互花米草凋落物有机碳在不同发育阶段盐沼中的分解动态

采用分解袋法,在江苏盐城新洋港互花米草(Spartina alterniflora)盐沼,根据盐沼发育阶段,从海向陆设置以下5个样地:建群3年互花米草盐沼(SAF2011)、5年互花米草盐沼(SAF2009)、11年互花米草盐沼(SAF2003)、25年互花米草盐沼(SAF1989)以及互花米草-碱蓬(Suaeda salsa)盐沼(SAF-SS),研究互花米草凋落物分解过程中总有机碳、惰性有机碳及活性有机碳动态变化。结果表明:(1)各样地凋落物经过1年的分解,其总有机碳、惰性有机碳、活性有机碳残留率逐月下降,惰性有机碳残留率高于活性有机碳残留率,有机碳各组分分解残留率随盐沼建群时间增加而增加;(2)各样地凋落物有机碳分解速率有明显季节变化,总有机碳、惰性有机碳和活性有机碳分解速率分别在8、1和6月最高,总有机碳和活性有机碳分解速率在10和2月较低,惰性有机碳分解速率在12和2月较低;活性有机碳分解速率高于惰性有机碳;凋落物总有机碳和活性有机碳分解速率均随着互花米草盐沼建群时间的增加而下降,建群3年盐沼中凋落物惰性有机碳分解速率最高;(3)凋落物分解后,总有机碳中惰性有机碳比重增高,活性有机碳比重降低,总有机碳中活性有机碳的分解比例大于惰性有机碳;(4)各样地凋落物总有机碳年分解量分别为0.3167、0.2632、0.2608、0.2380和0.2583 g·g-1,建群3年的盐沼中凋落物有机碳分解量高于其余样地。盐沼发育程度对凋落物的分解动态有显著影响。     

Fe、Cu、Mn、Zn在互花米草(spartina alterniflora)初级生产中的动态研究

1989年3—10月对江苏滨海废黄河口互花米草初级生产的测定为总生物量(干重)净增3154.8gm~(-2)·a~(-1)。对盐沼中Fe、Cu、Mn、Zn的动态研究表明,Fe、Mn的年变化与互花米草的生物量变化较趋一致,7—8月份Fe、Mn的供应不足也许是米草生长的限制因子;9月的Zn峰可能与生殖生长有关;至于7月的Cu峰是否与强化呼吸有关,还值得探讨。对高生产力的互花米草盐沼资源应予以重视,本文提出了有关开发利用的构想。     

互花米草生物量变化对盐沼沉积物有机碳的影响

以江苏王港典型互花米草(Spartina alterniflora)盐沼湿地为研究对象,分析光滩及互花米草滩沉积物中有机碳的水平和垂向分布特征,了解互花米草生物量的季节动态变化,探讨二者之间的相互关系,在此基础上研究互花米草生物量分布和季节变化对沉积物中有机碳(TOC)含量的影响。结果表明,互花米草枯落物中的有机碳数量在两个月内衰减了40%,而表层沉积物中TOC含量及其中互花米草来源TOC所占比例的变化,均与互花米草地表枯落物量的季节变化存在两个月的"相位差",这与枯落物快速分解时间大致吻合,说明枯落物是表层沉积物中TOC的重要来源。高达60%的互花米草地下生物量分布在0—20cm深度内,该深度范围内沉积物中TOC含量较高,且TOC主要来源于互花米草。此外,不同深度TOC含量与地下生物量之间存在良好的正相关关系,说明地下生物量是影响沉积物TOC含量的重要因子。研究区互花米草年固碳能力为2274g m-2a-1,盐沼沉积物中TOC埋藏速率达到了470 g m-2a-1,是地表一个重要的碳汇;同时研究区每年向近岸水域输出大量的TOC,是近岸海域生态系统的一个重要碳源。     

三种盐胁迫对互花米草和芦苇光合作用的影响北大核心CSCD

互花米草(Spartina alterniflora)的入侵给海岸带盐沼生态系统的结构和功能带来了显著影响。互花米草盐沼中的硫含量高于附近的土著芦苇(Phragmites australis)盐沼。为探讨硫元素对互花米草和芦苇竞争过程的可能影响及其作用机制,以50mmol·L–1的Na2SO4和Na2S对互花米草和芦苇进行处理,分析处理前后5天内两种植物光合气体交换和叶绿素荧光指标变化的差异,实验另设等Na+浓度的Na Cl处理作为比较。研究发现:Na2S对互花米草和芦苇光合作用影响的差异最大,Na Cl次之,Na2SO4最小。Na2S处理后,互花米草净光合速率(Pn)出现显著上升,芦苇Pn值大幅度下降。互花米草的光饱和点(Isat)上升而芦苇的Isat值无变化。表明Na2S处理对互花米草的光合能力有促进作用,但对芦苇的光合能力有抑制作用。Na Cl处理后互花米草Pn值也出现小幅上升,而芦苇Pn值略有下降。Na2SO4处理对互花米草和芦苇的Pn值均无显著影响。除Na2SO4处理的互花米草外,不同盐处理后的互花米草和芦苇非光化学淬灭(NPQ)均出现上升趋势。研究结果表明互花米草对环境硫胁迫的适应能力显著高于芦苇,暗示盐沼高硫环境尤其是硫化物有助于互花米草相对于芦苇的竞争,也很可能是其形成单一植被的重要原因之一。     

入侵植物互花米草——生物学、生态学及管理

近20余年来, 互花米草Spartina alterniflora Loisel.在我国沿海及河口滩涂快速扩散, 已成为我国海岸盐沼中最重要的入侵植物。本文介绍了互花米草的形态学、繁殖生物学、生物系统学、分布及全球范围内的入侵途径和历史, 探讨了互花米草与沿海滩涂非生物环境、生物环境之间的相互作用及人类活动在互花米草成功入侵中的作用, 并得出如下结论: 互花米草的成功入侵是在人类活动的影响下, 其入侵力(互花米草自身的生物学特性)与入侵生境的可入侵性(滩涂环境对入侵的抵抗力)相互作用的结果, 其入侵可能对被入侵地的自然环境、生物多样性、生态系统乃至经济生活带来一系列影响。最后, 提出对互花米草的控制只能通过早期预测并保持监控、一旦发现便及时根除的方法来进行。同时,我国应加强立法与相关知识的普及, 最大限度地降低互花米草乃至其他外来生物入侵的可能性。     

基于Maxent生态位模型的互花米草在我国沿海的潜在分布

以分布在我国沿海滩涂的96个互花米草分布记录点及覆盖东部沿海区域的海洋环境数据和气候环境数据为材料,利用Maxent生态位模型,研究外来物种互花米草在我国沿海的潜在分布情况.结果表明:互花米草适宜分布区占我国沿海区域的85%,其中高度适宜分布区占18%,中度适宜分布区占34%,低度适宜分布区占33%,不适宜分布区仅为15%.互花米草在我国沿海的地理分布主要受到年均最低海水温度、年均海水温度、年平均气温和1月最低气温4个环境因素的影响,而年均降水量、年均日较差、海水盐度、最高海水温度、7月最高气温及海流速度对互花米草地理分布的影响较小.互花米草高度适宜分布区的最低海水温度为0.62~24.81℃,平均海水温度为10.46~27.29℃,年均气温为9~25℃,1月最低气温为-13.5~16.7℃.互花米草地理分布概率在我国北部沿海区域达到20%以上,互花米草存在向我国北部进一步入侵的趋势,特别是在渤海湾地区,互花米草入侵潜力较大.互花米草在我国不适宜分布区主要集中在海南中部和南部海岸,以及台湾省大部分区域,依据当前我国分布记录及气候数据,这些区域互花米草入侵风险较小,但不排除未来入侵的可能性.     

中国东部沿海互花米草种群生活史特征的纬度变异与可塑性

互花米草(Spartina alterniflora)于20世纪70年代被引入中国,目前已在东部沿海盐沼湿地中广泛分布,成为海岸带盐沼中危害严重的入侵植物之一.为了研究互花米草在中国入侵区中的适应机制,揭示遗传分化和表型可塑性在该物种成功入侵中的作用,本研究沿纬度梯度在南起广东(22°N)、北至天津(39°N)的沿海样带上采集了10个种群的样本,通过同质园实验比较了不同纬度来源的种群在,生活史和生长特征方面是否存在遗传分化,并平行设置高低两个水位处理以比较互花米草对水位变化(不同高程生境条件)的可塑性反应.结果表明,在所研究的互花米草17个性状中有12个存在显著的种群间差异.其中,平均开花日期和相对生长率(植株高度)表现出显著的纬度梯度变异:随着纬度的升高,开花时间提前,相对生长速率(植株高度)趋于增加.同时17个性状中有9个在不同水位处理之间存在显著差异.这些结果表明,遗传分化可能是互花米草能够快速占据广阔分布区的重要原因之一,而表型可塑性可能对互花米草在小尺度上占据不同高程环境的过程有重要作用.     

Geographical variation in germination traits of the salt-marsh cordgrass Spartina alterniflora in its invasive and native ranges

入侵地和原产地盐沼植物互花米草种子萌发性状的地理变异 种子萌发是植物早期生活史中最重要的阶段,决定了植物的生态位和地理分布范围,对外来植物的入侵潜力有重要影响。盐沼植物互花米草(Spartina alterniflora)在中国沿海滩涂的入侵范围最大,并已入侵到比原产地更低的纬度范围,这为我们研究互花米草在不同地理区域之间以及沿纬度梯度的萌发性状差异和适应提供了契机。在控温培养箱中淡水培养条件下,我们比较研究了来自入侵地(19°–40° N)10 个地点和原产地(27°–43° N)16个地点不同纬度互花米草种群的种子萌发性状差异,以及这种差异与各种 群来源地潮差和气候因素的相关性。原产地互花米草种群种子的萌发率和萌发指数比入侵地种群分别高10%和20%,但入侵地互花米草种群的萌发速度比原产地快3 d。入侵地互花米草种群的萌发率和萌发 指数随着纬度升高呈现线性递增的变化趋势,而原产地呈现线性递减的变化趋势。入侵地和原产地互花米草种群的平均萌发时间都与纬度呈现线性负相关。入侵地互花米草种群的萌发率和萌发指数与年日均温、年日最低均温、和年日最高均温呈现负相关,而在原产地呈现相反的相关关系。入侵地和原产地互花米草种群的平均萌发时间分别与年日均温、年日最低均温和年日最高均温呈现正相关关系。我们的研究结果表明,入侵地和原产地互花米草种群的萌发率和萌发指数已沿纬度进化出不同的渐变群格局,但平均萌发时间进化出与原产地一致的纬度渐变群格局,即在生物入侵过程中沿纬度梯度种子萌发策略会随着入侵时间和过程而发生变化。     

崇明东滩湿地营养盐与重金属的分布与累积

测定了崇明东滩湿地盐沼植物和沉积物中TN、TP、重金属Cu、Zn、Pb和Cd的含量,阐明了它们在湿地中的分布与累积特征,评估3种盐沼植物对营养盐和重金属的富集能力,并讨论了互花米草入侵对长江口湿地生态系统可能造成的影响.海三棱镳草地上部分的TN、Cu、Pb和Cd的含量均显著高于芦苇和互花米草（p＜0.01）,而地上部分TP和Zn却表现为：海三棱镳草和互花米草无显著性差异（p＞0.05）,但均显著高于芦苇（p＜0.01）.东滩湿地沉积物中TN和重金属的分布与累积特征为：芦苇带＞互花米草带＞海三棱镳草带＞光滩,即随着高程的增加,沉积物中TN和重金属的含量逐步上升;但沉积物中TP含量变化不大,基本维持在0.06%左右.基于盐沼植物地上部分的生物量,估算了3种盐沼植物地上部分的营养盐和重金属库,结果表明：互花米草地上部分的养分库和重金属库均大于芦苇和海三棱镳草,表明收获互花米草对环境的净化效果最佳,特别对磷的去除效率是最高的.     

外来种互花米草和土著种芦苇空中凋落物氮动态的比较研究

土壤氮含量是限制植物生长的重要因素, 所以入侵植物要入侵成功必须突破土壤氮限制的瓶颈。近年来, 外来种互花米草(Spartina alterniflora)在中国海岸带盐沼中快速取代土著种芦苇(Phragmites australis), 引起了多方面的生态学后果。为了解互花米草与本地种芦苇空中凋落物的氮含量是否存在差异及产生这种差异的机制, 2003年11月至2004年4月, 作者在长江口九段沙湿地对互花米草与芦苇空中凋落物氮含量(单位面积凋落物的总氮量, N g/m²)进行了测定, 结果表明互花米草的氮含量比芦苇高。在空中分解过程中, 互花米草茎(包括叶鞘与秆)凋落物的氮含量显著上升, 但芦苇茎凋落物的氮含量显著降低。2006年1月, 又对中国海岸带6个地点的盐沼中互花米草的凋落物进行取样和氮浓度测定, 发现互花米草空中叶鞘与秆的老凋落物(2004年冬季产生)的氮浓度均显著高于其新产生的凋落物(2005年冬季产生), 表明在空中分解过程中, 互花米草叶鞘与秆凋落物氮含量增加具有普遍性。进一步的温室受控实验结果表明, 互花米草凋落物氮含量增加可能是由腐生固氮微生物引起的。以上结果表明,互花米草取代芦苇后, 改变了空中凋落物的氮动态, 增加了生态系统中氮的输入, 可能有利于互花米草的快速扩张。     

入侵种互花米草空间扩张模式识别与景观变化模拟

在3S技术支撑下,通过景观格局指数、质心变化等方法,分析2006—2015年研究区内互花米草群落的景观空间分布特征,并利用2015年高分二号影像识别出扩张模式及预测扩张趋势。结果表明:(1)近年来,互花米草沼泽向陆扩张速度大于向海扩张速度,其质心不断向陆方向移动。(2)2006—2015年,互花米草斑块密度变大,面积加权平均形状指数也相应增大为8.63,景观形状越来越复杂。(3)利用LEI和PFD识别出互花米草的3种扩张模式,边缘扩张面积远大于外部隔离扩张面积,外部隔离扩张斑块数量远多于边缘扩张和潮沟引领式扩张斑块数之和,潮沟对互花米草的向陆扩张起到引领作用。(4)利用缓冲区分析模拟互花米草向陆扩张的趋势,未来5年碱蓬沼泽的面积将减少11.45%。研究可为进一步认识互花米草入侵碱蓬沼泽机制提供科学参考。     

不同发育时间的互花米草盐沼对大型底栖动物群落的影响

2004-2006年对长江口崇明东滩湿地芦苇(Phragmites australis)盐沼和不同发育时间的互花米草(Spartina alterniflora)盐沼的大型底栖动物群落特征进行分析研究.结果表明:互花米草盐沼发育初期,大型底栖动物群落以腹足类为主,物种丰富度(D=2.18)和多样性(H′=2.19)均低于芦苇盐沼(D=2.61, H′=2.29);随着时间的推移,互花米草与本地生物逐渐形成互动和稳定的格局,大型底栖动物群落组成中多毛类的种类逐渐上升(由3种变为6种),物种数和物种丰富度也上升,从而逐步形成新的大型底栖动物群落,物种丰富度(D=2.70)和多样性(H′=2.48)逐渐上升并高于芦苇盐沼(D=2.19, H′=2.09);从大型底栖动物群落的重新形成到稳定阶段,需要若干年的时间.     

Seed Dispersal and Seedling Emergence in a Created and a Natural Salt Marsh on the Gulf of Mexico Coast in Southwest Louisiana, U.S.A.

Early regeneration dynamics related to seed dispersal and seedling emergence can contribute to differences in species composition among a created and a natural salt marsh. The objectives of this study were to determine (1) whether aquatic and aerial seed dispersal differed in low and high elevations within a created marsh and a natural marsh and (2) whether seedling emergence was influenced by marsh, the presence of openings in the vegetation, and seed availability along the northern Gulf of Mexico coast. Aerial seed traps captured a greater quantity of seeds than aquatic traps. Several factors influenced aquatic and aerial seed dispersal in a created and a natural salt marsh, including distance from the marsh edge, cover of existing vegetation, and water depth. The natural marsh had a high seed density of Spartina alterniflora and Distichlis spicata , the low-elevation created marsh had a high seed density of S. alterniflora , and the high-elevation created marsh had a high seed density of Aster subulatus and Iva frutescens . The presence of adult plants and water depth above the marsh surface influenced seed density. In the natural marsh, openings in vegetation increased seedling emergence for all species, whereas in the low-elevation created marsh, S. alterniflora had higher seedling density under a canopy of vegetation. According to the early regeneration dynamics, the future vegetation in areas of the low-elevation created marsh may become similar to that in the natural marsh. In the high-elevation created marsh, vegetation may be upland fringe habitat dominated by high-elevation marsh shrubs and annual herbaceous species.     

葡萄糖对表皮葡萄球菌生物被膜形成的影响及调节机制的研究

生物被膜(Biofilm)是条件致病菌表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)的主要致病因素,生物被膜的形成依赖多糖PIA合成,合成PIA的糖基转移酶由icaADBC基因编码。以生物被膜形成能力不同的菌株为对象,通过研究不同环境对生物被膜形成、细菌总糖量及相关基因表达的变化,探索外界环境对生物被膜形成的影响及葡萄糖对生物被膜诱导的分子机制。有利于生物被膜形成培养条件促进生物被膜形成及多糖的表达,葡萄糖能诱导ica基因的表达和生物被膜形成,ica基因的反义寡核苷酸(ODN)能对抗葡萄糖的作用;葡萄糖作用下不同生长周期生物被膜形成相关基因ica、icaR、AtlE表达不同。表皮葡萄球菌生物被膜的形成与细菌糖代谢有关,葡萄糖通过上调ica表达诱导生物膜形成,但不需要ica基因的持续表达;葡萄糖的诱导作用不是直接通过调节AtlE和icaR基因来实现的     

黄芩组织培养同源四倍体的诱导

应用组织培养技术对黄芩进行多倍体诱导,结果表明：组织培养条件下,在培养基中添加一定浓度和秋水仙素,或者把带有绿色芽点的黄芩愈伤组织经０．２％秋水仙素溶液浸泡一定时间后再进行培养,均可诱发黄芩多倍体的产生,但以后效果较好,诱导率可达４０．０％,通过试管苗根尖染色体显微观察,鉴定出５０多个黄芩同源四倍体,为今后优良品种的选育打下基础。     

互花米草(Spartina alterniflora)草场土壤微生物生态分布及某些酶活性的研究

种植互花米草的盐沼土中,细菌、放线菌和真菌的数量比对照盐沼土中多。就不同深度来说,15—30厘米土层中,细菌数最多。细菌总数的增减趋势是:夏秋两季最多,冬春两季较少。在各生理类群中,氨化细菌占优势;固氮细菌、硝化细菌次之;反硝化细菌和硫酸盆还原细菌最少。内源呼吸作用强度、添加葡萄糖后的呼吸作用强度、氧化丙酮酸的能力和氧化多酚化合物的能力皆显示出同样的趋势,即三年生草场土壤中生物活性最强,光滩土壤中生物活性最弱。在光滩土壤中,脲酶和过氧化氢酶活性很低,而种植互花米草的土壤中这两种酶活性较强,但与种植年限和季节变化无显著相关性。     

合成酮内酯类3—脱氧—3—羰基—红霉内酯B糖多孢红霉菌M的构建

大环内酯类抗生素基因工程是近年来研究的一个新领域,迄今已合成了100多种新的聚酮类化合物。以糖多孢红霉菌A226基因组DNA为模板,用重叠PCR方法扩增出去除KR6酶域DNA的约3.2kb DNA片段,克隆于pWHM3载体,构建了同源重组质粒pWHM2201。PEG介导原生质体转化法将pWHM2201转入糖多孢红霉菌A226,并整合于染色体红霉素合成基因位点。整合体在R3M斜面上生长两代后,制备原生质体涂R3M平皿。利用PCR鉴定筛选出8株KR6敲除的突变体糖多孢红霉菌M（1－8）。ZabsPec Fab质谱鉴定,证实糖多孢红霉菌M1合成了3－脱氧－3－羰基－红霉内酯B,一种新的酮内酯类化合物。     

互花米草群落功率最大化倾向

植物新种进入新区域后,通过扰动或搅局,改变生态系统的结构,形成有特色的自组 织生态系统,趋向新条件下的功率最大化.本文应用能值分析的方法,分别对苏北互花米草 生态系统和光滩生态系统进行能值分析和系统评估.结果表明：互花米草生态系统每年能值 产出比光滩生态系统高1.52E+18 sej.能值密度是光滩的4.72倍,基础能值产出率约为光滩生态系统的5倍.互花米草生态系统能更有效地利用能量,增加系统内部的 能值贮存,实现系统内部的功率最大化.互花米草入侵某区域滩涂后,通过自组织促使整个互花米草生态系统趋于功率最大化,充分发挥生态服务功能,但由于其繁殖扩散过快,导致种群爆发,产生了一系列负面效应,如抑制本土物种、侵占航道、危害贝类养殖等.     

Contribution to lignocellulose degradation and DOC formation from a salt marsh macrophyte by the ascomycete Phaeosphaeria spartinicola

Abstract Specifically radiolabeled [¹⁴C-lignin] lignocellulose and uniformly [U-¹⁴C] lignocellulose from the salt marsh grass Spartina alterniflora were incubated with the ascomycete Phaesphaeria s spartinicola . This fungus is the predominant one found on decaying standing dead S. alterniflora leaves in the salt marsh ecosystem. After 45 days of incubation at 20°C, 3.3% of the lignin moiety was mineralized to ¹⁴CO₂ and 2.7% solubilized to DO¹⁴C. Mineralization of the polysaccharides was seven times faster than that of the lignin. About 22% of the radioactivity was evolved as ¹⁴CO₂ but merely 4% was solubilized to DO¹⁴C within the incubation time. Experiments monitoring the ergosterol content of the mycelium incubated with S. alterniflora plant material were done to elucidate the carbon conversion efficiency of the fungus as well as the influence of the cinnamyl phenols p -coumaric and ferulic acid on lignocellulose degration. After 21 days of incubation, P. spartinicola showed a growth yield of 0.45 and 0.38 with and without the additional cinnamyl phenols, respectively. Grown on unextracted S. alterniflora the fungus caused a loss of organic plant material of about 50% with a corresponding growth yield of 0.38 during the incubation period. Investigation of cupric oxide oxidation products of sound and degraded lignocellulose revealed a preferential utilization of the syrinyl and cinnamly phenols compared with vanilly phenols.