夏日阿尔泰行记

阿尔泰山是亚洲中部的一座宏伟山系，横跨中国、俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦四国地界，在我国的部分位于新疆的最北部。去年7月份，我有幸在阿尔泰地区参加了一项关于植物的野外考察，领略了高山地带的风光和美景。     

白马雪山阴坡林线长苞冷杉(Abies georgei)种群结构特征

长苞冷杉（Abies georgei）是青藏高原特有林线树种。对白马雪山阴坡海拔4 400 m以上林线0.8 hm2样地长苞冷杉种群进行每木调查，分析其种群结构、数量特征及空间分布格局。结果表明：(1）结构呈典型金字塔型，幼苗和幼树在种群中所占比重大，表现为增长型种群，种群个体数随径级的增加而减少，密度为幼苗>幼树>成年树；(2）存活曲线接近Deevy-III型，高径级种群趋于稳定，种群具两个死亡高峰，低径级种群尤其幼苗死亡率高达90％，这是林线区的气候条件如低温、强光照、积雪及冬季冻害等综合作用的结果，种群另一死亡高峰出现于V~VI龄级，种内和种间对空间、光照和养分等生存因子的激烈竞争引起自疏，导致死亡率再度上升；(3）长苞冷杉种群各龄级空间点格局在不同尺度上表现为聚集、随机和均匀分布，以聚集分布为主，由于幼苗来源于种子库且依赖成年树的微生境，幼苗聚集强度和尺度都最大；各龄级关系密切，在不同尺度上表现出显著的相关性。     

柳属的叶表皮微形态特征及其分类学意义

研究了29种柳属( Salix )植物在扫描电镜下的叶表皮微形态特征.结果表明:柳属的角质层蜡质纹饰可以划分为:痂状蜡质层,壳状平滑蜡质层,具凸起颗粒的蜡质层,具颗粒的蜡质层,锥形纤维体和鳞片状纤维体6种类型.其中锥形纤维体和鳞片状纤维体均为柳属所特有的蜡质类型,后者为前者的变型,这两种蜡质纹饰类型多见于较为进化的皱纹柳亚属和黄花柳亚属,故推测其可能为柳属中较为进化的性状.研究还发现气孔有外拱盖扁平和隆起呈脊状2种类型.而气孔外拱盖内缘为浅波状的类型仅见于高山和北极的类群中,因而推测该类型可能同高山和极地的低温等环境有关.气孔外拱盖的形态及其角化的情况以及蜡质类型是稳定的鉴别特征,对于柳属植物,尤其是一些表型相似的种类有很好的鉴别作用,但对于组、亚属的界定作用不大.     

川西高山林线土壤活性碳、氮对短期增温的响应

随着温室效应的加剧,受低温限制的高山林线生态系统对全球气候变暖较为敏感,可能直接影响到植物的生长和土壤碳氮过程.本研究假设气候变暖会改变高山生态系统土壤活性碳氮含量,在四川省理县米亚罗高山生态系统定位站,采用开顶式模拟增温装置(OTC)模拟增温对土壤活性碳、氮的短期影响.分别于2017年4、7和10月,采集OTC以及对照样地(CK)内土壤有机层和矿质土壤层的原状土壤,测定土壤可溶性有机碳(DOC)、土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤可溶性有机氮(DON)和土壤微生物生物量氮(MBN)含量.结果表明: 模拟增温使年均气温升高0.88 ℃,土壤有机层和矿质土壤层的年均温度分别提高0.48和0.23 ℃.模拟增温没有显著改变土壤有机质和含水量,但显著提高了矿质土壤层的pH值,同时显著降低了非生长季矿质土壤层的DOC、DON含量;季节变化对两个层次的DOC、DON和MBN含量有极显著影响,而MBC没有明显的季节动态;增温和季节交互作用对矿质土壤层的DOC和DON有显著影响.土壤有机层的MBC、MBN含量显著高于矿质土壤层.土壤活性碳、氮与土壤有机质和含水量呈极显著正相关,MBC、MBN与土壤pH呈极显著正相关,MBN与土壤温度呈显著负相关.     

巫山高山移民迁出区不同弃耕年限对植物物种多样性的影响

以典型高山移民迁出区耕地(A1)、弃耕1a(A2)、弃耕5a(A3)、弃耕8a(A4)、弃耕5a生长大量白花银背藤(R1)为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,比较不同弃耕年限植物重要值(P)、Margalef丰富度指数(R)、Shannon多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(J_w)、Simpson优势度指数(D)、Jaccard相似性指数(C_j)、Sorenson相似性指数(C_s)及多样性阈值(D_v),旨在探究不同退耕年限对植物物种多样性和群落结构的影响。结果显示,随弃耕年限增加,群落结构从草本+灌木转变为草本+灌木+乔木,群落优势物种由喜阳的一年生或多年生草本转变为耐阴的多年生草本;草本层和灌木层植物物种多样性随着演替年限的延长而增长,在演替的中后期达到最大值;A2与A3间群落的相似性指数最大;对不同弃耕年限样地植被群落多样性进行评定,都未达到"较好Ⅲ"级别,还需长期的恢复。恢复过程中注意对白花银背藤的监测,防止植物入侵。     

云南高黎贡山南段高山生境的鸟兽多样性

高山生态系统通常具有较高的生物多样性,分布着一些特有动植物类群。由于高山地区对环境变化较为敏感,因此该区域物种的分布及其保护问题备受关注。南北走向的高黎贡山地处全球生物多样性热点地区,但以往的调查多集中在中段,对南段的高山地区仍缺乏研究。因此,为了解该区域的鸟兽多样性本底、现状,以及大中型兽类和地栖鸟类的季节变化动态,本调查于2018年11月至2019年10月沿高黎贡山山脊海拔3 100 ~ 3 700 m区域布设红外相机进行监测。分别选择南斋公房、北斋公房和大脑子3个监测区域,有效相机工作日9 359台日,共调查记录到24种鸟类（3目11科）和19种兽类（5目14科）。其中,鸟兽物种相对多度较高的前3种依次为小熊猫（Ailurus fulgens）、毛冠鹿（Elaphodus cephalophus）和血雉（Ithaginis cruentus）。鸟兽物种数有明显的季节变化：冬季物种数少、秋季和夏季多,全年以8月最高;动物活动强度同样存在明显的季节变化和种间差异。鸟类和兽类的物种丰富度季节变化与活动强度变化,可能与动物沿海拔梯度的垂直迁移和高海拔食物资源的波动有关。将本次调查结果与中段调查数据比较,鸟类Beta多样性的周转大于嵌套,而兽类是嵌套大于周转,说明两地物种组成差异以鸟类为主。综合考虑,我们建议将动物垂直迁移和活动强度的季节变化纳入自然保护区管理和保护中,并实施高黎贡山高山生态系统的全境保护。     

通气量对气升式反应器培养高山被孢霉生产花生四烯酸的影响

高山被孢霉具有很强的积累花生四烯酸(ARA)的能力,通过对30 L气升式反应器发酵过程的通气量进行调控,结果发现:通气量对高山被孢霉菌体生长、形态及ARA合成具有显著影响。中等大小的球形菌丝形态有利于菌体持续生长和油脂积累,ARA占总油脂的含量最高,而羽状菌丝形态菌体中总油脂含量和ARA含量均小于球形菌丝形态菌体中的含量。通气量为1.0 vvm(1 vvm为每分钟通气量与罐体实际料液体积之比)时有利于菌体保持良好形态和生长,通气量为1.4 vvm有利于发酵对数期后(72~168 h)ARA的积累。提出一种两阶段通气量控制策略,在气升式发酵罐中高山被孢霉的菌丝形态得到显著改善,ARA产量达到4.72 g/L,比对照提高了40.1%。     

高山林线交错带高山杜鹃的凋落物分解

凋落物分解是维持生态系统生产力、养分循环、土壤有机质形成的关键生态过程。高山林线交错带是陆地生态系统中对气候变化响应的敏感区域。季节变化和海拔梯度上的植被类型差异可能会影响该区域凋落物的分解,进而对高山生态系统的碳氮循环产生重要影响。采用凋落物分解袋的方法,研究了川西高山林线交错带优势种高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)凋落叶在雪被期和生长季的分解特征。结果显示:(1)季节变化和植被类型对高山杜鹃凋落物的分解均具有显著影响(P0.05),凋落叶的质量损失主要发生在生长季且在高山林线最大,暗针叶林中雪被期的质量损失略高于生长季,但差异不显著;(2)林线交错带上高山杜鹃凋落叶分解缓慢,一年干物质失重率为9.62%,拟合分解系数k为0.145;(3)高山杜鹃凋落叶的质量变化主要体现在纤维素降解显著且集中在雪被期,木质素无明显降解,在高山林线上C/N、C/P、木质素/N变化幅度较小且C、N、P的释放表现得稳定而持续。结果表明,季节性雪被对林线交错带内高山杜鹃分解的影响不仅局限在雪被期内,雪被融化期间频繁的冻融作用和雪融水淋洗作用可能会促进高山杜鹃凋落物在生长季初期的分解。总的来看,在气候变暖的情景下,雪被的缩减、生长季的延长和高山杜鹃群落的扩张可能加速高山林线交错带高山杜鹃凋落物的分解。     

川西亚高山-高山森林土壤养分动态及其对季节性冻融的响应

为深入了解川西亚高山-高山森林冬季生态学过程,于2008年11月—2009年10月,在土壤冻结初期、冻结期和融化期及植被生长季节,研究了不同海拔(3582 m、3298 m和3023 m)岷江冷杉林土壤养分动态及其对季节性冻融的响应。3个海拔森林土壤冬季具有较高养分含量,且随土壤冻融过程不断变化。土壤有机层可溶性碳和氮、铵态氮、硝态氮含量在冻结初期显著增加后快速降低,并随融化过程迅速增加后再次降低,而土壤可溶性碳和氮、硝态氮含量在冻结期变化不明显,铵态氮显著增加。矿质土壤层可溶性碳和氮、铵态氮含量也在冻结初期显著增加后降低,而土壤可溶性氮、铵态氮和硝态氮在冻结期显著增加,并在融化期经历一个明显的含量高峰。海拔和土层的交互作用显著影响土壤可溶性碳和硝态氮含量,土壤养分含量与土壤温度的相关性随海拔差异而不同。这表明季节性冻融期是土壤生态过程的重要时期,土壤冻融格局显著影响川西亚高山-高山森林土壤养分动态。     

青藏高原高山流石滩特有植物绵参的谱系地理学研究

绵参(Eriophyton wallichii)是中国青藏高原地区高山流石滩特有植物.为探讨第四纪冰期气候波动对青藏高原高山流石滩植物居群遗传结构以及谱系历史的影响,检测了绵参20个居群187个个体的核糖体内转录间隔区(ITS)的序列变异,共发现19个单倍型,且结果表明大部分居群拥有独自的单倍型.AMOVA分析表明,居群间的变异占了总变异量的89.54％,居群遗传分化指数很高(GST=0.863,NST=0.957),但无明显的谱系结构.我们推测这种独特的谱系地理结构可能主要是由于高山流石滩独特的地形和环境及“孤岛效应”形成的,与先前研究过的青藏高原植物不同,绵参呈现出高度分化的遗传结构,常常呈现出“一个居群,一种单倍型”的模式,这可能是由于第四纪冰期及间冰期尽管绵参的分布范围有扩大和收缩,但始终由于特殊的高山生境和流石滩基质,导致了该物种长期以来居群间很少有基因交流并一直处于隔离状态,造成了现在这样的谱系地理结构.