1961-2010年中国东部林区降水的完整日值序列建立与变化特征

高精度地对各气象站缺测降水资料进行插补,从而获得完整序列的降水资料,对于提高气候变化影响分析的时空精度具有十分重要的意义.本文利用空间相关和逐步回归法,对东部林区月内有单日缺测或不多于7d缺测的降水资料进行插补,最终建立了853个站自1961-2010年完整序列的降水资料.在此基础上,应用趋势分析法,分析了1961-2010年降水量、降水日数和极端降水事件的变化特性.结果表明:1961-2010年,研究区年降水量略呈不显著增加趋势,倾向率为5.58 mm.(10a)-1,年代际变化明显;年降水日数呈显著减少趋势.极端降水日数和极端降水量呈显著上升趋势,倾向率分别为0.12 d·(10a)-1、10.22mm·(10a)-1.尤其是20世纪90年代以后,该区极端降水事件明显偏多偏强,极端降水量对总降水量的比率也呈显著增加趋势.极端降水日数和极端降水量均在1993年发生突变.     

滹沱河流域湿地植被的数量分类和排序

应用TWINSPAN和DCA相结合的方法,对滹沱河流域湿地植被74个样方进行分类和排序,将湿地植被分为16个群丛。DCA排序第一轴反映土壤含水量梯度,第二轴反映土壤类型的变化。主要优势种的DCA排序图与样方的DCA排序图有很大的相似性,优势种的分布格局在很大程度上决定着植物群丛的分布格局。     

景观生态视角下草地生态质量的空间差异及其影响因素——以内蒙古四子王旗为例

科学评价北方荒漠草原的生态质量,有助于草地景观的生态修复与荒漠化防治。以内蒙古四子王旗为例,采用景观生态视角,通过构建生态质量评价体系,结合综合指数法和自然间断法,对研究区内130个行政村域的草地生态质量进行综合评价及类别划定;通过引入地理加权回归模型并对比最小二乘回归模型,评估外源压力对草地生态质量的影响。结果表明:(1)2016年四子王旗村域草地生态质量的指数变化幅度为0.003—0.765,呈现出北高南低的区域差异;在空间分布上,高高集聚、低低集聚和低高集聚的空间特征反映出村域草地生态质量的非均衡特征及空间依赖;(2)对比模型估计参数,地理加权回归模型具有解释草地生态质量空间异质性和处理数据非平稳性的优势,预测精度优于最小二乘回归模型;(3)6种变量对草地生态质量的回归系数表明,经济压力和环境压力的影响效应明显高于人口压力和资源压力。与草地生态质量变化呈正相关的因素依次为:生态用地比、人均耕地面积和草地载畜量,而与至城镇中心距离、劳动人口比和人均GDP则依次呈现出负相关关系。研究结果可为草地生态保护与治理提供参考。     

水位对大米草和藨草种内种间关系的影响

以外来克隆植物大米草和本土种藨草为研究对象,通过温室控制实验,人工模拟3种水位(基质表面积水5 cm,基质表面微积水0 cm及基质表面下5 cm处微排水)交叉5种定植模式(试验容器内分别为大米草2株、藨草2株、大米草4株、藨草4株以及两物种各2株混种)的试验,研究水位对外来植物大米草和本土种藨草生长繁殖特性及种内种间关系的影响。结果表明:水位仅对大米草和藨草的根生物量及叶片数具有显著影响,而定植模式对两者的生长繁殖指标均有显著影响;大米草种间相对邻里效应指数均显著大于种内相对邻里系数,而藨草的种内和种间相对邻里系数无显著差异;由此推测,水位改变了大米草和藨草的种内种间关系,可以通过适当调节水位以及本土物种的恢复来有效控制大米草在中国海岸带的分布。     

氮沉降和刈割条件下羊草光响应模型比较及响应特性

草地覆盖全球陆地面积的40%左右,在全球碳循环中发挥着重要作用。近年来,人类活动,如化石燃料燃烧和畜牧业的发展显著增加了氮在全球环境中的沉积。草地管理方式（如刈割）在介导氮沉降对草地植物的影响方面具有重要作用。因此,筛选合适的模型对光响应过程进行拟合并计算相关参数对研究植物光合特性具有重要意义。依托6种氮添加（NH₄NO₃）梯度和两种草原管理方式（刈割和不刈割）交互处理的野外控制实验,利用Li-6400便携式光合作用系统测定上述实验平台的优势种羊草（Leymus chinensis）的光合作用-光响应过程。采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型4种光响应模型对羊草光响应曲线进行拟合,从参数拟合效果和模型拟合优度筛选氮添加和刈割条件下羊草的最佳拟合模型并分析羊草的光合特性。结果表明：指数模型对表观量子效率（α）、光饱和点（LSP）和最大净光合速率（P_nmax）具有较好的参数拟合效果,非直角双曲线模型的模型拟合优度最好。在所有处理中,羊草均未表现出明显的光抑制现象,具有一定的光合潜力和适应环境变化的能力。适度氮添加和刈割处理能提高羊草净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、P_nmax、α和LSP等,提升了羊草的光能利用率并拓宽了光强利用范围,但过度氮添加并不能进一步提高光合能力。综上,指数模型和非直角双曲线模型较适用于氮添加和刈割条件下羊草的光响应曲线拟合,施氮浓度为20 g N m^-2 a^-1并刈割是最有利于提高羊草光合能力的草原管理措施。探讨了不同氮添加浓度和刈割处理对优势种羊草的交互影响,从光合作用角度分析羊草的适应机制,将对未来全球氮沉降增加情况下的草地管理方案提供科学依据。     

岱海表层沉积物中内源磷的释放

以北方半干旱地区典型内陆封闭湖泊岱海为研究对象,开展了上覆水质及多种环境因子(温度,pH,溶解氧,扰动,光照)对湖泊沉积物内源磷释放的影响研究。结果表明:(1)温度升高有利于内源磷的释放,湖泊水体在温度较高的夏季更易呈现富营养化状态;(2)碱性条件有利于磷的释放,岱海水体属微碱性环境(pH8.8),若水体pH进一步升高,将会造成沉积物内源磷的大量释放;(3)厌氧条件(ρDO0.8mg/L)有利于磷的释放,岱海湖心区水深较深,易形成厌氧环境,因此湖心区内源磷释放强度较浅水区大;(4)强烈扰动有利于磷的释放,这会对浅水区的底质产生较大影响;(5)照度通过底栖藻类的生物作用,间接地限制了沉积物释磷对上覆水中磷浓度的影响。     

氮素添加和功能群去除对糙隐子草和大针茅根系特征的影响

由于草地不合理利用,中国北方草原严重退化,导致生态系统结构性破坏甚至功能性紊乱。随着草原退化,中能值功能群植物糙隐子草会取代高能值功能群植物大针茅成为群落中优势度最大的植物。为了解大针茅和糙隐子草在氮素添加以及去除功能群的情况下根系特征的变化趋势,选取锡林郭勒盟典型草原中的退化草原群落,分别开展两项实验,实验1:氮素添加梯度实验(0、10.5、17.5、28 gN/m~2),实验2:同时进行功能群的去除和氮素的添加,功能群去除实验(将植物分为高能值植物功能群、中能值植物功能群、低能值植物功能群3个功能群;每个处理分别剪除另外两个功能群,留取单一功能群),并同时进行氮素添加实验(0、17.5 gN/m~2)。在进行两年的实验处理后,通过Delta-T SCAN根系分析仪测量大针茅和糙隐子草根系的长度、直径、面积、体积指标。分析植物根系对氮素添加的响应,以及功能群去除是否改变这两种植物对氮素添加的响应格局。实验1研究结果表明:在受到其他功能群的竞争压力下,大针茅根系长度、面积、体积均在高氮素添加(28 gN/m~2)情况下显著增加,糙隐子草根系直径和体积在中氮素添加(17.5 gN/m~2)的情况下显著高于其他3个处理,退化样地中土壤氮素的增加,促使大针茅根系主要通过增加根系长度扩大在土壤中的空间分布,而促使糙隐子草主要通过增粗生长来扩大土壤分布空间。实验2研究结果表明:功能群的去除,中氮素添加对根系的影响,只有糙隐子草的根系直径显著增加。综合来看,功能群去除实验对大针茅的根系长度和面积有影响,对糙隐子草的根系长度、直径和面积有影响。功能群去除处理与氮素添加的交互作用对大针茅根系没有影响,对糙隐子草的根系直径和体积有影响。     

内蒙古高原典型草原区河漫滩湿地植物群落退化表征

草原区河流河漫滩草甸是生物多样性表现最充分和生物生产力最高的地段, 但由于过度放牧利用, 绝大部分草甸处于退化状态。该文以锡林河流域中游的河漫滩草甸为研究对象, 比较分析了围封保育湿地与放牧退化湿地的群落组成、地上生物量, 以及共有植物种的植株高度、节间长、叶长、叶宽, 土壤含水量、容重, 群落地下根量及根的分布, 土壤微生物生物量碳、氮的变化。结果表明: 1)放牧使得湿地植物群落优势种发生变化, 原有湿生植物逐渐向旱生化转变, 同时地上及地下生物量明显降低。2)退化湿地的植物呈现显著小型化现象。3)放牧退化湿地的土壤含水量较围封保育湿地低, 其垂直分布及地下根的垂直分布也发生变化。在低河漫滩, 土壤水分随土层的增加而增加, 根量也趋于深层化。但在高河漫滩湿地, 土壤含水量接近典型草原, 根未出现深层化分布趋势。4)放牧践踏引起土壤容重和土壤紧实度增加。5)放牧使得低河漫滩湿地土壤微生物生物量增加, 而在过渡区及高河漫滩湿地, 放牧使得土壤微生物生物量碳、氮含量显著降低。     

内蒙古草原巴拉格尔河流域不同水体转化特征及环境驱动因素

内蒙古高原草原流域是我国内陆重要的生态屏障,水资源演化对该区域社会经济发展和生态环境保护具有重要意义。本研究选取巴拉格尔河流域为对象,于2018—2019年丰、枯水期采集降水、河水、浅层地下水共254份水样,测定其物理化学指标、δD和δ¹⁸O,运用同位素技术、数理统计和反距离权重法分析不同水体中稳定同位素的组成关系、时空变化及其影响因子,并结合氘盈余(d-excess)及同位素混合比公式,揭示不同水体的转换关系,识别其演化的环境驱动因素。结果表明: 研究期间,大气降水、河水、浅层地下水呈现δD、δ¹⁸O丰水期高、枯水期低的特征;草原流域不同水体时空转化的主要环境驱动因素为温度、海拔和地下水埋深,地下水δD、δ¹⁸O、河水δD与海拔均呈显著负相关;浅层地下水埋深小于10 m时,δD、δ¹⁸O变化大,大于10 m时则趋于稳定;大气降水的δ¹⁸O与气温呈正相关;丰水期氘盈余值高于枯水期,分布特征存在局部高值,流域自南向北呈减小趋势;丰水期降水对上游河水的补给率超过50%,河水对地下水的补给均在50%以上,在不同河段地表水与地下水的补排关系不同。     

基于转录组的阿拉善地区多枝柽柳多态Genic-SSRs的识别与开发

基因内部的简单重复序列(Genic-SSR)可在植物适应环境变化中发挥重要作用。通过对阿拉善5个样点多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的转录组进行测序、组装和比较, 经CandiSSR软件分析, 共鉴定出代表157个基序类型的1 185个多态性Genic-SSR位点, 位于1 123个转录本中。其中, 三核苷酸重复序列(596, 50.30%)最多, 其次是二核苷酸重复序列(486, 41.01%)。定位分析表明, 分别有411、239和163个Genic-SSRs位于相应基因的CDSs、5′UTRs和3′UTRs; 78.47%的三核苷酸重复SSRs位于基因的CDSs, 94.07%的二核苷酸重复SSRs位于基因的UTRs; 在CDS中, AGC/GCT、AGG/CCT、AAG/CTT、CCG/CGG和ATC/GAT重复相对丰富, 占所有Genic-SSRs的64.48%; AG/CT和AT/AT是UTRs中最丰富的重复类型, 占UTR中所有Genic-SSRs的55.22%。功能注释表明, 含有多态Genic-SSRs的基因可注释到多个与植物逆境应答相关的GO条目和KEGG通路中。在随机选取的15个多态性SSR位点中, 14个被成功扩增, 共检测到64个等位基因。遗传多态性估算表明, 它们的期望杂合度(He)、观测杂合度(Ho)和多态性信息含量(PIC)平均值分别为0.553、0.421和0.493, 均属于中、高多态SSR标记, 表明利用RNA-seq技术开发SSR标记可行。