青藏高原垂穗披碱草青贮饲料中乳酸菌的多样性及低温发酵菌株的筛选

【目的】探究青藏高原垂穗披碱草青贮饲料中乳酸菌的多样性,筛选在低温条件下(10、15和25°C)生长性能较好的优良菌株。【方法】将垂穗披碱草青贮饲料中分离纯化的乳酸菌进行形态特征观察及16S r RNA基因测序鉴定;用MRS液体培养基在10、15和25°C条件下分离、初筛乳酸菌,选取高吸光度值的菌株作为优势菌株。用绿汁发酵液在10、15和25°C条件下培养测定其p H值,选取低p H值菌株作为优势菌株,并综合MRS培养基筛选结果确定优良菌株。【结果】从不同温度和发酵阶段的垂穗披碱草青贮饲料中共分离得到108个乳酸菌菌株,它们分属于6个属、18个种。其中,清酒乳杆菌LS-24在15°C条件下发酵液p H值显著降低(P0.05),戊糖片球菌PP-63在发酵初期生长速度较快,植物乳杆菌LP-21在15°C条件下发酵液p H值降至3.9且有最大活菌数。【结论】在青藏高原垂穗披碱草青贮饲料中发现的乳酸菌属基本涵盖了前人在常温青贮饲料中发现的所有属,但种数略少;在108株菌中,清酒乳杆菌LS-24、戊糖片球菌PP-63和植物乳杆菌LP-21在低温条件下均表现出较好的繁殖和发酵特性,可作为青贮饲料低温发酵的备选菌株。     

The phylogenetic relationships of Przevalski's Finch Urocynchramus pylzowi,the most ancient Tibetan endemic passerine known to date

Competing systematic hypotheses have placed the Tibetan endemic Przevalski's Finch Urocynchramus pylzowi either with the Old World buntings (Emberizidae) or with the cardueline finches (Fringillidae, Carduelinae). Recent studies based on limited genetic evidence instead suggest an isolated position within Passeroidea and advocate a separate family, Urocynchramidae, as had been suggested much earlier on the grounds of morphology. We provide a time‐calibrated multi‐locus phylogeny for Passeroidea including Przevalski's Finch based on three mitochondrial markers and three nuclear introns that placed U. pylzowi in a clade together with Estrildidae, Viduidae and Ploceidae. A sister group relationship of U. pylzowi and weavers (Ploceidae) was concordant among three multilocus reconstructions but received only poor support. Divergence time estimates inferred from a fossil/biogeographical molecular dating approach suggested a late Oligocene split of U. pylzowi from its closest relatives at roughly 25 million years ago, making this the oldest known Tibetan endemic passerine. In addition to the molecular data, behavioural peculiarities and egg coloration further strengthen an isolated placement of U. pylzowi.     

黄土高原区域生态综合研究:机理深化与方法拓展

黄土高原是我国生态环境最为脆弱的地区之一,同时也是我国大规模生态恢复的重点区域。经过数十年的治理,黄土高原生态环境得到显著改善,但一系列新的环境问题也随之出现,使得该区域大规模生态修复与治理的可持续发展成为当前的研究热点。为了对黄土高原生态系统演变规律和维持机制进行综合分析与探索,根据"十三五"国家重点研发计划《典型脆弱生态修复与保护研究专项指南》的要求,中国科学院生态环境研究中心牵头共10家单位联合申报了"黄土高原区域生态系统演变规律和维持机制研究"项目,通过了专业机构组织的评审,获准立项。对该项目的立项背景、总体目标、主要内容、研究方案等进行介绍。该项目的开展将对黄土高原生态修复的适宜性和可持续发展提供重要政策与决策支持。     

青藏高原高寒草甸区铁路工程迹地植被恢复过程的种间关联性

为了研究大型工程建设对脆弱生态系统的影响,以青藏高原高寒草甸区铁路工程迹地植被为对象,分别在青藏铁路建设期(2005年8月)、运行期(2009年8月、2013年8月)对工程迹地进行了3次植被群落调查,样地大小10m×40m,在此基础上利用种间关联性分析的方法,通过对群落特征的方差比率(VR)检验、χ~2检验和Spearman秩相关系数检验,来探讨群落物种总体关联性和主要种种对间关联性。结果显示:(1)2005年群落平均盖度(35.21±4.41)%,群落内共有物种71种,2009年群落平均盖度(33.42±3.01)%,共有物种78种,2013年群落平均盖度(43.41±3.26)%,共有物种85种。(2)对群落物种总体关联性检验发现群落物种总体关联性均表现为显著正相关,关联程度排列为VR_(2005)VR_(2009)VR_(2013),群落趋向松散,抗干扰能力弱。(3)对群落主要物种种对间关联性检验发现成对物种间的正、负联结比例总体呈下降趋势,并且达到显著或极显著的种对数百分比也呈下降趋势,群落内物种间联结强度逐渐降低。(4)在高寒草甸区工程迹地植被恢复8a时间里,部分相同种对之间的关联程度发生变化,中生或者湿生植物减少,耐旱植物种类增加,表明铁路沿线由于生境小气候干旱化和土壤紧实度增加,群落组成发生适应性改变,群落处于从逆向演替向正向演替的过渡阶段,应尽量降低放牧等二次干扰,加速其自然恢复进程。研究旨为探索青藏铁路工程迹地植被恢复规律提供参考。     

不同形成时间高原鼢鼠鼠丘土壤养分分配规律

高原鼢鼠(Myospalax baileyi)作为青藏高原唯一营地下生活的鼠类,其造丘活动不仅能影响草地群落演替的方向和进程,而且对鼠丘土壤养分含量和分配造成空间异质性。关于不同形成时期的高原鼢鼠鼠丘养分含量及在垂直高度的分配规律研究报道尚少。基于此本研究以不同形成时期的鼢鼠鼠丘为研究对象,对鼠丘土壤养分含量及空间分配规律进行探讨。结果表明:随着鼠丘形成时间的推移,土壤养分总体表现为:1年鼠丘多年鼠丘对照区;与非鼠丘区相比,随着土壤土层增加,土壤养分未呈现规律性的变化。其中,土壤全氮和速效氮含量表现为1年鼠丘3年鼠丘5年鼠丘对照区;0—10cm土壤全磷和速效磷含量变化总体表现为多年鼠丘1年鼠丘对照区,10—30cm土层1年鼠丘土壤中全磷和速效磷含量最高。土壤速效钾和有机质含量随着鼠丘形成时间推移总体表现为:1年鼠丘5年鼠丘3年鼠丘;其中在10—30cm土层,1年鼠丘速效钾和有机质含量显著高于多年鼠丘和对照区。由此可见,高原鼢鼠造丘活动能显著改变土壤养分分配格局,短期内形成养分富集的肥力岛,为鼠丘土壤种子库中种子的萌发和植被生长提供必需的养分保证。     

黄土高原水土流失综合治理技术及示范

黄土高原是我国水土流失严重和生态环境极为脆弱的地区,也是我国"两屏三带"生态安全战略格局的重要组成部分。研发及集成相关技术,建立试验示范样板,为该区生态修复与产业发展提供技术支撑成为亟待解决的重要问题。"黄土高原水土流失综合治理技术及示范"项目(2016YFC0501700)属于国家重点研发计划"典型脆弱生态修复与保护研究"专项。该项目通过6个类型区水土流失治理相关技术的研究及区域尺度上的集成研发,阐明黄土高原脆弱区域生态持续恢复与生态安全中的主要学科发展及相关技术问题。     

区域气候模式(PRECIS)对黄土高原降水模拟能力的评估

黄土高原水资源短缺,严重制约其社会经济发展;全球变暖背景下,需要对该区水资源状况进行详细的影响评估。区域气候模式可提供气候变化情景下的数据,但模式的模拟精度直接影响评估结果。为此利用ERA40再分析数据作为边界条件驱动PRECIS,从降水频率、降水量和极端事件3个方面,评估了PRECIS对黄土高原1960—2000年降水的模拟能力。结果表明,PRECIS能够模拟出各要素东南-西北方向变化的空间分布特征,还可模拟出整体的时间变化趋势,其中对非汛期的模拟较好,而汛期降水日数和降水量等被严重高估;并且涉及干旱的指标普遍偏低;还发现对于极端降水事件模式对强度指标的模拟能力优于频率指标。因此,还需要进一步探讨订正方法,才能更好的应用于气候变化水文效应评估。     

羌塘高原降水梯度带紫花针茅叶片氮回收特征及影响因素

植物回收衰老叶片的氮是植物重要的养分保持和环境适应机制,在寒旱贫瘠的生境更是如此。为了理解降水梯度上植物对高寒贫瘠环境的养分适应特征,研究了羌塘高寒草原优势物种紫花针茅叶片氮回收策略及其与环境因子的关系。结果表明,降水梯度带上紫花针茅叶片具有较高的叶氮水平和氮回收能力。生长季盛期紫花针茅绿叶平均氮含量为(23.87±3.92)g/kg,高于中国草地平均水平(20.9 g/kg)及全球平均值(20.1 g/kg);绿叶氮含量与年降水量(MAP)呈显著负相关,干旱端(西部)绿叶中氮含量明显高于湿润端(东部)。枯叶养分回收后的氮水平(NRP)很低,平均为(6.76±1.42)g/kg,叶片平均氮回收效率(NRE)为(71.25±6.46)%,明显高于中国温带草原和全球的平均水平(46.9%—58.5%)。枯叶中氮回收水平对叶片氮回收效率起决定作用,是维持高养分回收效率的物质基础。NRE与MAP、土壤全氮(TN)和土壤无机氮呈显著负相关;NRP与TN相关性不显著,但与土壤无机氮显著负相关。尽管NRE与NRP呈显著负相关,但二者与绿叶氮含量均没有显著相关性。年均气温、海拔对NRE和NRP影响均不显著。因此,紫花针茅叶片极高的NRE和低NRP反映了它对极端干旱贫瘠环境的养分保持能力,通过内部氮循环来降低养分流失。土壤氮的有效性是影响紫花针茅叶片氮回收能力的关键因子,降水通过影响土壤氮的有效性以及绿叶中氮含量间接影响紫花针茅叶片氮回收效率。     

藏北草地退化与生态服务功能价值损失评估——以申扎县为例

藏北草地是我国重要的畜牧业生产基地和生态安全屏障。基于遥感和GIS技术,利用1990、2000、2010年3期不同时相的TM、ETM+和CEBERS遥感影像,对申扎县草地资源退化状况进行了遥感监测,并采用生态经济学评估模型对草地生态系统8个方面的服务功能价值损失进行了评估测算。结果表明:1990—2010年,申扎县草地退化面积增加了47.40×10~4hm~2,生态系统服务功能价值损失高达5.20×10~8元;其中1990—2000年,草地退化较严重,该时段也是生态系统服务功能价值损失较多的时期;2000—2010年,草地退化趋势变缓。藏北草地提供生物量价值仅约占生态系统服务功能总价值的7.0%,草地生态服务功能远大于其提供的生物量价值,因此必须从生态服务功能的的理念出发去经营草地,从而实现草地的可持续发展。     

Comparative phylogeography and evolutionary history of schizothoracine fishes in the Changtang Plateau and their implications for the lake level and Pleistocene climate fluctuations

The water level oscillation of endorheic lakes and extent change of glaciers associated with the Asian monsoon are known as prominent representatives of climatic and environmental events in the Tibetan Plateau during the Quaternary. However, details process in spatial and temporal changes are still debated. We use the schizothoracines as a palaeoclimatic proxy to test two hypotheses concerning the evolution of Quaternary glaciations and lakes of the Changtang Plateau: (1) the Tibetan glaciations generally tended to decrease since the middle Pleistocene; (2) the lakes expansion was driven by summer monsoon rainfall. Based on a wide range‐wide sampling throughout in the Changtang Plateau and its adjacent drainages, we constructed phylogeny and demographic histories of schizothoracines in the Changtang Plateau. Our results showed that the populations of the exorheic rivers and lakes in southern Tibet possessed higher genetic variability, earlier coalescent and expansion times than those of the endorheic lakes in the Changtang Plateau. Population expansions are highly consistent with phases of strong summer monsoon and high lake level during interglacial stages. The maximum growth rate intervals showed three pulses from 64.7 to 54.8, 39.6 to 31.0, and 14.9 to 2.4 kya respectively. The significant positive correlations were found between regional precipitation and genetic diversity, as well as coalescence time of populations in the endorheic lakes. We suggested that the demographic history of the schizothoracines reflects the spatial and temporal changes in climate and lake level, in particular, in regional precipitation gradients associated with changes of the South Asian monsoon, and supports the climatic hypothesis of a general diminishing tend in Tibetan glaciations in the Tibetan Plateau since the middle Pleistocene.