莱州湾湿地柽柳叶片N、P生态化学计量学特征

以莱州湾湿地柽柳为研究对象,分析柽柳叶片N、P化学计量学特征的季节动态及其与土壤盐含量的相关性.结果表明:莱州湾湿地柽柳叶片中N、P含量及N/P分别为18.39 ～32.86 g·kg-1、1.02～3.16 g·kg-1和8.62 ～23.66;平均值为25.74 g· kg-1、1.75g·kg-1和15.86.叶片中N、P含量随季节的变化呈现先减小再增加的“倒抛物线”型变化趋势;而N/P呈现出先增加后减小,再逐步趋于稳定的变化趋势.莱州湾湿地柽柳的生长在生长季初期(5月)主要受N限制,而生长季中期和后期(7-10月)主要受P限制.柽柳叶片中N含量与土壤盐含量存在一定正相关(P=0.063),P含量与土壤盐含量呈负相关(P＜0.05),N/P与土壤盐含量呈正相关(P＜0.01).     

高寒地区路堑边坡植被恢复效果

以大兴安岭地区阿荣旗至博客图段高速公路边坡作为研究对象,研究厚质基层喷附技术和植生混凝土喷附技术的植被恢复效果。结果表明:1)从植物群落组成情况和群落相似性系数来看,两种技术的总体恢复效果差别不明显,但植生混凝土喷附坡面植物群落更为接近自然水平。2)同样基于植物群落组成和群落相似性系数,两种技术在阴坡和阳坡上的恢复效果存在明显不同。3)土壤全氮和有机质含量的适当增长可以促进植物群落发展,而土壤速效磷含量的增长会抑制其发展。4)推荐较为合理的物种搭配为艾蒿、柳蒿、羊草、贝加尔针茅、兴安胡枝子、紫穗槐和兴安柳。研究可改善这两种生态恢复复方式在该地区的应用,优化物种配置,防止二次退化问题的出现,为后期养护、管理提供理论依据。     

环糊精葡糖基转移酶的酶学性质及转化特性

目的：通过对一种强碱性环糊精葡糖基转移酶的纯化、酶学性质和转化特性研究,探索改进和提高环糊精生产效率的工艺。方法：从一株碱性土壤来源的新型产环糊精葡糖基转移酶的嗜碱性芽孢杆菌,运用乙醇沉淀、DEAE-Sepharose和HiTrap-Q离子交换柱层析等蛋白质分离纯化技术对该酶进行了纯化,测定了其酶学性质,并对其转化特性进行了研究。结果：经过微生物发酵和三步纯化,获得表观电泳纯的酶蛋白,纯化倍数为51.4,收率约9.2%。该酶的最适反应温度为50℃。酶的最适作用pH约为10,并且在pH6～pH12条件下均较稳定。用5%可溶淀粉作底物进行转化,转化率约40%。在转化过程中加入沉淀剂环己烷,产物中β-CD的比例从84%提高到95%。结论：该酶是迄今报道过的适宜pH最高的环糊精葡糖基转移酶,专一性转化生产β-CD的能力优良,具有工业化应用的潜力。     

基于B-IBI指数的温榆河生态健康评价

基于温榆河底栖动物和水质采样数据,采用底栖动物完整性指数(B-IBI)方法,进行温榆河生态健康评价,并探求河流水质与B-IBI指数的相关性。通过分布范围、判别能力以及相关性分析等,确定研究区B-IBI指标体系,包括总分类单元数、总生物量、优势分类单元个体相对丰度、敏感类群分类单元数、生物指数和粘附者个体丰度6个指标。根据参照点25%分位数确定温榆河底栖动物完整性评价标准,即B-IBI>1.821为健康,1.366—1.821为亚健康,0.910—1.366为一般,0.455—0.910为较差,0—0.455为极差。结果表明,温榆河27.3%河段处于健康状态,9.1%河段处于亚健康状态,13.6%河段处于一般状态,50%河段处于较差和极差状态。河流水质与B-IBI指数的相关系数为-0.549,表明生物指标作为水体评价的补充指标十分必要。     

不同品种酿酒葡萄根围、叶围微生物群落结构特点解析

【目的】了解不同品种酿酒葡萄根围、叶围细菌群落结构。【方法】以不同品种酿酒葡萄根围、叶围样品为分析材料,采用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术研究根围、叶围细菌群落结构,并对细菌群落多样性进行分析。【结果】不同品种葡萄根围微生物优势菌群为变形菌门,不同品种葡萄叶围微生物优势菌群为放线菌目。根围Simpson指数大小顺序为白福尔琼瑶浆白诗南赛美蓉白玉霓米勒长相思,Shannon指数与Simpson指数基本保持一致。叶围Simpson指数最大的为白诗南,最小的为米勒,与Shannon指数基本吻合。【结论】葡萄细菌群落结构综合多样性指数和品种以及定殖部位密切相关。     

微生物群落多样性数学表征方法及其在污水处理系统研究中的应用

微生物群落在调节全球气候、人类健康和工业生物技术应用中扮演着重要角色。定量表征微生物群落多样性是认识微生物群落基本特征、动态变化和功能的前提。本文介绍了常用的α多样性指数,包括物种数目、Shannon-Weaver指数、Simpson多样性指数和Hill多样性指数;并介绍了其他多样性评估方法及其原理,包括能够评价样本对微生物群落各物种覆盖程度的稀释性曲线和Good’s coverage指数,以及能估算群落多样性的Chao1、ACE指数和基于物种丰度分布曲线的模型方法;并以最大规模的生物技术应用——污水处理厂为例,介绍了这些方法在认识微生物群落多样性中的应用。现有研究表明:所检测到的城市污水处理厂中微生物群落的物种数目和Shannon-Weaver指数随检测方法解析通量(样本大小)的增加而增大;但现有方法仍无法反映城市污水处理厂微生物群落的真实多样性。基于特定的物种丰度分布曲线对DNA样本数据进行模拟和重建,结果表明对群落物种数目的评估存在较大的不确定性;Shannon-Weaver指数,特别是Simpson多样性指数等受低丰度物种影响较小,可以准确计算,是评价和比较微生物群落分类学多样性的好手段。改进模型拟合方法和加大取样深度能提高微生物群落物种数目的评估精度。此外,认识微生物群落其他方面的多样性如系统发育多样性和功能多样性,也对认识微生物生态特征具有重要意义。     

基于多种遥感植被指数、叶绿素荧光与CO2通量数据的温带针阔混交林物候特征对比分析

植被物候学作为研究植被与环境条件相互作用的科学,在全球气候变化的大背景下已成为国际热点研究领域,其中森林植被在调节全球碳平衡、维护全球气候稳定的过程中有着至关重要的作用。随着遥感技术的发展,多种遥感指数被应用到森林植被物候研究中,其中以MODIS NDVI和EVI应用最为广泛,而叶绿素荧光(SIF)作为植被光合作用的"探针"也被广泛应用于森林植被物候研究中。为了探究3种指数在森林植被物候研究中的差异与特性,本文以长白山温带红松阔叶林通量观测站为研究区域,采用模型拟合结合动态阈值法提取2007—2013森林物候特征参数,并使用通量数据(总初级生产力GPP)进行验证。结果表明:NDVI与EVI、SIF相比,表现为生长季开始时间与结束时间的明显提前和滞后,与GPP数据偏差较大,且夏季生长季峰期曲线形态过宽且平坦,无法较好反映生长季变化特征;EVI相较于NDVI有所改善,整体变化趋势与SIF、GPP基本吻合,但依然存在秋季衰减时间稍迟于SIF与GPP的问题;SIF虽然存在夏季骤降现象,但依然与GPP数据一致性最好,可以较好反映出森林植被季节变化特征。SIF数据与植被光合作用的紧密关联使其在植被物候研究中具有优于植被指数的准确性,并随着遥感平台的增加和反演方法的改善,将会在多尺度、多类型的植被物候监测中发挥更加重要的作用。     

AM真菌对采煤沉陷区黄花菜生长及根际土壤养分的影响

于陕北黄土沟壑采煤沉陷区内布设试验小区,对黄花菜(Hemerocallis citrina Baroni)接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)—摩西管柄囊霉菌,通过测定黄花菜光合性能、植株生长、抗逆性、土壤养分含量、根际微生物数量等,揭示AM真菌对黄花菜生长和土壤养分的影响。结果表明,黄花菜种植3—5个月后,接种AM真菌显著提高了黄花菜株高、冠幅及其根系菌根侵染率、菌丝密度。与不接种对照区相比,接种AM真菌后黄花菜叶片的光合速率、可溶性糖含量和过氧化氢酶活性分别提高了51%、12%、79%。接种AM真菌处理区黄花菜根际土壤的电导率、有机质、碱解氮和速效钾含量等均显著高于对照区,细菌数量和磷酸酶活性的菌根贡献率分别达77%和24%。表明采煤沉陷区扰动土壤接种AM真菌具有增强土壤微生物活性、改善土壤肥力和提高黄花菜植株抗逆性的作用,对促进陕北黄土沟壑采煤沉陷区经济作物生长和提高土壤质量具有重要现实生态意义。     

典型资源型城市生态承载力评价——以唐山市为例

资源型城市生态承载力评价研究的开展对促进资源型城市自然-经济-社会复合生态系统健康可持续发展具有指导意义。以唐山市作为案例城市,基于资源型城市独特的生态系统特点,从生态弹性力、承载媒体的支撑力、承载对象的压力三方面提出对生态承载力进行量化的研究方法,构建了较完整的生态承载力综合评价指标体系,利用主客观相结合的赋权方法,对唐山市生态承载力状况进行评价,探讨了2001—2010年10年间唐山市生态承载力变化趋势。结果表明:唐山市在研究时段内,生态弹性力指数波动强烈,表明生态系统的稳定性较差;承载媒体的支撑力指数逐渐增大,指数由0.111上升至0.898,显示系统的承载指数越来越高;承载对象的压力变化较为复杂,呈现先降后升,近几年又略有下降的趋势;系统的生态承载力整体上呈现波动性上升趋势,综合指数由0.345上升至0.720,说明唐山市生态系统的承载能力不断提高,但资源依赖型发展模式带来的资源短缺、环境污染和生态破坏等问题仍是制约生态承载力进一步提高的主要因素。研究成果客观地反映了唐山市生态承载力状况,对于唐山市未来的发展提出了合理的对策和建议,可为其他地区生态承载力研究提供一定借鉴。     

盐胁迫对中国柽柳幼苗生理特性的影响

以中国柽柳(Tamarix chinensis Lour.)插穗为研究材料,在装有不同土壤盐分梯度(0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%、2.4%)的盆钵中进行扦插试验,测定柽柳扦插成活率、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)含量等指标,研究分析柽柳扦插成活率及幼苗生理特性对盐分胁迫的响应特征。结果表明:(1)柽柳扦插成活率随盐胁迫增强逐渐降低,适合扦插繁殖的土壤含盐量低于0.8%;土壤含盐量超过0.8%后,扦插成活率太低,不适合柽柳进行扦插繁殖。(2)柽柳可通过提高叶绿素含量来适应盐胁迫,随着盐胁迫增强,柽柳扦插幼苗叶片中叶绿素含量先升高后降低,但过高的盐胁迫会破坏叶绿素的合成。(3)柽柳扦插幼苗叶片SOD和POD活性随盐胁迫增强先升高后降低,通过提高SOD和POD活性来清除细胞内多余的活性氧自由基,但活性氧自由基积累过多时,膜脂过氧化作用会破坏细胞膜的稳定性,导致抗氧化酶活性降低。(4)柽柳扦插幼苗叶片MDA含量随盐胁迫的增强先升高后降低。在土壤含盐量0.4%—1.2%范围内,MDA含量虽高于CK,但各盐分处理之间差异不显著。在含盐量为1.6%时,叶片细胞受到膜脂过氧化作用加强,MDA含量显著升高,但含盐量为2.0%时,MDA含量降低。