长白山高山冻原生态系统三种养分含量的空间分布

对长白山高山冻原生态系统中 3种养分 (N、P和 S)在植被 -凋落物 -土壤中的空间分布规律进行了研究。结果表明 :(1)在长白山高山冻原植被亚系统中 ,3种养分总含量分布规律是石质高山冻原 (ST) >典型高山冻原 (TT) >沼泽高山冻原 (WT) >草甸高山冻原 (MT) >石海高山冻原 (RT) ;3种养分积累总量为 72 .4 6 kg· hm- 2 ,其中 N、P和 S分别是 4 8.5 5 kg· hm- 2 ,10 .33kg· hm- 2 和 13.6 1kg· hm- 2 ;生物量与养分积累分布规律是 WT>TT>MT>ST>RT。 (2 )在长白山高山冻原凋落物亚系统中 ,平均凋落物量是 1.96 kg· hm- 2 ;3种养分积累总量为 :82 .5 kg· hm- 2 ,其中 N、P和 S分别是 4 6 .2 8kg· hm- 2 ,2 1.14 kg· hm- 2 和 15 .0 8kg· hm- 2 ;养分积累总量分布规律是 TT>WT>RT>MT>ST。 (3)长白山高山冻原土壤 (0～ 2 0cm)亚系统中 ,养分积累总量为 39.6 t· hm- 2 ,其中 N、P和 S分别是 2 3.76 t· hm- 2 ,5 .86 t· hm- 2和 9.98t· hm- 2。 4 )在长白山高山冻原生态系统中 ,3种养分总积累量为 4 0 6 4 4 .98kg· hm- 2 ,其中 N、P和 S分别是 2 4 734.85 kg· hm- 2 ,10 0 18.7kg·hm- 2 和 5 891.4 3kg· hm- 2 ,土壤库是长白山高山冻原的主要养分储存库     

长白山高山冻原植被生物量的分布规律

从物种生物量、优势种器官生物量和植被生物量角度,探讨了长白山高山冻原生态系统生物量的空间变化规律．结果表明,在调查的43种长白山高山冻原植物中,单物种生物量排序前5种植物分别是牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum)(159．01kg·hm^-2)、笃斯越桔(Vaccinium jiliginosum var．alpinum)(137．52kg·hm^-2)、高山笃斯(Vaccinium uliginosum)(134．7kg·hm^-2)、宽叶仙女木(Dryas octopetala var．asiatica)(131．5kg·hm^-2)圆叶柳(Salix rotundifolia)(128．4kg·hm^-2)．它们是长白山高山冻原生态系统的优势种．地下与地上生物量和地下与总生物量之比随海拔升高逐渐增加．植被生物量随海拔升高。总体呈逐渐减小的趋势。植被生物量与海拔高度呈显著负相关．长白山高山冻原生态系统平均生物量为2．21t·hm^-2,对调节长白山小气候、涵养水源、水土保持等生态服务功能的发挥有着重要的作用。同时对固定大气CO2起着汇的作用。     

高山被孢霉的红四氮唑染色程度与菌体油脂中花生四烯酸含量的关系

研究了高山被孢霉菌体被红四氮唑(TTC)染色的条件,并探讨了染色程度与菌体油脂中花生四烯酸含量的关系．高山被孢霉的种子菌体被TTC染色的程度随种龄增加而增加,而种子中的油脂含量和油脂中的花生四烯酸含量也都随种龄增加而增加．在发酵过程中,菌体被TTC染色的程度和菌体中的油脂含量以及油脂中的花生四烯酸含量随培养时间增加而增加．三株具有相似油脂含量、不同花生四烯酸含量的高山被孢霉以及一株不产花生四烯酸的鲁氏毛霉的染色结果显示菌体被红四氮唑染色的程度与菌体油脂中的花生四烯酸含量具有正相关性．该发现有助于花生四烯酸高产菌的快速筛选．     

艰难跋涉 成绩斐然：华西亚高山植物园野外工作十五年记

华西亚高山植物园自１９８６年着手筹建至今,已走过了１５年艰辛的创业历程。植物园把杜鹃花属和具有横断山─东喜马拉雅区域特色的珍稀濒危植物的迁地保护与引种栽培作为工作的重心。对上述植物的野外考察研究、搜集引种、繁殖栽培,一直是华西亚高山植物园工作的重要领域。经常性的野外“作战”是华西亚高山植物园的科技工作者必不可少的工作内容。十五年来,华西亚高山植物园科技工作者的足迹踏遍了祖国的山山水水,做了大量艰苦的、实实在在的第一线的工作,可谓历尽千辛万苦。华西亚高山植物园的创建之初,没有国家固定的事业拨款,仅…     

杜鹃花迁地保存今昔概谈

杜鹃花属（Rhododendron）植物为北温带植物区系的重要类群和世界著名的高山野生花卉之一。全世界原始杜鹃花９６７种,国产５７４种（不包含种以下类型）。我国西南横断山和东喜玛拉雅山地是本属植物的现代分布中心和多度中心乃至起源中心。４００种以上的杜鹃花种类分布于上述区域。我国有关杜鹃花的记载可追溯到公元４９２年（齐梁陶弘景）。但１７世纪以前,所记载和栽培的杜鹃主要是映山红亚属（SubgenusTsutsutsi）等低海拔和东部或偏东部分布类群。因此,杜鹃花在普通国人的印象中,往往是映山红的代名词。而在我国西南部,彝语和…     

高山森林林窗对苔藓及土壤微量元素含量的影响

苔藓植物和土壤在森林元素循环过程中具有重要作用,其元素含量特征可能受林窗和生长基质的影响,但有关不同林窗位置对苔藓和土壤微量元素含量影响的研究尚未见报道。为理解林窗更新对森林苔藓和土壤微量元素含量及分布特征的影响,于2016年10月,调查研究了在川西高山岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林林下、林缘、林窗和旷地中地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Mg、Mn、Ca、Fe元素含量以及对应土壤有机层和矿质土壤层的元素含量。结果表明:川西高山森林地表苔藓与石生苔藓的Na、Zn、Mg、Fe、Ca含量差异不显著,地表苔藓的Mn元素含量显著高于石生苔藓;土壤有机层的Zn、Mg、Mn和Ca元素含量显著高于矿质土壤层,但Fe元素含量则相反,Na元素含量差异不显著。林窗位置对地表苔藓和石生苔藓Na、Zn、Ca和Fe元素含量具有相似的影响,均以林窗和旷地相对较高;石生苔藓与地表苔藓的Mn含量对林窗的响应存在差异,石生苔藓的Mn含量以林下最高,而地表苔藓则以林窗中心最高。但是,林窗对苔藓植物Mg元素含量的影响不显著。森林林窗位置对土壤有机层和矿质土壤层微量元素含量具有相似的影响。Na元素含量以旷地土壤最高,而Zn、Mn、Ca和Fe含量以林窗中心的土壤最高;除元素Na,所有微量元素均以林缘的土壤最低。此外,地表苔藓的Na、Zn、Mn和Ca含量显著高于土壤,而土壤中的Fe含量显著高于苔藓植物;苔藓中Ca和Mn元素含量与土壤的Ca和Mn元素含量呈显著正相关。可见,高山森林林窗更新过程在不同程度上影响了森林地表苔藓和土壤对微量元素的吸存特征,为进一步了解林窗和苔藓植物在高山森林生态系统物质循环中的作用提供了新的角度。     

过表达亚甲基四氢叶酸脱氢酶对高山被孢霉脂质合成的影响

高山被孢霉是一种富含多不饱和脂肪酸的丝状真菌,但其脂质过程中NADPH的来源还没有研究透彻。以高山被孢霉(尿嘧啶营养缺陷型)作为出发菌株,研究亚甲基四氢叶酸脱氢酶(MTHFD1)对高山被孢霉脂质合成的影响。首先构建了过表达载体pBIG2-ura5s-MTHFD1,采用根癌土壤杆菌介导转化真菌的方法,将二元表达载体转化进高山被孢霉CCFM501中,在筛选培养基SC-CS平板上进行筛选,进而得到稳定遗传MTHFD1基因的过表达菌株(MA-MTHFD1);其次提取MA-MTHFD1菌株基因组进行PCR鉴定,并结合qPCR分析结果,表明MTHFD1基因成功在高山被孢霉中实现了过量表达;最后通过对MA-MTHFD1中的脂肪酸含量、NADPH含量及NADPH合成途径中相关基因转录水平进行分析,研究MTHFD1基因过表达对脂质合成的影响。实验结果表明,过表达MTHFD1基因可以提高高山被孢霉脂质合成能力。与原养型高山被孢霉相比,MA-MTHFD1菌株中脂肪酸含量提高了40.13%,NADPH的含量提高了26.45%,而且NADPH合成途径中其他相关基因苹果酸酶(ME)和异柠檬酸脱氢酶(IDH)的转录水平也发生了上调。这一系列研究结果表明,在高山被孢霉脂质合成还原力形成中,MTHFD1基因起到了关键作用。这为解析高山被孢霉中NADPH来源及深入研究脂质合成机制,从而对其胞内脂肪酸代谢通路进行分子水平上的改建提供了一定的理论依据。     

Spatio-temporal characteristics of vegetation water use efficiency and their relationships with climatic factors in alpine and subalpine area of southwestern China

水分利用效率(WUE)是深入理解生态系统水碳循环及其耦合关系的重要指标。为了揭示气候变化背景下区域尺度不同植被类型的响应和适应特征, 对中国西南高山亚高山地区2000-2014年的9种植被类型的WUE时空特征及其影响因素进行探究。该研究基于MODIS总初级生产力(GPP)、蒸散发(ET)数据和气象数据, 估算西南高山亚高山区植被WUE, 采用趋势分析及相关分析等方法, 分析了研究区植被WUE与气温、降水及海拔的关系。主要结果: (1)西南高山亚高山区2000-2014年植被WUE多年均值为0.95 g·m^-2·mm^-1, 整体呈显著增加趋势, 增速为0.011 g·m^-2·mm^-1·a^-1; 空间上WUE呈东南高西北低的分布, 85.84%区域的WUE呈增加趋势。(2)西南高山亚高山区各植被类型WUE多年均值表现为常绿针叶林>稀树草原>常绿阔叶林>有林草原>农田>落叶阔叶林>混交林>郁闭灌丛>草地; 时间上, 各植被类型WUE均呈上升趋势。(3)西南高山亚高山区89.56%区域的WUE与气温正相关, 92.54%区域的WUE与降水量负相关; 各植被类型中, 草地WUE与气温的相关性最高, 有林草原WUE与降水量的相关性最高。(4)西南高山亚高山区典型的地带性顶极植被常绿针叶林的WUE具有较强的海拔适应性及应对气候变化的能力。     

西南高山地区水分利用效率时空动态及其对气候变化的响应

水分利用效率是深入理解生态系统水碳循环耦合关系的重要指标。西南高山地区是响应气候变化的重点区域,研究西南高山地区水分利用效率动态及其对气候变化的响应,对于评估区域碳水耦合关系及对全球气候变化的响应具有重要意义。应用生态系统模型CEVSA(Carbon Exchange between Vegetation,Soil,and the Atmosphere)估算了1954—2010年西南高山地区水分利用效率(Water use efficiency,WUE)的时空变化,分析了其对气候变化的响应。结果表明:(1)西南高山地区1954—2010年水分利用效率均值为1.13 g C mm-1m-2。3种主要植被类型草地、常绿针叶林和常绿阔叶林的WUE分别为1.35、1.14、0.99 g C mm-1m-2。在空间分布上,WUE与海拔显著正相关(r=0.156,P0.05),而与温度则显著负相关(r=-0.386,P0.01)。(2)在时间尺度上,1954—2010年西南高山地区整体WUE降低趋势显著(P0.01),变动区间为0.83-1.46g C mm-1m-2,平均每年下降0.006g C mm-1m-2。整体WUE年际变化与温度呈显著负相关(r=-0.727,P0.01),与降水量相关性不显著;整体WUE下降主要原因是温度上升引起的ET增加速率大于NPP增加速率。(3)1954—2010年西南高山地区3种主要植被类型草地、常绿针叶林及常绿阔叶林WUE均显著下降(P0.01),下降速度分别为-1.03×10-2、-6.17×10-3、-1.37×10-3g C mm-1m-2a-1。西南高山地区76.3%格点WUE年际变化与温度显著负相关(P0.05),34.1%格点WUE年际变化与降水量显著正相关(P0.05)。草地和常绿针叶林WUE年际变化与温度显著负相关(r=-0.889,P0.01;r=-0.863,P0.01),与降水量相关性不显著。由于西南高山地区降水较为丰富,且过去57年降水变化不显著,因此该地区WUE的时空格局主要受温度变化的影响。1954—2010年期间温度升高造成的ET增加显著高于NPP的增加是该地区WUE下降的主要原因。未来需要获取更高空间分辨率的气候、土壤、植被数据,从而更加准确和精确地模拟西南高山地区水碳循环及其耦合关系对气候变化的响应。     

高山森林土壤微生物群落结构和功能对模拟增温的响应

将高山森林土壤装入PVC管中(土壤有机层在上、矿质土壤层在下)培养10周,以高山森林土壤年均温为对照,采用室内人工气候箱分别模拟增温2和4 ℃,研究土壤微生物群落和土壤酶活性对温度升高的响应.结果表明: 温度升高显著降低了土壤有机层中细菌、矿质土壤层中革兰氏阴性菌(G^-)PLFAs含量,但对土壤真菌无显著影响.温度升高引起革兰氏阳性菌和阴性菌比值(G⁺/G^-)升高,改变了微生物群落结构.增温对漆酶、β-葡萄糖酶、酸性磷酸酶和N-乙酰葡糖胺糖苷酶活性没有显著影响.土壤微生物群落之间呈现出协同增长的趋势,真菌、细菌、G⁺、G^-等微生物群落之间均呈显著正相关.土壤有机层中β-葡萄糖苷酶与土壤微生物群落对碳源利用的竞争,导致β-葡萄糖苷酶活性与土壤有机层细菌、真菌、G⁺呈显著负相关.高山森林不同土壤微生物类群对增温的响应不同,细菌比真菌对温度的响应更敏感,真菌对增温有一定的耐受能力.