摘要:从包含Allee效应的局域种群出发,建立了耦合映像格子模型,即集合种群模型。通过分析和计算机模拟表明:(1)当局域种群受到Allee效应强度较大时,集合种群同步灭绝;(2)而当Allee效应强度相对较弱时,通过稳定局域种群动态(减少混沌)使得集合种群发生同步波动,而这种同步波动能够增加集合种群的灭绝风险;(3)斑块间的连接程度对集合种群同步波动的发生有很大的影响,适当的破碎化有利于集合种群的续存。全局迁移和Allee效应结合起来增加了集合种群同步波动的可能,从而增加集合种群的灭绝风险。这些结果对理解同步性的机理、利用同步机理来制定物种保护策略和害虫防治都有重要的意义。

摘要:凝结水(隐匿降水)和降水是荒漠地区两种不同形式的水分来源,对荒漠生态系统极为重要。叶片毛尖(leaf hair points, LHPs)是很多荒漠藓类的重要外部形态结构特征,但它在藓类植物利用凝结水和降水中的作用尚不清楚。齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)是古尔班通古特沙漠藓类结皮的优势种,其叶片顶端具有较长的白色毛尖。采用自制微渗计(h=3.5 cm, d=5.7 cm)研究了正常有毛尖和人工去除毛尖的齿肋赤藓结皮的凝结水特征及其在3种模拟降水梯度(1,3,6 mm)下的短期蒸发特征,结果表明:(1) 在凝结阶段,有毛尖结皮每时段的凝结水量均大于无毛尖结皮,但日出后有毛尖结皮凝结水下降速度稍快;有毛尖结皮的日凝结水量均大于无毛尖结皮,且前者的总凝结水量比后者多10.26%,即毛尖能增加10.26%的凝结水量。(2) 3种模拟降水梯度下,有毛尖结皮在各时段的累积蒸发率始终小于无毛尖结皮,以蒸发前期阶段最为明显,表明毛尖能显著减少和延缓结皮内的水分蒸发、延长植株水合时间,而且降水量越大减缓效果越明显。毛尖对这2种不同形式水分利用的差异是因为利用方式不同:对凝结水的利用主要归因于毛尖增大了结皮表面粗糙度,而减少对降水的蒸发主要是毛尖能反射阳光、形成内部毛细管及减小植株间隙的缘故。因此,毛尖的存在有利于齿肋赤藓结皮对凝结水和降水的利用,增强了藓类结皮对干旱环境的适应能力。

摘要:通过2009年6月调查航次,获得了营养盐等参数断面分布,表明咸淡水混合是控制营养盐分布的主要因素。为了解不同盐度梯度下浮游植物生长与营养盐吸收的关系,采集两个站位水样分别代表长江冲淡水(C1站)和外海水(I10站),按C1站水样比例,分100%、75%、50%、25%、0%不同比例混合进行现场模拟咸淡水混合培养,有以下认识:(1)平行结果表明培养过程中活体荧光极大值在100%混合组,且淡水比例越低,指数生长期0-48 h内生长速率越低,100%、75%、50%、25%组分别为1.18/d、1.12/d、1.14/d、0.77/d;(2)低于26盐度的水体中PO₄^3-在48 h内可被迅速消耗而产生限制作用,是控制浮游植物生长的潜在限制因子;(3)除0%组外,各混合组DIN/P(DIN:溶解无机氮,Dissolved Inorganic Nitrogen,DIN=NO₃^-+NO₂^-+NH₄⁺)比值在浮游植物指数生长期有升高趋势,100%组DIN/P比值增加了一倍。各组培养48 h后DIN/Si比值逐渐降低至原来的0.7左右,初始DIN/Si小于一定时间内硅藻吸收的(ΔDIN/ΔSi)比,是造成各组DIN/Si比值减小的原因。以上结果表明咸淡水混合过程中形成的营养盐梯度可造成浮游植物生长程度和速率差异,且可因局部浮游植物旺发而改变海水营养结构。

摘要:以美国切斯比克湾地区为例,对该区域150个小流域的下垫面特性(包括土地利用类型、地面不透水系数和土壤物理属性)进行了提取,根据1984-2004年间逐日流量观测数据计算出了33个水文指标,运用逐步回归方法在不同地理区分析了9种下垫面特性对其中17个重要水文指标的影响。结果表明:随着草地和林地比例的增加,流量趋于减小、流量变化趋于稳定,随着建设用地和不透水层的增加,流量增加、流量变化剧烈,随着土壤水文组等级的升高,流量减少;在整个切斯比克湾流域,对流域下垫面特性响应最为显著的水文指标是高脉冲个数及历时,在阿巴拉契亚高地地区响应最为显著的水文指标是年极值流量、高脉冲个数及历时,在皮德蒙特山地响应最为显著的水文指标是高脉冲个数及历时,在沿海平原地区响应最为显著的水文指标是高脉冲个数及历时、流量变化的速率与频率。

摘要:湖泊营养物生态分区是实现湖泊分区控制的前提和基础。以中国中东部平原亚热带湿润区为案例区,根据区域特点,从自然地理要素、生态系统和人类活动三方面建立指标体系,对各指标进行归一化得到各指标数据的分值;采用AHP方法确定各指标的权重值,结合各指标分值计算栅格尺度上湖泊营养物生态分区综合评价分值;根据研究区域DEM数据划分小流域,将栅格尺度的湖泊营养物生态分区综合评价分值投影到小流域尺度上,采用双约束空间聚类算法对小流域尺度上湖泊营养物生态分区评价分值进行聚类得到湖泊营养物生态分区结果。结果表明:(1)AHP可以用来确定复杂指标体系中各指标的权重,适合用于确定湖泊营养物生态分区指标体系中各指标的权重;(2)采用双约束空间聚类进行湖泊营养物生态分区,保证了分区结果在空间上的连续性和评价分值上的接近性;(3)根据自然地理条件、土地利用和人类活动强度的不同,可以将中东部平原亚热带湿润区划分为长江中下游平原湖区、湘赣平原丘陵湖区、湘渝山地湖区、四川盆地湖区、川西-大巴山山地湖区5个营养物生态区。

摘要:生态化学计量学是评价水体营养状态的重要手段,利用其氮磷比指标探讨了我国太湖主要入湖河流苕溪的营养状态。野外监测结果显示,苕溪水体氮素超标严重,磷素污染轻度,硝酸盐、颗粒态磷为氮磷的主要赋存形态,且氮磷浓度呈现相似的季节变化规律,表明苕溪主要受农业面源污染影响。氮磷比分析表明,苕溪水体春、秋季处于磷素限制状态,夏季适合藻类生长,冬季低温条件下不利于藻类的大量繁殖;苕溪生物量增长受磷素限制,线性拟合亦显示其氮磷比主要受磷素波动的调控;苕溪干流大面积暴发蓝藻水华的风险较部分支流及死水区低,苕溪水入湖后,特别是夏季其暴发风险将显著提高。针对苕溪水体的富营养化现状,提出若干条水质改善应对策略。

摘要:气象条件和营养盐浓度一直被认为是导致蓝藻水华爆发的两个重要因素。通过滇池外海Chla浓度时空分异性分析,得出晖湾中测点最易爆发蓝藻水华且爆发时间集中在每年6-9月。同时,采用基于缺失数据多重插补的EMB算法将气象条件和蓝藻水华爆发的不完全数据集进行反演,建立了滇池外海2004-2008年4-10月完整的气象、营养盐及蓝藻爆发的基础数据集,解决了表观蓝藻水华爆发研究中观测数据缺失的问题。据此,探讨了滇池外海晖湾中测点Chla、TN和TP与蓝藻水华爆发关系,进而提出了控制滇池外海蓝藻水华的一种新思路。

摘要:以华北落叶松天然林为研究对象,选择采伐干扰林分(样地A)和未采伐干扰林分(样地B),利用根钻法分3层(0-10cm,10-20cm,20-30cm)获取各径级细根(≤1mm、1-2mm、2-5mm3级活细根,≤2mm死亡细根)生物量数据。采用地统计学变异函数和经典统计相结合的数据分析方法对采伐干扰造成的细根生物量空间异质性的变化进行定量研究。主要研究结果如下:采伐干扰林分样地A各经级细根生物量均值减少;同一土层相同径级细根生物量样地A与样地B相比差异显著(P<0.05);不同土层的细根生物量异质性具有显著差别(P<0.05)。0-10cm土层,未采伐干扰林分≤1mm细根生物量呈现较明显的空间自相关变异,采伐干扰林分则表现为随机性变异特征,采伐干扰导致≤1mm细根生物量空间分布特征更加复杂(分维数D=1.978);10-20cm土层,采伐干扰林分各径级细根生物量异质性程度明显降低,只有未采伐干扰林分的5.4%-88.9%。20-30cm土层,未采伐干扰林分≤1mm细根生物量在较小尺度范围(<2.9m)表现出明显的空间自相关变异(结构方差比86.1%),受采伐干扰林分各径级细根生物量异质性程度只有未采伐干扰林分的8.9%-45.9%,且呈现随机性变异。各径级细根生物量空间异质性的垂直分异均表现为随土层深度的增加异质性强度明显降低。

摘要:榆树疏林是中国东北松嫩草原沙地植被演替的顶极群落,其对维持物种多样性,保持水土,涵养水源等都发挥着重要的功能。过去20a间,榆树疏林在人为干扰(农耕和放牧)下,其群落结构和物种组成发生了巨大变化。在1983年和2004年,对松嫩草原不同人为干扰下榆树疏林群落结构和物种组成等进行调查,结果显示:农耕和放牧一方面使松嫩草原榆树疏林群落多物种消失、生物量和多样性显著下降、植被结构简单化;另一方面,也是导致建群种--家榆低矮化,灌木化的主要因素。

摘要:以天山北坡三工河流域为例,利用改进后的Biome-BGC模型分别模拟了仅气候变化和气候变化与放牧联合作用下研究区不同海拔梯度3种山地草原生态系统(低山干旱草原(Lower\mountain arid grassland,LAG),森林草甸草原(Forest meadow grassland,FMG),高寒草甸草原(Alpine meadow grassland,AMG))1959-2009年地上净初级生产力(Aboveground net primary production,ANPP)的动态,并通过假设27种放牧强度情景(0-8 羊/hm²)模拟了其ANPP随放牧强度增加的变化趋势。近50a气候变化致使研究区各海拔梯度草原生态系统ANPP整体均呈上升趋势,但在放牧联合作用下,不同草原类型ANPP变化趋势差异显著;放牧导致FMG和AMG的ANPP呈下降态势,分别减少30.0%和33.2%,对比之下,由于1980年前较低放牧强度促进了LAG的ANPP,放牧导致其ANPP整体增加1.3%。随着放牧强度增加,LAG的ANPP呈先增后减趋势,且在干旱年份最为显著;而FMG和AMG的ANPP呈显著非线性递减趋势。这些结果表明,近50a气候波动可能有利于中亚干旱区山地草原生态系统生产力的提高,但日益增强的放牧活动导致其净初级生产力显著降低;放牧对FMG与AMG生产力的负面效应随放牧强度增加而增强,但适度放牧可能促进LAG净初级生产力,尤其在干旱年份。

摘要:利用人工外源施加磷素的野外试验研究了荒漠区草本植物群落物种丰富度、多度、盖度、生物量、优势种株高等生态学特征对不同磷素水平的响应。试验结果表明:在水肥充足的施肥当年,物种丰富度和多度均随着施磷水平的提高而下降,50 g/m²的高肥处理下二者均显著低于不施肥的对照(P < 0.05)。盖度和地上部生物量在施肥当年均随着施磷水平的提高而增加,50 g/m²的高肥处理下二者与对照相比其增幅分别达到了47.59%和360.49%(P < 0.05)。而在干旱的年份,即施肥后第2年,物种丰富度、多度、盖度和地上部生物量在不同磷素水平下其和对照间的差异均不显著(P > 0.05)。另外,外源磷素的施加会降低荒漠区草本植物的地下部生物量;而优势种草本植物茵陈蒿、多根葱、无芒隐子草和锋芒草株高对不同水肥耦合模式的响应存在种间差异。可见,在湿润的年份,外源磷素的施加会降低荒漠区草本植物群落的物种多样性,但会提高其种群生产力;而在干旱的年份,水分的缺乏抑制了磷肥残效的作用,外源磷素施加后对荒漠区草本植物群落物种多样性和种群生产力的影响不显著。表明水分为荒漠区草本植物生长的第一非生物限制性因子,水、肥可共为限制性因素。

摘要:将盐城国家级自然保护区核心区划分为人工管理区和自然湿地区两种模式,根据1987年、1997年、2007年3个时相的景观资料,运用RS、GIS技术和景观生态学方法,分析不同驱动力下湿地景观格局的变化差异。结果表明:(1)人工管理区,景观斑块平均面积由205.31 hm²降至55.60 hm²,景观多样性指数1.4284降低到1.2928,优势度从0.3634上升到0.7766,表明景观破碎化明显,景观多样性呈降低趋势,优势度则呈上升趋势。景观变化的结果导致景观带状特征变弱,镶嵌性特征十分明显;1987-1997年期间,景观格局空间演变表现为从陆地向海洋的单向演替;而1997-2007年,景观演替呈现多向性特征。(2)自然湿地区,景观优势度呈下降趋势,从0.4844下降到0.3164;而景观多样性呈上升趋势,其指数从0.9019上升到1.4754。景观带状格局发育更加明显,各景观带宽趋于均匀,并且景观从陆地向海洋呈单向演替特征。(3)影响海滨湿地景观格局演变的驱动因素是:自然湿地区主要受海洋潮汐作用影响,其主要自然过程如地貌过程和植物群落演替过程等呈连续性变化,从而导致景观演变呈带状连续性发展;人工管理区主要受人为管理影响,人为管理往往使生态过程的连续性发生突变,从而使景观演变呈多向性特征。

摘要:根据晋、陕、宁、蒙地区13个样地的野外调查资料,采用丰富度指数、物种多样性指数以及均匀度指数,研究了柠条锦鸡儿群落物种多样性对放牧干扰和气象因子的响应。结果表明:(1)晋、陕、宁、蒙地区柠条锦鸡儿群落组成成分简单,共记录种子植物111种,分属25科,64属,灌木层优势种为柠条锦鸡儿,草本层优势种集中于禾本科、豆科、菊科蒿属和藜科;(2)受人为干扰、土壤和气候等影响,群落的组成、结构及其综合性质具有一定差异性,主要表现在群落的Patrick指数与Simpson指数、Shannon-Wiener指数出现较大的波动,且波动趋势基本一致,Pielou指数表现较为稳定;(3)放牧干扰强度与群落Simpson指数、Shannon-Wiener指数呈极显著相关(P<0.01),与Patrick指数、Pielou指数呈显著相关(P<0.05),群落丰富度随放牧干扰强度的增大而下降,群落多样性和均匀度指数在D2和D3时呈现峰值,表明适度干扰可以提高群落物种多样性和均匀度;(4)Patrick指数、Simpson指数和Shannon-Wiener指数均与年均降水量呈极显著正相关(P<0.01),与相对湿度呈显著正相关(P<0.05),共同体现了水分条件是制约柠条锦鸡儿群落物种多样性的决定性因子。

摘要:为了了解6种阔叶幼苗叶形态的季节变化规律和气候对其的影响,对山杜英、米老排、樟树、海南红豆、红花油茶和红锥6种幼苗叶长和叶宽的相关性和叶片的比叶重变化和其与气候的关系进行了研究,结果表明:幼苗各月份的叶长和叶宽呈极显著正相关。根据相关系数把6种幼苗分为:a),叶长和叶宽的相关性随季节变化型,包括山杜英、红花油茶、海南红豆、红锥;b),叶长和叶宽的相关性稳定型,有樟树和米老排。6种幼苗的叶长和叶宽相关系数与月降雨量成线性关系,与月平均气温及光照时间呈二项式关系。6种幼苗叶片的比叶重随幼苗种类和季节而变化,新叶的比叶重上半年比下半年变化大,老叶全年变化较小,上半年新叶的比叶重比老叶低,下半年两者相近。红花油茶新叶和老叶的平均比叶重明显大于其余5种幼苗。6种幼苗的比叶重与降雨量、平均气温和光照时间存在二项式关系。

摘要:采用方差分析、多重比较、相关分析、聚类分析等多种分析方法对河西走廊红砂天然分布区11个群体种子发芽率、发芽势、吸水率和千粒重四个性状进行研究,以系统揭示种子活性变异程度和变异规律。研究结果表明,红砂种子的发芽率、发芽势和千粒重在群体间差异极显著(P<0.01),42 h吸水率在群体间差异显著(P<0.05);千粒重、发芽率和发芽势之间呈极显著正相关关系(P<0.01);红砂种子各性状均呈现出以经度、纬度和海拔为主的梯度变异规律;通过对4个活性性状各测量值的聚类分析,将11个天然群体拟划分为5个类群。研究结果可为今后开展红砂天然群体遗传多样性和种质资源的保护、评价与利用提供参考依据。

摘要:根据江西第6次森林清查小班数据,运用基于实地样方数据拟合的森林植被生物量与蓄积量的关系,并采用空间替代时间的方法,估算了1985-2003年江西中南部红壤丘陵区泰和和兴国县主要造林树种马尾松、湿地松、杉木林的生物量和碳储量,分析了时空动态特征。结果表明:(1) 2003年研究区主要造林树种林分面积31.04×10⁴ hm²,总生物量22.20 Tg,植被碳储量13.07T gC,平均碳密度42.36 tC/hm²。(2) 1985-2003年研究区主要造林树种碳密度呈逐年上升趋势,增加了8.58 tC/hm²;1985、1994、2003年3个树种植被碳储量分别为4.91、11.41和13.07TgC,年均固碳量0.45 TgC/a。(3) 海拔位于700-900 m之间的树种平均碳密度最大,坡度位于25-35°之间的树种平均碳密度最大。森林植被碳密度总体呈现随海拔高度的增加而增加,随坡度的增大而增大的分布。人工造林工程使江西红壤丘陵区森林植被碳储量增加显著,森林生态系统的固碳能力明显增强。

摘要:研究表明克隆整合可以显著提升异质环境中克隆植物的生长,然而当克隆植物遭受均质环境压力时,整合对植物生长影响的研究相对较少。以典型入侵克隆植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)为例,研究均质环境压力酸雨和采食模拟胁迫对空心莲子草生长的影响,以及克隆整合在空心莲子草适应不利环境过程中所起的作用。酸雨设3种浓度梯度:pH值3.5 、pH值4.5和 pH值6.5(对照);采食设3种水平:不去叶、去叶50%和去叶90%;整合水平:匍匐茎切断和连接。结果表明:无论保持或切断匍匐茎的连接,酸雨处理都不影响空心莲子草生物量。当保持匍匐茎连接时,pH值4.5酸雨处理增加了空心莲子草匍匐茎长度和分株数目,因此,低度酸雨可能对空心莲子草生长有一定的促进作用。同样,无论匍匐茎是否被切断,采食处理都显著降低了空心莲子草克隆片段生物量,而显著增加了叶片数目。当切断匍匐茎连接时,采食处理使空心莲子草分株数目显著增加。结论:空心莲子草能较好地适应酸雨和采食的环境压力,当空心莲子草全部克隆分株遭受均质环境胁迫时,克隆整合并不能显著改善它的生长。

摘要:叶面积指数(1eaf area index,LAI)是重要的生物物理参数,亦是各种生态模型、生产力模型以及碳循环研究等的重要生物物理参量,因此具有重要的研究意义。为了探索不同高光谱模型监测烟草LAI的精度,采用盆栽试验,在烟草伸根期,旺长期和成熟期,通过ASD Fieldspec HH光谱仪测定了不同水氮条件和品种下烟草冠层的高光谱反射率,并统计相应的叶面积指数数据。选用4个常用的植被指数RVI (ratio vegetation index)、NDVI (normalized difference vegetation index)、MTVI2 (Modified second triangular vegetation index)、MSAVI (Modified Soil-adjusted vegetation index)和PCA (principal component analysis)、neural network (NN)3种方法对烟草LAI进行了估算,比较分析了3种方法的估算结果。结果表明,植被指数法,主成分分析,神经网络方法LAI都取得了较为理想的结果,其中植被指数法可以较为精确反演烟草LAI,验证模型确定性系数在0.768-0.852之间,主成分分析方法和神经网络方法精度较高,分别为0.938和0.889。主成分分析方法验证模型的稳定性更好,其验证模型的RMSE(root mean square error)为0.172,低于4个植被指数和神经网络。MTVI2和MSAVI能较好地去除土壤、大气等条件影响,反演精度高于RVI和NDVI。与基于植被指数建立的模型相比,主成分分析和神经网络可以更好的提高LAI的反演精度。

摘要:2008-2009年连续2a系统调查了番茄、茄子、棉花、大豆、玉米等寄主植物上烟粉虱种群发生的时间与空间动态。结果表明:不同寄主植物上的烟粉虱成虫及其伪蛹数量有显著性差异,其密度大小依次为:茄子>棉花>番茄>大豆>玉米。其中,在玉米上除了发现极少量的成虫逗留外,没有发现烟粉虱的卵及若虫。在发生的时间序列上,烟粉虱成虫及伪蛹的数量呈现为先逐渐上升后又下降的变化过程,发生高峰期集中在8月5日到8月31日,9月初以后烟粉虱数量慢慢减少。在空间分布上,表现为烟粉虱成虫喜食寄主的上部叶片。统计分析显示,寄主对烟粉虱成虫和伪蛹的数量的影响极显著,而年份对其数量的影响没有显著差异。由此得出的烟粉虱发生和达到高峰的时间,可为烟粉虱预测预报和区域性综合治理提供重要理论依据。

摘要:微生物固碳在减缓全球气候变化、实现人类可持续发展方面具有重要的意义,通过揭示长期不同施肥制度对土壤固碳细菌的影响规律,可以为我国稻田土壤科学施肥,稻田固碳和温室气体减排的共轭双赢作用提供重要的理论依据。以湖南宁乡国家级稻田肥力变化长期定位试验为平台,采用PCR-克隆测序和实时荧光定量(Real-time)PCR技术,研究不施肥(CK),氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾加秸秆还田(NPK plus crop residue return; NPKS)3种长期施肥制度对稻田土壤固碳细菌群落结构及数量的影响。通过分析固碳细菌cbbL基因文库发现,长期施肥导致土壤固碳细菌种群结构产生了明显差异,NPK和NPKS处理中兼性自养固碳菌群落优势增加而严格自养固碳菌生长受到抑制。LUBSHUFF软件统计分析显示cbbL基因文库在CK、NPK及NPKS处理间均存在显著性差异。 3种施肥处理的稻田土壤细菌cbbL基因拷贝数为3.35×10⁸ -5.61×10⁸/g土,施肥后,土壤细菌cbbL基因数量增加,其中NPKS处理cbbL数量最多,是CK处理的1.5倍左右。稀疏曲线则显示长期施化肥导致细菌cbbL基因多样性高于NPKS,而NPKS高于CK。上述结果表明了长期施肥对土壤固碳细菌群落结构,多样性及数量均有显著的影响。结果可为深入探讨稻田土壤微生物固碳潜力及其影响机理提供有力的依据。

摘要:土壤有机碳的固持对保持土壤肥力以及缓解全球温室效应具有重要意义。通过田间定位试验,探讨了新银合欢(Leucaena leucocephala)篱对10°和15°的紫色土农耕地(玉米地)和经济林地(油桃地)表层(0-20cm)土壤有机碳积累的影响。结果表明:种植3a的新银合欢篱的10°和15°农耕地、10°经济林地土壤有机碳密度分别比相应的无植物篱的对照地提高41.53%、43.29%、32.15%。经济林处理土壤有机碳含量、有机碳密度、呼吸强度显著大于农耕地处理;10°比15°农耕地更有利于土壤有机碳、呼吸速率及微生物量碳提高;农耕地比经济林地更利于微生物生物量维持。各处理下坡比上坡更利于土壤有机碳蓄积,且土壤呼吸强度提高,但土壤微生物商基本相同。不同处理下,土壤有机碳与土壤理化性质相关性各不相同:定植新银合欢篱的10°和15°农耕地、10°经济林地土壤有机碳与有机质含量、土壤微生物碳有极显著的相关性,与全钾呈正相关,与pH负相关;定植新银合欢篱的10°和15°农耕地呼吸强度与有机碳相关关系均达到了极显著性,10°经济林地呼吸强度与有机碳显著相关;土壤微生物指标变化与有机碳的变化趋势一致,能反映土壤质量变化。阐明定植新银合欢篱利于土壤有机碳固持,且能增强土壤微生物活性,提高土壤质量。

摘要:漆酶因可氧化许多种有机污染物,在土壤污染修复方面的应用潜力受到广泛重视。筛选具有较高漆酶活性的土壤真菌,可以为污染土壤修复提供生物资源。通过培养基中愈创木酚颜色反应,从土壤中筛选获得1株真菌菌株F-5。18S rRNA基因序列显示该菌株属于巨座壳科(Family Magnaporthaceae)。单因素试验和正交试验结果显示,蔗糖和蛋白胨分别是最有利于该菌产漆酶的碳源和氮源。在适当培养条件下,真菌F-5培养液酶活性可达4033U/L,表现出该菌具有较强的产漆酶能力。在多环芳烃(PAHs)污染土壤的生物修复中,真菌F-5可使土壤中苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽等高环、高毒性多环芳烃降解,并使土壤多环芳烃毒性当量大幅降低。因此,真菌F-5适合修复PAHs污染土壤。

摘要:土壤微生物是森林生态系统中的重要分解者,在森林生态系统物质循环和能量转换中占有特别重要的地位。以典型喀斯特峰丛洼地为试验对象,利用经典统计学和地统计方法分析了土壤微生物量的空间变异特征。结果表明:土壤微生物量的变异程度均很大,土壤微生物量碳(C_mic)、土壤微生物量氮(N_mic)、土壤微生物量磷(P_mic)的变化范围依次为:44.29-5209.63,20.91-1894.37,0.34-77.06 mg/kg。C_mic、N_mic呈极显著的相关关系,C_mic/N_mic为4.78,明显低于其它生态系统。半变异函数分析表明,C_mic和N_mic的最佳拟合模型为高斯模型,P_mic的最佳拟合模型为球状模型,C_mic/N_mic的最佳拟合模型为指数模型。土壤微生物量的块金值/基台值均介于25%-75%之间,表现为中等空间相关性,说明其受随机因素和结构因素的综合影响。C_mic、N_mic的自相关距离约为50 m,随着滞后距离的增大,自相关函数逐渐向负方向增长,达到显著的负相关。P_mic的Moran's I在滞后距大于70 m后反而增大,表现为正相关。C_mic/N_mic的Moran's I较小,在-0.2-0.2之间波动。C_mic、N_mic的空间分布具有很高的相似性,呈凸型片状分布,坡中含量高且向两边递减。P_mic表现为明显不同的分布格局,其在坡中上位和洼地含量较高。C_mic/N_mic呈相反的凹形零星斑块状分布。土壤微生物存在着一定的空间格局,受干扰后其含量急剧降低,因此应加强喀斯特原生生态系统的保护。

摘要:相同条件下相同生长期的植物根系生长与适应策略及其差异性还不清楚。因此,采集岷江干旱河谷地区25种乡土植物(木本15/草本10种)的种子于2009年3月播种在同一干旱环境中,9月测定了1年生植株的最大根深(RD_max)、根幅(RW)与根生物量(RB),计算了总根长(TRL)、比根长(SRL)及细/粗根生物量比(RB_f/c),分析了它们之间的关系,进行了根系功能组划分。结果表明:1) 25种植物1年生植株RD_max与RW变异较小,总变异率为14.9%和20.7%;TRL和SRL变异相对较大,分别为28.5%和34.7%,草本植物SRL明显大于木本植物;RB和RB_f/c种间变异较大,总变异率分别为50.1%和70.5%;2) 25种植物的RD_max、RW、RB和TRL间呈显著正相关关系,表明根系较深的物种RW较大,TRL和RB也较高;SRL与RD_max呈极显著负相关关系,与RB_f/c呈极显著正相关关系,表明根系垂直分布较浅的物种细根发达,SRL较大;3) 主成分分析显示,25种植物可分为3个功能组:第1组具有较大RD_max、RW和RB,资源利用持续时间较长;第2组具有较大TRL、SRL和RB_f/c,资源利用效率较高;第3组根系功能性状没有一致的突出特点,可能通过降低自身生理机能适应生存条件。综合分析表明,岷江干旱河谷区25种植物1年生植株根系的功能性状变异明显,可塑性大,历经长期自然选择压力而形成了不同的环境适应策略,但生长型并不必然表达出1年生植株根系功能性状的差异性。

摘要:草地是世界上分布最广的植被类型之一,作为陆地生态系统的重要组成部分,参与了全球碳源/汇及碳循环过程,在全球气候变化中扮演着重要角色,并对其产生重大影响。以黄土高原草地植被为研究对象,结合国家退耕还林草与封山禁牧工程的实施,对封禁前后的天然草地和退化草地,采用样带多点调查与多年定位测定相结合的方法,分析了黄土高原不同类型草地植物活体、凋落物和根系碳密度分布格局与地带性规律,系统研究了黄土高原不同草地类型退化草地和封禁草地生物量与碳密度沿海拔及降水梯度的时空变异特征,阐述了影响草地碳密度分布的主要驱动因子及其作用机理。结果表明:4种草地类型3种处理的草地生物量和碳密度自西北向东南均与降雨量呈指数增长趋势,并随海拔降低而显著降低,且二者呈显著的线性回归关系;各草地类型地上/地下生物量与碳密度分布规律均为荒漠草原<丘陵典型草原<梁塬典型草原<草甸草原;封禁11a草地活体植物、凋落物和根系碳密度总量:荒漠草原为7.066 t/hm²,丘陵典型草原为8.080 t/hm²,梁塬典型草原为15.319 t/hm²,草甸草原为20.982 t/hm²,分别是退化草地的14.8、8.33、6.5倍和15.88倍。充分表明,封禁不仅能使草地植被恢复和生物量提高,而且也是草地生产力和碳密度增加的一条重要途径。由此可见,气候干旱和草地退化是影响草地生物量和碳密度的关键因素,系统研究黄土高原封禁草地生物量增长与碳密度变化过程,将会对未来全球气候变化分析作出重要贡献。

摘要:在室内条件下,比较了棉铃虫幼虫对辣味程度依次下降的豫优鲜辣2号、豫艺绿冠、豫艺墨秀大椒和豫甜椒12号4个辣椒品种果实的嗜食性、食物转化率和利用率及种群增长情况。结果表明:(1)棉铃虫幼虫的取食选择性、对食物的近似消化率和利用率在4个辣椒品种之间存在明显差异。其中初孵、3龄和5龄幼虫对4个辣椒品种果实的选择性规律基本一致,在豫甜椒12号品种上幼虫出现的百分率和取食量比率均最大;随着辣椒品种辣味程度的降低,5龄幼虫在其上的取食时间和休息时间依次增加,活动时间则依次降低;取食4个辣椒品种的果实后,6龄幼虫的相对生长率、相对取食量和食物转化率差异不显著,但取食豫甜椒12号的近似消化率和食物利用率与豫优鲜辣2号和豫艺绿冠之间差异达显著水平。(2)室内(27?1) ℃ 、70%-80% RH和16 L∶8 D光周期条件下,棉铃虫在4个辣椒品种上均能完成其世代周期,随着辣椒品种辣味程度的增加,1龄幼虫和整个世代的发育历期依次延长,且在豫甜椒12号与豫优鲜辣2号之间差异达显著水平。其中在豫优鲜辣2号上棉铃虫的世代发育历期最长(27.86 d),其次为豫艺绿冠(27.23 d),再次为豫艺墨秀大椒(26.83 d),在豫甜椒12号上的发育历期最短(25.85 d);棉铃虫在4个辣椒品种上的世代存活率分别为豫优鲜辣2号为21.67%、豫艺绿冠为23.33%、豫艺墨秀大椒为23.33%、豫甜椒12号为35.00%;取食4个辣椒品种后,棉铃虫的蛹重差异不显著,其中雌蛹重分别为取食豫甜椒12号品种的为249.3 mg,取食豫艺墨秀大椒的为244.7 mg,取食豫艺绿冠的为243.4 mg,取食豫优鲜辣2号的雌蛹最轻,为209.4 mg。雄蛹重与雌蛹表现出的规律基本一致,但取食同一品种的雌蛹重均高于雄蛹重。(3)棉铃虫的种群净增殖率和内禀增长率在豫优鲜辣2号品种上最低,在豫甜椒12号品种上最高。以上结果表明,随着4个辣椒品种辣味程度的增加,棉铃虫在其上的寄主适合度则依次降低,其寄主适合度顺序为:豫甜椒12号>豫艺墨秀大椒>豫艺绿冠>豫优鲜辣2号。

摘要:采用大田试验,以3个铃期差异明显的棉花品种为材料,研究了不同施氮量形成的棉铃对位叶氮浓度对棉花花铃期纤维发育源库活性指标的影响。结果表明: 在花后同一时期,棉铃对位叶可溶性糖、蔗糖含量和磷酸蔗糖合成酶活性以及棉纤维蔗糖含量和蔗糖合成酶活性等均随对位叶氮浓度的升高呈先升高后降低的变化趋势(45、52 DPA(花后天数Days post anthesis)的纤维蔗糖含量趋势相反),可用抛物线方程Y=ax²+bx+c拟合(P<0.01),通过拟合方程得到各指标所对应的最佳对位叶氮浓度。45 DPA(德夏棉1号38 DPA)前,花后同一时期各指标对应的最佳对位叶氮浓度差异较小,通过幂函数方程建立最佳叶氮浓度随花后天数的拟合方程,得到纤维发育期内源库活性各指标达到或接近最优状态时的适宜对位叶氮浓度的动态方程。 本试验条件下,德夏棉1号、科棉1号和美棉33B的适宜对位叶氮浓度的拟合方程分别为N_德1=7.2263DPA^-0.276(R²=0.9805^{* *})、N_科1=7.23DPA^-0.3026(R²=0.9861^{* *})、N_美33B=7.0997DPA^-0.2814(R²=0.9807^{* *})。

摘要:以位于西南大学的农业部紫色土生态环境重点野外科学观测试验站始于1990年的长期定位试验田为对象,研究了冬水田平作(DP)、水旱轮作(SH)、垄作免耕(LM)及垄作翻耕(LF)等4种耕作方式对紫色水稻土有机碳(SOC)和微生物生物量碳(SMBC)的影响。结果表明,4种耕作方式下SOC和SMBC均呈现出在土壤剖面垂直递减趋势,翻耕栽培下其降低较均匀,而免耕栽培下其富集在表层土壤中。同一土层不同耕作方式间SOC和SMBC的差异在表层最大,随着土壤深度的增加,各处理之间的差异逐渐减小。在0-60 cm剖面中,SOC含量依次为:LM(17.6 g/kg)>DP(13.9 g/kg)>LF(12.5 g/kg)>SH(11.3 g/kg),SOC储量也依次为:LM(158.52 Mg C/hm²)>DP(106.74 Mg C/hm²)>LF(93.11 Mg C/hm²)>SH(88.59 Mg C/hm²),而SMBC含量则依次为:LM(259 mg/kg)> SH(213 mg/kg)> LF(160 mg/kg)> DP(144 mg/kg)。与其它3种耕作方式比较,LM处理显著提高SOC含量和储量以及SMBC含量。对土壤微生物商(SMBC/SOC)进行分析发现,耕作方式对SOC和SMBC的影响程度并不一致。SMBC与SOC、全氮、全磷、全硫、碱解氮、有效磷均呈现极显著正相关(P<0.01),与有效硫呈显著正相关(P<0.05);表明SMBC可以作为表征紫色水稻土土壤肥力的敏感因子。

摘要:以分布广泛的沉水植物--黑藻为实验材料,对比研究了Cd胁迫和施加适宜浓度的外源Ca后,黑藻体内Cd积累、矿质营养、光合色素、可溶性蛋白、渗透调节物质、抗氧化能力以及非蛋白巯基(NP-SH)和植物络合素(PCs)的变化,以探讨Ca缓解水生植物Cd毒害的生理生化机制。结果表明:(1)Cd胁迫使黑藻体内Cd含量极显著增加,并造成明显的矿质营养失衡,主要表现为显著降低了P、K、Fe、Cu、Mn的含量,而外源Ca则削弱了黑藻对Cd的蓄积,并在一定程度上减轻了Cd胁迫所造成的矿质元素失衡;(2)Cd处理使黑藻体内叶绿素含量、叶绿素a/b值和可溶性蛋白含量大幅度下降并显著降低了黑藻的总抗氧化能力(T-AOC)和小分子保护物质 的含量,而外源Ca延缓了黑藻的失绿症状,促进了可溶性蛋白的合成并提高了黑藻的抗氧化能力;(3)Cd胁迫使黑藻体内脯氨酸积累显著,而外施Ca减缓了其积累;可溶性糖变化趋势与之相反;(4)Cd胁迫诱导了NP-SH 和PCs在黑藻体内的大量累积,外源Ca处理后,其增加幅度减小。以上结果说明外源Ca能通过抑制Cd的吸收,促进光合色素、可溶性蛋白和可溶性糖的合成,维持高的总抗氧化能力和抗氧化物质含量以及矿质营养平衡等途径来增强黑藻对Cd胁迫的抗性。

摘要:选用强筋小麦品种济麦20和弱筋小麦品种山农1391,在大田试验条件下,分别于籽粒灌浆前期(花后6-9 d)、中期(花后16-19 d)和后期(花后26-29 d)对小麦进行弱光照处理,研究了籽粒产量、蛋白质组分及加工品质的变化。灌浆期弱光显著降低小麦籽粒产量,灌浆中期对济麦20和灌浆后期对山农1391的产量降幅最大。弱光处理后,籽粒氮素积累量及氮素收获指数减少。但弱光使籽粒蛋白质含量显著升高,其中灌浆中期弱光升幅最大,原因可能是由于其粒重降低造成的。弱光对可溶性谷蛋白无显著影响,但增加不溶性谷蛋白含量,使谷蛋白聚合指数显著升高,面团形成时间和稳定时间亦升高,籽粒灌浆中、后期弱光对上述指标的影响较前期大。灌浆期短暂的弱光照对改善强筋小麦粉质仪参数有利,但使弱筋小麦变劣;并均伴随籽粒产量的显著降低这一不利影响。

摘要:植物根是感知外界盐胁迫信号的首要器官。近年来,人们利用高通量的差异表达蛋白质组学技术,分析了水稻(Oryza sativa)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、大豆(Glycine max)、大麦(Hordeum vulgare)、小麦(Triticum aestivum)、木榄(Bruguiera gymnorhiza)和匍匐翦股颖(Agrostis stolonifera)等植物根应答盐胁迫过程中蛋白质组的动态变化特征。通过整合植物根响应盐胁迫蛋白质组学研究结果,揭示了植物根部响应盐胁迫的多种调节机制,包括:利用多种信号通路与蛋白质磷酸化/去磷酸化感知并传递盐胁迫信号;通过膜蛋白与转运蛋白调节离子吸收/外排与区室化;通过抗氧化酶系统活性清除活性氧,并通过合成多种渗透调节物质与防御物质减轻细胞受到的伤害;通过改变参与糖类与能量代谢相关酶的表达调节能量代谢水平;通过细胞骨架动态重塑保持正常的细胞结构、物质运输与信息传递;通过转录、翻译与翻译后调控调节各种蛋白质的动态变化与相互作用;通过调控各种基础代谢与次生代谢水平保持细胞结构与代谢状态正常。

摘要:流域生态风险评价是流域生态环境保护与管理的重要研究内容,与一般的区域生态风险评价相比,具有其独特的流域特征。在已有研究基础上,对流域生态风险评价进行了概念界定与特征分析,并按照风险源、生态受体、生态终点的分类标准对流域生态风险评价进行了类型划分,简要评述了流域生态风险评价的相关研究主题,并尝试构建反映流域时空尺度变化规律的生态风险评价概念模型。最后针对流域生态风险评价的研究现状,重点讨论了目前存在的不足及未来的研究趋向。

摘要:土壤和沉积物是全球黑碳排放的主要归宿,土壤和沉积物中黑碳具有复杂的环境行为和环境效应。分析了黑碳的概念,指出应以环境意义为出发点去理解黑碳概念的丰富内涵;描述了黑碳形成过程及其对黑碳理化性质的影响,以及基于此的黑碳分类;总结了黑碳来源辨析的若干种常用方法;讨论了黑碳在土壤/沉积物与其他环境介质之间的迁移循环过程,以及在土壤和沉积物内部的迁移行为;探讨了土壤和沉积物中黑碳的降解行为与稳定性,及其与地-气碳氮温室气体通量、土壤稳定碳库的关系,以及在土壤碳循环模型中的作用;综述了土壤和沉积物中黑碳对有机物、重金属和营养盐的吸附行为及主要机制;提出了今后研究的主要方向,以供相关研究者参考。

摘要:应用数量统计方法,对在西藏拉萨市、曲水县和甘肃玛曲县等青藏高原区首次种植的紫穗槐3个居群的17项形态特征指标进行比较分析。变异系数分析结果表明:不同居群内及居群间的形态特征存在一定程度的变异。采用主成分分析方法,找到了积累贡献率达86.603%的4个主成分,新枝长、新枝直径、老枝直径、主根直径、二级侧根总长5个性状是造成紫穗槐形态变异的主要因素,并分析了其与根际土壤生境的相关性。通过对紫穗槐一级侧根与二级侧根根长频率分布研究,表明:(1)不同居群内及居群间各个阶段根长存在差异;(2)居群3(玛曲)中一级侧根和二级侧根根长≥40 cm的频率明显高于另外两个居群。

摘要:为发掘对蚜虫有抗性的菊花近缘种属植物,对11份菊属及蒿属植物苗期进行了田间和室内抗蚜虫性鉴定。结果发现:在田间鉴定条件下,随着平均蚜害指数(I^*)值的升高,蚜虫抗性等级逐渐降低,其中:黄金艾蒿、黄蒿、香蒿的 I^*值为0.00,属于免疫性;牡蒿的I^*值为0.13,属于高抗性;大岛野路菊的I^*值为0.25,属于抗性;异色菊的I^*值为0.37,属于中抗性;那贺川野菊、龙脑菊的I^*值为0.51-0.75,属于感性;泡黄金菊、紫花野菊、菊花脑的I^*值>0.75,属于高感性;在室内鉴定条件下,不同材料对蚜虫的抗性表现出很大差异,根据繁殖倍率的不同,11份材料分为5个抗性等级,其中黄金艾蒿、牡蒿、黄蒿、香蒿繁殖倍率为0.00,属于极高抗性;大岛野路菊繁殖倍率为5.86,属于中抗性;异色菊、那贺川野菊、龙脑菊繁殖倍率为7-10,属于低抗性;泡黄金菊、紫花野菊、菊花脑繁殖倍率>10,属于无抗性。综合分析表明:田间鉴定与室内鉴定结果基本一致,其中黄金艾蒿、黄蒿等8份材料田间和室内鉴定结果无差别;牡蒿田间鉴定表现为高抗性,而室内鉴定表现为极高抗性;大岛野路菊田间鉴定表现为抗性,而室内鉴定表现为中抗性;异色菊田间鉴定表现为中抗性,而室内鉴定表现为低抗性。黄金艾蒿、黄蒿、牡蒿、香蒿、大岛野路菊对蚜虫表现良好抗性,可用于栽培菊花抗蚜性遗传改良。

摘要:盐碱地造林是当今世界上许多国家面临的巨大难题,中国的滨海泥质盐碱地就是其中之一,盐分含量高至不适宜苗木生长的程度。研究目的在于检验衬膜在滨海泥质盐碱地造林中的成效。于2007-2009年,对使用衬膜的新造林模式和全面客土、穴状客土两种传统造林模式栽植穴内外土壤电导率值、含水量及苗木生长情况进行测定和分析。与传统造林模式相比,新造林模式在衬膜的作用下,其穴内客土土壤水分含量有明显提高,盐分含量也明显较低; 2009年苗木的成活率、苗高和冠幅较全面客土传统造林模式同比高出150.00%,7.00% 和 12.00%,较穴状客土传统造林模式同比高出838.00%, 12.00% 和 22.00%;选用的四种苗木中,香花槐效果最好,最适宜滨海泥质盐碱地这种新的造林体系,红叶杨不适宜滨海泥质盐碱地。结果表明,使用衬膜在滨海泥质盐碱地造林体系中效果明显,且成本低廉,宜于推广。