岩溶区植被和季节对土壤微生物遗传多样性的影响

基于土壤微生物遗传多样性随植被和季节的变化而变化的假设,运用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)检测岩溶区草丛(T)、灌丛(S)、次生林(SF)和原生林(PF)群落演替过程中土壤细菌和真菌群落的遗传多样性及其季节变化.随着地上植被的演替土壤细菌群落具有连续性但优势种群不明显,真菌群落没有连续性但优势种群明显.植被和季节对于细菌和真菌群落的Shannon多样性具有不同程度的显著影响,同时存在显著的植被和季节交互作用.草丛土壤中细菌和真菌群落的Shannon多样性有显著的季节变化(p<0.01);灌丛土壤中仅细菌群落多样性有显著季节变化(p<0.05);而森林土壤中细菌和真菌群落多样性没有显著的季节变化.土壤真菌和细菌多样性具有显著正相关关系.随着地上植被的正向演替,土壤微生物遗传结构逐渐稳定;植被恢复早期阶段,土壤中存在着丰富的微生物遗传多样性,但并不稳定.     

典型农田退耕后土壤真菌与细菌群落的演替

土壤真菌和细菌作为地下生态系统的重要组成部分,其群落的恢复状况是评价农田退耕还林生态效益的重要指标。以云南省维西县典型退耕还林农田为对象,利用高通量测序等方法比较了不同退耕年限的农田土壤中真菌和细菌群落随植被演替的变化特征。结果发现,农田撂荒后土壤细菌多样性先显著降低后缓慢上升,真菌多样性变化不明显;地上部植被由草本经灌丛再向林地演替的过程中,土壤真菌的群落组成随植被变化呈现明显的改变,主要体现在粪壳菌纲(Sordariomycetes)所占比例的减少(由30%减至10%左右)和伞菌纲(Agaricomycetes)所占比例的增加(由5%以下增至20%以上);而细菌的群落组成无明显变化。聚类分析的结果显示,真菌的群落组成变化与植物群落的演替规律更为同步。不同演替阶段的退耕农田土壤真菌和细菌群落均明显区别于未经扰动的天然林,表明人为扰动对土壤微生物群落的影响可能在较长时间内持续存在。研究揭示了云南典型农田退耕后地下土壤真菌和细菌群落随植被演替的变化特征,为全面评价该地区退耕还林的生态效益提供了数据支撑。     

三种种植方式对土壤微生物群落组成的影响

土壤微生物是表征土壤质量变化的敏感指标之一。借助长期定位试验, 采用磷脂脂肪酸分析方法研究了3种种植方式(玉米(Zea mays)连作、玉米非连作和撂荒)对土壤微生物群落组成的影响。结果表明, 在不同的种植方式下, 土壤微生物群落组成有明显的差异。玉米连作的土壤中总磷脂脂肪酸和细菌磷脂脂肪酸含量最低, 分别为33.12 nmol·g^-1和18.09 nmol·g^-1。非连作的土壤真菌磷脂脂肪酸和真菌/细菌分别为0.61 nmol·g^-1和3.06%, 显著低于撂荒和连作(p < 0.05), 非连作方式下, 革兰氏阳性细菌/革兰氏阴性细菌增大。撂荒土壤的总磷脂脂肪酸和细菌磷脂脂肪酸分别为42.98和24.68 nmol·g^-1, 高于耕作处理。 同时, 在撂荒方式下, 革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌的含量增加, 革兰氏阳性细菌/革兰氏阴性细菌降低。主成分分析结果表明: 耕作处理(玉米连作和非连作)分布第一主成分负方向上, 第一主成分得分系数分别为-2.48和-1.84; 撂荒分布第一主成分正方向上, 第一主成分得分系数为2.31, 与连作和非连作差异显著(p < 0.05)。冗余分析(RDA)表明: 土壤pH、总氮、有效磷和土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量与磷脂脂肪酸呈正相关, 并且土壤pH和土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量对土壤微生物群落的影响最大。     

耕作方式对潮土土壤团聚体微生物群落结构的影响

为探究不同耕作方式对潮土土壤团聚体微生物群落结构和多样性的影响,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法测定了土壤团聚体中微生物群落。试验设置4个耕作处理,分别为旋耕+秸秆还田(RT)、深耕+秸秆还田(DP)、深松+秸秆还田(SS)和免耕+秸秆还田(NT)。结果表明:与RT相比,DP处理显著提高了原状土壤和>5 mm粒级土壤团聚体中真菌PLFAs量和真菌/细菌,为真菌的繁殖提供了有利条件,有助于土壤有机质的贮存,提高了土壤生态系统的缓冲能力;提高了5～2 mm粒级土壤团聚体中细菌PLFAs量,降低了土壤革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌,改善了土壤营养状况;提高了<0.25 mm粒级土壤团聚体中微生物丰富度指数。总的来说,深耕+秸秆还田(DP)对土壤团聚体细菌和真菌生物量有一定的提高作用,并且在一定程度上改善了土壤团聚体微生物群落结构,有利于增加土壤固碳能力和保持土壤微生物多样性。冗余分析结果表明,土壤团聚体总PLFAs量、细菌、革兰氏阴性菌和放线菌PLFAs量与土壤有机碳相关性较强,革兰氏阳性菌PLFAs量与总氮相关性较强。各处理较大粒级土壤团聚体微生物群落主要受碳氮比、含水量、pH值和团聚体质量分数的影响,较小粒级土壤团聚体微生物群落则主要受土壤有机碳和总氮的影响。     

免耕覆盖及有机肥施用对土壤真菌群落组成及多样性的影响

为揭示土壤真菌群落对免耕、覆盖及有机肥施用的响应机制,在宁夏南部山区冬小麦农田连续3年采用免耕覆盖+施有机肥(NF)、免耕覆盖+不施有机肥(NC)、传统耕作不覆盖+施有机肥(TF)和传统耕作不覆盖+不施有机肥(TC)4个处理,依托Illumina MiSeq 高通量测序平台,研究了土壤真菌群落组成、多样性及其与土壤环境因子间的关系。结果表明: 4个处理共获得3490个可操作分类单元(OTUs),其中含有一些未知真菌。在已知的真菌群落中,子囊菌门和担子菌门为优势菌门,其相对丰度占总丰度的82.1%～94.2%,且TF处理下子囊菌门座囊菌纲的相对丰度最高,NF处理下担子菌门银耳菌纲的相对丰度最高。4个处理真菌群落多样性指数(Shannon和Simpson指数)依次为NC>TC>NF>TF。多元分析结果表明,微生物生物量碳是影响担子菌门和接合菌门相对丰度的主要因素,而土壤全磷、速效钾和速效磷含量高低是驱动子囊菌门真菌相对丰度变化的关键因素。在宁夏南部山区推广以免耕覆盖并施用有机肥的保护性耕作措施有利于提高土壤真菌群落多样性。     

粉垄耕作对耕地土壤酶活性、微生物群落结构和功能多样性的影响

粉垄耕作是中国的一种新型耕作技术,对耕地质量和作物增产有重要影响。设置传统耕作深度20 cm(CK)、粉垄耕作深度35 cm(FL1)和粉垄耕作深度50 cm(FL2)对玉米耕地进行处理,重点研究了粉垄耕作技术对土壤微生态的影响,并阐明土壤微生物群落组成及功能对粉垄耕作的响应。结果表明,FL1、FL2和CK处理玉米产量分别为8.58、8.38和6.22 t/hm~2,FL1和FL2处理增产率分别为34.7%—37.9%。在0—20、20—40 cm土层中,粉垄耕作两个处理的土壤酶活性、微生物群落多样性和功能多样性均显著高于CK处理。通过结构方程模型发现,粉垄耕作直接提高了土壤酶活性、细菌参与养分循环的功能基团和细菌的群落结构,并通过细菌群落间接影响了真菌群落,增加了真菌参与养分循环的功能基团和真菌群落多样性,使土壤微生物碳源利用的能力和功能多样性指数得到提升,以FL1效果更佳。总之,研究从微生物的角度解释了粉垄耕作对土壤微生态的影响机制,为粉垄耕作提升土壤耕地质量提供了理论依据。     

桂西北峰丛洼地农作区土壤真菌多样性对不同耕作模式的响应

农作区是峰丛洼地区居民生产生活的聚集区,土地利用强度大,石漠化风险性高,是生态保育的焦点区。合理的耕作模式是该区土地可持续利用与生态安全的基础。以桂西北典型峰丛洼地农作区--广西果化岩溶生态研究基地为研究区,采集典型农田类型火龙果地（相当于保护性耕作模式,HF）、玉米地（相当于翻耕模式,MF）、甘蔗地（相当于少耕+秸秆还田耕作模式,SF）和水稻田（PF）的土壤样品,分析其土壤真菌群落结构、功能及土壤理化性质,并将其与退耕还林（人工林,FL）、退耕还草（自然恢复,AF）样地相应性质进行对比,以评价不同耕作模式的生态环境效应,为该区可持续耕种与生态保育提供科学依据。结果表明：（1）与退耕模式（FL、AF）相比,耕作活动（HF、MF、SF）降低了土壤pH值与有机质、全氮含量,改变了土壤粒度（粘粒、粉砂、砂砾）组成比例;（2）HF、MF、PF、FL提升了土壤真菌α多样性指数,SF、AF反之;土壤真菌α多样性指数均随着土壤深度的增加而下降;（3）各耕作模式及其不同土层的优势真菌门均为Ascomycota、Basidiomycota、Mortierellomycota;耕作没有改变土壤优势真菌的种类,但影响着其相对丰度;（4）β多样性分析结果显示,各耕作模式真菌群落结构自成一类,但HF与退耕模式间真菌群落结构差异较小;0-10 cm、10-20 cm间的真菌群落结构差异较小,但两者与20-40 cm相差较大;FL、SF和 HF具有较多的显著性差异物种（Biomarker）,其次为MF、PF,AF最少;（5）土壤pH值、碳氮比、氮磷比是影响土壤真菌群落结构的重要因子;（6）耕作模式对土壤功能类真菌影响明显,HF、MF、SF、PF土壤腐生营养型真菌、病理营养型真菌的含量显著高于FL、AF;同时,SF中的土壤腐生营养型真菌含量最高;HF中的共生营养型真菌含量最高。HF具有与退耕模式较为一致的土壤真菌群落结构特征,拥有最丰富的共生营养型真菌与较优的土壤理化性质,具有良好的生态效应。     

保护性耕作对土壤光合细菌和Ⅱ型甲烷氧化菌的影响

保护性耕作对土壤微生物具有明显的保护效应,但是其对土壤光合细菌和甲烷氧化菌的影响却鲜有报道.本文采用土壤宏基因组16S rDNA变性梯度凝胶电泳(DGGE)和荧光定量PCR技术比较了不同耕作模式(免耕和传统翻耕)和不同秸秆覆盖量(0、50％、100％)对潮土中光合细菌和Ⅱ型甲烷氧化菌数量和群落结构的影响.结果表明:免耕土壤中光合细菌的多样性(多样性指数H=2.47)显著高于传统翻耕土壤(多样性指数H=2.35),且与土壤总氮呈显著正相关,数量略低于传统翻耕土壤;光合细菌的数量和多样性虽均随着秸秆覆盖量的增加而有所增加,但不显著;虽然免耕和秸秆覆盖对Ⅱ型甲烷氧化菌数量和多样性产生了有益的影响,但是耕作模式、秸秆覆盖及二者互作对其影响均不显著;不同处理中光合细菌和Ⅱ型甲烷氧化菌的种群结构无明显变化,光合细菌优势种群以根瘤菌目(Rhizobiales)和鞘脂单胞菌目(Sphingomonadales)为主,Ⅱ型甲烷氧化菌优势种群主要为甲基孢囊菌科(Methylocystaceae)的细菌类群.     

镜泊湖岩溶台地不同植被类型土壤微生物群落特征

为了探讨不同演替阶段植被类型土壤微生物群落特征,分别选取镜泊湖岩溶台地草本、矮灌木、高灌木、小乔木与灌木混生(简称混生)群落、落叶阔叶林及针阔混交林6种典型植被类型,进行植物群落调查和对土壤微生物生物量、群落结构和多样性指标、土壤物理化学性质的测定。结果表明：从土壤微生物量、土壤微生物群落组成、土壤微生物代谢动力学过程和代谢功能多样性的角度来看,各种植被类型土壤微生物群落具有明显的差异。演替前期的草本群落土壤微生物量碳氮、细菌生物量、真菌生物量,代谢活性及丰富度指数均最低,但Shannon-Wiener多样性指数和均匀度指数显著(P<0.05)高于其他植被类型。矮灌木土壤微生物群落组成显著受植被类型的影响。高灌木群落和混生(小乔木与灌木混生)群落具有极强的相似性, 但在碳源利用类型上两者表现出一定的差异。落叶阔叶林代谢活性最高,碳源利用能力最强,能利用BIOLOG微孔板中的所有31种碳源,这与其具有较高的微生物量碳氮和细菌生物量一致,其代谢功能丰富度最高。演替后期的针阔混交林下的土壤pH最低,真菌比例升高,在碳源丰富的条件下具有极强的竞争优势(仅次于落叶阔叶林),但在碳源贫瘠的条件下其利用碳源能力较弱(仅高于草本)。植被可能主要通过土壤全磷和有机质影响土壤微生物代谢功能多样性。     

阿尔泰银莲花根际土壤微生物多样性研究

为了解野生和栽培阿尔泰银莲花根际土壤微生物多样性的差异,该研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术对野生和栽培阿尔泰银莲花根际土壤微生物的群落组成和多样性进行探究。结果表明:(1)野生阿尔泰银莲花根际土壤的真菌多样性显著高于栽培阿尔泰银莲花(P<0.05),而细菌多样性差异不显著(P>0.05); NMDS分析结果显示,野生和栽培阿尔泰银莲花根际土壤真菌群落结构差异更显著。(2)细菌9 566个可操作分类单元(OTUs)涉及39门127纲315目500科886属,真菌2 670个OTUs涉及15门57纲138目293科597属。在门水平上,细菌群落中的变形菌门、酸杆菌门、放线菌门及真菌群落中的担子菌门、子囊菌门、被孢霉门均为野生和栽培阿尔泰银莲花根际土壤优势菌门,但其相对丰度在不同生长方式下存在差异。(3)环境因子关联分析(RDA)结果显示,土壤有机质是影响土壤细菌群落的主要因子(P<0.05),土壤pH、碱解氮和有效磷是影响真菌群落的主要因子(P<0.05)。综上认为,野生和栽培下的阿尔泰银莲花根际土壤微生物群落组成和多样性存在显著差异,这种差异可能与不同生长条件下的土壤理化性质存在密切的联系,该研究结果对阿尔泰银莲花科学种植以及土壤改良具有一定意义。     

Historical biogeography of Hexabathynella , a cosmopolitan genus of groundwater Syncarida (Crustacea, Bathynellacea, Parabathynellidae)

Hexabathynella is the only cosmopolitan genus of the order Bathynellacea (Crustacea). The known species number 18, found in Europe (9), Africa (1), South America (2), North America (3) and Australia and New Zealand (3). Phylogenetic analysis suggests that the least derived species are those from South America and the most derived those from the Iberian Peninsula, North America and Australia. The five species with the most plesiomorphic characters occur in salt or brackish water, which supports a marine origin for the genus. Phylogenetic and biogeographical analyses suggest that the distribution of the genus can be explained by dispersion and a double vicariant biogeographical model based on plate tectonics and the evolution of the Tethys during the Mesozoic and Cenozoic.  © 2003 The Linnean Society of London . Biological Journal of the Linnean Society , 2003, 78 , 457–466.     

新疆天山峡谷不同坡向野核桃种群分布格局

在天山峡谷野核桃分布的4条沟谷的阳坡和阴坡设置8个4000 m²样地,应用相邻格子法对野核桃每木调查,在不同尺度(面积)上采用方差/均值比率法和偏离指数(C_x)、负二项参数(K)、丛生指数(I)、平均拥挤度(m^*)、聚块性指数(PAI)、聚集指数(C_a)等聚集强度指数对野核桃种群分布格局进行分析.结果表明: 随尺度增大,野核桃种群由集群分布向随机分布过渡;在25 m²尺度上,种群整体呈集群分布,但不同样地种群聚集强度存在较大差异,西沟阴坡种群聚集程度最大,南沟阴坡种群聚集程度最小;在50～400 m²尺度上,种群整体呈随机分布.在25 m²尺度上,幼树、小树和壮年树均呈集群分布,壮年树聚集强度最大,小树聚集强度最小;当取样尺度达到200～400 m²时,幼树、小树、壮年树和大树均呈随机分布.野核桃种群格局规模为25 m²,格局强度为2.49～9.38 m²;种群组分中小树格局强度最大,壮年树格局强度最小.取样尺度与种群斑块大小接近,采用适合的测定方法并应用多指数综合判定,一般可获得可靠的结论.     

指纹遗传的双生子研究——Ⅱ.指纹纹型的研究

采用双生子法对26对MZ及24对DZ的指纹纹型进行研究,发现在各类指纹纹型中,斗形最多,桡箕最少。男女间纹型频率差异不大。纹型的左右手对称性为77.20％。作者提出了指纹系数的计算公式,即[(斗形纹数)+(斗形纹数+箕形纹数)]×100％。认为以此来反映10指纹型的构成和复杂程度,以及分析指纹较为合适。 纹型和三辐线在MZ与DZ对间一致率的比较,以及指纹系数、花样强度和生物学指纹价在MZ与DZ对间的相关系数的比较,发现MZ对间的一致率及相关系数明显高于DZ对间的一致率及相关系数,其遗传度为56—92％。本文发现指纹系数在MZ对间并非完全一致,即MZ对间纹型不一致,且指纹系数呈一连续常态分布。纹型的分析表明,指纹纹型以多基因遗传的可能性较大,但不能排除异质性遗传的可能。     

美国豆芫菁交配型的研究

在美国密苏里哥伦比亚州立石桥公园一枝黄花(Solidago sp.)植物样地内,采集研究美国豆芫菁(Epicauta pennsylvanica)并测量其三项计量指标.统计结果表明,无论交配与否,同性别个体的头宽,第一触角节宽部与自身的干体重呈正相关(p<0.05).配对的雌、雄之间在身体干重、头宽和第一触角节宽间均无明显的相关性(p>0.05).室内的交配时间与雌、雄干重无明显相关性(p>0.05).因此,虽可能存在雄虫的单向性选择性,美国豆芫菁应属于随机交配型.作者不同意D.K.Mclain认为美国豆芫菁为选型交配的观点,并从种的生物学特性方面提出依据.     

二维与三维景观格局指数在山区县域景观格局分析中的应用

景观格局指数是景观格局分析中常用的定量分析工具,而传统二维景观格局指数却忽略了地形对景观的影响,在定量描述山区景观格局时可能存在一定局限.本文以典型山地丘陵区山东栖霞市为研究区,在地形结构分析的基础上,选择面积/密度(类型面积、平均斑块大小)、边缘/形状(边缘密度、景观形状指数、平均斑块分维数)、多样性(香农多样性指数、香农均匀度指数)、聚散性(聚集度)4个方面的8个景观格局指数,比较分析传统二维景观格局指数与三维景观格局指数对山区景观格局及其动态变化定量描述的差异.结果表明:三维类型面积、平均斑块大小和边缘密度与其相应二维指数差异显著,三维景观形状指数、平均斑块分维数、香农多样性指数和香农均匀度指数与其相应二维指数差异不显著,三维聚集度与二维聚集度无差别.由于采用斑块表面面积和表面周长计算三维景观格局指数,采用各斑块的投影面积和投影周长计算二维景观格局指数,所以在描述山区景观面积、密度、边界等指标时三维景观格局指数相对精确,但在测定景观形状、多样性和聚散性等指数时,则与传统的二维景观格局指数差异不显著.三维景观格局指数引入了地形特征,对景观格局及其动态变化的反映相对精确.     

大兴安岭地区紫貂的活动节律

借助无线电遥测技术,对４只紫貂全年的活动节律进行了研究,结果表明,紫貂的活动节律春季和冬季的高峰是在晨昏二个阶段,夏秋二季的活动高峰在白昼。春季总体活动节律与夏季相比有明显差异（Ｆ＝４．４９９,ｄｆ＝１,２２,２３;Ｐ＝０．０４５）,春季与秋季的活动节律也有差异（Ｆ＝７．０３９;ｄｆ＝１,２２,２３;Ｐ＝０．０１５）。其总体平均活动强度,春季活动量最小（１７．５３％）,夏季最高（３８．２９％）,其     

尖头塘鳢(Eleotris oxycephala Temmiuck et Schlegel)的年龄、生长和生活史类型的研究

本文采用胸鳍第二支鳍骨为研究东江尖头塘鳢的年龄鉴定材料。胸鳍第二支鳍骨(远侧部)长的骨(R)与体长(L)的关系L=10.6565 54.3848R。用von Bertalanffy生长方程可表达体长、体重与年龄的关系:L=298.6(1-e~(-0.2313(t 0.3028))];W_t=577.4(1-e~(-0.2313(t 0.3028))]~3。根据r-选择和K-选择的典型特征以及渐近体长(L_∞)、渐近体重(W_∞)、生长系数(K)、瞬时自然死亡率(M)、初次生殖年龄(T_m)、最大年龄(T_(max))和性腺指数(GI)等7个生态学参数值,可以判断尖头塘鳢偏向r-选择。应用平衡产量模式计算改变瞬时捕捞死亡率(F)和渔业补充年龄(t_c)时的产量变化,同样证实尖头塘鳢生活史偏向r-选择。作为渔业管理对策,尖头塘鳢的捕捞年龄可定为2—3龄,以2龄为主,这样既能保护资源,又能获得较好的经济效益。     

安徽亳州地区回族的皮纹研究

本文报告了安徽省亳州地区400例 (男女各200人) 回族健康人的皮纹参数正常值。调查分析了指纹类型、指嵴纹计数、掌嵴纹计数、主线止区、atd角、t距比、掌褶和掌部花纹类型等项参数。比较了不同性别、左右侧、不同民族和人种间的差异。结果表明,回族有自己的手纹特点,又显示蒙古人种的一般特征。     

Endogenous Small RNA Clusters in Plants

In plants, small RNAs（sRNAs） usually refer to non-coding RNAs（ncRNAs） with lengths of 20–24 nucleotides. sRNAs are involved in the regulation of many essential processes related to plant development and environmental responses. sRNAs in plants are mainly grouped into microRNAs（miRNAs） and small interfering RNAs（siRNAs）, and the latter can be further classified into trans-acting siRNAs（ta-siRNAs）, repeat-associated siRNAs（ra-siRNAs）, natural anti-sense siRNAs（nat-siRNAs）, etc. Many sRNAs exhibit a clustered distribution pattern in the genome. Here, we summarize the features and functions of cluster-distributed sRNAs, aimed to not only provide a thorough picture of sRNA clusters（SRCs） in plants, but also shed light on the identification of new classes of functional sRNAs.     

Testing the independent species' arrangement assertion made by theories of stochastic geometry of biodiversity

The assertion that the spatial location of different species is independent of each other is fundamental in major ecological theories such as neutral theory that describes a stochastic geometry of biodiversity. However, this assertion has rarely been tested. Here we use techniques of spatial point pattern analysis to conduct a comprehensive test of the independence assertion by analysing data from three large forest plots with different species richness: a species-rich tropical forest at Barro Colorado Island (Panama), a tropical forest in Sinharaja (Sri Lanka), and a temperate forest in Changbaishan (China). We hypothesize that stochastic dilution effects owing to increasing species richness overpower signals of species associations, thereby yielding approximate species independence. Indeed, the proportion of species pairs showing: (i) no significant interspecific association increased with species richness, (ii) segregation decreased with species richness, and (iii) small-scale interspecific interaction decreased with species richness. This suggests that independence may indeed be a good approximation in the limit of very species-rich communities. Our findings are a step towards a better understanding of factors governing species-rich communities and we propose a hypothesis to explain why species placement in species-rich communities approximates independence.