengli, CHEN Jun, CUI Shujuan, et al (425)
………………………………………
……………………………………………………………………………
Spatial pattern and competition relationship of Stellera chamaejasme and Aneurolepidium dasystachys population in degraded alpine
grassland REN Heng, ZHAO Chengzhang (435)……………………………………………………………………………………
SOC decomposition of four typical broad鄄leaved Korean pine communities in Xiaoxing忆 an Mountain
SONG Yuan, ZHAO Xizhu, MAO Zijun, et al (443)
…………………………………
………………………………………………………………………………
The influence of vegetation restoration on soil archaeal communities in Fuyun earthquake fault zone of Xinjiang
LIN Qing, ZENG Jun,ZHANG Tao,et al (454)
………………………
……………………………………………………………………………………
Effects of fertilization regimes on soil faunal communities in cropland of purple soil, China
ZHU Xinyu, DONG Zhixin, KUANG Fuhong, et al (464)
……………………………………………
…………………………………………………………………………
Woody plant leaf litter consumption by the woodlouse Porcellio scaber with a choice test LIU Yan,LIAO Yuncheng (475)……………
The bacterial community of coastal sediments influenced by cage culture in Xiangshan Bay, Zhejiang, China
QIU Qiongfen, ZHANG Demin, YE Xiansen, et al (483)
………………………
…………………………………………………………………………
A study of meiofauna in the COMRA忆s contracted area during the summer of 2005
WANG Xiaogu, ZHOU Yadong, ZHANG Dongsheng, et al (492)
……………………………………………………
…………………………………………………………………
Hydrologic regime of interception for typical forest ecosystem at subalpine of Western Sichuan, China
SUN Xiangyang, WANG Genxu, WU Yong, et al (501)
………………………………
……………………………………………………………………………
Landscape, Regional and Global Ecology
Sensitivity and vulnerability of China忆s rice production to observed climate change
XIONG Wei, YANG Jie, WU Wenbin,et al (509)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Characteristics of temperature and precipitation in Northeastern China from 1961 to 2005
HE Wei, BU Rencang, XIONG Zaiping,et al (519)
………………………………………………
………………………………………………………………………………
Combined effects of elevated O3 and reduced solar irradiance on growth and yield of field鄄grown winter wheat
ZHENG Youfei, HU Huifang, WU Rongjun, et al (532)
………………………
…………………………………………………………………………
Resource and Industrial Ecology
The study of vegetation biomass inversion based on the HJ satellite data in Yellow River wetland
GAO Mingliang, ZHAO Wenji, GONG Zhaoning,et al (542)
……………………………………
………………………………………………………………………
Temporal and spatial variability of soil available nutrients in arable Lands of Heyang County in South Loess Plateau
CHEN Tao, CHANG Qingrui, LIU Jing, et al (554)
…………………
………………………………………………………………………………
Decomposition characteristics of wheat straw and effects on soil biological properties and nutrient status under different rice culti鄄
vation WU Ji, GUO Xisheng, LU Jianwei,et al (565)……………………………………………………………………………
Effects of nitrogen application stages on photosynthetic characteristics of summer maize in high yield conditions
L譈 Peng, ZHANG Jiwang, LIU Wei, et al (576)
………………………
…………………………………………………………………………………
Urban, Rural and Social Ecology
The degradation threshold of water quality associated with urban landscape component
LIU Zhenhuan, LI Zhengguo, YANG Peng, et al (586)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………
Ecological sustainability in Chang鄄Zhu鄄Tan region:a prediction study DAI Yanan,HE Xinguang (595)………………………………
The effect of exogenous nitric oxide on activities of antioxidant enzymes and microelements accumulation of two rice genotypes
seedlings under cadmium stress ZHU Hanyi, CHEN Yijun, LAO Jiali, et al (603)………………………………………………
Forms composition of inorganic carbon in sediments from Dali Lake SUN Yuanyuan, HE Jiang, L譈 Changwei,et al (610)…………
Fractionation character and bioavailability of Cd, Pb, Zn and Ni combined pollution in oasis soil
WU Wenfei,NAN Zhongren,WANG Shengli,et al (619)
……………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of CA and EDTA on growth of Chlorophytum comosum in copper鄄contaminated soil
WANG Nannan, HU Shan, WU Dan, et al (631)
……………………………………………
…………………………………………………………………………………
Research Notes
Values of marine ecosystem services in Haizhou Bay ZHANG Xiuying, ZHONG Taiyang, HUANG Xianjin,et al (640)……………
Variations of Leymus chinesis community, functional groups, plant species and their relationships with climate factors
TAN Liping, ZHOU Guangsheng (650)
………………
……………………………………………………………………………………………
The effect of N颐P supply ratio on P uptake and utilization efficiencies in Larix olgensis Henry. seedlings
WEI Hongxu, XU Chengyang, MA L俟yi,et al (659)
……………………………
………………………………………………………………………………
866 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
《生态学报》2013 年征订启事
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新方法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
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第 33 卷摇 第 2 期摇 (2013 年 1 月)
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Vol郾 33摇 No郾 2 (January, 2013)
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