不同微生境中水光温变化对毛尖紫萼藓叶绿素荧光特性的影响

毛尖紫萼藓（Grimmia pilifera）多生长在裸岩表面且具有多种微生境,其生长过程受到水分、光照和温度等环境因素的交互影响,但其光合生理特征如何响应这种变化的环境条件尚不清楚。开展原位（荫蔽和向阳裸岩2种微生境）和室内模拟实验,分析了不同水分（模拟降水量和降水频次）、光照、温度及其复合梯度处理对毛尖紫萼藓叶绿素荧光特性的影响。原位实验结果显示荫蔽生境原位生长毛尖紫萼藓光化学效率显著高于向阳生境。在室内相同培养条件下,脱水过程中来自荫蔽生境植株有效光合效率保持时间比向阳生境明显缩短,表现出较低的脱水耐受性。水-光-温复合模拟实验显示,降水频次和光-温变化对毛尖紫萼藓光化学效率均有极显著影响且存在一定的交互作用,而降水量的影响相对较弱;弱光低温及1次/（2 d）的降水频率条件下毛尖紫萼藓具有最高的光合活性。总体来看,荫蔽生境、弱光低温条件及中等频次降水有利于毛尖紫萼藓生长,但向阳生境毛尖紫萼藓则具有更强的环境耐受性。     

古尔班通古特沙漠生物土壤结皮对氨氧化微生物生态位的影响

生物结皮作为荒漠地表的重要覆被类型, 在荒漠生态系统的氮素循环中扮演重要角色。融雪期为古尔班通古特沙漠生物结皮的复苏和生长提供了充足的水分, 也成为该沙漠氮素固定和转化的重要时期, 但该时期生物结皮如何影响驱动氨氧化转化的微生物群落动态尚未明确。因此, 我们利用荧光定量PCR (fluorescent quantitative PCR, qPCR)方法分析融雪期生物结皮与去除结皮不同土层(0-2, 2-5, 5-10和10-20 cm)氨氧化菌群丰度特征, 结合潜在硝化速率和土壤理化参数, 探究融雪期生物结皮对荒漠土壤氮素转化作用。结果表明: 氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)是古尔班通古特沙漠土壤优势氨氧化菌, 生物结皮对0-2 cm层土壤中AOA、氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB) amoA基因丰度具有显著抑制作用(P < 0.01), 对10-20 cm层土壤中AOA amoA基因丰度具有显著促进作用(P < 0.01)。冗余分析(redundancy analysis, RDA)表明, AOA、AOB amoA基因丰度主要受土壤含水量和铵态氮含量的影响, 占总条件效应的54.90%。氨氧化速率分析发现, 去除生物结皮显著降低古尔班通古特沙漠土壤硝化作用潜力(P < 0.001), 证实生物结皮对荒漠土壤氮素转化具有重要的调控作用。综上所述, 古尔班通古特沙漠氨氧化微生物的分布规律受环境因子调控, 特别是生物结皮可以通过调节土壤含水量和铵态氮含量影响AOA和AOB的空间生态位分化, 促进沙漠土壤的硝化作用。     

厌氧氨氧化细菌的研究进展

厌氧氨氧化是指微生物在无氧条件下,以NO_2~–为电子受体,将NH_4~+氧化成N_2的过程,该过程主要由浮霉菌门下的厌氧氨氧化细菌参与。厌氧氨氧化细菌广泛存在于海洋生态系统、淡水生态系统、陆地生态系统及其他一些特殊生境中,其在废水生物脱氮和地球氮循环中扮演着重要角色。本文从厌氧氨氧化细菌的发现历程、种类、特性、代谢途径、分布、检测方法及应用上进行了较为全面的总结;最后对厌氧氨氧化细菌研究前沿问题和未来发展方向进行了探讨与展望。     

沙土微生物多样性与土壤肥力质量的咸水滴灌效应

采用Biolog-eco法、PLFA法和PCR-DGGE法,对塔里木沙漠公路防护林中不同矿化度滴灌水作用下的土壤微生物多样性进行了研究,利用土壤综合肥力指数(IFI)定量评价了土壤综合肥力质量,分析了土壤肥力质量与土壤微生物的关系。结果表明:滴灌水条件下,土壤微生物的多样性(碳源代谢、遗传基因和脂肪酸种类)差异明显,而高矿化度滴灌水条件下土壤微生物活性较低。IFI值在不同矿化度灌水的林地间差异极显著,在不同土层间差异显著;IFI值随灌水矿化度升高而减小;0—5 cm表层土壤的IFI值明显小于其下层的土壤。土壤微生物代谢多样性和脂肪酸多样性指数与土壤IFI值存在乘幂函数关系,而土壤微生物遗传多样性指数与IFI值有多项式关系,对土壤肥力质量起着明显的正向贡献。     

策勒绿洲外围6种优势防护林植物对不同灌溉量的光合及水分生理响应

以策勒绿洲外围6种人工栽培的优势防护林植物为研究对象,在绿洲外围设置A(0m3·m-2)、B(0.1m3·m-2)、C(0.2m3·m-2)3个不同灌水量处理实验,探讨优势防护林植物对不同灌溉量的光合以及水分生理响应特征。结果显示:(1)在不同灌溉量下6种优势防护林植物净光合速率的日变化趋势一致,均为典型的单峰型变化,除红枣以外,其它植物的净光合速率均表现为CBA。(2)随着灌溉量的增加,植物的蒸腾速率也在逐渐增大,灌木日蒸腾速率呈不规则的M型变化趋势。(3)除核桃外,其它植物清晨水势和正午水势均随着灌溉量的增加而增大,且均表现为BCA。(4)6种优势防护林植物在不同的灌溉量下的瞬时水分利用效率日进程基本上一致,且均表现为BCA。研究表明,从水分利用和灌溉量大小的角度来说,在防护林树种的选择中应该优先选用核桃、红枣、桑树和沙拐枣;综合考虑节水和植物生长的情况下,对红枣进行适量灌溉显然比核桃、桑树、柽柳、花棒和沙拐枣更为有效,所以红枣比其余5种植物更适于在策勒绿洲地区节水生长。     

不同生境下细叶鸢尾表型可塑性及生物量分配差异性

细叶鸢尾(Iris tenuifolia Pall.)为鸢尾科鸢尾属多年生草本,是干旱半干旱地区的野生观赏花卉之一。该植物在自然条件下萌发率极低,主要靠多年生根系进行繁殖。为了研究细叶鸢尾在异质性生境中的可塑性及其生态适应性,对3种不同生境(种群1:干旱严重;种群2:较干旱;种群3:相对湿润)中的细叶鸢尾自然分布种群的生物学特性,地上、地下生物量分配等进行比较。研究发现:3个不同生境的种群植株在外部形态上差异明显。种群1的根长与根冠比显著大于种群2和种群3,种群3的株高值较大;种群3地上生物量的比重显著大于种群1和种群2,但地下生物量与地上生物量分配呈反比。结果表明:细叶鸢尾植株具有较强的可塑性,在不同的环境条件下,通过外部形态结构和生物量的配比关系,能够形成有利于自身生长发育的适应对策。     

不同灌溉量对头状沙拐枣幼苗生长和生理特性的影响

采用盆栽试验,分析了不同水分梯度下(田间持水量的30%、40%、50%、60%和85%)头状沙拐枣幼苗的干物质累积分配特征及生理生化特性,以探明头状沙拐枣幼苗能够良好生长的土壤水分条件。结果表明:(1)随灌溉量增加,沙拐枣幼苗同化枝的干物质累积量显著增加,但在最高灌溉量下同化枝出现严重病害。(2)在生长旺季,增加灌溉量后,同化枝的干物质分配比例也均显著增加,平均可占整株的39.5%;季末,分配比例受灌溉量的影响明显减弱,平均占整株的12.3%。(3)在整个生长季同化枝的全氮和硝态氮含量均处于较高水平,随灌溉量增加全氮含量有降低趋势,硝态氮含量则波动变化。(4)灌溉量对植株同化枝生理特性的影响主要表现在生长旺季。在最低灌溉量下,同化枝丙二醛含量明显较高,但植物可通过大量累积脯氨酸和可溶性糖来降低体内水势,以提高植物抗旱性;在最高和最低灌溉量下,同化枝硝酸还原酶活性和叶绿素含量均显著下降。研究认为,沙拐枣幼苗虽具有较强的抗旱性,但灌溉量过低或过高对同化枝的生长、氮素还原和叶绿素累积均有明显的抑制,因此中等灌溉量(田间持水量的50%~60%)对头状沙拐枣幼苗生长更有利。     

Main plant communities and characteristics of Kalamaili Ungulate Nature Reserve in east Junggar Basin

The main vegetation types of Kalamaili Nature Reserve in east Junggar Basin were investigated in this paper, and based on the data from 54 plot samples, the characteristics of the main desert plant communities from the main vegetation types were quantitatively described. And the results showed that, the vegetation in this reserve can be divided in to 9 major desert plant community types were recognized: Form. Haloxylon ammodendron, Form. Krascheninnikovia ceratoides, Form. Atraphaxis spinosa, Form. Reaumuria songarica, Form. Artemisia songarica, Form. Convolvulus tragacanthoides, Form. Anabasis salsa, Form. Stipa glareosa and Form. Seriphidium terrae-albae, and then, 16 associations were divided from these 9 major community types.     

中国特有种天山猪毛菜的地理分布及潜在分布区预测

基于野外调查的居群分布信息和20个环境变量(包括海拔及19个气候变量),采用最大熵模型( MaxEnt)和地理信息系统( ArcGIS)对中国特有种天山猪毛菜( Salsola junatovii Botsch.)的潜在分布区进行预测;并采用受试者工作特征曲线( ROC)和刀切法( jackknife test)分别检验MaxEnt模型的精度和评估各环境变量在决定潜在分布区时的贡献量。结果显示：天山猪毛菜主要分布在中国新疆南部的12个县(包括托克逊县、和硕县、和静县、焉耆县、拜城县、库车县、温宿县、乌什县、阿合奇县、阿图什县、乌恰县和阿克陶县),但在相关文献记载的曾有分布的阿克苏市、柯坪县和喀什市则本调查中没有发现。通过MaxEnt模型预测,天山猪毛菜的潜在适生区主要集中在新疆南部(包括天山南坡和塔里木盆地西南缘)以及甘肃的西部和东部等,新疆西部地区有零星分布;在调查的15个居群中,除居群14(位于乌恰县西部)外,其他14个居群均位于潜在适生区内,其中的7个居群位于非常适宜的潜在适生区内,表明利用MaxEnt模型预测天山猪毛菜的潜在适生区效果较好。在20个环境变量中,对预测结果贡献量位居前3位的环境变量为最冷季度平均温度、最冷月最低温和最干季度平均温度,表明该种的分布与低温相关。此外,对天山猪毛菜潜在适生区与实际分布区差异的成因进行了分析。     

Carbon storage,spatial distribution and the influence factors in Tianshan forests

Aims
Accurate estimation of carbon density and storage is among the key challenges in evaluating ecosystem carbon sink potentials for reducing atmospheric CO₂ concentration. It is also important for developing future conservation strategies and sustainable practices. Our objectives were to estimate the ecosystem carbon density and storage of Picea schrenkiana forests in Tianshan region of Xinjiang, and to analyze the spatial distribution and influencing factors.
Methods
Based on field measurements, the forest resource inventories, and laboratory analyses, we studied the carbon storage, its spatial distribution, and the potential influencing factors in Picea schrenkiana forest of Tianshan. Field surveys of 70 sites, with 800 m² (28.3 m × 28.3 m) for plot size, was conducted in 2011 for quantifying arbor biomass (leaf, branch, trunk and root), grass and litterfall biomass, soil bulk density, and other laboratory analyses of vegetation carbon content, soil organic carbon content, etc.
Important findings
The carbon content of the leaf, branch, trunk and root of Picea schrenkiana is varied from 46.56% to 52.22%. The vegetation carbon content of arbor and the herbatious/litterfall layer was 49% and 42%, respectively. The forest biomass of Picea schrenkiana was 187.98 Mg·hm^-2, with 98.93% found in the arbor layer. The biomass in all layers was in the order of trunk (109.81 Mg·hm^-2) > root (39.79 Mg·hm^-2) > branch (23.62 Mg·hm^-2) > leaf (12.76 Mg·hm^-2). From the age-group point of view, the highest and the lowest biomass was found at the mature forest (228.74 Mg·hm^-2) and young forest (146.77 Mg·hm^-2), respectively. The carbon density and storage were 544.57 Mg·hm^-2 and 290.84 Tg C, with vegetation portion of 92.57 Mg·hm^-2 and 53.14 Tg C, and soil portion of 452.00 Mg·hm^-2 and 237.70 Tg C, respectively. The spatial distribution of carbon density and storage appeared higher in the western areas than those in the eastern regions. In the western Tianshan Mountains (e.g., Ili district), carbon density was the highest, whereas the central Tianshan Mountains (e.g., Manas County, Fukang City, Qitai County) also had high carbon density. In the eastern Tianshan Mountains (e.g., Hami City), it was low. This distribution seemed consistent with the changes in environmental conditions. The primary causes of carbon density difference might be a combined effects of multiple environmental factors such as terrain, precipitation, temperature, and soil.