中国东北西部地区沙质荒漠化过程与植被动态关系的生态学研究——群落多样性与沙质荒漠化过程

依据东北西部沙质荒漠化地区植被的分类与排序,分析了不同演替梯度上植被群落多样性指数与DCA排序坐标值的相关关系,利用其探讨群落多样性与沙质荒漠化过程的关系;科尔沁沙地、呼伦贝尔沙地,1)植物群落的生态优势度λ、Renyi的均匀度E1与群落分布的地下水位有显著的相关关系;2)植物群落Hill的多样性指数H0,H1、Hill的均匀度Eh、Hill指数的均匀度E′1与海拔、湿润系数、Thornthwaite指数、降水量、地下水位、放牧干扰等有显著的相关关系;3)植物群落Renyi的多样性指数N0,N1、Heip修正的均匀度Ep、Alatalo修正的均匀度E′h与经度、温暖指数、冷暖指数、Thornthwaite指数、土壤有机质、地下水位、放牧等干扰有显著的相关关系。4)呼伦贝尔沙地的完工-海拉尔沙带,樟子松林、贝加尔针茅羊草草甸草原;科尔沁沙地的油松林、羊草草甸草原、丛生禾草草原具有较高的多样性,各群落类型随着沙质荒漠化过程的逐渐加剧,物种丰富度逐渐降低,其递减趋势分为旱生沙化系列、湿生沙化系列、盐水至水生系列。按各群落类型的物种丰富度递减顺序可分为6个级别,6个级别所含的群落类型分别对应着稳定沙地(A、B),固定沙丘(C),半固定沙丘(D),半流动沙丘(E),流动沙丘(F)。     

沙质林地土壤阻抗系数测量方法

介绍了土壤阻抗系数的测量目的及测量的一般方法;重点描述了应用大地阻抗仪(Yokogawa Type 3244)(specific earth resistance tester)测量沙质林地土壤阻抗系数的理论背景和室内、外操作步骤与数据处理方法。结果表明,使用3244大地阻抗仪,即运用Wenner法测量沙质林地土壤阻抗系数是可行的。其测量结果在对土壤分层、确定表层土壤含水量、初步确定地下水位等具有一定的应用前景。     

沙质草地生境中大型土壤动物对土地沙漠化的响应

沙质草地沙漠化过程中土壤动物群落结构变化是沙漠化生物过程中的一个重要方面,对于掌握沙漠化过程中生物退化规律和提出合理沙漠化防治对策具有重要指导作用。选取处于不同沙漠化阶段的流动沙地、半流动沙地、半固定沙地、固定沙地和丘间低地5种生境类型,采用手拣法对其大型土壤动物群落进行了调查。共获得36个动物类群,属于8目32科,优势类群为蚁科,常见类群有22个类群,两个类群的个体数共占群落个体总数的93.33%;稀有类群有13个类群,其个体数占群落个体总数的6.67%。结果显示,丘间低地、固定沙地、半固定沙地和半流动沙地大型土壤动物群落个体数量、类群数和多样性显著高于流动沙地(P<0.05);固定沙地大型土壤动物生物量显著高于其它生境类型(P<0.05);沙质草地严重沙漠化显著地影响大型土壤动物多样性及其生物量。并且,不同土壤动物类群个体对不同沙漠化阶段生境的适应性存在一定差异,产生了不同的响应模式。土壤有机碳和酸碱度以及土壤含水量差异是影响大型土壤动物类群分布与生长的主要因素。研究表明,固定沙地是大型土壤动物的适宜沙地生境,具有较多的个体数量和较高的生物量;丘间低地、半固定沙地、半固定沙地和流动沙地影响大型土壤动物存活,其个体数量和生物量较低。     

沙质海岸灌化黑松对蛀食胁迫的补偿性响应

黑松(Pinus thunbergii)在特定的沙质海岸环境中形成了与之相适应的灌化树形。由蛀食胁迫诱发的黑松补偿性响应是其自我保护和适应不良环境的一种重要机制,目前尚缺乏相关研究。该文通过比较蛀食前后植株补偿性生长特征的变化来阐明补偿性响应的机理及其在灌化过程中的作用。结果表明：(1) 蛀食胁迫后,当年和次年枝的数量明显增加,且对当年枝的影响大于次年枝,可见这种补偿响应具有持续性,但强度有减弱的趋势。同样,叶构件的补偿响应也具有持续性但强度差别不显著。(2) 当年枝和叶构件的补偿性生长与其在1年枝上的位置密切相关,蛀食后近顶端枝和叶长度分别为未蛀枝上同部位的1.75与1.43倍,而近底端补偿性生长不明显。(3) 在密度效应的影响下,蛀食枝的芽死亡率上升5.4倍,营养芽产量上升1.55倍,而生殖芽产量差异不显著,因此蛀食胁迫诱发的补偿性响应更倾向于投资营养生长。(4) 主枝遭蛀食胁迫停止生长后,分枝数增多,枝计盒维数增加25%。树冠计盒维数随枝条受害率的增加呈现“先增后减”的变化趋势。通过非线性回归分析表明,两者呈“后峰型”曲线函数关系。(5) 枝和叶构件的总生物量在两条件下差异不显著,属等量补偿性生长。本研究认为：灌化黑松响应蛀食胁迫的补偿性生长机理可用顶端优势去除理论解释,且具有持续效应,这种枝构型改变方式将最终导致黑松灌化形态的形成;同时,补偿性响应还包括芽命运和计盒维数的变化。因此,可将芽命运和计盒维数作为反映植物补偿性生长的指标。     

微生物在预防地震中的作用

强烈地震会造成建筑物倒塌甚至人员伤亡。而建筑物下面的地基极为重要，那些含沙质土壤的地表一旦发生地震，土壤就会像液体一样出现“流动”现象，位于其上的建筑物很容易发生振动或震动，强烈地震则造成其受损或倒塌。为弥补沙质土壤地基的弱点，可采取两方面的对策措施：一是化学方法，即注入某些化学物质如环氧的化学物质以增强建筑物地基的抗震性，从而可减少地震带来的损失；但缺点是该化学物质对土壤和地下水均有毒性，不适宜采用。     

沙质草原沙漠化过程不同阶段稳定性与恢复性研究

应用1984、2001、2002年在内蒙古锡林郭勒盟多伦县的野外调查样方资料,采用群落盖度变化;植物种在样方中出现频度的变异性、生物量的变异性和卢多样性指数作为指标,综合的分析沙漠化过程不同阶段的稳定性。结果表明：(1)沙漠化过程不同阶段盖度的下降比例并不是均匀的(35％→25％→15％→5％→0％),这种不均匀性可以反映出演变过程中不同阶段的保守性和易变性,下降比例越小,说明这一阶段越保守,从而也越稳定;(2)不同阶段1m^2样方内所包含的物种数量,以及物种数量的变异系数(0．31→0．34→0．64→0．67)反映了演变的不均匀性;(3)不同阶段1m^2样方内生物量的变异系数(0．50→0．49→0．66→0．64)反映出演变的不均匀性;(4)通常β多样性指数被表示为群落间相似性指数(0．81→0．60—0．32→0．00),沙漠化过程中相邻两个阶段的相似性越高,说明稳定性也越高。以上几个指标反映的趋势是一致的。恢复性与稳定性正好相反,越稳定的阶段越不容易恢复,反之,越容易恢复。     

中国东北西部地区沙质荒漠化过程与植被动态关系的生态学研究——群 …

依据东北西部沙质荒漠化地区植被的分类与排序,分析了不同演替梯度上植被群落多样性指数与ＤＣＡ排序坐标值的相关关系,利用其探讨群落多样性与沙质荒漠化过程的关系;科尔沁沙地、呼伦贝尔沙地,１）植物群落的生态优势度λ、Ｒｅｎｙｉ的均匀度Ｅ１与群落分布的地下水位有显著的相关系;２）植物群落Ｈｉｌｌ的多样性指数Ｈ０,Ｈ１,Ｈｉｌｌ的均匀度Ｅｈ、Ｈｉｌｌ指数的均匀度Ｅ’１与海拔、湿润系数、Ｔｈｏｒｎｔｈｗａｉｔ     

植物镉忍耐的分子机理

Cd是植物非必需的微量元素,对植物有很强的毒性.Cd抑制植物细胞生长,抑制氧化磷酸化,引发氧化胁迫,影响光合作用,损伤核仁和影响质膜ATP酶的活力.一些耐Cd植物通过诱导形成螯合肽、金属硫蛋白、植物应激蛋白等抵御Cd毒,也有的耐Cd植物则通过细胞壁固定、液泡分隔、腺体分泌等途径来抵御Cd毒.植物螯合肽合成酶(PCS)相关的一些基因已得到克隆.金属硫蛋白(MT)的克隆基因导入植物,使植物对Cd毒的抗性增加;植物胁迫蛋白可提高植物对Cd毒的抗性,Zn转运蛋白可运转Cd.修饰基因则通过影响主要基因提高植物对Cd的忍耐能力.野生型植物耐Cd毒是多基因控制的,而植物短期的Cd忍耐,则仅受一个或少数基因控制.     

准噶尔盆地沙质荒漠啮齿动物群落在短命植物存在期的空间-食物资源利用

从空间、食物和时间三维生态位途径,研究了荒漠啮齿动物群落４种鼠类于４～６月短命植物存在时期的空间—食物资源利用。在空间利用上,虽然４种鼠存在一定的觅食和活动空间方面的差异,但具有相似生物学特征的两种两足型鼠种（空间维重叠值：０８７８～０９０８）和两种四足型鼠种（空间维重叠值：０７０８～０８６３）种间仍表现出较高的空间利用趋同;在食物利用上,根据此时期的食物资源谱和食物谱测定,得出各鼠种均倾向于取食此时期丰富的短命植物种类,导致了各鼠种间较为相似的食物选择（选择系数主要在±０５范围）;结合各鼠种的活动时间观察,得出各成对鼠种间的三维生态位重叠值,其中,超过半数的成对鼠种生态位重叠值（０５０８～０８４０）大于有限相似性理论的０５值。究其原因,可能是由于该时期短命植物类群具有呈脉冲式迅速增长的生物量和越冬成鼠的较低种群密度,致使多数鼠种间未出现显著的资源利用生态分离,因而该时期可称为种间无竞争共存时期。各鼠种在短命植物存在时期,一定程度上表现出的资源利用趋异可能是捕食风险压力所致,但未改变该啮齿动物群落在此时期的基本资源利用格局。     

沙质微泡菌β-1,3(4)-葡聚糖酶的克隆表达及酶学性质

【背景】β-葡聚糖是自然界中广泛存在的非淀粉多糖,是谷类植物细胞壁的主要成分。β-葡聚糖酶能够水解β-葡聚糖生成低聚合度的寡糖,在食品、饲料、造纸等领域发挥着重要的作用。【目的】从海洋细菌沙质微泡菌(Microbulbifer arenaceous)中克隆到一个β-1,3(4)-葡聚糖酶基因,在大肠杆菌中可溶表达,研究其相关酶学性质。【方法】以沙质微泡菌(Microbulbifer arenaceous)基因组DNA为模板,克隆一个β-1,3(4)-葡聚糖酶基因(MaGlu16A),构建重组表达载体p ET-28a-MaGlu16A并在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,通过Ni-NTA亲和层析纯化后进行酶学性质研究。【结果】MaGlu16A的最适pH和最适温度分别为pH 6.0和40°C,在pH 5.0-10.5和35°C以下稳定。对EDTA具有较高的抵抗性,在1 mmol/L和10 mmol/L EDTA浓度下仍保持99.3%和82.5%的酶活力。该酶能够有效水解可得然多糖、昆布多糖、大麦葡聚糖、地衣多糖、燕麦葡聚糖和酵母葡聚糖,水解产物主要为葡萄糖、二糖、三糖和四糖。【结论】海洋细菌沙质微泡菌(Microbulbiferarenaceous)来源β-1,3(4)-葡聚糖酶的克隆表达及酶学性质的测定为β-葡聚糖酶的挖掘及β-葡寡糖的制备奠定了基础。