贺兰山植物群落类型多样性及其空间分异

 贺兰山是一座位于阿拉善高原与银川平原之间的高大山体,是我国西部温带草原与荒漠的分界线和连接青藏高原、蒙古高原及华北植物区系的枢纽。本文就贺兰山植物群落的类型多样性特征及其空间分布规律进行了分析,结果表明：贺兰山植物群落有11个植被型55个群系。垂直分异明显,可划分成山前荒漠与荒漠草原带（海拔1 600 m以下）、山麓与低山草原带（1 600～1 900 m）、中山和亚高山针叶林带（1 900～3 100 m）和高山与亚高山灌丛、草甸带（3 100 m以上）4个植被垂直带。阴阳坡差异很大,在低山带,草原群落多占据阳坡,而阴坡则被中生灌丛所取代;在中山带,阴坡以青海云杉(Picea crassifolia)林为主,阳坡以灰榆(Ulmus glaucescens)、杜松(Juniperus rigida)疏林和其它中生灌丛为主;3 000 m以上阴阳坡分异不明显。东、西坡及南、北、中段植物群落分异也很突出,各自均有一些特殊的群落类型。中段以森林和中生灌丛为主,南段和北段荒漠化程度较高,森林面积很小。北段有四合木(Tetraena mongolica)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、松叶猪毛菜(Salsola laricifolia)等特征群系,南段以贺兰山丁香(Syringa pinnatifolia var. holanshanensis)、斑子麻黄(Ephedra rhytidosperma)等群系最具特色。贺兰山东坡比西坡温暖和干燥,森林面积远小于西坡,并分布一些酸枣(Zizyphus jujuba var. spinosa)、虎榛子(Ostryopsis davidiana)等喜暖中生灌丛。此外,贺兰山还具有贺兰山丁香、斑子麻黄、内蒙薄皮木(Leptodermis ordosica)、贺兰山女蒿(Hippolytia alashanensis)4个特有植物群落。     

鄂尔多斯高原特有种四合木生长和繁殖的种群间变异与濒危机制

四合木为中国特有种,其分布区局限于鄂尔多斯高原的西部。为了认识四合木濒危的机制并为其保护提供理论依据。对四合木生活史的关键阶段－－繁殖进行了野外研究,由于分布区内存在较大的生境异质性,并受到了不同强度的人类干扰,所以不同生境条件下的6个群进行了取样,通过对四合木的营养生长和繁殖的比较分析。得出如下结论：（1）四合木植要朱的基径和冠幅和高度与年龄显著相关,但是与其茎和冠幅相关性更大,冠幅可作为个体大小的测度估计种群的大小结构;（2）冠幅大小呈负偏斜分布,通过不同种群冠幅与年龄的相关分析,得出冠幅的增长速率随种群的衰老耐减缓;（3）四合木的冠幅与其果实量和种子量相关关系显著,随着冠幅的增大,四合木植株的果实产量和种子产量也相应增加,但是这种关系存在种群间差异;（4）四合木的大部分群都处于衰老期,种群内个体的大小变异性很小,对于种群的生存有不利影响;（5）由于空间上四合木的大小结构以及反映四合木繁殖状况的植株果实产量,种子产量等参数在不同种群之间存在显著差异（P＜0．001）,因此应对不同的种群采取相应的管理措施以促进种群的更新和续存。     

四合木(Tetraena mongolica)分布区景观结构时空变化分析

利用3S技术、1972年航空黑白像片、1988年TMCCT磁带数据以及1995年1:10万TM影像等信息源,以斑块为最小景观结构单元,对西鄂尔多斯特有种四合木(Tetraenamon-golica)的分布及其分布区的景观结构进行了研究。结果表明:(1)四合木的分布区面积约为2754km₂;(2)分布区面积及斑块平均面积都在减少。1988年实际占有1456km₂,1995年为1268km₂,平均每年减少27km₂,单个斑块平均面积1988年为18.79km₂,1995年为15.38km₂,减少了18.1%;(3)四合木分布面积的减少在不同时空尺度上并不相同,1988～1995年间的年变化率比1972～1988年间的年变化率高5倍,空间尺度上城市工业区的年变化率比放牧分布区高。     

Point pattern analysis under conditions of replicated sampling

Aims The analysis of point patterns, which deals with data sets consisting of mapped locations of organisms in a study region, is especially important to plant ecological studies because the locations of plants can often be approximated as points. However, few studies used point pattern analysis with data collected by replicated sampling a principle procedure of acquiring data in ecological research. Therefore, we explore the applicability of point pattern analysis under conditions of replicated sampling in this studyMethodsThree replicated 5 m × 5 m plots of homogenous communities were established on a site with eight years of restoration in Nei Mongol steppe. In each plot, the locations of individuals in Leymus chinensis and Stipa grandis populations were mapped. O-Ring function was used to describe the population patterns and species association between L. chinensis and S. grandis for each plot as well as the integrative data of the three replicates.Important findings Population patterns and species associations differed among the three replicated plots. This illustrates that if point pattern analysis was applied to describe the population patterns and species associations only by using data from a single plot sampling, the results could be misleading. Whereas it would be more reliable to integrate the data of replicated plots in the point pattern analysis because in this way the resulting O-Ring function is a weighted average, where the weight is the number of points in the replicate i divided by the total number of points in all replicated plots.     

黄河二氧化碳逸出时空变化及其影响因素——以头道拐水文站为例

河流连接着海洋碳库和陆地碳库,河流碳逸出是全球碳收支的重要组成部分。本文以黄河上游和中游分界点—内蒙古段头道拐断面为研究对象,采用Li-7000静态箱法监测了断面4个采样点在2013—2015年期间四季的CO_2逸出通量(FCO_2),并分析了FCO_2时空变化规律。基于研究断面主要水文和水化学指标的野外监测和室内分析结果,探讨了FCO_2的主要影响因素。结果表明断面FCO_2介于14—186 mol m~(-2)a~(-1),平均值为84 mol m~(-2)a~(-1);水体CO_2分压(p CO_2)介于467—2101μatm,平均值为995μatm;DOC浓度介于2.7—13 mg/L。FCO_2季节性差异明显:夏季FCO_2为全年最大456 mmol m~(-2)d~(-1),冬季最小33 mmol m~(-2)d~(-1)。FCO_2在4个采样点的空间差异显著:河道右岸S4点处最大为392 mmol m~(-2)d~(-1);河道中部S2和S3点基本相同;河道左岸S1点最小为86 mmol m~(-2)d~(-1)。FCO_2与河道流速呈现较好的正相关关系,与p CO_2中等相关,与p H负相关,与风速的相关性不明显,说明对于该研究断面河道流速较p CO_2对FCO_2的贡献更大。本研究较为精细地探讨了头道拐断面的水体CO_2逸出规律,表明即使在同一河道断面,FCO_2也可能存在较大空间差异,流速较大处的FCO_2较大,因此在野外监测FCO_2时需要在河道断面选取具有代表性的采样点,特别是较大的河流。研究结果为黄河中上游CO_2逸出量评价和河道断面FCO_2监测点的布设提供了科学依据。     

生物炼制过程中木质素高值转化研究进展

木质素高值转化对于提升生物炼制经济性,促进社会经济绿色发展具有重要意义。然而,木质素结构复杂且不均一,其高值化利用仍存在技术壁垒,使得木质素应用尚未形成规模。文中首先综述了当前生物炼制过程中木质素高值转化面临的主要挑战。然后通过比较不同预处理技术对木质素分离、性质及其利用的主要影响,详细阐述了基于生物炼制理念发展的新型组合预处理技术。其次,针对木质素本征结构特性导致其利用效率低等问题,进一步详述了溶剂分级、膜分级、梯度沉淀分级等分级利用策略对克服木质素不均一性,改善其可加工性能的重要影响。再次,针对木质素利用策略,系统比较了木质素热化学转化和生物转化,结合生物质预处理及木质素分级,阐述了以生物炼制理念进行木质素高值转化的新策略。最后,总结了木质素利用过程中存在的挑战性问题,展望了木质素高效分离、分级及转化过程发展的新策略和新趋势。     

贺兰山西坡主要山地灌丛群落的基本特征

灌丛是贺兰山最主要的植被组分, 但关于该地区灌丛群落的专门研究并不多见。为了解该地区灌丛资源的分布及生长状况, 该研究对内蒙古贺兰山国家级自然保护区内主要的山地灌丛群落进行样方调查, 通过分析样方数据, 量化描述了各群落的基本特征。结果表明: 贺兰山自然保护区沿海拔梯度主要有准噶尔栒子群系(Form. Cotoneaster soongoricus)、紫丁香群系(Form. Syringa oblata)、小叶金露梅群系(Form. Potentilla parvifolia)、虎榛子群系(Form. Ostryopsis davidiana)、小叶忍冬群系(Form. Lonicera microphylla)、银露梅群系(Form. Potentilla glabra)、山生柳群系(Form. Salix oritrepha)和鬼箭锦鸡儿群系(Form. Caragana jubata) 8种主要的山地灌丛群系。     

典型草原区不同生境反硝化菌群的空间特征

【背景】锡林河-河滨湿地-阶地草原是蒙古高原典型草原区代表性的水生-湿生-陆生生境,但不同生境中反硝化菌群的空间分布特征尚不明晰。【目的】阐明典型草原区不同生境反硝化菌群的组成、丰度、空间分布特征及异质性成因。【方法】利用16S rRNA基因测序研究锡林河流域水生、湿生、陆生生境6个样带沉积物/土壤细菌群落组成及相对丰度。基于2014年及以前文献报道的反硝化细菌及16S rRNA基因信息构建参比菌库,筛选生境关联的反硝化菌属。通过典范对应分析等探究反硝化菌群空间异质性成因。【结果】参比菌库包含80种反硝化细菌(65个属),6个样带测序获得的469个细菌属中36个为反硝化细菌属。3种生境共存的反硝化细菌有14个属,其中黄杆菌属(1.65%-14.17%)和噬氢菌属(1.56%-1.69%)是水生和湿生生境共有的优势菌,假单胞菌属(1.85%)是低河漫滩样带的优势菌。空间分布特征显示反硝化菌群沿水生-湿生-陆生生境呈现先升后降的分布趋势,在低河漫滩湿地达到最高值。典范对应分析表明:黄杆菌属、噬氢菌属、气单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属等与pH值、水分及沙粒含量呈正相关关系,而芽孢杆菌属、链霉菌属、马杜拉放线菌属等与粘粒、粉粒、有机质、总氮含量等呈正相关关系。【结论】典型草原区反硝化菌群组成及丰度具有明显的生境异质性,低河漫滩湿地是反硝化细菌生长繁殖的最佳生境,由颗粒组成、水分含量和pH等环境因子共同驱动。     

耕作方式对玉-豆轮作地表节肢动物多样性及其营养结构的影响

为阐明长期不同耕作方式对轮作种植模式黑土农田地表节肢动物多样性及其营养结构的影响,2015年5月至9月间,利用陷阱法对连续13年玉米大豆轮作模式的定位试验站三种耕作方式(免耕、垄作、秋翻)的地表节肢动物群落进行了调查。共捕获动物1002只,隶属于3纲11目29科37个类群,凹唇蚁、玉米毛蚁和直角通缘步甲为优势类群。免耕(NT,no tillage)有利于增加蜘蛛类群密度,垄作(RT,ridge tillage)和秋翻(MP,mould board plough)显著增加了玉米毛蚁密度。耕作方式仅对群落密度有显著影响显著影响(P0.05),而大豆不同生育阶段显著或极显著的影响地表节肢动物群落组成特征(P0.05; P0.001)。长期玉米大豆轮作种植的地表节肢动物群落营养功能群在不同耕作方式中所占比例不同,保护性耕作方式(NT、RT)更有利于捕食性和植食性动物的生存和繁殖,常规耕作(MP)则是杂食性动物占据优势,明显呈现对不稳定环境的适应。大豆不同生育期,各功能群的个体数与类群数的动态变化不尽一致,不具有明显的规律性。研究结果表明,免耕轮作对维持地表节肢动物群落内部物种间的关系及其营养结构有着较为重要的作用,保护性耕作和轮作种植模式相结合可维持农田生态系统平衡。     

植被退化对温带典型草原根系-土壤系统碳氮分配的影响

以3种不同退化程度的温带典型草原(大针茅轻度退化、中度退化和重度退化)为研究对象,研究植被退化对温带典型草原土壤及根系碳氮含量及储量的影响。结果显示:(1)植被退化对地下根系碳含量影响不显著(P0.05),而对地下根系氮含量的影响显著(P0.05),中度退化样地根系氮含量显著高于轻度退化和重度退化样地(P0.05)。(2)植被退化对根系碳氮储量影响显著(P0.05),根系碳氮储量随着土层深度增加而减少,总根系碳氮储量随退化程度加剧而降低。(3)土壤有机碳、总碳和总氮含量及储量均受退化程度和采样深度的影响显著(P0.05),其含量随着土壤深度的增加而显著减少,随退化程度加剧而显著降低(P0.05)。(4)土壤是根系-土壤系统碳氮储存的最主要场所,储量占比90%以上。虽然土壤碳氮储量均存在表层聚集现象,但表层储量所占比例在各样地间差异显著(P0.05)。