青藏铁路沿线温性草原区芨芨草（Achnatherum splendens）群落特征

芨芨草群落是青藏铁路沿线一类重要的温性草原植被类型,对青藏铁路两侧及其四周的水土保持起着非常重要的作用。对青藏铁路西格段海晏县附近的芨芨草草原的空间分布特征、物种丰富度和生物量等特征进行了分析。结果显示,研究地区芨芨草群落由芨芨草斑块和针茅斑块镶嵌而成,两类斑块的数量、大小和斑块间大小变化幅度等特征在空间上表现出一定的规律;芨芨草斑块大小在样线上所占的比例比针茅斑块为小,且有随远离铁路而减小的趋势,而物种丰富度则出现相反的变化趋势;芨芨草斑块的盖度和单位面积上地上生物量显著高于针茅斑块。斑块的大小和数量在一定程度上反应了芨芨草群落的退化状况。人为活动往往会加剧芨芨草群落的斑块片段化。针对芨芨草群落的特征和现状,建议加强对这些区域内人为活动的限制力度以减少对芨芨草群落的干扰。     

Factors influencing the distribution of Subantarctic deep-sea benthic foraminifera,Campbell and Bounty Plateaux,New Zealand

We investigate the combination of environmental factors that influence the distribution patterns of benthic foraminiferal tests (> 63 μm) in a topographically varied region crossed by both the Subtropical and Subantarctic Fronts, south-east of New Zealand. Seafloor sample sites, extending from outer shelf (50 m) to abyssal (5000 m) depths, are bathed by five different water masses, and receive phytodetritus from Subtropical, Subantarctic and Circumpolar surface water masses. Eight mappable associations are recognised by Q-mode cluster analysis of the benthic foraminiferal census data. Similar associations are identified using cluster analysis based solely on the presence or absence of species. Canonical correspondence analysis and a correlation coefficient matrix were used to relate the faunal data to a set of environmental proxies. These show that factors related to water depth (especially decreasing food supply with increasing depth) are the most significant in determining the overall foraminiferal distribution. Other contributing factors include surface water productivity and its seasonality; bottom water ventilation; energetic state of the benthic boundary layer and resulting substrate texture; and bottom water carbonate corrosiveness. Three shallow-water associations (50–700 m), dominated by Cassidulina carinata, Trifarina angulosa, Globocassidulina canalisuturata, Gavelinopsis praegeri, and Bolivina robusta, occur in coarse substrates on the continental shelf, and on the crests and upper slopes of four seamounts under well-oxygenated, high energy regimes, and high food input. Three mid bathyal to upper abyssal associations (500–3300 m), dominated by Alabaminella weddellensis, C. carinata, and Epistominella exigua, occur in biopelagic sandy mud, beneath a region of strongly seasonal food supply, with their composition influenced by total food flux, ventilation (Oxygen Minimum Zone), and bottom current strength. An unusual lower bathyal association (1200–2100 m), dominated by T. angulosa and Ehrenbergina glabra, occurs in a belt of coarser sandy substrate that runs along the crest of the submarine plateaux slopes beneath the strongly-flowing Subantarctic Front-related currents. A deep abyssal association (3500–5000 m), dominated by Nuttallides umbonifer and Globocassidulina subglobosa, occurs on the abyssal plain beneath oligotrophic lower Circumpolar Water south-east of the Subantarctic Front and is strongly influenced by the cold, carbonate-corrosive conditions.     

Availability and contributions of soil phosphorus to forage production of seeded alfalfa in semiarid Loess Plateau

The availability of soil phosphorus was studied in response to the forage production of seeded alfalfa (Medicago sativa L.), established by the ridge and furrow water-harvesting technique in the semiarid Loess Plateau of China. The following 5 treatments were set up in this study: (1) conventional cultivation in a flat plot without mulch (CK); (2) plastic mulched ridge with 30 cm width of ridge and furrow (M30); (3) plastic mulched ridge with 60 cm width of ridge and furrow (M60); (4) bare ridge with 30 cm width of ridge and furrow (B30); (5) bare ridge with 60 cm width of ridge and furrow (B60). The forage yield, evapotranspiration (ET), soil organic carbon (SOC), total phosphorus, available phosphorus and the ratio of soil organic C to available P (C/P) were measured in the experiment. Results showed that the positive correlation occurred between the decrease in soil available P and the total forage yield of alfalfa after three-year alfalfa stand. M30 and M60 were higher than those of conventional flat cultivation (CK) by 10.7% and 40.3%, respectively, whereas the yield of two bare treatments (B30 and B60) was lower than that of CK by 14.2% and 28.3%, respectively. After a 3-year alfalfa stand, the trend of the decrease in soil available P was in the order of M60 (55.5%) > M30 (51.5%) > CK (34.6%) > B30 (23.4%) > B60 (17.5%). Moreover, after 3-year alfalfa growth, the C/P ratio increased significantly in all of the treatments by comparing with that before sowing. The C/P ratios of M30 (1165.1) and M60 (1326.1) were significantly higher than those of the other treatments. More interesting finding was that the increase in SOC in dry years promoted the accumulation of soil available P. However, in wet years, the increase of SOC limited the accumulation of soil available P. Therefore, to further increase the forage yield of alfalfa, the effective technique must be developed to increase the soil available P.     

陇东黄土高原塬区农业气象要素的变化特征

对1971—2000年陇东塬区气象资料分析表明,该区气温呈现出明显的线性上升趋势,且以冬季和春季增温为主。增温表现为平均气温、最高气温和最低气温同时上升。最高气温以季节转换时升幅最大,最低气温多数时间呈现上升趋势,且升温较最高气温显著。最高气温和最低气温均以12月上升最为显著。在气候变暖的趋势下,蒸发量显著增大,界限温度初日提前、终日推后,气温稳定通过0℃和10℃积温增加,无霜期延长,春秋土壤水分减少等。降水量、日照时数、太阳辐射和空气相对湿度等农业气象要素的整体变化不显著。认为气候变暖引起的多要素变化对农业的影响有利有弊,农业管理部门应根据当地气候变化特征,及时调整种植结构,优化种植模式,趋利避害,充分挖掘气候资源潜力,提高农业经济效益。     

青藏高原丽蝇科昆虫物种多样性初探

本文从种数、特有物种和区系构成等角度分析了青藏高原丽蝇科昆虫的物种多样性。青藏高原已知丽蝇5亚科35属120种,占中国已知种数的44.28%,其中特有种55种,占该地区总种数的45.83%;区系构成以特有种、古北界 东洋界共同种及典型的东洋界种和古北界种为主,但澳洲界、新北界、非洲界和新热带界共同种也占一定比例。文中讨论了该地区特有种丰富的原因及地质历史环境对其的影响,分析了区系构成中各种区系成分的比例及形成原因。     

黄土高原归一化植被指数与自然环境因子的空间关联性——基于地理探测器

植被对改善黄土高原脆弱的生态环境有着关键作用,系统研究黄土高原归一化植被指数(NDVI)空间分布和环境因子的空间关联性,可为新时代黄土高原植被高质量建设提供科学依据。以黄土高原2000-2017年年均植被NDVI为研究对象,选取气候要素、地形因素、土壤类型和植被类型等自然环境因子,运用GIS和地理探测器技术手段,在剔除土地利用类型发生变化栅格的基础上,研究黄土高原年均NDVI与环境因子的空间关联性,结果表明:2000-2017年黄土高原年均NDVI值在0.016-0.72之间,呈地带性分布,由西北部向东南部逐渐升高,大于0.3的区域占50.23%;2000-2017年黄土高原年均植被NDVI分布具有空间异质性,且在不同植被区、地貌区、土壤区和气候区中,NDVI空间分布的主要环境驱动因子具有差异性。年均降雨量对NDVI空间分布具有强解释力,是黄土高原85.20%的区域植被生长的主要制约因子;约12.01%的区域主要受土壤类型影响,为中等解释力,其余区域的植被生长主要受年均气温,日照时数或海拔影响。建议综合考虑不同环境条件下植被NDVI的空间分布与环境影响因子的空间关联性,明确不同区域中植被NDVI的环境制约因子,以制约因子定植,在防止土壤干燥化、贫瘠化的前提下,提高植被覆盖率和生物多样性,以期促进黄土高原植被建设高质量发展。     

植被建设对黄土高原土壤水分的影响

为明确自退耕还林以来,黄土高原地区不同植被建设对土壤水分的影响。以Web of Science核心合集中黄土高原土壤水分研究的相关文献为对象,通过CiteSpace生成文献中的关键词并绘制关键词聚类图谱,分析植被建设对黄土高原水分的研究热点及前沿;同时以植被建设对黄土高原土壤水分影响的文献为基础,通过Meta分析量化了不同条件下(海拔,降雨、坡度等)植被建设对黄土高原土壤水分的影响程度。分析Web of Science核心合集中黄土高原土壤水分相关文献共232篇,结果显示近20 a黄土高原土壤水分研究主要包括4个方面的内容:(1)植被建设引起的土壤水分下降问题,(2)土壤水分时空变异特征,(3)土壤水分时空变异的影响因素,(4)遥感和水文模型模拟土壤水分四个方面。同时使用Meta分析了已发表的黄土高原植被建设对土壤水分影响文章103篇,结果表明:黄土高原植被建设大量消耗该区域土壤水分,乔木、灌木及草本植物对土壤水分的结合效应值(ES)依次为-1.893、-1.661、-1.239。植被建设对土壤水分的影响程度随年均降雨量的增大而减小,不同降雨区间的ES值为-0.864(≥500 mm)、-1.423(400-500 mm)、-1.534(<400 mm);在不同海拔区间,植被建设对土壤水分的消耗程度随海拔高度的增加而增加;在3个坡度范围,植被建设对土壤水分消耗程度以<15°最大,>25°次之,15-25°最小。总体而言,植被建设对土壤水分的消耗随着生长年限的增长而加剧,而灌木植被中柠条出现差异,其不同生长年限的效应值为-1.983(>30 a),-1.642(<20 a),-1.107(20-30 a)。由于黄土高原处于干旱与半干旱地区,大面积植被恢复加剧土壤水分消耗,影响到植被生长及其功能的可持续性。因此,应选择适宜植被并给予适当管理(修枝、稀植等措施)以提高土壤水分利用效率,使该地区土壤水分状况得到改善。     

基于空间距离指数的青藏高原生态敏感性综合评价及时空演变分析

生态敏感性是生态系统对外界压力的适应性及遭受破坏的恢复力,开展生态敏感性评价是识别区域生态环境问题的有效手段之一。根据青藏高原的区域特性和主要生态环境问题,在定量构建土地荒漠化敏感性、水土流失敏感性、滑坡灾害敏感性和冻融侵蚀敏感性的基础上,通过空间距离指数法对青藏高原生态敏感性进行综合评价,并采用空间自相关分析和生态敏感性变化模式分析,探讨其时空演变特征和保护管理区划。结果表明：（1）青藏高原综合生态敏感性由西北向东南递减,极度和重度敏感区主要集中在西北部和高大山脉区,不敏感区主要集中在东南部;（2）2000-2018年间青藏高原综合生态敏感性指数值从1.49上升到1.51,表明该区域生态敏感性逐步下降,生态环境改善明显;（3）青藏高原生态敏感性存在显著的空间正相关,低-低聚集网格数量波动上升,从2000年的7277增至2018年7357,表明青藏高原部分地区的生态环境仍存在着一定恶化的风险;（4）根据区域生态敏感性变化模式分析,将青藏高原划分为严格保护区、生态退化区、潜在治理区、生态改善区和综合发展区五个区域,并提出了相应保护与管理对策。研究结果可以为青藏高原生态保护和可持续发展提供参考,从而有效推动保护管理措施的制定。     

极端降雨下黄土高原草被沟坡浅层滑坡特征及其对产流产沙的影响

植被恢复作为黄土高原防治水土流失的重要措施,但极端降雨诱发的浅层滑坡在植被恢复的沟坡上频繁发生,影响流域的产流产沙过程。基于野外原位模拟降雨试验,在60 mm/h降雨强度下,研究草被沟坡浅层滑坡发生特征及其发生前后的产流产沙差异。结果表明：（1）极端降雨所诱发的草被沟坡上的浅层滑坡深度为14-36 cm,与自然强降雨所导致的浅层滑坡深度相贴合,均是低于50 cm。（2）植被根系与土壤容重、孔隙度等土壤性质显著相关（P<0.05）,致使滑坡面上、下层土壤物理性质差异显著（P<0.05）。由于土壤性质的差异,在极端降雨下滑坡面上层土壤水分更快达到饱和（饱和度>90%）,导致浅层滑坡的发生。（3）草被坡面浅层滑坡后的径流与产沙均显著增大（P<0.05）。三个小区的平均径流率在滑坡后增大了4.0-13.1倍,其平均含沙量和产沙率在滑坡后分别增大了9.9-54.9倍和70-841倍。研究结果有助于加深了解植被沟坡的侵蚀产沙机理,并为浅层滑坡防治提供科学依据。     

MTNR1a和MTNR1b基因在繁殖期与非繁殖期雄性高原鼢鼠HPG轴上的表达

高原鼢鼠 (Eospalax baileyi) 终年营地下生活,感光受洞道限制,但褪黑素 (Melatonin) 分泌水平仍存有季节差异,为探明褪黑素对高原鼢鼠季节性繁殖的调控作用,研究利用q?PCR技术检测雄性高原鼢鼠繁殖期 (5月) 和非繁殖期 (9月) 下丘脑、垂体及睾丸中褪黑素受体1a (Melatonin receptor 1a, MTNR1a) 和褪黑素受体1b (Melatonin receptor 1b, MTNR1b) 基因mRNA的相对表达量,通过免疫组织化学技术对MTNR1a和MTNR1b在睾丸中定位,并采用Image Pro Plus软件进行免疫组化阳性评价。结果发现,高原鼢鼠繁殖期下丘脑和垂体中MTNR1a基因的相对表达量显著高于非繁殖期的相对表达量 (P < 0.05),MTNR1b基因的相对表达量在不同时期无显著差异 (P > 0.05),但非繁殖期睾丸中MTNR1a和MTNR1b基因的相对表达量均显著高于繁殖期 (P < 0.01);繁殖期除长形精子外的所有类型细胞以及非繁殖期的间质细胞、支持细胞和精原细胞中均观察到MTNR1a的阳性信号,繁殖期除精原细胞和长形精子细胞外的所有类型细胞,以及非繁殖期间质细胞和支持细胞中均观察到MTNR1b的阳性信号,且非繁殖期MTNR1a和MTNR1b的平均光密度值均显著高于繁殖期 (P < 0.01)。MTNR1a和MTNR1b基因在雄性高原鼢鼠HPG轴上的表达模式,提示了褪黑素在其季节性繁殖调控中的潜在作用。