不同生长季节黑果枸杞的根际细菌群落结构

【目的】黑果枸杞是一种耐盐植物,是我国西北干旱区盐渍土改良的优良植物物种,其根际土壤细菌群落结构在不同生长时期的变化特征尚不清楚。【方法】本研究采用Illumina MiSeq高通量测序研究了黑果枸杞3个生长阶段的根际土壤细菌群落结构的动态变化。【结果】所有样品中共获得317467条序列,对应于7028个细菌/古细菌OTUs。根际土壤细菌群落的α多样性显著高于非根际土壤。衰老期根际细菌的多样性和丰富度明显低于营养生长期和花/果期。变形菌门和酸杆菌门的相对丰度随生长时期的演变而逐渐降低,而蓝细菌门则相反。厚壁菌门的丰度在衰老期明显高于营养生长期和花/果期。优势属的组成也随生长期的演变而改变,营养生长期、花/果期、衰老期的优势属数量分别为17、16、4,且组成也具有差异。相似性分析表明营养生长期和花/果期的根际细菌群落具有很高的相似性,衰老期根际细菌群落组成与生长期和花/果期具有很高差异,然而与非根际土壤的群落结构具有较高的相似性。【结论】根际土壤细菌群落多样性和组成随生长期的改变而表现出明显的动态变异性,表明黑果枸杞生长时期对根际土壤细菌群落结构具有重要的影响。     

新疆草地净初级生产力(NPP)空间分布格局及其对气候变化的响应

分析植被物候与净初级生产力对气候变化的响应一直是研究全球变化的核心内容之一。新疆草地生态系统极为脆弱,对气候和环境变化的影响十分敏感,在新疆地区开展草地物候和净初级生产力及其对气候变化的响应有着独特的意义。基于遥感数据和野外台站实测数据,利用CASA模型模拟了新疆草地植被净初级生产力(NPP),阐述了2001—2014年新疆地区草地的NPP的空间格局及与气象因子的关系。(1)通过实测生物量精度检验表明,CASA模型基本可以反映新疆地区草地植被NPP。(2)2001—2014年新疆草地NPP平均值为102.49 gC m~(-2) a~(-1)。不同草地类型的NPPA存在明显差异。其中,山地草甸平均NPP最高,达到252.37 gC m~(-2) a~(-1);温性草甸草原次之,为204.93 gC m~(-2) a~(-1)。高寒荒漠和温性荒漠的平均NPP最低,分别为43.94 gC m~(-2) a~(-1),53.11 gC m~(-2) a~(-1)。(3)新疆NPP的空间分布格局具有如下特点:山区NPP高于盆地NPP,北疆NPP高于南疆NPP;(4)降水能够促进新疆草地NPP增加,其中,夏季和秋季的降水对草地NPP的影响最为明显,温度对新疆地区草地NPP影响不大。降雨可以促进新疆草原NPP的增加。特别是在降水量较少但温度较高的草原,如温带荒漠草原、温带草原沙漠、温带沙漠、低地草甸等,年降水量和夏秋降水量对草地NPP有显著影响。温度对新疆草地NPP的影响不大。通过对新疆草地空间格局的分析,研究了草地NPP对气候变化的响应,为合理规划新疆草地的生产和利用,以及草地生态系统的健康发展和应对气候变化提供决策依据。     

阿克苏市绿地土壤重金属污染及植物富集特征

植物对重金属污染具有一定的吸滞能力, 利用园林植物减缓和治理城市重金属污染具有重要意义。采用单因子污染指数法、内梅罗综合指数法和富集系数法, 评价阿克苏市不同功能区绿地土壤重金属污染程度, 分析常见绿化树种叶片的重金属富集效应和空间分异特征。结果表明: 阿克苏市绿地土壤4种重金属(Zn、Cu、Pb、Cr)污染程度不同, 其中Cu、Pb污染最为严重, 达到了重度污染。阿克苏市不同绿地功能区土壤内梅罗综合污染指数(Nemerow integrated pollution index) PN由高到低的顺序为工业区绿地>(PN=3.68)交通道路绿地(PN=3.47)>居住区绿地(PN=3.34)>公园绿地(PN=2.93)>城郊绿地(PN=2.16); 阿克苏市区主要绿化树种间, 新疆杨、法国梧桐对Zn、Cu、Pb、Cr的富集系数较大, 可作为阿克苏市区土壤重金属污染修复的重点选用树种; 大叶白蜡、圆冠榆、垂柳对Zn、Cu、Pb、Cr的富集系数次之, 可作为备选树种。     

1998-2014年艾比湖湿地自然保护区生态系统服务价值及其时空变异

湿地的生态系统服务价值是生态学研究的热点之一。以艾比湖湿地自然保护区为研究区,以1998年的TM影像、2006年的Landsat ETM+影像及2014年的Landsat OLI影像为数据源,采用Costanza生态系统服务价值公式进行生态系统服务价值评估,结合空间自相关模型,定量探讨了艾比湖湿地自然保护区生态系统服务价值时空分异特征。结果表明：（1）近20年来,研究区的土地利用/覆被变化显著,除了水体和裸地面积减少,其它土地覆被类型面积都有不同比例的增加。（2）在生态系统服务价值方面,近20年来ESV（Ecosystem Services Values）整体变化不大,但近年ESV有所降低,生态环境出现恶化趋势。（3）在生态系统服务的时空变异方面,研究区ESV空间正相关显著,空间集聚程度高值区主要集中在艾比湖水域和湿地,并且高值区有增加向减少转变的趋势,低值聚集区在湖区四周,且逐年增加。（4）近20年来,影响研究区生态系统服务价值时空变化的驱动力因素主要包括自然因素和人为因素,人为因素是研究区生态系统服务价值时空变化的主要驱动因素。     

奎屯河流域春季融雪期SCS-CN模型参数取值方法

水资源是保障我国西北干旱半干旱地区生态环境安全的关键因素。以新疆奎屯河流域为例,通过修正SCS模型土壤持水量及初损率参数计算方法,寻找适用于干旱半干旱地区山区典型流域春季融雪期径流模拟模型,为流域掌握水资源量及生态用水提供决策依据。与以往研究不同之处在于:首先,引入度-日模型修正降水量参数,以满足流域降雨-融雪混合补给径流特征。其次,利用多期MODIS数据驱动的TS/VI特征空间理论结合土壤水分吸收平衡原理计算土壤持水量参数(S);再运用聚类分析法对初损率(λ)取值方法进行改进。通过参数算法改进后的SCS模型,参数率定期和验证期纳什效率系数和相对误差系数分别为0.92和0.64,0.7%和-1.5%。结果表明:1)参数算法改进后SCS模型能实现奎屯河流域春季融雪期日径流模拟。2)利用遥感大尺度地表信息参数化技术反演SCS模型参数,实现了遥感数据为SCS模型提供大尺度空间数据的同时,间接实现了模型参数由点状数据向面状数据转化的可能;3)初损率(λ)多组取值法可有效提高干旱半干旱地区大尺度流域径流模拟精度。     

乌鲁木齐市公园常见乔木对空气颗粒物的滞纳量

为了探究公园绿化乔木叶片对大气颗粒物的滞纳量在冠层垂直和水平方向上的变化,选择乌鲁木齐市人民公园内分布广且冠层结构有差异的3种阔叶乔木夏橡(Quercus robur)、火炬树(Rhus typhina)、大叶白蜡(Fraxinus rhynchophylla),在7月叶片成熟期对其树冠不同高度(2、4、6m)和方向(...     

不同灌溉定额下地膜残留量对土壤物理性质及棉花根系生长的影响

地膜覆盖是干旱半干旱地区农业节水和增产的主要措施。当前长期高强度的使用地膜造成严重的“白色污染”,这是不可持续的。本研究在模拟残膜蓄积量和干旱情景下，探讨残膜污染对土壤物理特征和棉花根系生长发育的影响。设计土柱试验，评估2个灌溉定额下[1950 m³·hm^-2(田间持水量50%,中度干旱)和3900 m³·hm^-2(田间持水量100%,充分灌溉)],4个残膜量水平(0、160、270和490 kg·hm^-2)的影响。结果表明：土壤物理性质主要受残膜量的影响，残膜量的增加使土壤容重增大，饱和含水率、田间持水率、毛管持水率、总孔隙度降低；并抑制了棉花根系扩展，降低了根重量、根表面积、根体积、根长和根直径，以及根系在土壤0～20 cm土层中的占比；上述指标除田间持水量外，其余均在残膜量超过270 kg·hm^-2时，表现出显著的处理间差异。同一残膜量下，高灌溉定额根系构型优于干旱处理；综合分析，土壤容重增幅1.88%,饱和含水率、毛管持水率、总孔隙率的降幅分别达7...     

菌根真菌对酸铝胁迫的响应

酸性环境中活性铝浓度升高可能抑制菌根真菌生长,为探讨酸性条件下菌根真菌对活性铝的响应机制,以拟青霉(Simplicillium sp.,Si)、细长孢霉(Mortierella elongate,Me)、木霉菌(Trichoderma spp.,Tr)、瓶头霉(Phialocephala,Ph)和葡萄状穗霉(Stachybotrys chartarum,Sc)5种菌根真菌为供试材料,采用PDA液体培养基单种纯培养以pH值为5.5设定3个Al3+浓度梯度,分别为对照(0 mmol·L^-1)、低铝(0.2 mmol·L^-1)和高铝(1.0 mmol·L^-1),研究酸性条件下不同活性铝浓度对菌根真菌的生物量、有机酸分泌以及N、P、K含量等的影响。结果表明:(1)除拟青霉(Si)外,其他菌株均不同程度受活性铝浓度影响,Si生物量随活性铝浓度增加而增加,低铝时比对照增加了238%(P<0.05),而细长孢霉(Me)、木霉菌(Tr)、瓶头霉(Ph)和葡萄状穗霉(Sc)生物量均降低,其中,Ph和Sc分别比对照降低了38.1%和72.5%(P<0.05)。(2)5种菌根真菌分泌有机酸存在显著性差异,Si、Me、Tr和Sc的H+分泌量在高铝浓度时均低于对照,对Si产生显著性差异(P<0.05);仅Me分泌草酸,对照的分泌量是高铝时的1.12倍。(3)5种菌根真菌N、P、K含量随不同活性铝浓度胁迫存在显著性差异,Si和Sc的P、K含量随活性铝浓度增加而显著增加(P<0.05);Me和Ph的N含量随活性铝浓度增加而显著降低(P<0.05),Me的P、K含量分别在低铝和高铝时达到峰值,Tr和Ph的N、P、K含量在低铝时达到峰值而在高铝时受到抑制。(4)Si、Me和Tr受酸铝影响不显著,属耐酸铝型菌株,Ph和Sc属酸铝敏感型菌株。本工作可为天山雪岭云杉森林更新与幼苗存活问题研究的深入开展提供基础依据。     

极端干旱区多枝柽柳叶片功能性状及其与土壤理化因子的关系

叶片是植物获取资源的重要器官，研究其功能性状与环境因子的关系，有助于更好地了解植物对环境要素变化的生态适应性。以塔里木盆地北缘不同生境下(绿洲、过渡带、荒漠)典型荒漠植物多枝柽柳(Tamarix ramosissima)为研究对象，分析其叶片结构和生理性状在不同生境间的差异，建立叶片性状与土壤理化因子的相关关系，解析荒漠植物的生态适应性并揭示影响荒漠植物叶片功能性状的关键环境因子。结果表明：(1)多枝柽柳叶片功能性状具有不同程度的变异，其中叶片面积变异幅度最大(40%),比叶面积、可溶性蛋白含量等变异幅度最小(均为15%)。(2)多枝柽柳叶片厚度和叶片面积等结构性状以及叶片可溶性蛋白、脯氨酸、淀粉含量等生理性状在不同生境中均具有显著差异(P<0.05),其中可溶性蛋白、脯氨酸含量均在荒漠生境中达到最高。(3)多枝柽柳叶片部分功能性状之间存在显著的相关关系，其中叶片厚度、淀粉含量等与叶组织密度呈显著负相关关系(P<0.05),而叶片厚度与淀粉含量之间、可溶性糖含量与非结构性碳水化合物含量之间均呈极显著正相关关系(P<0.01)。(4)通过RDA排序分析发现，土壤速效磷含...     

甘草JAZ基因家族的鉴定及其在干旱胁迫下的表达分析

甘草(Glycyrrhiza uralensis)是一味大宗中药材，黄酮类活性成分是其主要的药物活性成分之一。茉莉酸是甘草响应非生物胁迫调控类黄酮类活性成分的主要内源激素。JAZ是茉莉酸信号转导途径中的一个重要节点，其通过负向调节茉莉酸的信号转导，参与植物发育、非生物胁迫和对植物激素处理的响应的调节。本研究通过测定聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG) 6000诱导的干旱胁迫对乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)中茉莉酸(jasmonic acid, JA)含量和JAZ基因家族表达水平以及JAZ基因家族的生物信息学分析，筛选受干旱胁迫诱导JAZ基因。研究结果显示：JA主要在甘草地下部分中积累，干旱胁迫明显提升地下部分JA含量，地下和地上部分中PEG处理2h时JA表达量最高。基于对上述材料的转录组测序数据分析，有10个GuJAZ基因具有完整的读码框，且这些JAZ基因具有时空表达差异性。干旱胁迫诱导地下部分中的GuJAZ基因上调，GuJAZ1、GuJAZ3、GuJAZ4、GuJAZ5、GuJAZ6和GuJAZ10在处理2h组上调最明显...