水位变化对高原湿地湖滨带优势植物水葱的生长胁迫

干旱等引起的水位变化使大面积湖泊湿地湖滨带退化消失,其对湿地植物及其群落的影响是近年来的研究热点,对生长于零地面水位环境水葱(实验组)的生长特性(相对生长速率、基茎、分枝数)和抗性相关物质(茎丙二醛、脯氨酸含量)进行研究,与正常水环境(淹水约20 cm)下生长的水葱(对照组)进行对比,以揭示地面水位变为零(干旱)对水葱生长产生的影响。结果表明:不同实验时间段,水葱的相对生长速率不同,5月,实验组和对照组分别为2.00 cm·d-1和3.18 cm·d-1;6月中上旬,分别为2.35 cm·d-1和2.44 cm·d-1;6月中下旬,分别为0.95 cm·d-1和0.99 cm·d-1;7月之后,分别为0.02 cm·d-1和0.05 cm·d-1。实验组水葱平均分枝数为2.94枝/丛,对照组为4.86枝/丛;实验组水葱基径为5.15 mm,对照组为7.33 mm;实验组水葱茎的相对含水量为73.28%,对照组为75.28%;实验组水葱平均丙二醛、脯氨酸含量分别为10.27μg·kg-1和9.44μmol·kg-1,对照组分别为6.46μg·kg-1和6.40μmol·kg-1。实验组和对照组水葱除了茎相对含水量差异不显著,其余指标均差异显著(对照组优于实验组),这表明地面水位变为零相对不利于生葱生长,会降低主要植物为水葱的湿地生态系统的生产力,最终加速该种湿地生态系统退化演替。研究结果可为揭示气候变化(干旱)对湿地挺水植物的生长以及对高原湿地生态系统的影响提供科学依据。     

滇西北退化高寒草甸植物群落结构对刈割的响应

为探究滇西北不同退化级别高寒草甸植物群落结构对外界干扰的响应敏感性,以香格里拉市的典型高寒草甸为研究对象,于2018-2020年在三个退化梯度上（严重退化,S1;中度退化,S2;轻度退化,S3）开展控制刈割实验,进而分析草甸植物物种丰富度、群落组成相似性、群落复杂度和关键种的变化规律。结果表明：（1）刈割后,S1的物种丰富度显著增加（P<0.05）,S2和S3的物种丰富度未发生显著变化（P>0.05）;（2）相较于S2和S3,S1梯度的植物群落组成变化最大;（3） S1、S2和S3的植物群落复杂度在刈割后均呈先下降后增加的趋势,但S1的植物群落复杂度变化幅度高于S2和S3;（4）刈割导致各退化草甸植物群落的关键种发生了变化,2018、2019和2020年S1梯度的关键种在豆科（Leguminsae）和蔷薇科（Rosaceae）之间变化,S2梯度的关键种在禾本科（Gramineae）和菊科（Compositae）之间变化,S3梯度的关键种在蔷薇科（Rosaceae）、菊科（Compositae）和禾本科（Gramineae）之间转变。研究表明,滇西北高寒草甸植物物种丰富度、群落组成和群落复杂度对外界干扰响应的敏感性可能随退化加剧而上升,但群落关键种的响应过程较复杂。     

一株耐盐碱乳酪短杆菌G20响应盐碱胁迫的差异代谢物分析

【目的】探究耐盐碱乳酪短杆菌G20响应盐碱胁迫的代谢物组成以及代谢物合成潜力,为潜在功能分子和盐碱诱导的快速稳定响应逻辑门基因线路的挖掘提供参考。【方法】利用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)检测乳酪短杆菌G20盐碱环境与正常环境下4个生长时期的代谢产物。着重对富含高差异变化倍数代谢物的适应期与指数期进行分析。【结果】乳酪短杆菌G20可以在pH 10.0、9%NaCl环境中正常生长,同时环境pH值会随菌株生长逐步下降。综合正负离子2种模式,乳酪短杆菌G20在盐碱环境下各生长时期间差异代谢物数量分别为正常环境的0.69、0.75和0.81倍。盐碱胁迫诱导下适应期与指数期差异代谢物主要为苯环型化合物、有机酸及其衍生物与有机杂环类化合物。其中上调的有机酸化合物吲哚-3-乙酸、犬尿酸和葡萄糖酸指数期质谱信号强度低于适应期。菌株中可能存在的渗透保护剂有L-瓜氨酸、L-脯氨酸、N-乙酰鸟氨酸和左旋肉碱等。适应期变化倍数较大或质谱信号强度较高的差异化合物有毛果芸香碱、植物鞘氨醇和柠檬酸等,指数期有组胺、L-脯氨酸和硫胺素等。菌株差异代谢通路集中在氨基酸代谢与碳水化合物代谢。菌株代谢物中存在甜菜碱和...     

不同恢复措施对南滇池湿地冬季水禽多样性的影响

恢复受损湿地生态功能是国家湿地公园建设中的重要内容,修复措施的选用会对恢复效果产生重要影响。滇池是国内重要候鸟越冬区,受长期围垦以及城市扩张的影响,湖滨区域破坏严重,近年来湿地公园建设为滇池湖滨带恢复带来了契机,但各种恢复措施的效果仍有待明确。2017年冬季以昆明南滇池国家湿地公园及临近湿地为研究区域,设置了人工重建湿地、人工恢复湿地、自然恢复湿地以及自然湖泊湿地4个对照样区,基于冬季水禽多样性进行了湿地恢复效果评价,并从景观生态学角度对结果进行了分析。结果表明：自然湖泊湿地具有最高物种丰富度,其次为自然恢复湿地、人工恢复湿地和人工重建湿地。以Simpson多样性指数评价,自然恢复湿地的水禽多样性最高（0.60±0.03）,其次为自然湖泊湿地（0.46±0.04）和人工恢复湿地（0.34±0.04）,人工重建湿地水禽多样性最低（0.17±0.03）,由此可见自然恢复措施效果优于人工恢复和人工重建。从景观格局上分析,水禽多样性与道路面积（r=-0.735,P<0.01）、景观形状指数（r=-0.461,P<0.01）和景观分离度指数（r=-0.661,P<0.01）负相关,这也表明人为干扰程度、景观形状以及破碎化程度均会对水禽造成重要影响。建议在国家湿地公园规划和建设中,降低非湿地类景观尤其是道路对整体湿地景观的分割作用,提高湿地斑块的连接性和完整性以满足水禽的空间需求,对于湖泊型的湿地公园应加强对湖滨带沼泽生境的营造,以满足涉禽的生存需求,从而增加区域的鸟类多样性。     

云南高原湖滨带3种挺水植物对水体N的净化能力及响应

以云南常见湖滨带挺水植物水葱、芦苇、茭草为待试植物,通过静水培养试验,分析了3种湖滨带挺水植物在TN浓度为10～10.5mg·L^-1污水中的生长特征及其与净化能力的相互关系.研究表明,植物的生长、生理反应和净化能力间有较好的相关性,水葱、茭草和芦苇的相对生长速率分别为0.0023/d、0.0012/d和0.0017/d,水葱株高增长率为茭草的1.4倍,芦苇的1.84倍,水葱的生长量为(干重)3.53g,为芦苇的1.76倍,茭草的2.22倍;对N的累积能力分别比芦苇和茭草高1.1倍和1.3倍,对氮的同化利用率显著高于芦苇和茭草.水葱、芦苇、茭草对污水氮的净化率分别为86.59%、76.32%和74.83%,对氮的吸收率分别为23.81%、8.55%、11.30%;电导率和MDA比值分别为1.136,2.214和1.413;0.962,1.629和2.06,水葱均表现出较好的净化效果和较强的抗逆性.结果表明,植物对环境的适应及功能的发挥,一方面取决于自身的生物学特性,另一方面受生长环境的影响,环境胁迫导致其生长不良,不能有效发挥其湖滨水体净化功能.     

横断山区草本沼泽湿地水体氮含量空间分布特征

草本沼泽是横断山区重要的湿地类型,为探明横断山区草本沼泽湿地水体中总氮、硝氮和氨氮的空间分布特征及其控制因素,于2014—2017年在横断山区对典型草本沼泽湿地开展水样采集和分析工作,同时收集降水量、地表大气温度、水温、水深、人口数量、GDP、家畜数量等环境数据。结果表明：1）横断山区草本沼泽湿地水体中总氮含量表现出明显的纬向地带性和垂直地带性：总氮含量随纬度和海拔增加而下降,水温是控制这种地带性特征的主要因素。同时,随经度增加,水体中总氮含量也显著增加,社会经济发展因素是导致这种分布特征的主要原因;2）横断山区沼泽湿地水体中硝氮和氨氮含量在海拔梯度上的变化趋势不明显;3）随经度和纬度增加,沼泽湿地水体中硝氮含量逐渐增加,导致这种现象的主要原因是水深和水温;4）随经度增加,沼泽湿地水体中氨氮的含量逐渐增加,但氨氮含量与自然环境因素和社会经济发展因素均无显著相关性。     

退化梯度上滇西北高寒草甸植物地上形态及生物量变化特征

受气候暖干化和旅游干扰等因素影响,滇西北高寒草甸出现了明显的退化趋势。为探究滇西北高寒草甸退化过程中植物地上形态和生产力的变化规律,在香格里拉市依据游径宽度确定了3个草甸退化梯度:一级退化(R1),二级退化(R2)和对照(CK),并于2018年7月进行野外调查,获取禾本科、莎草科和杂类草3个功能群植物的株高、开展度、叶长、叶宽、叶片长宽比等地上形态指标及植株地上生物量数据,构建各功能群植物生存状态指数(Vegetation living state, VLS)。结果表明:1)禾本科植物的植株高度、植株开展度、叶片长度和叶片长宽比随退化程度增加而减小。莎草科植物的植株高度、叶片长度和叶片长宽比随退化程度增加而减小。杂类草植物的所有的地上形态指标均随退化程度增加而减小;2)随退化程度增加,3个功能群植物的地上生物量均显著下降(P0.05);3)随退化程度增加,禾本科、莎草科和杂类草植物的VLS均减小。退化梯度上3个功能群植物的VLS排序也发生了变化:CK样地中植物VLS的排序为杂类草莎草科禾本科;R1和R2样地中,莎草科植物的VLS显著高于禾本科和杂类草,但禾本科和杂类草植物之间的VLS没有显著差异;4)草甸植物VLS与植物地上生物量之间的线性回归关系随退化程度增加而减弱。研究表明不同功能群植物地上形态的差异性变化可能增加滇西北退化高寒草甸植物生产力预测的不确定性。     

滇西北高原入湖河口退化湿地生态修复效益分析

选取滇西北高原典型退化湿地剑湖,对入湖河流永丰河入湖河口退化湿地进行的生态修复措施及其效益进行研究,评估其恢复效果,为高原退化湿地的修复和污染湖泊的治理提供依据。研究地修复2a后,入湖河口湿地景观格局得到较大改善,空间结构得到优化配置;水质状况明显改善,水体透明度提高101%,水体中总氮(TN)、氨氮(NH+4-N)、硝氮(NO-3-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的含量较恢复前明显下降,去除率分别达到62.5%、89.3%、62.5%、91.7%、68.0%,这一水质降解结果表明:基底修复促进了入湖河口水文状况的改善,而依据植物对不同浓度污水的适应状况进行多生活型、多种类的植物配置,并适当增加沉水植物比例,有效发挥了植物的净化作用,但不同湿地植物群落之间净化效果存在差异,显示了植物对氮磷的喜好程度和植物间的互作关系,而相同植物群落在不同浓度污水条件下的表现同样存在差异。因此,污染水体的治理必须选择性利用适合不同污水浓度的水生植物进行合理的群落配置,同时,根据水质变化及时对植物进行适应性调整,有利于植物的生长和湿地生态系统的稳定,以及湿地生态系统结构和功能的恢复。该退化湿地修复后,每年可产生以净化功能效益为主的生态系统服务功能价值185万元,以水源涵养和生物多样性保育、生态旅游等的生态系统服务功能价值32.7万元,以及以生态农业系统为主的市场价值270万元,呈现了较好的经济、社会效益和生态效益价值。     

普达措国家公园2个针叶树种径向生长对温度和降水的响应

基于树轮年代学方法,利用普达措国家公园海拔上、下限丽江云杉(Picea likiangensis)和长苞冷杉(Abies georgei)树轮宽度资料,构建差值年表并分析其与温度和降水的关系,阐明影响该区域2个主要针叶树种径向生长的主要气候要素。结果表明:(1)海拔下限丽江云杉径向生长同时受到温度和降水的影响:与上年11月平均温、当年生长季后期(9—10月)平均温和上年7月降水呈显著正相关;(2)海拔上限丽江云杉径向生长只受温度影响,与上年生长季后期平均温呈显著负相关,与当年生长季盛期(6—8月)平均温呈显著正相关;(3)长苞冷杉径向生长只与温度表现出显著相关性,海拔下限的生长与上年11月平均温呈显著正相关,海拔上限的生长与当年生长季盛期平均温呈显著正相关。结果可为气候变化对滇西北高原树木生长影响研究提供参考,为滇西北高原森林生态系统管理与保护提供理论依据。     

石斛属植物叶片生物量与叶片养分含量间的关联进化

叶片生物量和元素含量是显著影响叶片生理功能的两类重要的叶片经济性状, 且二者紧密相关。然而过去的研究多数关注C、N和P三种元素含量, 而对其他元素含量关注较少。维管附生植物不能直接从土壤中吸收养分而经常遭受养分胁迫, 养分含量与生物量之间的协同关系在这类植物中表现得尤为突出。选择维管附生石斛属植物为研究对象, 应用系统发育独立对比分析, 检测了叶片生物量和元素含量的系统发育保守性以及这些性状间的关联进化。结果表明, 叶片干物质含量、比叶重、C含量、N含量、P含量以及C/N具有较强的系统发育信号, 并且叶片干物质含量和比叶重与这四个元素含量性状间存在较强的关联进化。另外, 经系统发育校准后, Ca含量和Mg含量间存在显著正相关; P含量与Si含量间存在显著正相关; Zn含量与N含量、N/P以及Mn含量间存在显著正相关, 而与C/N间存在显著负相关。结果为探讨维管附生植物叶片生物量和元素含量的主要影响因素, 以及从进化角度探讨二者在植物进化适应过程中的生态协同功能提供案例, 对进一步了解维管附生植物的功能适应性具有重要意义。