甘草属（Glycyrrhiza L.)的系统学研究——兼论与假甘草属（Glycyrrhizopsis Bosis.&Bal.)的关系

甘草属（Glycyrrhiza L.）隶属于豆科山羊豆族甘草亚族，各大洲均有分布。本文对甘草属进行了全面的系统学研究，重点分析了各形态相关性状的变异式样及变异范围，首次发现甘草属的龙骨瓣不合生、分离，中国植物志四十二卷记载龙骨瓣合生，则有误;认为荚果形态和叶片性状是较为可靠的分种依据，小叶数目、花序疏、密以及小花大小等性状对于属下种类的划分也具有重要的分类学意义。首次在扫描电镜下观察了13种甘草属植物花粉粒的微形态特征，发现甘草属植物花粉为球形或近球形、三孔沟、萌发沟通常比较宽、沟边缘不整齐、沟膜较明显、表面通常具有疣状、瘤状或颗粒状突起;外壁纹饰以小孔穴状纹饰为主，还有皱纹状纹饰。花粉的形状、大小、外壁纹饰在种间存在变异，反映了一定的种间关系，对目前的属下分类系统提供了一些证据。对种子形态观察表明，该属植物的种皮表面纹饰特征比较相近，除圆果甘草(G. squamulosa)表面纹饰为圆丘状突起外，其余种类均以各种条纹状或回纹状突起为主。从种皮表面纹饰特征所反映的种间关系来看，有些与传统的分类结果一致，有些则不一致，无规律可寻，对于进行甘草属分类和种间系统演化关系研究不具有更高价值。对甘草属植物进行了分子系统学研究，测定5种甘草属植物的ITS序列，并从Genebank中下载21种的ITS序列，包括了2种甘草属植物及山羊豆族内其它10个属的代表。以紫藤为外类群，进行简约性分析，构建甘草属及其临近类群的系统发育树状图，结果显示，所研究的甘草属植物聚为一支，而山羊豆族内的其余类群在系统树上聚为另一支，表明甘草属与山羊豆族内其余类群的关系相对稍远;甘草属植物作为一个单系类群得到了100％的支持。在包括了山羊豆族、车轴草族、蚕豆族、鹰嘴豆族、岩黄芪族和灰叶族植物的系统发育树状图上，甘草属植物与山羊豆族的其余类群则处于不同的分枝上，进一步表明它们亲缘关系较远，包括甘草属的山羊豆族不是一个单系类群，甘草属的分类位置还需进一步研究。 作者在研究了4000余份腊叶标本及进行了大量野外考察的基础上，结合孢粉学、种子形态及分子生物学的证据，首次采用综合手段对世界甘草属植物进行全面的分类学修订。确认甘草属含3个组、13个种、1个变种，其中处理一新组合;对17个名称进行了归并;重新界定了广布种乌拉甘草（G.uralensis）和欧亚甘草（G.glabra）的变异范围，澄清了上述两种长期存在的名实混乱;考证了属的正确模式及一些种的合法学名，发现被命名为胀果甘草（G. inflata）的类群其正确名称应是G. paucifoliolata，建议将长期使用的胀果甘草作为保留名。确立假甘草属Glycyrrhizopsis Boiss. & bal.的独立地位，并确认该属具有2种1变种，处理新组合一个。本文对每一个种进行了详细的形态描述，并附分布资料及地理分布图，还给出了分组、分种检索表。

五味子科几种植物的传粉生物学和种子散播

五味子科(Schisandraceae)隶属于木兰亚纲八角目(Illiciales)，为攀缘藤本，花单性，雌雄异株或同株。近年来分子系统学的研究结果显示，一个包括八角目在内的所谓ANITA类群（Amborellaceae – Nymphaeales – Illiciales – Trimeniaceae - Austrobaileyaceae）代表了被子植物最基部的类群。这使得五味子科成为解决原始被子植物起源和演化问题的重要类群之一，而倍受关注。作为被子植物的原始类群，其繁育系统、传粉生物学和种子传播等方面的知识对于理解被子植物起源和基部各大类群之间的系统发育关系是至关重要的，而五味子科在这些方面的研究几乎还是空白。本研究选取几种代表不同雄蕊群类型的五味子科植物，对其进行传粉生物学和种子散播方式的研究，在此基础上讨论了该科植物和早期被子植物的传粉机制和种子散播机制。 1．翼梗五味子的传粉生物学 翼梗五味子是严格的雌雄异株。雄花在颜色、形状和大小上都与雌花非常相似，但是数量明显多于雌花。在开放后，雌雄花的花被片都不完全张开，把雄蕊群和雌蕊群包在其中，花被片和雄蕊群或雌蕊群之间的空隙非常狭小。翼梗五味子的花不能产热，不能散发出花香，也不分泌花蜜。翼梗五味子的传粉者只有Megommata sp.（瘿蚊科）的雌性成虫，花粉是对传粉者的唯一回报。Megommata sp.访问翼梗五味子的雄花摄取花粉作为其卵巢发育或产卵所需的额外营养，而雌花则是通过模拟雄花的形态来吸引昆虫的。绿叶五味子的传粉机制与翼梗五味子相似，也是雌花模拟雄花的形态欺骗昆虫访花。这种欺骗性传粉在基部被子植物是普遍存在的。 2．南五味子的传粉生物学 南五味子是雌雄同株。雌雄花的花被片都是黄色，子房绿色，雄蕊有黄色和红色两种颜色，开黄色雄花的和开红色雄花的植株在所研究的14个居群中都是随机分布的。南五味子的雌雄花都是在晚上开放，并能散发出强烈的花香，红色雄花、黄色雄花和雌花的花香成分非常相似，主要成分都是丁酸甲酯 (methyl butyrate)。南五味子的雌雄花还可以产生热量。南五味子的传粉者只有一种昆虫-- Megommata sp.（瘿蚊科），它们的访花时间与花香的散发时间以及花热产生的时间基本吻合，都集中在花开后的4-5小时内。在南五味子中，花香在吸引传粉者上起着决定性作用，花热可以增强花香的散发，而花色则不起作用。花粉是南五味子对Megommata sp.的唯一的回报，雌花利用与雄花相同的诱物（花香和花热）来吸引传粉者，因此南五味子的传粉系统也是一种欺骗性传粉。 3．五味子科植物的传粉系统 五味子科植物的花一般比较小，花器官多而不定，螺旋状排列。五味子科不存在风媒传粉，传粉昆虫主要是双翅目昆虫和甲虫类。翼梗五味子、南五味子、绿叶五味子只是由瘿蚊科Megommata属的一种昆虫来传粉的，表现出一种专化地传粉系统。而Schisandra glabra则有多种昆虫参与传粉，表现出泛化的传粉系统。以瘿蚊为媒介的传粉系统中，只有雄花能为昆虫提供报酬，而雌花则是通过模拟雄花来欺骗昆虫访花的。在这个欺骗性传粉系统中，味觉和视觉线索对瘿蚊都是很重要的，五味子的雌花可以通过模拟雄花的形态或者通过散发出与雄花相同的花香气味来吸引传粉者的。在泛化传粉的系统中，花粉、柱头和花被片都可作为昆虫的食物，并且S.glabra花还可以为昆虫提供栖息或交配场所。 五味子科植物的传粉模式符合“菌蚊类昆虫传粉综合征”。这个传粉综合征的特点是：植物一般具有较小的两性花或单性花、能散发强烈的花香、能够产生花热;传粉昆虫是菌蚊科、瘿蚊科和其他长角亚目的昆虫;欺骗性传粉;具有自交不亲和现象。Austrobaileyales 分支中的各类群和睡莲科植物都适合这个传粉综合征。 4．五味子科植物的种子散播 五味子的果实都是由小浆果组成的聚合果，五味子属的果实是长穗状，南五味子属的呈球形。成熟小浆果的颜色从红色到紫红色;具有中等大小的种子。翼梗五味子的果实是以小浆果为单位脱落的，整个脱落过程仅持续13天，种子是由鸟类和哺乳类散播的。异形南五味子和南五味子的聚合果虽然都是球形的，但是异形南五味子的果实和种子比南五味子大得多;它们的果实脱落和种子散播方式有很大差异，异形南五味子是整个聚合果脱落，脱落时间集中在20天内，而南五味子是以小浆果为单位脱落，脱落时间可长达4个月之久。异形南五味子的种子很可能是通过鸟类来散播的，而南五味子则没有发现有效的种子散播者。在五味子科内，果实形态总的进化趋势是由短到长，南五味子属所具有的球形聚合果很可能代表了五味子科果实的祖先性状。五味子科植物果实形状的进化可能最少要经历两个过程。在白垩纪和第三纪的交界期前后，由于气候和植被的变化，一些五味子类群的果实和种子变大;而后在第三纪，随着特化的果实散播者如鸟类和鼠类的出现，五味子科一些种类的花托在果期明显变长，球形聚合果进化成长穗状聚合果。

青藏高原东缘川西云杉林皆伐后灌木生长、繁殖与更新的研究

植物群落及其环境在干扰后的演替格局和过程的研究，是群落和生态系统动态研究的一个热点。选取青藏高原东缘山原区川西云杉林皆伐后，从草地过渡到灌丛的关键阶段的4 个皆伐迹地（恢复时间为8 a、10 a、16 a 和21 a），研究皆伐及自然恢复过程对林下典型灌木银露梅（Potentilla glabra）和唐古特忍冬（Lonicera tangutica）的生长与繁殖能力的影响以及灌木植物在迹地上的更新情况，分析灌木在不同生境中的适应对策和适应能力的差异,为揭示青藏高原东缘山原区迹地植被从草甸到灌丛演替的过程和特点及促进迹地演替与植被恢复进程提供理论依据和技术支撑。研究主要结论如下：1）皆伐后银露梅生长和繁殖能力显著提高，但对唐古特忍冬的影响不明显。皆伐后银露梅丛基径、高度和各部分生物量都显著增加（P < 0.05），但唐古特忍冬只有叶生物量和地下生物量增加，总生物量和其余构件生物量无显著变化。皆伐后，银露梅的结实数量、结实株数、不结实株数和结实株/不结实株比例显著增加（P < 0.05）。自然恢复过程中，银露梅和唐古特忍冬生长能力以及银露梅的结实量都表现出降低的趋势。随着迹地自然恢复时间的增加，银露梅和唐古特忍冬的基径、高度、丛叶片数和各部分生物量有减少的趋势。银露梅的结实株数增加, 但结实数量减少。2）皆伐对银露梅和唐古特忍冬生物量分配模式影响不一致。原始林和迹地中（除CT85）银露梅的生物量大小关系皆为：地下>茎>侧枝>叶。唐古特忍冬在原始林中的生物量大小关系为：茎＞地下部分＞侧枝＞叶,而皆伐后生物量的分配情况改变，生物量大小关系变为：地下部分＞茎＞侧枝＞叶。随着自然恢复时间的增加，银露梅减少了地下生物量的分配，而唐古特忍冬增加了地下生物量的分配。3）皆伐和恢复时间的增加改变了迹地物种组成，促使阳性乔、灌木在迹地上定居。4 个迹地上共出现了灌木15 种，乔木3 种，没有出现天然云杉和冷杉幼苗。随着恢复时间的增加，迹地上的灌木物种由原始林下的耐阴物种逐步发展为以针刺悬钩子（Rubus pungens）为主的阳性灌木。4）影响灌木幼苗密度和幼树密度的因子不一致。灌木幼苗密度与灌木层盖度显著负相关，与苔藓层盖度显著正相关。幼树密度与草本层盖度正相关，与苔藓层盖度、灌木层盖度和高度负相关。5）研究发现在青藏高原东缘山原区皆伐15～20 a 后，迹地仍以草本植物为主，推测皆伐后至少20 a 以上迹地才可能向灌丛阶段过渡，比高山峡谷地区的演替进程至少推迟了20 a。银露梅和唐古特忍冬在皆伐后自然恢复过程中表现出不同的生长与繁殖策略是由两个物种的生物学特性的差异引起的。银露梅比唐古特忍冬更适应迹地退化环境。促进青藏高原东缘山原林区迹地森林恢复一方面是尽量减少人为活动的破坏，另一方面，可以通过在迹地中播种适当的乡土乔、灌木种子（如白桦、银露梅）等人工措施，以加快演替进程。The succession pattern and process of plant community and their environments is a hot spotin community and ecosystem dynamic study. Four clearcuts were chosen in Rangtang(recovery time of 8 a、10 a、16 a and 21 a), which represented the key stage of thecommunity evolved from grass stage to shrub stage in the eastern margin of theQinghai-Tibetan Plateau. The growth and reproduction of the Potentilla glabra andLonicera tangutica and the natural regeneration of shrub plants in the primary Piceabalfouriana forest and 4 clearcuts were studied to explore how clear cutting andnatural recovery process affected the understory shrub species during the 21 years inthe eastern margin of the Qinghai-Tibetan Plateau. The main results were below.1) The growth and reproduction of P. glabra significantly increased after forestclear cutting.. But it was not so significant as to the L. tangutica. The organismbiomass and total biomass of P. glabra were increased obviously after clear cutting（P< 0.05）. But only leaves and underground biomass of L. tangutica increasedsignificantly after clear cutting（P < 0.05）. The number of fruit and growth of P. glabraincreased significantly after clear cutting too（P < 0.05）. The ramet height, basaldiameter , organism biomass and friut number of P. glabra and L. tangutica reducedas the increase of recovery time.2) The biomass allocation patterns varied between P. glabra and L. tangutica inthe primary forest and clearcuts. The biomass allocation of P. glabra both in primary forest and clearcuts was followed as: underground part > stem > branch > leaves.However, the biomass allocation of L. tangutica had changed after the clear cutting.The biomass allocation of L. tangutica in the primary forest was followed as: stem >underground part > branch > leaves and it was underground part > stem > branch >leave in clearcuts. The biomass allocation of P. glabra and L. tangutica varied amongclearcuts. Aboveground biomass was increased while underground biomass decreasedfor P. glabra with the increase of recovery period. However, the L. tangutica showedthe reverse changing pattern.3) Clear cutting and recovery time had changed the species composition of theclearcuts. There were 15.shruby species and 3 tree species in the four clearcuts. Nospruce and fir seedlings were found. In the early stage after clear cutting, there wereonly understory shrub species from the primary Picea balfouriana forest. The sunnyspecies, especieally Rubus pungens invaded intensly as the increase of recovery time.4) There was a significant negative relationship between density of seedlingswith shrub layer coverage and positive correlation with moss coverage. The saplingshad significantly positive correlation with herb layer coverage and negativecorrelation with moss coverage, shrub layer coverage and height.5）Comparing to studies in Miyalou, a nearby high mountain and canyon area,the secondary sucession in this subalpine plateau areas lagged at least 20 years.P. glabra and L. tangutica showed different growth and reproduction strategies toclear cutting and natural recovery , which may associated with the difference of theirbiological characters. P. glabra was more adaptive to the clear cutting than the L.tangutica. Two suggestions were probably recommended to promote the recoveryprogress in the subalpine plateau areas based on the results of this study. Limitanthropogenic disturbance, and meanwhile sow native tree and shrub seeds inclearcuts.

《马可波罗游记》中记载的肃州毒草及其生态环境背景调查

调查了《马可波罗游记》所记载的中国古代肃州引起牲畜中毒的毒草类型、分布特征及其发育地的生态环境背景。结果表明：在马可波罗当年旅行经过的肃州地区，狼毒，Stellera chamaejasma．棘豆Oxytropis，醉马草Achnatherum inelrians3种毒草大面积分布,已泛滥成灾,造成了数万头(只)牛、羊等家畜大量中毒死亡，严重影响了当地畜牧业的发展。肃南县是毒草生态灾害的重灾区，狼毒、棘豆、醉马草在该区广泛发育。狼毒、醉马草、黄花棘豆O.ochrantha发育在海拔：3000m左右、降水量近300mm的祁连山中高山区草原生态环境：小花棘豆O.glabra分布在降水量不到100mm、蒸发量可达2900mm、严重盐碱化的明花区走廊荒漠草原生态环境。棘豆植物分布区地理位置和牲畜中毒征状说明肃南县的棘豆毒草很可能是《马可波罗游记》中所记载的引起牲畜中毒的毒草。