摘要:

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摘要:丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌是生态系统中重要的土壤微生物之一。AM真菌菌丝体网络是由AM真菌菌丝体在土壤生态系统中连接两株或两株以上植物根系所形成的菌丝体网络。随着菌根学研究的深入,如何直观的揭示AM真菌的生态学功能已经成为相关领域关注的热点问题。研究发现,利用同位素示踪技术可以开展AM真菌与宿主植物对土壤矿质营养的吸收、转运等方面的研究,以及菌丝体网络对不同宿主植物之间营养物质的分配研究和AM真菌在生态系统生态学中的功能研究。基于此,为了阐明同位素示踪技术在AM真菌研究中的价值,围绕菌根学最新研究进展,系统回顾了利用同位素示踪技术探究AM共生体对不同元素吸收和转运的机制、同位素示踪技术在AM真菌菌丝体网络研究中的价值和利用同位素示踪技术研究AM真菌在生态系统中的功能,为AM真菌生态学功能的研究提供理论基础,并对本领域未来的研究方向和应用前景进行展望。

摘要:利用盆栽接种试验,探讨不同水肥条件下AM真菌双网无梗囊霉Acaulospora bireticulata对黄芩生长、养分含量和次生代谢产物的影响,为黄芩水肥合理施用提供理论依据。结果表明,不同水肥条件下,AM真菌能与黄芩根系形成良好共生关系,接种AM真菌能显著提高黄芩根系菌根侵染率和生物量,水分和施肥处理对菌根侵染率和黄芩生长具有显著交互作用。不同水肥条件下,接种AM真菌提高了植株保护酶活性和叶片渗透调节物质含量,降低了脯氨酸和丙二醛含量;显著增加了黄芩苷和N、P、K、Ca、Mg、Fe和Zn含量,降低了Mn和Cu含量。N和P含量随施肥量增加而提高,其余矿质元素在施肥量N 0.383 g、P 0.564 g、K 0.251 g 时含量最高,说明AM真菌能够促进宿主植物根系对水分和矿质元素的吸收和利用,提高水分和肥料利用率,具有明显的节水节肥作用,其中50%相对含水量,施肥量N 0.383 g、P 0.564 g、K 0.251 g 时,接种AM真菌的促生效应最佳。

摘要:西藏高原是地球上极具特色的地理单元,对生物物种的形成与演化具有重要影响。基于孢子形态学鉴定,对从藏东南到藏西北(海拔高差 > 3500 m,年均温、年均降水量差异分别 > 20 ℃、 > 800 mm)高原热带、亚热带、温带、亚寒带和寒带环境下发育而成的热性草丛、暖性草丛、温性草原、温性荒漠、高寒草甸草原、高寒草原、高寒荒漠和高寒荒漠草原中的AM真菌群落进行研究,结果表明,不同类型草地间AM真菌的群落相似度普遍较低,环境对AM真菌群落具有重要影响。从藏东南到藏西北,不同类型草地间AM真菌的群落相似度呈下降趋势(Jaccard相似性系数从0.52降至0.20),AM真菌群落组成及结构变化渐趋加大,不同草地中的同种植物(包括广谱种、青藏高原特有种)AM真菌群落相似度亦不同。沿藏东南到藏西北环境梯度,随草地寒旱程度的逐步加剧,AM真菌种的丰度,特别是种数、Shannon-Weiner指数在总体上趋于显著(P < 0.05)下降,孢子密度则在总体上趋于显著提高,优势种比例、Shannon-Weiner指数亦表现出增加的趋势,表明AM真菌物种多样性虽趋于下降,但生存及对环境的适应能力趋于提高。海拔、土壤pH、有效磷和有机碳含量对AM真菌群落组成均具显著影响,但海拔对水热环境的影响决定着土壤环境的变化。因此,海拔和寒旱程度不断上升所导致的pH显著提高、土壤有机碳和有效磷含量显著下降的综合作用影响并决定着AM真菌的群落组成。研究结果对进一步理解西藏高原生物多样性的产生和维持机制等具有重要的参考价值。

摘要:外生菌根真菌对于酸性和锰污染土壤的植树造林和生态恢复有重要作用。采用液体培养方法,以大白菇Rd Fr(Russula delica Fr.)、彩色豆马勃Pt 715(Pisolithus tinctorius 715)、土生空团菌Cg Fr(Cenococcum geophilum Fr.)和厚环粘盖牛肝菌Sg KlS(Suillus grevillei(Kl.)Sing)为供试对象,研究了Mn²⁺对外生菌根真菌生长、养分吸收、有机酸和氢离子分泌的影响,以及锰在菌丝细胞内外的分布情况。结果表明:在0-800 mg Mn²⁺/L的培养液中,Mn²⁺对Rd Fr生长无显著影响;低浓度的Mn²⁺刺激Sg KlS生长,中、高浓度无抑制作用;但大幅度降低Pt 715和Cg Fr的生物量,说明Rd Fr和Sg KlS抗(耐)锰的能力较强。在Mn²⁺胁迫下,供试菌株的氮、钾含量和吸收量显著降低;含磷量和吸收量,以及草酸和柠檬酸的分泌速率因菌株不同而表现出多样性,说明在减轻Mn²⁺毒的过程中,磷酸盐(或聚磷酸盐)对Mn²⁺固定作用和有机酸的络合作用因菌株不同而异。但是,Mn²⁺显著降低Rd Fr和Sg KlS的氢离子分泌速率,菌丝和原生质中的含Mn量显著低于敏感性菌株,说明降低Mn²⁺的活性和减少吸收可能是外生菌根真菌抗(耐)Mn²⁺的重要机制。此外,菌丝吸收的Mn²⁺绝大部份存在于质外体,少量进入细胞,前者是后者的5.23-9.21倍,说明原生质膜是外生菌根真菌防御Mn²⁺进入细胞的重要屏障。

摘要:AM真菌物种多样性是土壤生态系统生物多样性的重要组分之一。尽管对AM真菌多样性已有多年研究,但是,已有研究绝大多数仅停留在对AM真菌群落种属解析层面上,对AM真菌物种多样性生态功能及维持机制方面的认识较浅。从生态功能、影响因素及维持机制3个方面系统地综述了近年来AM真菌多样性领域的研究进展。认为AM真菌多样性对植物群落生产力的调控机制及结合理论与实践解析AM真菌多样性维持机制是该领域未来的重点研究方向。

摘要:林火是森林生态系统的一种主要干扰因子,以青岛市三标山林火迹地为研究对象,采集荆条(Vitex negundo)、胡枝子(Lespedeza bicolor)、花木蓝(Indigofera kirilowii)、青花椒(Zanthoxylum schinifolium)和野青茅(Deyeuxia arundinacea)5种优势植物根围土壤,研究不同林火强度对丛枝菌根(AM)真菌多样性的影响。结果表明,AM真菌侵染率和孢子密度随火灾强度的加强而降低;非过火区植物根围土壤中,分离鉴定出AM真菌3属11种,轻度过火区分离鉴定出AM真菌3属10种,中度过火区分离鉴定出AM真菌3属9种,重度过火区分离鉴定出AM真菌3属8种。过火区AM真菌种丰度低于非过火区。过火区和非过火区AM真菌的重要值和优势种不同,非过火区植物根围的优势种是地球囊霉(Glomus geosporum)、台湾球囊霉(G. taiwanensis)、分支巨孢囊霉(Gigaspora ramisporophora)、极大巨孢囊霉(Gi. gigantean)、福摩萨球囊霉(G. formosanum)、悬钩子球囊霉(G. rubiforme)、柯氏无梗囊霉(Acaulospora koskei)和松蜜无梗囊霉(A. thomii);轻度过火区植物根围的优势种是地球囊霉和台湾球囊霉;中度过火区的是台湾球囊霉和地球囊霉(野青茅除外);重度过火区植物根围的优势种是地球囊霉。不同强度的过火区对AM真菌群落组成有不同程度的影响。认为林火降低植物根围土壤中AM真菌多样性。

摘要:以南北方不同生境下的10株外生菌根真菌为研究对象,采用液体培养的方法,研究了铝对不同菌根真菌的生物量、有机酸分泌及养分含量的影响,以期筛选出抗铝性强的优良菌株,并探讨其抗铝机理。结果表明:外生菌根真菌Sl 08抗铝性最强;Pt 715、Ld 03、Bo 11、Sl 01、Bo 15也具有不同程度的耐铝性;Sl 14、Gc 99、Cg 04抗铝性较差;Sg 11抗铝性最差。来自南方酸性森林土壤的菌株总体抗铝性强于来自北方石灰性土壤的菌株,这表明外生菌根真菌的铝耐受能力与其原始生境有着密切的联系。外生菌根真菌能分泌多种有机酸,且不同菌株分泌的有机酸种类不同。其中,受铝胁迫分泌量增加最多的是草酸。研究中,铝胁迫能增加大多数铝抗性菌株的草酸分泌量,其中铝抗性最强的Sl 08表现最为明显。但铝胁迫并没有促进具备一定铝抗性的Bo 11 和Sl 01草酸的分泌量,同时在铝敏感的菌株中均观察到了草酸分泌量的增加。这表明分泌草酸可能并不是外生菌根真菌抵抗铝毒的唯一途径。对各菌株铝胁迫下对氮,磷及钾的吸收研究表明,除铝敏感菌株Sl 14外,铝胁迫均能促进各供试菌株对氮,磷或钾的吸收。综上,在一定铝浓度下,一些外生菌根真菌可通过增加草酸分泌来抵御铝毒。此外,铝胁迫下外生菌根真菌还可通过调控氮、磷、钾等营养元素的吸收来抵抗铝毒,即通过增加对营养元素的吸收来增强其在铝胁迫下的生存能力,这可能是其抵御铝胁迫的应激反应之一。

摘要:2008-2012年选择了中国青海、西藏、四川等22个地区,首次对青藏高原的特有真菌黄绿卷毛菇(Floccularia luteovirens)进行了全面、系统地调研,包括其地理分布、发生地的气候特征及其发生特征。研究结果表明:黄绿卷毛菇在我国的地理分布范围为纬度范围N 28°93'-37°69'、经度范围E 90°4'-102°1',主要是青藏高原地区;黄绿卷毛菇主要发生在夏秋(6-9月份),发生地的平均气温为6.2-15.9 ℃,平均相对湿度为41%-74%,年降水量为344-574 mm,年平均蒸发量为1393.8-2441.4mm,湿润系数为0.42-0.78。

摘要:随着鄂尔多斯煤矿开采的日益加剧,开采和运输过程中产生的煤粉尘沉降已成为影响当地植物生长的一个重要影响因子。通过近自然生境条件下的控制实验,以鄂尔多斯高原优势植物羊柴(Hedysarum laeve)为研究对象,探究不同梯度煤粉尘沉降量(0-3.5 mg/cm²)对其幼苗的光合生理特性和生长的影响。研究结果表明,随着煤粉尘沉降量的增加,羊柴叶片的气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、叶片水分饱和水汽压亏缺(Vpdl)等因子发生了不同程度的改变,导致净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)降低,使得幼苗的植株高度、叶片数、地上和地下生物量降低。因而,积累到一定程度的煤粉尘颗粒通过影响叶片气孔的水汽交换过程和降低叶片表面的光照强度,影响了叶片的光合生理过程,从而抑制了羊柴幼苗的生长。

摘要:利用采自额尔齐斯河上游6个采点的西伯利亚云杉(Picea obovata Ledeb)树轮样本建立了区域树轮宽度年表。与气候要素的相关分析表明,该地区树木径向生长主要受降水制约,区域树轮宽度年表与富蕴气象站上年7月至当年6月的降水总量相关显著。在此基础上建立了转换方程,重建了额尔齐斯河上游地区1722-2012年上年7月至当年6月的降水总量,方差解释量高达55.1%(调整自由度后为54.2%)。重建结果显示,该地区过去291年间存在9个降水偏多的时期和8个降水偏少的时期。降水重建序列还存在2.1a和3.2a的显著周期及2.3、21.6、24.3a的较显著周期,并且在1876-1877年及1983年前后发生了降水突变。空间相关分析表明,重建的上年7月至当年6月降水量对额尔齐斯河上游阿勒泰地区的降水量具有很好的空间代表性。此外,重建结果还与周边地区其他基于树轮资料重建的降水序列的干湿变化有较好的一致性。

摘要:凋落物是陆地生态系统的重要组成部分,它对生态系统的养分循环非常重要。凋落物现存量是凋落物输入量与分解量的净累积量,理论上影响凋落物输入过程和分解过程的因素都会对凋落物现存量产生重要影响。目前,我国科学家对部分区域典型陆地生态系统凋落物现存量及其影响因素进行了探讨,但迄今为止,全国尺度下的关于凋落物现存量评估的结果还未见报道。因此,如何准确地评估凋落物现存量对揭示生态系统应对全球变化具有重要意义。收集了2000-2014年公开发表文献中的森林和草地凋落物现存量数据(共1864个样点),并结合气候、土壤和地上生产力探讨了中国森林和草地凋落物现存量的空间格局及其主要控制因素,此外,还利用森林和草地凋落物的碳氮含量,结合凋落物现存量估算了不同区域和全国尺度的凋落物的碳氮贮量。分析结果表明:中国森林和草地的凋落物现存量存在较弱的经度和纬度格局,然而按照不同经度和纬度间隔整理数据后凋落物现存量表现出显著的空间分布格局。森林的凋落物现存量表现为随着经度和纬度的增加而逐渐增加,主要控制因素为温度。草地的凋落物现存量表现为随着经度的增加而逐渐升高,其主要影响因素为降水。森林和草地凋落物现存量在局部(或区域内)存在非常大的变异,这是造成其大尺度格局较弱的重要原因。结合1:100万中国植被图的森林和草地面积数据,估算出中国森林的凋落物现存量约为1135.56 Tg,其碳氮贮量约为517.93 TgC和15.33 TgN;此外,中国草地的凋落物现存量约为119.63 Tg,其碳氮贮量分别为47.11 TgC和1.59 TgN。首次尝试对全国尺度森林和草地凋落物现存量及其碳氮贮量进行估算,其研究结论有助于揭示凋落物在碳氮循环中的重要作用,并可为准确评估中国陆地生态系统碳氮贮量提供重要参考。

摘要:潜在植被作为当前气候条件、无人类干扰下,所能发育演替形成的最稳定、最成熟的一种顶极植被类型,能够反映立地植被发展的趋势。潜在植被的研究有助于人类了解植被与气候系统的作用机制,可为区域植被恢复工程和生态建设提供参考依据。基于综合顺序分类系统,利用A1B、A2及B1情景下2070-2099年气象数据对中国潜在植被进行了模拟,在不同气候变化情景下分析了未来中国潜在植被的空间分布和潜在植被对不同气候变化的敏感性。结果表明:(1)不同气候变化背景下中国潜在植被分布的规律具有相似性,但潜在植被类在总数和各情景下分布的面积存在差异性;(2)比较发现,中国的气候条件在20世纪和21世纪均不适宜炎热极干热带荒漠类(ⅦA)的发育;(3)中国潜在植被在3种气候变化情景下表现为敏感性的区域占到国土总面积的64.10%,在西北地区、北方地区、南方地区及青藏地区不同自然区敏感性地区所占各区的比例不同,分别为68.20%、70.82%、49.94%及66.59%。

摘要:以黄河中下游郑州地区为研究区域,根据林地面积比例高低,把确定的260块景观区域划分为林地面积比例高(>50%)、中等(50%-30%)、低(30%-10%)和非常低(<10%)共4个不同类型;采用概率连接度指数(PC)表征林地栖息地可用性程度。利用R软件里的广义线性模型(GLM),分析了10、50、100、250、500、1000、2000 m和3000 m物种不同扩散能力下,反映林地景观组成和构型特征的林地面积比例(PA),以及林地面积比例(PA)与林地斑块数量(NP)、林地平均斑块大小(PS)、林地斑块隔离度(PI)组合作用对栖息地可用性的影响。结果表明:在林地面积比例高的区域,林地面积比例是决定栖息地可用性程度的重要影响因素;在林地面积比例中等的区域,除林地面积比例外,林地斑块隔离度和平均斑块大小是主要影响因素;在林地面积比例低和较低时,依据物种扩散能力的不同,需要考虑平均斑块大小和林地斑块数量的影响。景观中不同林地面积比例情况下,生物保护措施和管理要依据林地面积比例、林地斑块数量、林地平均斑块大小、以及林地斑块隔离度。

摘要:在甘肃盐池湾国家级自然保护区内海拔4137 m处,选择典型的囊种草垫状植被设置研究样地,研究了垫状植物囊种草对群落物种组成和群落物种多样性的影响,并且定量的研究了囊种草对群落物种丰富度的影响能力和维持潜力。研究结果表明:囊种草为群落中增加了新的植物种类,并且提高了部分生境一般种的多度;囊种草的出现提高了群落物种密度和物种丰富度,进而提高了群落物种多样性;囊种草斑块的增加将会引起景观水平物种丰富度的增加,表明囊种草具有为群落中引入新的植物种类进而提高群落物种丰富度的能力;在景观水平,囊种草所创造的生境多样性则成为一种保障,可以维持景观中物种丰富度从而降低物种损失的风险,表明囊种草具有较高的群落物种丰富度维持潜力。

摘要:为了揭示黄土丘陵沟壑区撂荒地植被演替前期优势种猪毛蒿(Artemisia scoparia)对该区立地环境的适应性,探讨猪毛蒿演替生态位的变化,研究了陕北黄土丘陵沟壑区3种立地环境下(阳峁坡、峁顶、阴峁坡)猪毛蒿叶片形态解剖和生理特征的变化,以及这些变化与生态因子之间的相互关系。结果表明:(1)猪毛蒿叶片具有适应该区半干旱环境的形态及解剖结构:叶片针形化、具表皮毛、环栅型叶肉组织、海绵组织特化为贮水组织、维管束退化、具裂生分泌腔,C₃ 植物呈现类似CAM 植物的叶片特性;(2)在土壤、空气湿度相对干燥和强光生境的阳峁坡与峁顶,猪毛蒿具有较小的叶面积、发达的栅栏组织、致密的表皮毛和紧密的细胞间隙,而在生境条件较好的阴峁坡则呈相反趋势;(3)阳峁坡猪毛蒿叶片相对含水量和叶绿素含量较小,超氧阴离子自由基增加,但植物体内超氧化物歧化酶和抗坏血酸含量增加以清除植物体内产生的活性氧;(4)冗余及相关性分析表明,猪毛蒿叶片形态、解剖和生理指标的可塑性对立地光照强度、土壤水分和有机质含量较为敏感,同时其形态解剖与生理可塑性可共同调节来适应生境。综合分析,猪毛蒿对陕北黄土丘陵沟壑区撂荒初期光照强度大、土壤贫瘠但土层干化现象尚未出现的立地环境有较好的适应性,使其成为黄土高原植被自然演替过程中的先锋物种。

摘要:为揭示河竹的耐水湿机制,为河竹在水湿地和江河湖库消落带植被恢复中应用提供理论依据,以河竹盆栽苗为试材,测定了淹水和人工喷灌供水处理3、6、12个月的河竹一年生竹鞭的根系生物量和主要养分元素含量,分析了河竹鞭根养分含量、化学计量比和养分积累量在淹水环境下的动态变化规律。结果表明:淹水3个月使河竹鞭根N、P、K含量显著降低,但对C、Ca、Fe、Mg等养分含量和C/P、N/P、N/K影响不明显,随着淹水时间的进一步延长,河竹鞭根养分含量、化学计量比和积累量发生明显变化,C、N、P、Ca含量和C/K、N/K、P/K降低,K、Fe、Mg含量和C/N、C/P、N/P升高;淹水6个月前对河竹鞭根养分积累总体上有明显抑制作用,但淹水12个月会使鞭根养分积累量显著升高,这主要源于根系生物量显著提高的贡献。研究表明,淹水3个月时,维持较高的养分内稳性是河竹应对胁迫环境的响应策略,随后通过土中根和水中根的大量生长来维持较高的养分吸收和积累能力,并进行养分化学计量比的适应性调节来适应胁迫环境。分析认为,河竹在长期淹水环境中能够维持生存,可以用于水湿地和江河湖库消落带植被恢复,也是净化富营养水体研究与应用的竹子材料。

摘要:采用ArcGIS地理信息系统软件的空间分析方法和SPSS统计软件的统计分析方法,分析了全国太子参潜在适宜种植地理分布、适宜生境及化学成分与环境因子的相关性。结果显示:采用聚类分析从46个样地中筛选出34个多糖含量较高的样地。所建模型经ROC曲线验证,预测效果非常好(AUC > 0.9)。最干月降水量(贡献率68.4%)、土壤类型(9.7%)、最暖季平均温(6.0%)、等温性(4.0%)是影响太子参种植分布最重要的环境因子,其最适宜生境范围为:最干月降水量20-60mm;最暖季平均温21.5-30.5℃;等温性18%-35%;土壤类型为不饱和薄层土、饱和粘磬土中的黄棕壤、黄壤、黄红壤。相关性分析显示,多糖和生境适宜度均与最湿季降水量、最暖季降水量、最暖季平均温、最干月降水量及年平均气温无显著相关性。太子参最适宜区主要分布在长江中下游区域,主要有贵州中部,重庆与湖南、湖北接壤处,河南南部,安徽西部,江苏中部,福建东北部以及浙江北部和东南部区域。因此,明确全国太子参潜在的适宜种植区可为太子参种植基地的选取和合理布局提供参考。

摘要:定量分析单木及林分的蒸腾耗水特征,是林木水分管理的关键环节。采用热扩散式边材液流检测技术,结合自动气象站,对三倍体毛白杨树干边材液流及环境因子进行了连续2年的动态观测。结果表明:(1)单株尺度上,三倍体毛白杨边材液流速率日变化在晴天表现为"单峰型",关键影响因子为水汽压亏缺(VPD)和太阳辐射(Qs),日平均液流速率在4-10月分别为0.65×10^-3、2.12×10^-3、2.09×10^-3、1.78×10^-3、1.84×10^-3、1.76×10^-3、1.04×10^-3 cm/s;(2)林分尺度上,三倍体毛白杨在2008、2009年(栽植第4年和第5年)的蒸腾耗水量分别为339.52和410.62 mm,主要影响因素为气孔导度(Gc)、相对湿度(RH),以及VPD;(3)多元线性回归模型可以较好的模拟三倍体毛白杨边材液流速率对环境因子的响应特征(P < 0.01,2008年),模型预测值较实测值偏大6.39%(2009年),二者极显著线性相关(R²=0.910,Sig.=0.00054,n=1008)。

摘要:表型变异是植物应对环境变化的一种策略。酸枣植物从中国东部沿海到内陆腹地均有分布,其表型性状的变异可能解释其对自然干旱梯度的适应机制。为验证这一假说,以烟台、石家庄、银川、吐鲁番4个自然干旱梯度生境中生长的酸枣三年生植株的12个表型性状为调查研究对象,采用变异系数和巢式方差分析对酸枣的表型变异进行分析。结果表明:(1) 从烟台到银川,叶面积、叶长、叶周长和叶柄长总体呈减小的趋势,而比叶面积呈增大的趋势;(2) 随着干旱程度的增强,二次枝的长度、二次枝的基部粗、二次枝的枣吊数、茎比密度和茎水分含量均呈减小趋势,并且种子重和种子短轴长也均呈减小的趋势;(3) 对沿干旱梯度分布的4个酸枣种群而言,叶性状的平均变异系数(33.70%) > 枝性状的平均变异系数(32.41%) > 种子性状的平均变异系数(9.07%),并且酸枣性状间存在很强的协变。结果表明酸枣的地上部分形态性状沿干旱梯度表现出很强的变异,推测在未来的气候变化下,酸枣将通过这种表型变异的有效组合来适应环境变化。

摘要:对镉处理下活性炭对小麦幼根的保护作用进行了研究。在小麦幼根的水培环境中加入镉导致了小麦幼根根长的降低、干重及鲜重的下降、细胞死亡水平上升和可溶性蛋白含量的增加。将小麦幼根置于加入活性炭的水培环境中并未对小麦幼根的根长、干重、鲜重、细胞死亡水平和可溶性蛋白的含量造成不良的影响,且在一定程度上促进了根的生长并降低了细胞的死亡水平。而在镉处理下加入活性炭则明显减缓了小麦幼根的根长的降低、干重及鲜重的下降、细胞死亡水平上升和可溶性蛋白含量的增加。上述观察表明,活性炭的加入对于镉和氯苯胁迫下小麦幼根具有一定的保护作用。

摘要:为了探明玉米早期根系结构及其对土壤水分的生理响应,揭示玉米幼苗的抗旱机理,以蠡玉18为材料,采用盆栽试验,设置轻度胁迫(LS)、中度胁迫(MS)、重度胁迫(SS)和正常供水(CK)4个水分处理,系统研究从播种开始持续水分处理对夏玉米苗期根系形态结构及活力、保护酶系统及生理调节物质的影响。结果表明:随着水分胁迫程度的加剧,玉米根长、根表面积、根体积和根干重等各形态指标较CK下降幅度逐渐增大,不同水分胁迫使夏玉米苗期根系结构存在差异。轻度和中度胁迫显著增加了细根(0.05-0.25 mm)根长和根表面积比例,重度水分胁迫显著降低粗根( > 0.50 mm)根长与根表面积比例。玉米苗期根冠比、根系活力和丙二醛(MDA)含量随水分胁迫程度的增强而上升,随着胁迫时间的延长,根冠比逐渐降低。根系可溶性蛋白含量随土壤水分含量的下降而下降,MS、SS处理较CK显著降低(P < 0.05)。夏玉米根系中SOD对水分胁迫较CAT、POD更敏感,轻度水分胁迫下主要依赖CAT、中度水分胁迫下主要依赖POD、重度水分胁迫下主要依赖SOD来降低氧化伤害;且重度胁迫下,随着胁迫时间的延长保护酶活性下降。苗期玉米通过增加根冠比、增强根系活力和不同保护酶活性及降低可溶性蛋白等渗透调节物质来协同减少水分胁迫的危害。

摘要:利用BIOLOG微孔板法研究了秦岭山脉的锐齿栎(Quercus aliena var. acutidentata)、油松(Pinus tabuliformis)、华山松(Pinus armandii)、松栎混交、云杉(Picea asperata)6个林地5种典型林分土壤微生物群落代谢特征。发现:(1)5种典型林分中,华山松的平均颜色变化率(AWCD)最高,然后是锐齿栎1 > 云杉 > 油松 > 锐齿栎2 > 松栎混交。位于不同林场的锐齿栎林地土壤AWCD值差异较大;(2)土壤微生物功能多样性指数与平均颜色变化率表现一致,6种林分之间差异显著,且不同的林分土壤微生物对6种碳源利用差异较大。(3)主成分分析显示各土壤微生物功能多样性具有显著差异,其综合因子得分为华山松>锐齿栎1 > 油松 > 云杉 > 锐齿栎2 > 松栎混交。(4)冗余分析表明土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾的综合作用对土壤微生物群落功能多样性有显著影响,其中速效磷和pH与土壤微生物功能多样性最密切。

摘要:连作严重影响了作物的产量和品质,而土壤微生物群落结构与功能对土壤生态系统和植物健康至关重要。以连作10a土壤为基质,单作马铃薯为对照,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids)、BIOLOGA技术和真菌形态学鉴定方法,研究了玉米、蚕豆与马铃薯间作模式下土壤微生物群落结构、功能和丛植菌根(Arbuscular Mycorrhizal)真菌对土壤环境变化的响应。结果表明:间作调控下,马铃薯根际土壤微生物主要类群结构发生显著改变;玉米间作马铃薯,土壤微生物群落总生物量降低,但群落功能多样性提高,促进了以羧酸类、多聚化合物、芳香类化合物、氨基酸类化合物为碳源的微生物类群代谢活性增强;蚕豆间作增加了土壤微生物总生物量,仅促进了以碳水化合物为碳源的微生物类群代谢活性。间作改变了作物根际土壤AM真菌的种、属数,AM真菌多样性降低,优势种由明球囊霉、地球囊霉转变为玉米间作体系里的福摩萨球囊霉、球泡球囊霉;蚕豆间作体系里福摩萨球囊霉和疣状无梗囊霉是优势种。间作栽培下AM真菌优势种群的变化可能受植物间的共生关系、微生物结构与功能等因素的制约。间作条件下,玉米显著影响了马铃薯根际土壤微生物群落功能多样性,而蚕豆则显著改变了微生物群落结构多样性;玉米、蚕豆对马铃薯根际土壤微生物群落功能与结构变化的影响不同步;间作调控后持续的土壤微生物群落结构与功能观察才有助于解释土壤微生物结构变化引起的功能响应。

摘要:选择盐城珍禽国家级自然保护区,以丹顶鹤越冬生境景观与种群动态这一格局-过程关系为切入点,尝试从丹顶鹤最小存活面积特征与种群动态视角探讨一下最佳粒度、景观格局变化分析的指数遴选方法。结果发现:根据丹顶鹤最小生存面积确定200m为最大转换粒度,综合景观指数随空间粒度变化的规律和粒度转换精度损失评价的结果,确定最佳分析粒度为70m。在众多景观因子中,运用Spearman秩相关分析,再利用逐步回归分析建立起景观与丹顶鹤数量指标间的联系,最终筛选出反映景观面积(CA)和空间格局(IJI,ENN_MN)的3种影响显著景观因子,其解释贡献率(累计R²)达到70.5%,且其所代表的生境景观的组成和结构信息较为客观地反映出研究区丹顶鹤种群动态分布的显示状态。与纯粹的景观指数分析相比,这种方法更能反应景观格局演变特征的特定生态学意义。

摘要:近年,欧洲和北美地区相继出现蜜蜂蜂群崩溃(Colony Collapse Disorder, CCD)现象,蜂业科学家在世界范围内开展蜜蜂蜂群损失情况调查与分析。基于此,探讨近4年我国主要西方蜜蜂饲养省份蜂群损失情况,并对损失量、损失原因进行分析。研究采用欧盟政府间合作框架(COST)下项目- CoLoss (Prevention of honey bee COlony LOSSes)项目组提供的国际统一的标准调查表格,利用R语言在RStudio环境下开展全部的统计分析工作,采用广义线性混合模型分析调查数据的相关性及因变量为非正态分布的非独立数据。调查我国12 个主要西方蜜蜂饲养省份的蜂群越冬死亡损失情况。2009-2013 年蜂群平均损失率为8.9%,损失比例同比低于欧洲和北美国家和地区的蜂群损失率,在可接受范围内。利用广义线性混合模型分析,显著影响蜜蜂蜂群损失的因素有:巢脾使用时间及蜂王因素。我国蜂群损失率较低,大部分损失症状不属于CCD。CCD现象在我国尚未确认发生。加强蜂螨及其他病害的防治工作,增加更新巢脾频率,监控蜂王在蜂群中的表现及增加换王次数等可以有效控制蜂群越冬损失率。结果对明确我国蜂群是否受蜜蜂蜂群崩溃症状现象影响提出了明确的解释,对蜂群损失的防控提供重要的指导建议。

摘要:简评了城市居民行为与社区生态环境的关系及其对生态社区建设的启示,归纳了相关研究的进展及存在的问题,并提出下一步研究方向。研究发现,当前城市居民行为对生态环境的胁迫及社区环境对居民行为的影响研究方法多样、内容分散,研究设计及其逻辑尚无系统完备的研究体系做支撑。此外,目前生态社区建设研究大多集中于新型生态社区的设计与开发,少有针对已有社区的生态化改造的分析,也没有充分针对不同城市社区类型及资源、能源、环境禀赋提出因地适宜的建设生态社区的建议。研究还发现,即使是针对新型生态化社区,在构建过程中也是重视生态社区的规划和生态基础设施的建设、忽视生态社区的后续管理,更是缺乏针对管理机制创新方面的探讨。另外,现有城市生态社区建设多重视单个具体指标的提升,轻视全面建设生态社区中的系统性思考,缺少具有普适性的生态社区评价指标体系及对指标间关联关系的考量与分析。现有社区物业管理信息化平台,大多包含了社区环境卫生管理,并没有从社区生态系统建设和保护的角度出发将社区物质能量代谢、碳氮循环、生态系统性管理理念纳入进来,更缺少实时、动态的面向社区居民的生态环境资产核算方面的计算、查询、规划等互动式交流。当前生态社区集成示范的可推广性与普适性有待进一步深入考察,即要保证示范具有可参考、可借鉴、可推广等实际应用价值,避免由于技术过于超前或成本太高而导致示范难有操作性。

摘要:农村聚落是农村居民与其周围环境相互作用的现象与过程,是城乡二元关系发展的重要一环,科学评估山地型农村聚落景观时空变化及影响因素对山地城镇化发展具有重要意义。选取了城镇化迅速发展的福建省上杭县作为案例,使用2004年与2014年高分辨率遥感影像、DEM等数据,运用RS、GIS及Fragstats技术,定量分析了上杭县农村聚落景观变化过程、格局趋势。研究表明:(1)2004-2014年上杭县农村聚落数量出现大幅下降,空间分布态势并没有发生太大变化,主要集中在西部汀江水系与东北部,并有进一步加强的趋势,Voronoi模型Cv值结果表现出这一趋势,但最近邻分析结果却显示出2014年相对2004年略微分散。(2)Ripley's K函数显示山地型农村聚落集聚与分散存在尺度效应,65km以内都表现出集聚趋势,2004年在35km处出现最高集聚状态,2014年则在15km集聚达到最高之后出现缓慢下降,并且在30km尺度范围内集聚程度大于2004年。(3)坡度、水系与道路对山地型农村聚落有显著影响,坡度5°是最为关键的因素,10°是一个阈值,80%的农村聚落都分布在10°以内;67%以上的农村聚落分布在距河流湖泊2km范围内;交通对农村聚落影响愈发显著,98.28%聚落分布在交通道路500m范围,未来推进山地城镇化应更加重视交通的作用。(4)乡镇政府所在地中心村镇面积扩大了4.59倍,远高于一般聚落,是山地城镇化过程中景观变化最剧烈的地区,也是为来应重点发展的地区。研究可为山地型农村聚落建设、山地型城镇化村镇规划理论与决策提供一定借鉴。

摘要:我国正处于快速城市化发展过程中,许多湿地被改造利用成为城市湿地。如何科学评估城市湿地功能及其改变程度,是科学认识城市湿地的重要内容。基于水文地貌法,通过选取区域受城市化影响小、生态系统结构与功能接近于自然湿地的湿地作为参考湿地,利用遥感和GIS的手段以及野外实地调查方法,从湿地水环境功能角度,对南京仙林区域内典型城市湿地的水环境特征与功能进行评估。结果表明:(1)城市湿地水环境功能明显降低,其蓄水功能、净水功能、水文调节功能明显低于参考湿地;(2)受城市化景观复杂性影响,城市湿地水环境功能的改变程度呈现个性化特征,纪家边、采月湖和西湖西这3个湿地可以作为城市化过程中湿地改造的典范。这一结论可为城市化区域内湿地的合理开发利用以及湿地的保护、恢复提供科学依据。

摘要:生态系统服务在不同空间尺度支持人类的生存发展,人类活动也影响着生态系统服务功能。行政村作为乡村地区社会经济的基本构成单位和典型的自然社会经济复合生态系统,其经济发展模式对生态系统服务具有重要影响。因此,以行政村为单位研究经济发展模式对生态系统服务价值保育和利用的影响,可为优化乡村经济结构,提升乡村生态系统服务价值提供决策支持。以鲁中山区3个地形地貌相似、经济发展模式迥异的毗邻行政村-房干村、富家庄村、安子湾村为研究对象,依据国际通用生态系统服务分类标准和评估方法,结合乡村生态系统小尺度特征,对各村 9 大类共 15 个生态系统服务功能指标进行了价值评估,并结合各村产业结构和土地利用特点,分析了经济发展模式对生态系统服务价值保育和利用的影响。结果表明:以生态旅游为主导的房干村生态系统服务功能价值总量最大,为 10382.1 万元/a;以养殖业为主导的富家庄村次之,为 1203.1 万元/a;以种植业为主导的安子湾村最低,为 1191.9 万元/a;单位面积(hm²)生态系统服务价值量也呈现相似的格局,房干村、富家庄村、安子湾村分别为 8.8 万元/a、5.9 万元/a、3.7 万元/a;经济发展模式通过影响土地利用影响生态系统服务价值积累和利用,进而影响人均经济收入和从生态系统服务获得的福利。因此,在乡村尺度合理布局土地利用类型,适度发展乡村旅游等低影响产业,有利于保育和提升生态系统服务价值,提高乡村经济收入,实现乡村环境和经济社会的持续发展。

摘要:陆地表层植被作为生态系统主体,具有调节气候、水文调节、净化水质、保持水土等生态系统服务。理解生态系统服务权衡与协同的表现类型、形成机理、尺度依存和区域差异,对于制定区域发展与生态保护"双赢"的政策措施具有重要意义。以关天经济区为主要研究对象,利用相关模型,计算关天经济区生态系统NPP,固碳释氧,水文调节,水土保持,粮食生产等生态系统服务价值,利用ESCI和ESSI两个指数研究其生态系统服务价值时空变化,利用相关系数和空间制图的方法研究它们之间的相互权衡协同关系。结果表明:从时间角度分析,各项生态服务价值都呈现逐渐增加的趋势;从空间角度分析,2000年和2010年存在相似的空间分布格局,从北向南,NPP和固碳释氧的价值逐渐增大,水土保持价值变化量的大小也呈现不断增加的趋势,北部变化量小,南部变化量大,水文调节价值从西向东增大,从北向南增大,粮食生产价值量最小的是西安市市区,粮食生产价值量最大的是西安市的郊区和郊县及咸阳市。2000年到2010年间,调节型生态系统服务与供给型生态系统服务之间存在着此消彼长的权衡关系;各个区县的总生态服务价值指数从北向南、从西向东是不断增大的。

摘要:随着人类活动的增强与全球气候变暖的持续,近年来云南湖泊的生态系统功能持续退化,而目前对云南湖泊生态系统的研究还主要集中于单一环境压力的生态效应。以星云湖为研究对象,通过沉积物记录与现代监测资料,识别在湖泊富营养化、气候变化以及人类强烈干扰下硅藻群落结构响应的过程,并甄别驱动群落变化的主要环境压力及其强度。结果显示随着湖泊生产力水平(如沉积物叶绿素a浓度)的增加,硅藻物种组成发生了明显的变化,主成分分析表明了水体富营养化是驱动群落变化的主要环境因子(r=-0.63, P < 0.001)。简约模型与方差分解的结果表明近200年来(钻孔长度38cm),湖泊营养水平和水动力是驱动星云湖硅藻群落变化的主要环境因子,分别解释了群落变化的18.8%和2.9%;而1951年以后,湖泊营养水平和温度分别解释了硅藻群落结构变化的31.4%和26.8%。研究结果表明了硅藻群落长期变化的主控因子是湖泊营养水平,而人类活动及气候变化等可以通过改变湖泊水动力及湖水温度来驱动硅藻群落的演替,同时抚仙湖-星云湖的连通性也对硅藻群落的演替产生了一定影响。

摘要:地下水脆弱性受相关因子变化的影响,在时空分布上具有动态变化性,因此分析地下水脆弱性的时空演变及结构变化规律对于地下水有针对性地污染防治具有重要意义。以下辽河平原为研究区,选取1991、2000和2010年的相关人为因子参数,结合DRASTIC模型计算这3个年份的地下水脆弱性综合指数,利用ArcGIS的地理统计工具分析地下水脆弱性的演变状况。在此基础上计算G指数得到地下水脆弱性的空间热冷点分布,结合重心和标准差椭圆对热点的变动情况进行定量分析。研究结果表明:(1)1991年地下水脆弱性以较低脆弱性和高脆弱性区为主,分别占研究区面积的36.5%和31.3%,到2000年以一般脆弱性和较高脆弱性区为主,面积比例分别达到31.6%和25.9%,发展到2010年主要以较高脆弱性为主,面积比例占41.71%;(2)1991-2010年下辽河平原地下水脆弱性总体上呈现先增后减的趋势,沈阳市及周边长期处于高值状况,南部沿海地区逐步演化为高值脆弱性区;(3)1991和2000年的热点集中区主要分布在新民市和辽中县的西部地带,期间变化较小,2010年的滨海地区也发展成热点集中区,各时期内冷点分布面积比较少,且零散;(4)1991年至2000年,热点重心向西南方向位移了2.264 km,热点分布格局进一步趋于东-西方向;2000年到2010年,热点重心向西南方向位移了30.787km,标准差椭圆长轴旋转角逆时针转动了32.44°,整体热点分布格局为东北-西南方向。

摘要:随着中国生态环境问题越来越多地呈现出流域特性,流域生态研究的重要性和紧迫性也日渐凸显。整合流域生态研究,形成一个有效的研究体系,流域生态学迄今未能予以实现。通过对"流域生态学"和"河流景观"这两个相近概念提出过程的比较研究,探讨流域生态学发展困境产生的原因,为流域生态研究体系的构建提供思路。分析结果显示流域生态学目前主要存在两个不足:1)因为提出流域生态学概念的关键现实需求不明确,导致难以确定其核心科学问题;2)因为没有相应的流域生态系统概念模型,进而也就难以带动相关研究落实跟进。要推进流域生态学的发展,第一步要做的就是明确流域生态研究体系构建的核心现实需求,并对流域生态系统进行一个概念模型上的相应设计。

摘要:生态系统服务研究越来越强调服务与人类福利的关系。生态系统服务空间流动研究试图在生态系统服务供给与使用之间构建因果联系,探索服务供给时空动态与人类福利变化的关系。综述了20世纪90年代以来国内外生态系统服务研究的进展,梳理了生态系统服务空间流动研究发展的脉络及其出现的必要性,提出了未来生态系统服务空间流动发展的重要方向是分布式空间模拟,但这受到数据可获得性和专业知识的限制。未来可以通过利用已有地理资源数据库和派生数据库增加数据来源,组建由不同学科人员组成的研究团队来弥补专业知识不足造成的影响。通过生态系统服务空间流动研究,可以在生态系统服务供给和需求之间建立反馈关系,为制定科学合理的管理政策提供科学依据。

摘要:20世纪80年代以来,全球大型水母灾害发生频率与成灾种类不断增加,已严重影响了近海海洋渔业、沿海工业、滨海旅游业和海洋生态系统,已引起了各国政府高度重视,并且越来越多海洋工作者投身水母迁移等科学研究和监测预警工作中。回顾近年来国内外学者对水母漂移聚集和溯源等迁移规律的研究进展以及水母灾害监测预警工作现状。水母研究为预测预警工作服务,应侧重于开展系统的水母海上和室内试验,建立业务化立体监测体系;加强水母漂移聚集机理研究,建立更完善的水母预警模式。

摘要:生物多样性丧失已经成为全球重大环境问题之一,重要区域或重要物种的识别是制定和实施保护计划的首要步骤,生物多样性保护的优先性研究成为保护生物学研究的焦点之一。优先保护的概念很早就被提出,保护国际(Conservation International, CI)一直倡导的热点地区途径受到国际社会的重视,生物多样性重要区域(KBAs)可以是综合的,也可以是单一类群的重要区域,如不同的国家已经开展了鸟类重要区域(important bird areas, IBAs)、植物重要区域(important plants areas, IPAs)、蝴蝶重要区域(prime butterfly areas, PBAs)和两栖爬行动物重要区域(important amphibians and reptiles areas, IARAs)等的识别研究工作。集中力量优先保护一些重要的地区是目前生物多样性保护较为现实和高效的途径。以佛得角群岛(the Cape Verde Islands)、意大利(Italy)、荷兰(the Netherlands)分别依据动物、植物单一类群或多个类群组合进行生物多样性重要区域识别为例,介绍了几个国家的生物多样性重要区域识别经验,概述国内在生物多样性重要区域识别领域的研究现状,详细介绍了海南岛生物多样性保护优先区识别案例,同时以国务院2010年批准实施的《中国生物多样性保护战略与行动计划(2011-2030年)》划定的32个陆地生物多样性保护优先区为例,提出中国未来应全面开展生物多样性本底调查,在充分获取生物多样性分布数据的基础上,依据植被类型和物种多样性以及受威胁因素等,在32个陆地生物多样性保护优先区内进一步客观准确地识别生物多样性重要区域(热点中的热点或重要区域中的重要区域),为中国未来的保护地规划、生物多样性监测、政策制定等提供科学支撑。

摘要:以SCIE论文数据库作为数据源,采用美国汤森路透集团开发的专业数据分析工具TDA(Thomson Data Analyzer)和UCINET软件对1985-2014年(数据库更新时间为2014年11月30日)绿洲研究论文进行数据挖掘和定量分析。结果表明:(1)近30年来,绿洲研究论文数量逐年持续增长,年均增长率达19%;(2)从学科分类来看,研究论文主要涉及的学科包括地球化学与地球物理学、生物多样性保护、植物科学、生态学、地球科学等;(3)高频主题关键词分析得出,绿洲研究具有典型的地域性,GIS、遥感等技术手段应用于绿洲研究,更加关注干旱区水资源的开发利用;(4)中国的研究机构在绿洲研究方面非常活跃,特别是中国科学院,其论文量遥遥领先于澳大利亚塔斯马尼亚大学、美国加州大学等其他机构,但研究水平、影响力以及国际合作能力仍有待提升。

摘要:为探讨生态学最新前沿和进展,加强青年生态学科技工作者之间的交流与合作。 2015年11月28-30日在海南大学举行了以“加强合作研究,服务地方发展”为主题的2015年海南省生态学会青年科技工作者学术研讨会,有22位生态学领域的科技工作者做了大会报告,内容涵盖了森林生态系统固碳功能、热带云雾林群落生态学、动物寄生行为生态、道路生态、热带植物的分布与进化、生物多样性、生态恢复、环境生态承载力、生态友好行社区建设模式、生态系统生理学、海洋生态风险评估等。