一种用于微藻培养的新型板式光生物反应器

微藻的闪光效应可以大幅提高微藻的光效率,提高微藻产量。通过在传统的板式光生物反应器中加入斜挡板以增强微藻的闪光效应。以小球藻为模型藻种,考察了新型板式光生物反应器内不同光强和不同进口流速对小球藻生长速率和光效率的影响。结果表明,当进口流速为0.16 m/s时,随着光强的提高,小球藻的细胞浓度逐渐增加,光效率逐渐降低;在500μmol/(m2·s)的光强条件下,小球藻细胞浓度和光效率均随着进口流速的提高而增加。新型板式光生物反应器内小球藻的细胞浓度比传统板式光生物反应器提高了39.23%,表明在传统板式光生物反应器内加入斜挡板可有效增强微藻的闪光效应。     

苔藓植物对贵州丹寨汞矿区汞污染的生态监测

采用野外生态学系统取样方法和室内理化分析方法相结合,分别从苔藓植物地球化学特征、物种丰富度、群落类型、群落的结构等生物学特征上,探讨苔藓植物对丹寨汞矿区汞污染的生态监测。丹寨汞矿区苔藓植物共20个科,34属85种;真藓科和丛藓科占优势。在汞污染程度不同的4种生境梯度中,汞含量均超出国家土壤环境质量三级土标准的10倍以上。各研究生境梯度真藓(Bryum argenteum),丛生真藓(Bryum caespiticium)和狭叶小羽藓(Haplocladium angustifolium)体内的汞含量与其生境基质(土壤)的汞含量在P＜0.01水平上呈显著的正相关;且信度系数R均大于0.9,表明被测苔藓植物在地球化学特征上具有监测环境汞污染的生态功能。物种丰富度特征方面,汞污染严重区域物种丰富度较低;而污染程度相对较轻区域物种丰富度则较大;表明了该区苔藓植物丰富度总体上可以作为环境中汞污染的监测指标之一。群落学特征方面,群落类型丰富度在汞污染较重的区域丰富度较低;而苔藓植物群落结构方面,在汞污染较重区域过渡到汞污染相对较轻区域,纯群落数在逐渐减少,但3种及3种以上组成的群落数却有所增加。表现了苔藓群落结构组成越简单则该区汞污染较严重,苔藓植物结构组成越复杂则该区的汞污染程度相对较轻。这说明了苔藓植物群落特征也较适合作为汞矿区生态监测的指标。在汞污染区过渡到相对清洁区的污染过渡带,苔藓物种多样性和群落类型趋于多样化,产生了较明显群落边缘效应。     

贵州猴耳天坑地下森林苔藓植物多样性特征研究

为了探索苔藓在地下森林中的多样性特征,采用梯度划分法,对贵州猴耳天坑（深度280 m,坑口直径300 m）地下森林进行实地调查研究。结果表明：（1）猴耳天坑地下森林共有苔藓植物71种,包含5种不同生长基质苔藓,其中树附生苔藓物种最为丰富有41种,其余基质苔藓物种数量依次为：土附生>石面生>腐木生>叶附生。（2）地下森林苔藓生活型共计10种,喜阴暗潮湿环境的生活型种类达88%,而适应于强光干旱环境的生活型种类仅12%。（3）对地下森林不同梯度苔藓植物物种丰富度指数分析表明,坡中最高（8.461 7）,依次是坡底（7.502 0）和坡顶（6.978 5）,而苔藓植物Pielou均匀度指数的大小依次为：坡顶（0.945 4）>坡底（0.907 2）>坡中（0.844 5）。（4）β多样性指数分析表明,地下森林不同梯度群落间的相异性都介于（0.75~1.00）之间,底部与顶部的相异系数高达0.960 8。（5）地下森林因其独特的地形地貌和水热条件,不仅各个梯度群落间异质性较高,而且各个群落间相异性也都较高,结构分异明显,生境复杂。（6）RDA分析表明,光照、湿度和温度是影响天坑地下森林苔藓物种分布的主要因子,其中光照度影响最大。（7）坑内与坑外物种多样性的对比研究表明,天坑地下森林苔藓植物物种多样性高,是喀斯特石漠化地区物种的天然避难所。     

喀斯特白云岩石漠化区域不同生境条件下苔藓植物群落特征及演替模式研究

2015 年10 月-2016 年4 月以喀斯特石漠化区域不同生境条件的苔藓植物为研究对象, 采用“样方法”、PCA排序等研究群落特征及演替模式。经鉴定苔藓群落的物种组成有11 科30 属82 种。苔藓群落共99 个, 其中纯群落占16.2%, 各生境条件苔藓群落种类丰富度与多样性为裸露白云岩＜灌草丛＜藤刺灌木丛＜针阔混交林。矮丛集型、高丛集型在各生境条件中均有出现, 除藤刺灌木丛以外交织型的比例逐渐增加。建群种演替规律为: 尖叶扭口藓→长尖扭口藓→北地扭口藓, 但在各生境条件群落的构成模式出现差异。总之, 生境条件与苔藓群落特征密切相关, 各生境相同的种类随着生境条件改善逐渐减少, 相似性降低, 分化出以优势种占据的群落增加, 多种优势种将趋于平均分配生态空间, 形成以多种苔藓为优势种少量伴生种的群落模式。     

小兴安岭酸性泥炭土硝化作用的类型及其驱动因子

以小兴安岭酸性森林泥炭土为研究对象,通过加入10 mL·L^-1乙炔及不同浓度的外源硫酸铵(0、1.2、6.0 mmol N·kg^-1)进行硝化培养试验,探究酸性泥炭土中硝化作用类型及主要驱动因子.结果表明:无论有无外加氮源,酸性泥炭土均存在较强的矿化作用(0.9～1.4 mg N·kg^-1·d^-1),经过2周的培养均发生了硝化作用(0.4～0.6 mg N·kg^-1·d^-1),且不同浓度硫酸铵处理之间无显著差异;而乙炔处理虽有较强的矿化作用(0.8 mg N·kg^-1·d^-1),但未发生明显的硝化作用(0 mg N·kg^-1·d^-1),说明该酸性泥炭土以自养硝化为主,外源无机氮源浓度对硝化作用无显著影响,硝化底物NH₃的主要来源不是外源硫酸铵,更可能来源于土壤中有机氮的矿化.培养0～14 d,无论有无外加氮源,酸性泥炭土氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)丰度均显著增加,但不同浓度硫酸铵处理间无显著差异,表明外源无机氮浓度对氨氧化微生物的生长无显著促进作用.与不加乙炔的对照相比,乙炔处理AOB和AOA丰度随时间均无显著变化,推测AOA与AOB在该酸性泥炭土的硝化过程中都可能起一定的作用.     

喀斯特山区粗裂地钱风兜亚种冬季芽胞杯的形态多样性特征及芽胞传播观察

芽胞杯是地钱属特有的无性繁殖器官,关于其冬季形态特征及繁殖传播的行为研究较少。现以贵州喀斯特山区常见的粗裂地钱风兜亚种（Marchantia paleacea subsp.diptera）为代表,在最冷的冬季1月份,对其芽胞杯、杯内芽胞产量及传播方式进行野外定点观察和采样分析。结果显示：（1）冬季芽胞杯形态多样。根据其颜色和杯内芽胞特点将其划分为4个生长时期：未成熟期（透明）、成熟期（绿色）、衰退期（紫色）和衰亡期（紫黑色）,反映了冬季芽胞杯生长发育的不同阶段。（2）各生长时期的芽胞杯数量不同,表现出有序的凋亡特征。在统计的708个芽胞杯中,4个时期芽胞杯数量分别为62、209、254和183个,且不同时期的芽胞杯内芽胞的平均产量明显不同,不同时期单杯芽胞的平均产量分别为42、131、87和0 个;（3）冬季芽胞杯及芽胞在配子体上的密度较高,每平方米分别达到10 139和754 889个;（4）除春夏季常见的被雨滴敲打传播外,通过重力作用传播是冬季芽胞的一种重要传播方式。冬季粗裂地钱风兜亚种配子体上的芽胞杯处在不同的生长时期,形成的芽胞仍十分丰富,这对该物种适应喀斯特山区最冷月严苛环境条件具有积极的意义。     

喀斯特重度石漠化地区苔藓植物优势种的种间关联性研究

苔藓植物在喀斯特生态结构中占据着极其重要的地位, 在维系生态系统生态多样性方面发挥着重要的生态功能。以贵州典型喀斯特地区-贵阳市花溪区为研究对象, 对苔藓植物的物种分布特征进行了调查, 并运用X2 检验,Pearson 相关系数检验, Spearman 秩相关系数检验和主成分分析(PCA)进行分析, 研究结果表明: 本地区共有苔藓植物5科11 属30 种; 通过对14 种优势苔藓植物的关联性分析, 发现苔藓植物物种间总体上呈显著的负联结性, 说明该苔藓群落正处于演替的初级阶段; 正负关联比(小于1)说明苔藓植物生态位分离; 根据PCA 分析结果, 划分2 个生态种组, 分别是分布于背阴岩壁和分布于向阳岩面的苔藓植物。     

喀斯特山区公路石漠化边坡苔藓生态功能

苔藓植物是喀斯特山区公路石漠化边坡的主要植物,其水分保持及重金属富集研究较少。选取黔S305省道石漠化边坡典型路段久长-开阳路段苔藓及其基质样品,研究苔藓对石漠化边坡水土保持能力及其对大气重金属(Pb、Zn、Cd)富集能力。结果显示:研究区内记录藓类植物5科12属33种,优势种为真藓、北地对齿藓、芽胞银藓、小酸土藓和缺齿小石藓,苔藓相对丰富度与石漠化边坡面积呈负相关。5种优势苔藓植物饱和吸水率为849%～1474%,成土率为464%～1025%,饱和吸水量是4.56×104～2.63×105kg·hm-2,成土量为4.01×104～2.45×105kg·hm-2。Pb、Zn、Cd在苔藓中的含量分别是基质中含量的2.25、3.98和2.49倍。基质中Pb、Zn、Cd的含量为16.86、54.58和0.30 mg·kg-1,均低于贵州省土壤环境背景值。相关分析显示,苔藓内Pb、Zn、Cd 3种元素与基质间相关性不显著(P0.05)。喀斯特石漠化边坡苔藓不仅具有较强的水土保持能力,而且对汽车尾气中重金属元素富集能力强,对喀斯特山区公路两侧生态环境及其环境净化具有重要作用。     

硝化作用研究的新发现:单步硝化作用与全程氨氧化微生物

硝化作用是氨被微生物氧化为硝酸盐的过程,分别由氨氧化微生物(AOB和AOA)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)主导完成.一个世纪以来,我们把这个分步硝化过程当成唯一的硝化途径来学习和研究.虽然根据动力学理论推测,环境中应该存在单步硝化作用,即由一种微生物单独完成整个硝化过程,将NH₃氧化为NO₃^-,但一直没有研究能直接证明该种微生物的存在.直到2015年底,3个科研团队分别在不同环境中发现了3种不同的经过纯培养的细菌(Candidatus Nitrospira nitrosa、Candidatus Nitrospira nitrificans和Candidatus Nitrospira inopinata)和一种未经过纯培养的细菌(类Nitrospira),它们都具备单独将氨氧化为硝酸盐的能力,这些微生物被定义为全程氨氧化微生物(Comammox).单步硝化作用和全程氨氧化微生物的发现终结了传承百年的理论,并引发了众多关于全球氮素循环的重要科学问题,如这些微生物在环境中的生态位点及其在硝化作用中的相对贡献等.本文就单步硝化作用及全程氨氧化微生物的发现作了简要概述.     

水分、氮肥及MeJA处理对白桦三萜积累特性的影响

以一年半生白桦幼树为试材,研究水分、氮肥和茉莉酸甲酯(MeJA)处理对白桦三萜物质积累的影响,并对白桦植株中三萜积累规律进行了探讨。结果表明:(1)白桦幼树植株中总三萜主要分布在茎皮和叶片,根皮中最低,平均含量分别为71.94、81.60和25.45mg.g-1;叶片中总三萜积累高峰出现在6、7月份,茎皮和根皮中总三萜积累高峰分别出现在8月份和7月份。(2)干旱胁迫早期(6月)中度和重度干旱胁迫显著促进了叶中总三萜积累,分别是对照的1.24和1.27倍。茎皮中,除7月水分胁迫处理显著高于对照外,其它各月份水分胁迫不利于茎皮中总三萜含量积累,干旱胁迫不利根皮中三萜积累。(3)施氮早期(6月)不利于三萜在叶片和根皮中积累,中后期(7～10月),氮肥处理对三萜积累有显著促进作用;而施氮早期(6～7月)促进茎皮中三萜积累作用。(4)MeJA喷施处理对叶片和根皮中三萜积累(7月～10月)均具有显著的促进作用,在积累高峰期分别是对照的1.42倍和1.52倍。(5)轻度干旱、氮肥均促进了白桦幼树株高的增长和生物量的积累,而MeJA处理对整株生物量的积累不利。