牛耳朵传粉生物学研究

苦苣苔科(Gesneriaceae)报春苣苔属(Primulina Hance)是一个近年来备受关注的类群,其纷繁复杂的物种多样性和属下种间的特有分布引起了分类学家和植物学研究者的极大兴趣。该属除了极少数的物种如牛耳朵[(Primulina eburnea(Hance)Y. Z. Wang)]以外,绝大部分的物种为狭域分布或地方特有种,其分布范围很窄。为了揭示牛耳朵的传粉生物学和繁育系统对其生殖过程和拓殖能力的影响机制,作者系统地研究了牛耳朵的开花物候、花粉与柱头活性、访花昆虫的种类和访花行为、花粉胚珠比、OCI指数和套袋实验结实率,探究其传粉等生殖过程对牛耳朵的广布是否有正面影响。结果表明:牛耳朵的自然花期是3—5月,全花期约45 d,其中盛花期约20 d,单花期6～8 d; 开花后1～2 d花粉活力最强,开花前柱头没有可授性; 花粉胚珠比为537; 杂交指数为5; 去雌套袋、去雄套袋均无法结实,说明本种不存在无融合生殖; 与自然授粉相比,自花授粉结实率略低,异花授粉结实率略高,说明自交亲和; 牛耳朵的主要传粉者是花条蜂(Anthophora florea)和熊蜂(Bombus sp.)。花蜜产量较高、花粉量较大、花粉活力较强等特点,有利于牛耳朵完成传粉和结实的整个繁殖过程。因此,这一结果显然有利于牛耳朵的拓殖进而广布在我国华南至西南地区的喀斯特地区。     

北京东灵山土壤动物多样性海拔格局的尺度推绎规律

识别群落内部各类群多样性格局的复杂性是生态学家面临的挑战,而尺度推绎规律是揭示复杂生态结构的有效途径之一。本研究利用多重分形的方法探索了不同海拔土壤动物多样性格局的尺度推绎规律,对比分析了凋落物层和土壤层之间多重分形谱的差异。结果表明: 与之前对植物群落的分析结果相似,土壤动物多样性尺度推绎规律同样具有幂律特征,如丰富度、Shannon多样性指数和Simpson多样性的倒数。凋落物层和土壤层中不同相对多度土壤动物的丰富度也具有幂律尺度推绎规律。凋落物层和土壤层中土壤动物多样性格局都具有多重分形特征,但凋落物层中多样性的分形结构比土壤层更均匀,且两层间优势类群与稀有类群的尺度推绎特征在多重分形谱上不同格局。幂律尺度推绎规律对于有着较高丰富度与多度的土壤动物同样存在,从而有助于揭示地下生物多样性的空间分布机制。     

基于马尔柯夫模型的怒江流域中段植被动态变化预测

运用GIS、RS和GPS技术,采用1994和2004年2个时期的TM影像建立了植被分类系统,分析了2个时期的植被景观格局特征及其变化,并利用马尔柯夫模型,对未来该区域植被景观的动态变化进行了预测。结果表明,怒江流域中段植被景观以灌草丛为基质,其他景观类型镶嵌于其中。1994—2004年,各种植被景观类型之间发生转移最多的是在灌草丛、半湿润常绿阔叶林和针阔混交林之间。变化最大的是海拔较低的灌草丛和半湿润常绿阔叶林等;海拔较高的针阔混交林、寒温性针叶林等的变化均不明显。结果预示,未来10年,人为干扰对整个流域植被演替的影响将进一步加强,灌草丛、寒温性针叶林等面积不断增加,半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林面积不断减少,景观整体趋于破碎化,研究区的生态环境受到人类活动严重影响。     

放牧对小叶锦鸡儿种子产量的影响

锡林河流域草地灌木化表现为小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)种群的扩张。为了研究放牧与小叶锦鸡儿种群扩张的关系, 从小叶锦鸡儿的种子产量和萌发入手, 分析放牧对小叶锦鸡儿生殖的直接影响(即放牧的直接影响)以及不同放牧处理下昆虫种群对小叶锦鸡儿生殖造成的影响(即放牧的间接影响)。通过比较不同处理下小叶锦鸡儿果荚的数量、种子产量以及昆虫对种子的取食, 发现放牧产生的直接影响和间接影响性质不同, 放牧的直接影响是不利于小叶锦鸡儿的繁殖,而其间接影响却对小叶锦鸡儿的繁殖有利, 且这两种影响在很大程度上会互相抵消。根据所得的研究结果可知在停止放牧之后的一段时间内, 小叶锦鸡儿种群扩张的可能性会增加, 因此在草地生态系统管理中应该注意这个问题。     

中国主要灌丛植被碳储量

在广泛收集资料的基础上,利用植被平均碳密度方法,估算了我国6种主要灌丛植被的碳储量,并分析了其区域分布特征。主要结果如下:1) 6种灌丛植被总面积为15 462.64 ×10⁴ hm²,总碳储量为1.68±0.12 Pg C (1 Pg=10¹⁵g),灌丛植被平均碳密度为10.88±0.77 Mg C·hm^-2(1 Mg=10⁶ g),不同植被类型差异较大,在5.92~17 Mg C·hm^-2之间波动。2)从区域分布来看,西南3省(云南、贵州、四川)既是我国灌丛主要的分布地区之一,分布面积占6种灌丛总面积的23.5%,又是我国灌丛碳储量的主要储库,碳储量占整个6种灌丛碳储量的1/3(32.6%),适宜的水热条件决定了该地区的植被平均碳密度要高于全国平均水平。3) 与我国森林和草地的植被碳储量相比,这些灌丛碳储量相当于我国森林和草地碳储量的27%~40%和36%~55%。     

不同程度的水分胁迫对沙棘幼苗生理生态特征的影响

为探讨未来降水减少对内蒙古皇甫川流域沙棘幼苗生理生态特征的影响,特设计平均降雨水平、偏旱、干旱和极端干旱4种不同的水分梯度处理,开展人工水分梯度实验.方差分析表明,不同的水分梯度显著影响土壤的含水量、土壤温度等微生境因子,并显著影响净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等气体交换特征、资源利用效率和叶片水势特征.适度的水分胁迫(干旱环境)能够提高沙棘的水分利用效率,同时却降低净光合速率和蒸腾速率.各种生理生态指标表明,4种水分处理的沙棘幼苗都受到不同程度的水分胁迫的影响,极端干旱环境中沙棘幼苗的内在生理调节机制出现紊乱,皇甫川流域沙棘不适宜在极端干旱环境中生长.     

青藏高原高寒草地地上植物碳积累速率对生态系统多功能性的影响机制

在全球气候变暖的背景下, 草地作为陆地生态系统碳库的重要组成部分, 其较小幅度的波动, 会影响整个陆地生态系统碳循环和生态系统多功能性(EMF)。地上植物碳积累速率(CAR)表示从生长季初始到生长季生物量峰值的群落地上部分碳累积速率, 能够很好地表征固碳功能、固碳潜力和效率。因此, 植物CAR的变化会改变地上和地下群落维持EMF的能力。目前EMF的相关报道多探讨地上群落多样性和EMF的关系, 而缺乏高寒草地生态系统植被地上CAR对EMF的影响机制研究。该研究目的是探究高寒草地群落CAR对EMF的调控作用、机理和过程, 这将对草地生态系统管理提供理论支持, 并推进对生态系统多功能性维持机制的理解。2015年7-8月, 在青藏高原地区进行草地样带调查, 共计取115个样点。综合土壤有机碳、全氮、全磷、地上和地下生物量以及微生物生物量碳等13种生态系统参数计算生态系统多功能性指数(M)。利用归一化植被指数(NDVI, 1982-2013年)计算并提取2015年物候数据, 最终获得CAR。采用薄盘光滑样条插值法插值气象数据, 提取样点2011-2015年年降水量和年平均气温, 以供分析CAR对EMF的调控机理。主要结果: 地下生物量、土壤有机碳、全磷和微生物生物量碳含量对CAR和M有较高的权重(0.58、0.80、0.83和0.79; 1.05、0.98、1.02和0.97), CAR和M呈显著线性正相关关系(R² = 0.45, p < 0.01)。在降水和气温要素的影响下, 植物地上群落和地下土壤要素的协同作用, 影响植被CAR, 进一步调控EMF。     

膨胀活性污泥丝状菌类的研究

活性污泥膨胀是微生物处理污水过程中常遇到的一个严重问题,长期以来是污水处理工作的重点,对此做过大量的研究工作。造成污泥膨胀的因素很多,其中最常见的一种是活性污泥中丝状微生物的过度生长,已报道的有浮游球衣细菌(Sphaerotilus natans),白地霉(Geotrichum candidum),大肠埃希氏菌(Esche-     

小麦光合午休的成因及缓解措施的研究

作者通过试验观察到,在高温、强光条件下,光呼吸强度虽然也有升高,但升高的幅度是有限的,不足以形成光合午休。超饱和光强也不是形成光合午休的直接因素。同时,又一次论证了光合产物的累积在光合午休形成过程中的重要作用。 结合前两文(余彦波等,1985;唐鸿寿等,1986),作者提出了形成光合午休的主要途径(图2),指出了水分亏缺和光合产物在叶肉细胞内过量累积是形成光合午休的两个主要环节。并从生态学角度为缓解光合作用午休发展农业生产提出了意见。     

典型农田退耕后土壤真菌与细菌群落的演替

土壤真菌和细菌作为地下生态系统的重要组成部分,其群落的恢复状况是评价农田退耕还林生态效益的重要指标。以云南省维西县典型退耕还林农田为对象,利用高通量测序等方法比较了不同退耕年限的农田土壤中真菌和细菌群落随植被演替的变化特征。结果发现,农田撂荒后土壤细菌多样性先显著降低后缓慢上升,真菌多样性变化不明显;地上部植被由草本经灌丛再向林地演替的过程中,土壤真菌的群落组成随植被变化呈现明显的改变,主要体现在粪壳菌纲(Sordariomycetes)所占比例的减少(由30%减至10%左右)和伞菌纲(Agaricomycetes)所占比例的增加(由5%以下增至20%以上);而细菌的群落组成无明显变化。聚类分析的结果显示,真菌的群落组成变化与植物群落的演替规律更为同步。不同演替阶段的退耕农田土壤真菌和细菌群落均明显区别于未经扰动的天然林,表明人为扰动对土壤微生物群落的影响可能在较长时间内持续存在。研究揭示了云南典型农田退耕后地下土壤真菌和细菌群落随植被演替的变化特征,为全面评价该地区退耕还林的生态效益提供了数据支撑。