孔雀河下游断流河道的环境特征及物种间关系

基于孔雀河下游断流河道的环境因子和植被样地数据,采用聚类与CCA排序法,分析了生境的退化特征以及物种间的相互关系,结果表明:1)断流河道退化生境分为绿洲-荒漠过渡类型、轻度荒漠化类型和盐土荒漠化类型。绿洲-荒漠过渡类型地下水位低、盐分含量相对较低,植被盖度相对较高,土壤维持着原砂质壤土,为潜在退化型;轻度荒漠化类型地下水位、土壤质地与含盐量与前者基本相同,土壤未明显退化,但植被盖度低于10%,植物种类与个体数目都较低,属于轻度退化型;盐土荒漠化类型地下水位高、盐分含量高,土壤机械组成中砂粒比重较大、无建群种幸存,属于重度退化型。2)绿洲-荒漠过渡类型总体联结性为显著正联结,正负联结比小于1,生态系统表现为建群种维系物种关系的不稳定状态;轻度荒漠化类型总体联结性为不显著负联结,正负联结比小于1,表现出生态系统进入退化演替的阶段;盐土荒漠化类型总体联结性为显著正联结,正负联结比大于1,表现出重度退化群落的种间平衡状态,物种间以达到稳定共存,其中,真盐生植物对这种平衡的维持起着重要的作用。3)CCA排序表明,绿洲-荒漠过渡类型形成以胡杨为中心的种间正联结,幸存于盐分适中、水分养分相对较高的生境;轻度荒漠化类型,形成以多枝柽柳与刚毛柽柳相互依存的不显著负联结,幸存于土壤养分、水分相对较低的生境;盐土荒漠化类型形成以盐爪爪、盐节木、盐穗木等真盐生植物维系的显著正联结,幸存于土壤贫瘠、地下水位浅、盐分含量高、沙化严重的生境。     

干旱胁迫下胡杨茎流日变化分析——以塔里木河下游英苏断面为例

用PHYTALK植物生理生态监测系统对塔里木河下游英苏断面胡杨的茎流和相关环境因子的日变化进行了监测.结果表明:在极端干旱区塔里木河下游的胡杨茎流日变化表现多峰值,且夜晚仍保持一定流速;主枝与侧枝茎流日变化趋势相似,主枝流速高于侧枝;侧枝对环境变化响应更加灵敏,波动强烈,主枝相对侧枝,茎流变化响应迟钝且有明显滞后效应;茎流变化受太阳辐射、风速和大气温度影响明显,而其它环境因子如空气湿度、土壤湿度等影响则不大,气温与叶温表现出极佳相关性,气温与空气湿度呈显著负相关;同时,日变化中,不同时段起主导作用的因子不尽相同.     

黄河口湿地柽柳灌丛土壤盐渍化特征

为探究黄河三角洲湿地柽柳灌丛下土壤的盐渍化特征，在黄河三角洲国家级自然保护区(37°35''-12''N，118°33''-119°20''E)黄河入海口附近，根据长势基本一致的原则分别在碱蓬群落、柽柳群落和芦苇群落各选3株柽柳，采集柽柳灌丛下土壤样品，分析土壤盐分和盐碱化参数的空间分布以及距基茎不同距离处研究对象(土壤总盐(TS)、电导率(EC)、pH、交换性钠百分率(ESP))和环境因子(Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、HCO₃^-、SO^2-₄)之间的关系。结果表明：(1)研究区土壤为弱碱化盐土，离子含量由高到低依次为Cl^->Na⁺>SO^2-₄ >Ca²⁺>Mg²⁺>HCO^-₃>K⁺。除pH在土壤表层数值最低外，表层土壤TS、EC、ESP和盐分离子大于深层土壤，显示表聚性。(2)土壤盐分和盐碱化参数空间分布总体为：在柽柳基茎周围形成"盐谷"、"碱谷"效应， Na⁺、Mg²⁺、Cl^-表现为"盐谷"，K⁺ 、SO^2-₄ 、Ca²⁺ 表现为"盐岛"。(3)在整个土壤剖面中，与TS、EC相关性最强的阴阳离子为Mg²⁺、Cl^-，从灌丛中心到灌丛间裸地Ca²⁺、SO^2-₄与TS、EC的相关性逐渐减弱，Mg²⁺、Cl^-与TS、EC的相关性逐渐增强。Ca²⁺和SO^2-₄与pH表现为较强的负相关性；与ESP相关性最强的阴离子为HCO^-₃，与之相关性最强的阳离子为Na⁺和K⁺，并且Na⁺和K⁺与ESP的相关性表现出从灌丛中心向外逐渐增强。(4)土壤盐渍化主要受控于Na⁺，从灌丛下到灌丛间裸地Cl^-对盐渍化程度的影响逐渐增加，SO^2-₄的影响逐渐降低。     

塔里木河中游水文影响下的胡杨种群格局动态

在利用环境同位素技术与多年径流量数据分析塔里木河中游的水文过程基础上,采用聚集度指标与种群结构动态量化法,研究了水文条件变化下胡杨种群结构特征与时空格局动态,预测了胡杨种群未来发展趋势。结果表明:(1)自1998年以来,中游年径流耗损量逐年减少,依靠地表水补给的地下水日益匮乏,具体表现为地下水埋深呈直线下滑趋势,这导致堤防外植被生长所需的生态用水日益紧缺。(2)在分布格局上,胡杨种群借助集群分布的格局抵抗恶劣的生态环境,其聚集强度随个体发育不断减弱,并有向随机分布发展的趋势;在种群结构上,胡杨种群除2003年为稳定型,其他年份下均属衰退型,表现出结构老龄化且长期衰退的特征。(3)2002年中游水量最为充沛,由于生态对环境变化的迟滞性特征使2003年地下水位抬升,导致胡杨种群变为稳定型,且聚集强度最大,种群增长趋势最强。种群动态指数与地下水埋深的回归模型显示,随地下水埋深的下降,种群增长趋势降低,验证了胡杨种群对水文变化的响应。(4)种群动态预测表明,未来2a,仅幼树数量呈增加趋势,其余径级均为减少趋势;未来5年a大树(或老树)数量将大幅减少。可见,地表水与地下水的逐年减少影响了胡杨种群的分布格局,阻碍了种群的更新发育,水文条件是影响中游胡杨生态特征的直接因素。     

基于典范对应分析的滨海湿地土壤季节性盐渍化特征

为了更好地开发利用黄河三角洲湿地土壤资源和生态环境建设,运用单因素方差分析(One-way ANOVA)和典范对应分析方法(CCA),对黄河口湿地0—10 cm土壤全盐量(TS)、盐分离子组成、pH、钠吸附比(SAR)、电导率(EC)的季节性变化特征及数量关系进行了分析。结果表明:该区土壤属于盐土类型,春季(5月)、夏季(8月)、秋季(10月)全盐含量均高于17.9 g/kg,且春季、秋季的含盐量高于夏季,造成春、秋季积盐,夏季脱盐。盐分阳离子以Na~+为主,阴离子以Cl~-为主,除Mg~(2+)在夏季、秋季和Cl~-在秋季表现出强烈的变异性外,其余离子在不同季节均表现出中等强度的变异性。春季,Cl~-与Na~+、Mg~(2+),SO■与K~+;夏季,Cl~-与HCO~-_3,SO■与Mg~(2+)、Ca~(2+),Ca~(2+)与Mg~(2+);秋季,Cl~-与SO■,SO■与Mg~(2+),Ca~(2+)与Mg~(2+),均有很好的关联性。pH值均介于7.7—8.1之间,各个季节受盐分离子的影响较小,分布较为均匀。SAR介于3.08—5.29之间,春季受控于HCO~-_3;夏季受控于K~+;秋季受各离子的影响均较小,分布较为均匀。EC介于7.16—13.04 mS/cm,春季受各离子的影响均较小,其空间分布较为均匀;夏季受控于SO■、Ca~(2+)、Mg~(2+);秋季受控于Na~+。TS与Cl~-、Na~+、Mg~(2+)在季节变化上的差异性一致,且各个季节均受控于Cl~-。故通过合理的措施控制或减少Cl~-来源是一条减轻黄河口湿地土壤盐渍化的合适途径。     

输水前后塔里木河下游物种多样性与水因子的关系

为检验连续7a的输水对塔里木河下游生态系统稳定性的影响,根据2006年与2010年塔里木河下游地下水埋深、地下水质以及植被调查资料,分析了2006到2010年间物种多样性、地下水位和水质变化状况,利用非参数相关和RDA排序对输水间歇物种多样性与地下水位、水质关系变化作了探讨,结果发现:塔里木河下游输水停止后地下水位不断下降,地下水矿化度也有小幅度增加;物种多样性Shannon-Weiner指数、Simpson指数、Margalef指数、Patrick指数以及Cody指数都以下降为主,表明塔里木河下游受损生态系统尚不具备自维持能力;物种多样性与地下水埋深和地下水矿化度的关系为,地下水平均埋深为5 m左右时,物种多样性主要受地下水质状况的影响,而当地下水平均埋深大于6.5m时,物种多样性的制约因子则为地下水位.因此,从物种多样性角度看,塔里木河下游的合理水位应在5 m左右,大于6.5m则是物种多样性的胁迫水位.     

氮添加对黄河三角洲滨海湿地芦苇养分再吸收效率的影响

大气氮沉降增加能改变土壤养分可利用性,影响滨海湿地植物的养分再吸收。目前研究多关注氮沉降量对养分再吸收过程的影响,且研究集中于叶片,鲜有研究区分不同形态氮素对植物不同器官养分再吸收过程的影响。通过两年的野外控制实验,研究硝态氮、铵态氮添加对黄河三角洲滨海湿地芦苇(Phragmites australis)叶、茎养分再吸收效率的影响。结果表明：两类氮添加均显著增加叶、茎的氮、磷含量(P<0.001),增幅达32.74%—43.22%(氮)、30.91%—36.51%(磷)。叶片氮的再吸收效率为54.14%—67.66%,茎氮的再吸收效率为50.60%—62.85%。叶片磷的再吸收效率为56.80%—70.38%,茎磷的再吸收效率为77.43%—84.95%。两类氮添加均显著降低氮、磷的再吸收效率(P<0.001),但两类氮添加处理下的养分再吸收效率无差异。叶、茎氮的再吸收效率无差异,但茎磷的再吸收效率明显高于叶(P<0.01)。总之,氮添加降低芦苇对氮、磷的再吸收效率,且茎对养分的再吸收也具有不可忽略的贡献。     

酿酒酵母HOR2基因缺失突变株的构建

目的:构建酿酒酵母HOR2基因缺失的突变株并研究其对甘油和乙醇产量的影响。方法:以PCR为基础,通过同源重组的方式使目的基因缺失。结果:通过设计含有与HOR2(GPP2)基因两侧序列同源的长引物,以质粒PUG6为模板进行PCR构建含有Cre/loxP系统的酿酒酵母HOR2基因敲除组件,转化酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)YS2,获得为loxP-kan-loxP序列组件所替换而产生kanr的阳性克隆子。然后再将质粒PSH65转入阳性克隆子诱导表达Cre酶切除筛选标记,在原ORF基因处保留一个loxP位点,丢失质粒后获得HOR2单倍体缺陷型菌株。重复转化敲除组件实现另一条等位基因的敲除。发酵实验表明,突变株甘油产量降低3.34%,乙醇产量提高1.96%。结论:成功获得了酿酒酵母HOR2基因缺失的突变株,并命名为YS2-HOR2。     

南水北调工程对湖泊湿地土壤呼吸速率及碳排放的影响研究

【摘要】湿地是地球三大生态系统之一, 其碳汇功能对应对全球气候变化具有举足轻重的作用。为了阐明湖泊湿地土地利用变化条件下不同植物群落土壤呼吸速率变化及其与相关环境因子的关系, 运用LI-8100A开路式土壤碳通量测量系统, 测定了东平湖湿地典型植物群落(香蒲、芦苇、杨树林)以及应季作物的春季、夏季土壤呼吸速率, 并对大气温度、大气相对湿度、光照强度、土壤温度以及土壤水分等环境因子进行了监测。结果表明:东平湖湿地不同植物群落春夏土壤呼吸速率有明显不同, 夏季呼吸速率高于春季; 不同群落之间土壤呼吸速率也有较大差异, 应季作物土壤呼吸速率均值最大, 其次是香蒲群落和芦苇群落, 杨树林群落最小。从整体看, 南水北调东线工程的实施, 扩大了芦苇、香蒲群落和杨树林群落的面积, 减少了农作物的面积, 对减少碳排放起到了积极作用。为增强湖泊湿地的碳汇功能, 减少温室气体的排放, 应进一步增加湿地植物中木本植物的面积, 减少农作物种植面积; 不同土层温度对不同群落土壤呼吸速率的影响不同, 香蒲群落土壤呼吸速率与0-5 cm土层温度呈正相关, 芦苇群落土壤呼吸速率与0-5 cm, 5-10 cm土层温度呈正相关, 杨树林群落土壤呼吸速率与0-5 cm, 20-25 cm土层温度呈正相关关系。